JP5064718B2 - Measuring feeler for measuring the physical properties of the measuring gas - Google Patents

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Description

本発明は、測定ガスの物理的な特性、特に測定ガス中のガス成分の温度または濃度を測定するための測定フィーラであって、少なくとも１つのコンタクト面を有するセンサ素子と、コンタクト面をコンタクティングする、電気的な接続線路を接続するためのコンタクト部材とが設けられている形式のものに関する。   The present invention relates to a measurement feeler for measuring the physical characteristics of a measurement gas, in particular the temperature or concentration of a gas component in the measurement gas, wherein the sensor element having at least one contact surface is contacted And a contact member for connecting an electrical connection line.

さらに、本発明は、接続線路に通じる少なくとも１つのコンタクト部材を少なくとも１つのコンタクト面に、特に溶接によって材料接続的に結合して、測定ガスの物理的な特性、特に測定ガス中のガス成分の温度または濃度を測定するための測定フィーラに用いられる、少なくとも１つのコンタクト面を有するセンサ素子に対する少なくとも１つの接続コンタクトを製作するための方法に関する。   Furthermore, the present invention provides a material connection of at least one contact member leading to the connecting line to at least one contact surface, in particular by welding, in a material connection, so that the physical properties of the measuring gas, in particular the gas components in the measuring gas, The present invention relates to a method for producing at least one connection contact for a sensor element having at least one contact surface, which is used in a measurement feeler for measuring temperature or concentration.

公知の測定フィーラ（ドイツ連邦共和国特許第１９６３８２０８号明細書）では、接続線路へのセンサ素子の電気的な接続がコンタクト部材によって行われている。このコンタクト部材は、センサ素子側のコンタクティング区分と、接続側の接続区分と、その間に配置された円弧状の中間片とを有している。コンタクト部材のコンタクト区分は、それぞれセンサ素子のコンタクト面に載置していて、このコンタクト面に材料接続的に結合されている。材料接続的な結合部は拡散溶接または拡散ろう接によって形成される。これによって、耐熱性の電気的なかつ機械的な接続がコンタクト箇所に達成される。
ドイツ連邦共和国特許第１９６３８２０８号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１０５１号明細書 In the known measuring feeler (German Patent No. 19638208), the electrical connection of the sensor element to the connection line is made by a contact member. This contact member has a contact section on the sensor element side, a connection section on the connection side, and an arcuate intermediate piece disposed therebetween. The contact sections of the contact members are respectively mounted on the contact surfaces of the sensor elements and are connected to the contact surfaces in a material connection. The material connecting joint is formed by diffusion welding or diffusion brazing. Thereby, a heat-resistant electrical and mechanical connection is achieved at the contact point.
German Patent No. 19638208 German Patent Application Publication No. 19941051

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の、測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラを改良して、コンタクトホルダがコンタクト箇所の剥離応力を阻止し、これによって、このコンタクト箇所の機械的な強度を高めるようにすることである。   The object of the present invention is to improve the measurement feeler for measuring the physical properties of the measurement gas, in the form described at the outset, so that the contact holder prevents the peeling stress at the contact point, and thereby this contact point. Is to increase the mechanical strength.

この課題を解決するために本発明の測定フィーラでは、少なくとも１つのコンタクト部材が、電気的に絶縁性の材料から成るコンタクトホルダに収容されており、該コンタクトホルダが、材料接続的にセンサ素子に結合されているようにした。   In order to solve this problem, in the measurement feeler of the present invention, at least one contact member is accommodated in a contact holder made of an electrically insulating material, and the contact holder is connected to the sensor element in material connection. It was made to be combined.

さらに、前記課題を解決するために本発明の方法では、少なくとも１つのコンタクト部材を収容する、電気的に絶縁性の材料から成るコンタクトホルダを、材料接続的にセンサ素子に結合するようにした。   Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, in the method of the present invention, a contact holder made of an electrically insulating material and containing at least one contact member is coupled to the sensor element in a material connection manner.

請求項１の特徴を備えた本発明による測定フィーラは、たとえば測定フィーラにおける振動または震動によるコンタクト箇所の外的な機械的な負荷が、コンタクト部材を収容するコンタクトホルダによって、コンタクト部材とコンタクト面との間のコンタクト箇所の専有の剪断応力に変換され、これによって、コンタクト箇所の剥離負荷が回避されるという利点を有している。この剥離負荷に対してコンタクト箇所は著しく僅かに抵抗する。本発明の有利な構成により、少なくとも１つのコンタクト部材がコンタクトホルダに位置固定されていると、コンタクト箇所のあらゆる機械的な負荷が回避される。コンタクトホルダとセンサ素子との間の材料接続的な結合によって、ホルダなしのコンタクティングに比べて僅かなコストしかかからないコンタクトホルダの製造技術的に簡単な構成が可能となる。   The measurement feeler according to the present invention having the features of claim 1 is characterized in that an external mechanical load at a contact location due to vibration or vibration, for example, in the measurement feeler is brought into contact with the contact member and the contact surface by the contact holder that accommodates the contact member. It has the advantage that it is converted to a proprietary shear stress at the contact point between which the peeling load at the contact point is avoided. The contact portion is extremely slightly resistant to this peeling load. By virtue of the advantageous configuration of the invention, any mechanical load at the contact point is avoided when the at least one contact member is fixed in position on the contact holder. Due to the material connection between the contact holder and the sensor element, a simple construction of the contact holder in terms of manufacturing technology is possible, which costs less than the contact without the holder.

後続の請求項２〜２０に記載した手段によって、請求項１に記載した測定フィーラの有利な構成および改良形が可能となる。   By means of the subsequent claims 2 to 20, an advantageous construction and refinement of the measuring feeler according to claim 1 is possible.

前述した測定フィーラ内に電気的な接続コンタクトを製作するための有利な方法は、独立請求項２１に記載してある。   An advantageous method for producing electrical connection contacts in the aforementioned measuring feeler is described in the independent claim 21.

後続の請求項２２〜２８に記載した手段によって、請求項２１に記載した方法の有利な実施態様および変化形が可能となる。   By means of the subsequent claims 22-28, advantageous embodiments and variants of the method according to claim 21 are possible.

当該方法の有利な実施態様によれば、コンタクト部材とコンタクト面との間の材料接続的な結合が、コンタクトホルダとセンサ素子との間の材料接続的な結合部の形成後に初めて行われる。このことは、コンタクトホルダとセンサ素子との材料接続的な結合のために、コンタクト部材とコンタクト面との材料接続的な結合に対して有害となる温度を使用することができるという利点を有している。   According to an advantageous embodiment of the method, the material connection between the contact member and the contact surface is only performed after the formation of the material connection between the contact holder and the sensor element. This has the advantage that a temperature that is detrimental to the material connection of the contact member and the contact surface can be used for the material connection of the contact holder and the sensor element. ing.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。   In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１にかつ断面図で図２に示した、測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラは、たとえば内燃機関の排ガス中の酸素濃度を測定するためのラムダセンサ（Ｏ２センサ）として形成されている。しかし、測定フィーラは、ガス温度、たとえば内燃機関の排ガス温度を測定するための温度フィーラとして構想されていてもよい。 The measurement feeler for measuring the physical characteristics of the measurement gas shown in FIG. 1 and in a sectional view in FIG. 1 is, for example, a lambda sensor (O 2 sensor) for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. It is formed as. However, the measuring feeler may be envisaged as a temperature feeler for measuring a gas temperature, for example an exhaust gas temperature of an internal combustion engine.

測定フィーラは、金属から成るハウジング１１を有している。このハウジング１１内には、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９４１０５１号明細書に記載されているように、電気化学的なセンサ素子１２が収容されている。このセンサ素子１２は、電気的に絶縁性の２つのセラミックス部材１３，１４と、両セラミックス部材１３，１４の間に位置するシール部材１５とから成る積層体によって中心に半径方向でハウジング１１内に圧入されていて、軸方向でハウジング１１内に緊締されている。センサ素子１２は、測定ガス側の端区分１２１および接続側の端区分１２２でハウジング１１を越えて突出している。測定ガス側の端区分１２１は保護管１６によってカバーされている。この保護管１６はハウジング１１に位置固定されている。接続側の端区分１２２には、コンタクト面１７が設けられている。このコンタクト面１７を介して、センサ素子１２が接続線路１８に接続されている。この場合、この接続線路１８は、コンタクト面１７の数に相当する数の被覆された電気的な導体１９を有している。図１〜図６に示した実施例では、センサ素子１２が、全部で８つのコンタクト面１７（図３参照）を有しており、接続線路１８が、相応して８つの電気的な導体１９を有している。それぞれ４つのコンタクト面１７が、センサ素子１２の接続側の端区分１２２の、互いに反対の側の大面１２２ａ，１２２ｂに配置されている。接続線路１８の電気的な導体１９と、コンタクト面１７との間の電気的な接続部はコンタクト部材２０によって形成されている。これらのコンタクト部材２０のうち、それぞれ１つのコンタクト部材２０がそのコンタクト面側の端区分でコンタクト面１７に材料接続的に結合されていて、導体側の端区分で圧着部を介して電気的な導体１９に摩擦接続的に結合されている。コンタクト部材２０はコンタクトホルダ２１に収容されている。このコンタクトホルダ２１は材料接続的にセンサ素子１２に結合されている。この場合、コンタクトホルダ２１は、コンタクト面１７のコンタクティング領域が露出していて、コンタクト部材２０のコンタクト面側の端区分によって被覆され得るように接続側の端区分１２２に配置されている。有利には、コンタクトホルダ２１は、センサ素子１２の長手方向で見て、対を成して連続して配置されたコンタクト面１７のすぐ傍らに配置されている。コンタクトホルダ２１を備えたセンサ素子１２の、ハウジング１１を越えて張り出した接続側の端区分１２２は、金属製のハウジングスリーブ２４によってカバーされている。このハウジングスリーブ２４はハウジング１１に載着されていて、このハウジング１１に溶接されている。ハウジングスリーブ２４は、ハウジングと反対の側の端区分２４１を有している。この端区分２４１は減径されている。この端区分２４１内には、プラスチックから成る成形体２５が圧入されている。この成形体２５を通して接続線路１８が案内されている。この場合、さらに、コンタクト部材２０と電気的な導体１９との間の圧着接続部が成形体２５の内部に位置している。   The measuring feeler has a housing 11 made of metal. An electrochemical sensor element 12 is accommodated in the housing 11 as described in German Patent Application Publication No. 19941051, for example. The sensor element 12 is radially centered in the housing 11 by a laminate composed of two electrically insulating ceramic members 13 and 14 and a seal member 15 located between the ceramic members 13 and 14. It is press-fitted and tightened in the housing 11 in the axial direction. The sensor element 12 protrudes beyond the housing 11 at an end section 121 on the measurement gas side and an end section 122 on the connection side. The measuring gas side end section 121 is covered by a protective tube 16. The protective tube 16 is fixed to the housing 11. A contact surface 17 is provided on the end section 122 on the connection side. The sensor element 12 is connected to the connection line 18 via the contact surface 17. In this case, the connection line 18 has a number of covered electrical conductors 19 corresponding to the number of contact surfaces 17. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, the sensor element 12 has a total of eight contact surfaces 17 (see FIG. 3), and the connecting line 18 correspondingly has eight electrical conductors 19. have. Four contact surfaces 17 are arranged on the large surfaces 122 a and 122 b on the opposite sides of the end section 122 on the connection side of the sensor element 12. An electrical connection portion between the electrical conductor 19 of the connection line 18 and the contact surface 17 is formed by a contact member 20. Of these contact members 20, one contact member 20 is connected to the contact surface 17 at the end section on the contact surface side in a material-connecting manner, and is electrically connected via the crimping portion at the end section on the conductor side. Coupled to the conductor 19 in a frictional connection. The contact member 20 is accommodated in the contact holder 21. The contact holder 21 is coupled to the sensor element 12 in a material connection. In this case, the contact holder 21 is arranged in the end section 122 on the connection side so that the contact area of the contact surface 17 is exposed and can be covered with the end section on the contact surface side of the contact member 20. Advantageously, the contact holder 21 is arranged in the immediate vicinity of the contact surfaces 17 which are arranged in pairs in the longitudinal direction of the sensor element 12. The connection-side end section 122 of the sensor element 12 having the contact holder 21 protruding beyond the housing 11 is covered with a metal housing sleeve 24. The housing sleeve 24 is mounted on the housing 11 and is welded to the housing 11. The housing sleeve 24 has an end section 241 on the opposite side of the housing. The end section 241 is reduced in diameter. A molded body 25 made of plastic is press-fitted into the end section 241. The connection line 18 is guided through the molded body 25. In this case, a crimp connection portion between the contact member 20 and the electrical conductor 19 is further located inside the molded body 25.

測定フィーラの図示の実施例では、コンタクトホルダ２１が一体の成形部材である。この成形部材はセンサ素子１２に被せられている。この場合、センサ素子１２と、成形部材の、センサ素子１２に向かい合った面との間の材料接続的な結合は封止材料によって行われている。コンタクトホルダ２１はセラミックス性の材料、有利にはケイ酸マグネシウムまたは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）から成っており、封止材料は高純度の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および／または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成っている。択一的には、コンタクトホルダ２１のための材料としてガラスが使用されてもよい。このガラスは、有利な構成では、それぞれ少なくとも１０％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と、それぞれ少なくと５％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化バリウム（ＢａＯ）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）とから成っている。 In the illustrated embodiment of the measuring feeler, the contact holder 21 is an integral molded member. This molded member is put on the sensor element 12. In this case, the material connection between the sensor element 12 and the surface of the molded member facing the sensor element 12 is made by a sealing material. The contact holder 21 is made of a ceramic material, preferably magnesium silicate or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the sealing material is high-purity aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and / or magnesium oxide ( MgO). Alternatively, glass may be used as the material for the contact holder 21. The glass advantageously has at least 10% each of boron oxide (B 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2 ) and at least 5% each of aluminum oxide (Al 2 O 3). ), Barium oxide (BaO) and magnesium oxide (MgO).

図３〜図６から明らかであるように、コンタクトホルダ２１は、センサ素子１２の接続側の端区分１２２の端領域を完全に取り囲んでいて、コンタクト部材２０の個数に相当する数の案内通路２２，２３を有している。これらの案内通路２２，２３を通して、それぞれ１つのコンタクト部材２０が案内されている（図６参照）。案内通路２２，２３は対を成してセンサ素子１２に対して鏡像対称的に配置されている。この場合、それぞれ２つの案内通路２２；２３がセンサ素子１２に対して横方向に相並んで位置している。全部で４つの案内通路２２がセンサ素子１２に向かって開放しており、全部で４つの別の案内通路２３はセンサ素子１２から間隔を置いて配置されている。全ての案内通路２２，２３は、その高さおよび／または幅が、コンタクトホルダ２１の、コンタクト面１７に向かい合った端部でコンタクト部材２０の厚さおよび／または幅よりも僅かに大きく寸法設定されていて（図４参照）、製造技術的な理由から、コンタクトホルダ２１の、コンタクト面１７と反対の側の端部に向かってなだらかに増加する（図５および図６参照）ように形成されている。ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル−クロム−鉄（ＮｉＣｒＦｅ）合金から成る線材状、帯材状またはストリップ状のコンタクト部材２０はコンタクトホルダ２１の案内通路２２，２３内に押し込まれていて、場合により、コンタクトホルダ２１内に位置固定されていて、コンタクト面１７に載置する区分でこのコンタクト面１７に材料接続的に結合されていて、有利には溶接されている。   As apparent from FIGS. 3 to 6, the contact holder 21 completely surrounds the end region of the end section 122 on the connection side of the sensor element 12, and the number of the guide passages 22 corresponds to the number of the contact members 20. , 23. One contact member 20 is guided through each of these guide passages 22 and 23 (see FIG. 6). The guide passages 22 and 23 are arranged in a mirror image symmetry with respect to the sensor element 12 in a pair. In this case, two guide passages 22; 23 are positioned side by side with respect to the sensor element 12. A total of four guide passages 22 are open towards the sensor element 12 and a total of four further guide passages 23 are spaced from the sensor element 12. All the guide passages 22, 23 are dimensioned such that their height and / or width is slightly larger than the thickness and / or width of the contact member 20 at the end of the contact holder 21 facing the contact surface 17. (See FIG. 4), and for reasons of manufacturing technology, the contact holder 21 is formed so as to gradually increase toward the end opposite to the contact surface 17 (see FIGS. 5 and 6). Yes. A wire-like, strip-like or strip-like contact member 20 made of nickel (Ni) or a nickel-chromium-iron (NiCrFe) alloy is pushed into the guide passages 22 and 23 of the contact holder 21, depending on the case. It is fixed in position in the holder 21 and is connected in material connection to the contact surface 17 in sections that rest on the contact surface 17 and is preferably welded.

センサ素子１２と接続線路１８との接続コンタクトの製作時には、まず、コンタクトホルダ２１とセンサ素子１２との間の材料接続的な結合部が封止材料によって形成される。この場合、封止時の温度は、高い温度が可能な限り短い時間で生ぜしめられるようにガイドされる。たとえば、封止材料の結合は６０℃の温度で３０分以内で実施され、封止材料の完全硬化は２４０℃の温度で３０分以内で実施される。その後、コンタクト部材２０が案内通路２２，２３を通して案内され、コンタクト面１７に材料接続的に結合される。この場合、この材料接続的な結合はギャップ溶接によって行われる。このギャップ溶接は、選択的には、コンタクト部材２０とコンタクト面１７とを通る直列の電流流れまたは並列の電流流れが生ぜしめられるように実施されてよい。   When the connection contact between the sensor element 12 and the connection line 18 is manufactured, first, a material-connecting joint between the contact holder 21 and the sensor element 12 is formed by a sealing material. In this case, the temperature at the time of sealing is guided so that a high temperature is generated in the shortest possible time. For example, the bonding of the sealing material is performed within 30 minutes at a temperature of 60 ° C., and the full curing of the sealing material is performed within 30 minutes at a temperature of 240 ° C. Thereafter, the contact member 20 is guided through the guide passages 22 and 23 and is connected to the contact surface 17 in a material connection manner. In this case, this material connection is achieved by gap welding. This gap welding may optionally be performed such that a series current flow or parallel current flow through the contact member 20 and the contact surface 17 is generated.

択一的な構成では、コンタクトホルダ２１がその材料の射出成形または注型によりセンサ素子１２に直接固着されている。この場合、有利にはコンタクト部材２０がコンタクトホルダ材料の射出成形によりコンタクトホルダ２１に一緒に埋め込まれる。合理的な製造のほかに、このことは、コンタクト部材２０がコンタクトホルダ２１に位置固定されており、これによって、あらゆる機械的な負荷がコンタクト面１７とコンタクト部材２０との間のコンタクト箇所から遠ざけられるという利点を有している。コンタクトホルダ材料の射出成形または注型によるセンサ素子１２へのコンタクトホルダ２１の固着のためには、射出成形型または注型型が使用される。この型内には、センサ素子１２がその接続側の端区分１２２でかつコンタクト部材２０が中間の区分で挿入される。この場合、有利には、プラスチックから成る射出成形型または注型型が使用される。この型は、コンタクトホルダ２１の完全硬化後に溶融除去されるかまたは破壊されるかまたは焼却される。   In an alternative configuration, the contact holder 21 is directly fixed to the sensor element 12 by injection molding or casting of the material. In this case, the contact member 20 is preferably embedded together in the contact holder 21 by injection molding of the contact holder material. In addition to reasonable manufacture, this means that the contact member 20 is fixed in position on the contact holder 21 so that any mechanical load is kept away from the contact point between the contact surface 17 and the contact member 20. Has the advantage of being An injection mold or a casting mold is used to fix the contact holder 21 to the sensor element 12 by injection molding or casting of the contact holder material. In this mold, the sensor element 12 is inserted in the end section 122 on the connection side and the contact member 20 is inserted in the middle section. In this case, an injection mold or casting mold made of plastic is preferably used. This mold is melted away or destroyed or incinerated after the contact holder 21 is fully cured.

使用事例に応じて、前述したコンタクトホルダ２１は、８つよりも少ない案内通路２２，２３を備えて形成されていてもよい。この場合、選択的には、案内通路２２または案内通路２３を省略することができる。このことは、センサ素子１２が全部で４つのコンタクト面１７しか有していない場合の事例である。当然ながら、８つの案内通路２２，２３を備えた前述したコンタクトホルダ２１を自在に使用し、センサ素子１２に存在する、より僅かな個数のコンタクト面１７の場合に、個々の案内通路２２，２３をコンタクト部材２０によって被覆しないことが可能である。   Depending on the use case, the contact holder 21 described above may be formed with fewer than eight guide passages 22 and 23. In this case, the guide passage 22 or the guide passage 23 can be omitted selectively. This is the case where the sensor element 12 has only four contact surfaces 17 in total. Naturally, the above-described contact holder 21 having eight guide passages 22 and 23 can be used freely, and in the case of a smaller number of contact surfaces 17 existing in the sensor element 12, the individual guide passages 22 and 23 are provided. May not be covered by the contact member 20.

図７および図８に示した実施例では、コンタクトホルダ２１′が完全円筒体としてではなくなく、半割円筒体として形成されている。この半割円筒体は、センサ素子１２の接続側の端区分１２２の端領域の、互いに反対の側の大面１２２ａ，１２２ｂにわたって部分的に、図示の実施例では、それぞれ半分だけ係合している。コンタクトホルダ２１′は、前述したように、同じく材料接続的にセンサ素子１２に結合されている。センサ素子１２の、本実施例で全部で４つのコンタクト面１７は、大面１２２ａ，１２２ｂの、コンタクトホルダ２１′から解放された領域に配置されている。この場合、各大面１２２ａ，１２２ｂには、それぞれ２つのコンタクト面１７が軸方向に連続して位置している。図７および図８に示していない、コンタクト面１７に材料接続的に結合されたコンタクト部材は、前述した形式と同じ形式で案内通路２２′に収容されていて、この案内通路２２′に、たとえば係止突起によって位置固定されている。案内通路２２′は、センサ素子１２に設けられたコンタクト面１７の位置に基づき、センサ素子１２の長手方向軸線に対して横方向にかつ互いに平行に延びている。案内通路２２′は、図３〜図６に示した案内通路２２と同じ形式で形成されている。この場合、コンタクトホルダ２１′のコンタクト面側の端部でコンタクト部材の横断面よりも僅かに大きい案内通路２２′の横断面は、図７および図８から認めることができるように、コンタクトホルダ２１′の、コンタクト面と反対の側の端部に向かって拡大されている。案内通路２２′は、図３〜図６に示した案内通路２２と同様にセンサ素子１２に向かって開放している。しかし、このことは強制的ではない。その他の点では、図１〜図６に対して説明した全ての手段が、材料選択および材料接続的な結合の形式を含めて、図７および図８の実施例でも実現されている。   In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the contact holder 21 'is formed not as a complete cylinder but as a half cylinder. This half cylinder engages partly across the large surfaces 122a, 122b on the opposite sides of the end region 122 of the connecting side end section 122 of the sensor element 12, and in the illustrated embodiment, each half engages. Yes. The contact holder 21 'is coupled to the sensor element 12 in the same material connection as described above. In the present embodiment, a total of four contact surfaces 17 of the sensor element 12 are arranged in areas of the large surfaces 122a and 122b that are released from the contact holder 21 '. In this case, the two contact surfaces 17 are continuously located in the axial direction on each of the large surfaces 122a and 122b. A contact member, which is not shown in FIGS. 7 and 8 and is connected in material connection to the contact surface 17, is accommodated in the guide channel 22 ′ in the same manner as described above, The position is fixed by the locking projection. The guide passages 22 ′ extend laterally with respect to the longitudinal axis of the sensor element 12 and parallel to each other based on the position of the contact surface 17 provided in the sensor element 12. The guide passage 22 'is formed in the same form as the guide passage 22 shown in FIGS. In this case, as can be seen from FIGS. 7 and 8, the contact holder 21 has a cross section of the guide passage 22 'slightly larger than the cross section of the contact member at the end of the contact holder 21' on the contact surface side. ′ Is enlarged toward the end opposite to the contact surface. The guide passage 22 ′ is open toward the sensor element 12 in the same manner as the guide passage 22 shown in FIGS. 3 to 6. But this is not mandatory. In other respects, all the means described with respect to FIGS. 1 to 6 are implemented in the embodiments of FIGS. 7 and 8, including the form of material selection and material connection.

ガス測定フィーラの側面図である。It is a side view of a gas measurement feeler. 図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line | wire shown in FIG. 図１および図２に示したガス測定フィーラの、材料接続的に結合されたコンタクトホルダを備えたセンサ素子の部分的な斜視図である。FIG. 3 is a partial perspective view of the sensor element with contact holders coupled in material connection of the gas measuring feeler shown in FIGS. 1 and 2. 図３に示した矢印ＩＶの方向で見た、コンタクトホルダの端面で破断されたセンサ素子を示す図である。It is a figure which shows the sensor element fractured | ruptured by the end surface of the contact holder seen in the direction of arrow IV shown in FIG. 図３に示した矢印Ｖの方向で見た図である。It is the figure seen in the direction of the arrow V shown in FIG. コンタクトホルダに挿入されたコンタクト部材を備えた、図４に示したＶＩ−ＶＩに沿った断面図である。It is sectional drawing along VI-VI shown in FIG. 4 provided with the contact member inserted in the contact holder. 別の実施例によるコンタクトホルダを図３と同様に示すである。FIG. 4 shows a contact holder according to another embodiment as in FIG. 3. 図７に示した矢印ＶＩＩＩの方向で見た図である。It is the figure seen in the direction of arrow VIII shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１１ ハウジング、 １２ センサ素子、 １３ セラミックス部材、 １４ セラミックス部材、 １５ シール部材、 １６ 保護管、 １７ コンタクト面、 １８ 接続線路、 １９ 導体、 ２０ コンタクト部材、 ２１，２１′ コンタクトホルダ、 ２２，２２′ 案内通路、 ２３ 案内通路、 ２４ ハウジングスリーブ、 ２５ 成形体、 １２１ 端区分、 １２２ 端区分、 １２２ａ 大面、 １２２ｂ 大面、 ２４１ 端区分   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Housing, 12 Sensor element, 13 Ceramic member, 14 Ceramic member, 15 Seal member, 16 Protection tube, 17 Contact surface, 18 Connection line, 19 Conductor, 20 Contact member, 21, 21 'Contact holder, 22, 22' Guide Passage, 23 guide passage, 24 housing sleeve, 25 molded body, 121 end section, 122 end section, 122a large surface, 122b large surface, 241 end section

Claims (33)

測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラであって、少なくとも１つのコンタクト面（１７）を有するセンサ素子（１２）と、コンタクト面（１７）をコンタクティングする、電気的な接続線路（１８）を接続するためのコンタクト部材（２０）とが設けられている形式のものにおいて、少なくとも１つのコンタクト部材（２０）が、電気的に絶縁性の材料から成るコンタクトホルダ（２１；２１’）に収容されており、該コンタクトホルダ（２１；２１’）が、材料接続的にセンサ素子（１２）に結合されていることを特徴とする、測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラ。 A measurement feeler for measuring the physical characteristics of the measurement gas, the sensor element having at least one contact surface (17) (12), the contact surface (17) to contactee coating, electrical connection In the type in which the contact member (20) for connecting the line (18) is provided, at least one contact member (20) is a contact holder (21; 21) made of an electrically insulating material. ') For measuring the physical properties of the measuring gas, characterized in that the contact holder (21; 21') is connected to the sensor element (12) in a material connection. Measuring feeler. 少なくともコンタクト面（１７）のコンタクティング領域が露出しているように、コンタクトホルダ（２１；２１’）とセンサ素子（１２）との間の材料接続的な結合が行われている、請求項１記載の測定フィーラ。   2. A material connection between the contact holder (21; 21 ′) and the sensor element (12) is provided such that at least the contact area of the contact surface (17) is exposed. The described measurement feeler. コンタクトホルダ（２１；２１’）が、少なくとも１つのコンタクト面（１７）の傍らに配置されている、請求項２記載の測定フィーラ。   3. The measuring feeler according to claim 2, wherein the contact holder (21; 21 ') is arranged beside the at least one contact surface (17). コンタクトホルダ（２１；２１’）が、一体の成形部材である、請求項１から３までのいずれか１項記載の測定フィーラ。   4. The measuring feeler according to claim 1, wherein the contact holder (21; 21 ') is an integral molded member. 材料接続的な結合部が、センサ素子（１２）と、コンタクトホルダ（２１；２１’）の、センサ素子（１２）に向かい合った面との間に存在している、請求項１から４までのいずれか１項記載の測定フィーラ。   5. A material-connecting connection is present between the sensor element (12) and the surface of the contact holder (21; 21 ') facing the sensor element (12). The measurement feeler of any one of Claims. コンタクトホルダ（２１）とセンサ素子（１２）との間の材料接続的な結合部が、封止材料によって形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の測定フィーラ。   6. The measuring feeler according to claim 1, wherein the material connecting joint between the contact holder (21) and the sensor element (12) is formed by a sealing material. コンタクトホルダ（２１）が、コンタクトホルダ材料の射出成形または注型によりセンサ素子（１２）に固着されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の測定フィーラ。   6. The measuring feeler according to claim 1, wherein the contact holder (21) is fixed to the sensor element (12) by injection molding or casting of a contact holder material. 少なくとも１つのコンタクト部材（２０）が、コンタクトホルダ材料の射出成形によりコンタクトホルダ（２１；２１’）に一緒に埋め込まれている、請求項７記載の測定フィーラ。   8. The measuring feeler according to claim 7, wherein the at least one contact member (20) is embedded together in the contact holder (21; 21 ') by injection molding of the contact holder material. コンタクト部材（２０）が、コンタクトホルダ（２１；２１’）に係止突起によって位置固定されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 Contact members (20), the contact holder (21; 21 ') to be positionally fixed by locking projections, measurement of any one of claims 1 to 7 feeler. コンタクトホルダ（２１；２１’）の材料が、セラミックス性の材料である、請求項１から９までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 Contact holder; material (21 21 ') is a ceramic of the wood charge, the measurement of any one of claims 1 to 9 feeler. 前記セラミックス性の材料が、ケイ酸マグネシウムまたは酸化アルミニウムである、請求項１０記載の測定フィーラ。The measurement feeler according to claim 10, wherein the ceramic material is magnesium silicate or aluminum oxide. 封止材料が、高純度の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および／または酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成っている、請求項６記載の測定フィーラ。 The measurement feeler according to claim 6 , wherein the sealing material is made of high-purity aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and / or magnesium oxide (MgO). コンタクトホルダ（２１；２１’）の材料がガラスであり、該ガラスが、それぞれ少なくとも１０％の酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と、それぞれ少なくと５％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化バリウム（ＢａＯ）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）とから成っている、請求項１から９までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 Contact holder; material (21 21 ') is glass, the glass is, their respective at least 10% of boron oxide (B 2 O 3), zinc oxide (ZnO), silicon oxide (SiO 2), less the 5% of aluminum oxide, respectively (Al 2 O 3), is made from a barium oxide (BaO), and magnesium oxide (MgO), the measurement of any one of claims 1 to 9 feeler. 少なくとも１つのコンタクト部材（２０）が、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル−クロム−鉄（ＮｉＣｒＦｅ）合金から成っている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 At least one contact member (20) is a nickel (Ni) or nickel - chromium - Iron (NiCrFe) is made of an alloy, the measurement of any one of claims 1 to 13 feeler. コンタクトホルダ（２１；２１’）が、センサ素子（１２）の軸方向区分を少なくとも部分的に取り囲んでいて、コンタクトホルダ（２１）を貫通した、コンタクト部材（２０）を案内するための少なくとも１つの案内通路（２２，２３）を有している、請求項１から１４までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 A contact holder (21; 21 ') at least partially surrounds the axial section of the sensor element (12) and guides the contact member (20) through the contact holder (21). guide has a passageway (22, 23), the measurement of any one of claims 1 to 14 feeler. コンタクトホルダ（２１）が、センサ素子（１２）の軸方向区分を完全に取り囲んでおり、少なくとも１つの案内通路（２２，２３）が、センサ素子（１２）の長手方向に延びている、請求項１５記載の測定フィーラ。 The contact holder (21) completely surrounds the axial section of the sensor element (12), and at least one guide passage (22, 23) extends in the longitudinal direction of the sensor element (12). 15. The measurement feeler according to 15 . コンタクトホルダ（２１’）が、センサ素子（１２）の軸方向区分の、互いに反対の側の大面（１２２ａ，１２２ｂ）にわたって部分的に係合しており、少なくとも１つの案内通路（２２）が、センサ素子（１２）の長手方向に対して横方向に延びている、請求項１５記載の測定フィーラ。 Contact holder (21 ') is, in the axial section of the sensor element (12), the large surface (122a, 122b) opposite from each other and partially engage over at least one guide channel (22) The measuring feeler according to claim 15 , extending in a direction transverse to the longitudinal direction of the sensor element (12). コンタクトホルダ（２１’）が、センサ素子（１２）の前記軸方向区分の、互いに反対の側の大面（１２２ａ，１２２ｂ）にわたって半分だけ係合しており、少なくとも１つの案内通路（２２）が、センサ素子（１２）の前記長手方向に対して横方向に延びている、請求項１５記載の測定フィーラ。A contact holder (21 ′) is engaged half way over the opposite major surfaces (122a, 122b) of the axial section of the sensor element (12), and at least one guide passage (22) is provided. 16. A measuring feeler according to claim 15, extending in a direction transverse to the longitudinal direction of the sensor element (12). 少なくとも１つの案内通路（２２）が、センサ素子（１２）に向かって開放している、請求項１５から１８までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 19. A measuring feeler according to any one of claims 15 to 18 , wherein at least one guide passage (22) is open towards the sensor element (12). 少なくとも１つの案内通路（２３）が、センサ素子（１２）から間隔を置いて配置されている、請求項１５から１８までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 19. A measuring feeler according to any one of claims 15 to 18 , wherein the at least one guide passage (23) is spaced from the sensor element (12). コンタクトホルダ（２１）が、別のコンタクト部材（２０）に対する少なくとも１つの第２の案内通路（２３）を有しており、該第２の案内通路（２３）が、センサ素子（１２）に向かって開放した案内通路（２２）から間隔を置いて配置されている、請求項１９記載の測定フィーラ。 The contact holder (21) has at least one second guide passage (23) for another contact member (20), which second guide passage (23) faces the sensor element (12). 20. A measuring feeler according to claim 19 , wherein the measuring feeler is spaced from the open guide passage (22). 少なくとも１つのコンタクト面（１７）と、該コンタクト面（１７）をコンタクティングするコンタクト部材（２０）とが、材料接続的に互いに結合されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の測定フィーラ。 And at least one contact surface (17), the contact surface (17) contact members (20) to contactee coating. However, coupled to the material connection to each other physician, any of claims 1 to 21 1 Measurement feeler according to item. 少なくとも１つのコンタクト面（１７）と、該コンタクト面（１７）をコンタクティングするコンタクト部材（２０）とが、ギャップ溶接によって互いに結合されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の測定フィーラ。The at least one contact surface (17) and the contact member (20) that contacts the contact surface (17) are connected to each other by gap welding. Measuring feeler. 前記物理的な特性が、前記測定ガス中のガス成分の温度または濃度である、請求項１から２３までのいずれか１項記載の測定フィーラ。The measurement feeler according to any one of claims 1 to 23, wherein the physical characteristic is a temperature or a concentration of a gas component in the measurement gas. 接続線路（１８）に通じる少なくとも１つのコンタクト部材（２０）を少なくとも１つのコンタクト面（１７）に材料接続的に結合して、測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラに用いられる、少なくとも１つのコンタクト面（１７）を有するセンサ素子（１２）に対する少なくとも１つの接続コンタクトを製作するための方法において、少なくとも１つのコンタクト部材（２０）を収容する、電気的に絶縁性の材料から成るコンタクトホルダ（２１；２１’）を、材料接続的にセンサ素子（１２）に結合することを特徴とする、測定ガスの物理的な特性を測定するための測定フィーラに用いられる、少なくとも１つのコンタクト面を有するセンサ素子に対する少なくとも１つの接続コンタクトを製作するための方法。 Connecting lines (18) in communication with at least one contact member (20) Material cost connection coupled to the at least one contact surface (17) and the measuring feeler for measuring the physical characteristics of the measured gas In a method for making at least one connection contact for a sensor element (12) having at least one contact surface (17), an electrically insulating material containing at least one contact member (20) is used. Used in a measuring feeler for measuring physical properties of a measuring gas, characterized in that a contact holder (21; 21 ′) made of material is coupled to the sensor element (12) in a material-connected manner, at least A method for making at least one connection contact for a sensor element having one contact surface. コンタクト部材（２０）とコンタクト面（１７）との間の材料接続的な結合部を、コンタクトホルダ（２１；２１’）とセンサ素子（１２）との間の材料接続的な結合部の形成後に形成する、請求項２５記載の方法。 After the formation of the material connection between the contact holder (21; 21 ′) and the sensor element (12), the material connection between the contact member (20) and the contact surface (17) is formed. 26. The method of claim 25 , forming. コンタクトホルダ（２１；２１’）とセンサ素子（１２）との間の材料接続的な結合部を封止材料によって形成する、請求項２５または２６記載の方法。 27. A method according to claim 25 or 26 , wherein the material-connective connection between the contact holder (21; 21 ') and the sensor element (12) is formed by a sealing material. 封止時の温度を、高い温度が可能な限り短い時間で生ぜしめられるようにガイドする、請求項２７記載の方法。 28. The method according to claim 27 , wherein the temperature at the time of sealing is guided so that a high temperature is generated in the shortest possible time. 材料接続的な結合部を、コンタクトホルダ材料の注型または射出成形によるセンサ素子（１２）へのコンタクトホルダ（２１；２１’）の固着によって形成する、請求項２５または２６記載の方法。 27. A method as claimed in claim 25 or 26 , wherein the material-connective joint is formed by fixing the contact holder (21; 21 ') to the sensor element (12) by casting or injection molding of the contact holder material. コンタクトホルダ材料の注型または射出成形によるコンタクトホルダ（２１；２１’）の固着時に、センサ素子（１２）をその端部側の区分でかつ少なくとも１つのコンタクト部材（２０）を中間の区分で射出成形型内にまたは注型型内に挿入する、請求項２９記載の方法。 Contact holder by casting or injection molding of the contact holder material; when sticking (21 21 '), even without or hanging low at its end-side segment of the sensor element (12) one contact member (20) the intermediate 30. The method of claim 29 , wherein the method is inserted into an injection mold or into a casting mold in sections. コンタクトホルダ材料の射出成形または注型によるセンサ素子（１２）へのコンタクトホルダ（２１；２１’）の固着のために、プラスチックから成る射出成形型または注型型を使用し、該型をコンタクトホルダ（２１；２１’）の完全硬化後に溶融除去するかまたは破壊するかまたは焼却する、請求項２９または３０記載の方法。 For the fixing of the contact holder (21; 21 ') to the sensor element (12) by injection molding or casting of the contact holder material, an injection molding mold or casting mold made of plastic is used, and the mold is used as the contact holder. 31. A method according to claim 29 or 30 , wherein (21; 21 ') is completely melted, melted or destroyed or incinerated. コンタクト部材（２０）とコンタクト面（１７）との間の材料接続的な結合部を、コンタクト部材（２０）とコンタクト面（１７）とを通る直列のまたは並列の電流流れによるギャップ溶接によって形成する、請求項２５から３１までのいずれか１項記載の方法。 A material-connected joint between the contact member (20) and the contact surface (17) is formed by gap welding with a series or parallel current flow through the contact member (20) and the contact surface (17). 32. A method according to any one of claims 25 to 31 . 前記物理的な特性が、前記測定ガス中のガス成分の温度または濃度である、請求項２５から３２までのいずれか１項記載の方法。The method according to any one of claims 25 to 32, wherein the physical property is a temperature or a concentration of a gas component in the measurement gas.
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