JP5222295B2

JP5222295B2 - 圧力と温度を組合わせて測定するための差込みセンサ

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Publication number: JP5222295B2
Application number: JP2009527765A
Authority: JP
Inventors: エンゲルハルトイェルク; シュトルオリヴァー; レッサークリスティアン
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2027-08-20
Also published as: EP2069739A1; WO2008031691A1; US20100002745A1; EP2069739B1; DE102006043324A1; JP2010503000A; US8038345B2

Description

本発明は、とりわけ自動車のエアコン装置の冷媒回路で使用するための、流動媒体の圧力および温度を測定するための差込みセンサに関する。

様々な領域において、流動媒体、例えばガスおよび／または液体の種々異なるパラメータを同時に測定しなければならないことがある。とりわけ多くの要求のために、圧力と温度を同時に測定することが必要である。」この目的のために、コンビネーション型の圧力・温度センサが開発された。このセンサは関連の適用領域に応じて最適化されている。

ここでの重要な適用例は、空調設備のためのコンビネーション型圧力・温度センサである。空調設備では通例、冷媒の気化熱が空気（または他の冷却すべき媒体）の冷却のために使用される。続いてコンプレッサで冷媒が再び圧縮され、これにより液化する。圧縮時には冷媒の温度上昇が発生する。この吸収された熱は通例、ガス冷却器で再び環境へ放出される。ここでコンプレッサによる圧縮過程は通例、動作圧力が所定の最大圧を越えず、動作温度が所定の最高温度を越えないように制御される。この目的のために圧力と温度を検出しなければならない。

しかし２つの別個のセンサを圧力と温度の検出に使用することはかなりのコストが掛かる。なぜなら少なくとも２つのソケットと複数のケーブル索を設けなければならないからである。さらに複数の個別のセンサを使用することによって、個々のコンポーネントのインタフェースおよび接続箇所に複数のシーリング箇所が生じることとなる。したがって、圧力信号と温度信号の両方が得られる１つのコンビネーション型圧力・温度センサが開発された。この種のコンビネーション型圧力・温度センサは例えば、EP 1 521 061 A2、DE 101 09 095 A1ならびにDE 197 45 244 A1およびEP 0 893 676 A2から公知である。

将来の自動車で使用されるエアコン装置に対しては、従来のＲ１３４ａエアコン装置がＣＯ_２エアコン装置により置換されると予想される。なぜならＥＵ法規により、エアコン装置でこれまで使用されていた冷媒Ｒ１３４ａは２０１６年から完全に禁止されるからである。この種のＣＯ２エアコン装置では、従来のエアコン装置と比較して比較的高い動作圧力と温度負荷が発生する。このような高い動作圧力と温度負荷は、構成部材およびセンサの圧力および温度負荷耐性に対して完全に新たな要求を課す。例えば動作時に１４０ｂａｒまでの圧力と、１８０℃までの媒体温度が発生する。典型的にはシステムの密閉度に対し、１年で１ｇ以下の漏れ要求が課せられる。

EP 0 893 676 A2で提案されたコンビネーション型圧力・温度センサの解決手段では、可変容量のコンデンサが使用され、このコンデンサはフレキシブルなダイヤフラムを圧力測定のために有する。このフレキシブルなダイヤフラムには、温度センサとしてサーミスタが装着されている。比較的面倒なダイヤフラムの密閉には従来のＯリングが使用される。Ｏリングは比較的長期の動作時間で（とりわけ温度負荷が高い場合）容易に劣化し、したがって密閉度が長期的に見ると保証されない。別の欠点は、密閉構造の複雑さにある。密閉のためには複数の作業ステップが必要であり、したがって取付け時間および取付けコストを甚だしく増大させる。提案された解決手段の別の欠点は、提案された測定コンセプト、とりわけ温度測定の測定コンセプトが比較的不正確なことである。なぜならサーミスタが装着された圧力測定ダイヤフラムは、測定媒体から比較的離れて配置されているからである。

DE 101 09 095 A1による解決手段では、測定フィンガの装着されたフロントダイヤフラムセンサが使用される。しかしこの解決手段には、センサがとりわけダイヤフラム領域で非常に脆弱であり、そのため多くの場合に保護シールドを設けなければならないという欠点がある。この解決手段は、モータスポーツ分野で使用される解決手段であり、その寿命は比較的短い。DE 101 09 095 A1に示された解決手段の別の欠点は、提案された構成での圧力および／または温度測定の精度が、コンビネーション型センサの取付け状況に応じてその他の条件は同じでも大きく変化することがあることである。

前記の取付け問題は、例えば自動車に設けられている通常のエアコン装置では冷媒管の管直径が非常に小さいため、ますます由々しい問題となる。この管直径は、通常約８ｍｍの領域にある。このことにより、８ｍｍより大きくなければならない（通常は１０ｍｍ）センサ管の領域には、流速の低下した領域が発生する。なぜならこの領域には直径の拡張された管を使用しなければならないからである。この領域では測定媒体がより迅速に冷却され、温度は本来の媒体温度から大きく異なる。例えばDE 101 09 095 A1に提案されたように温度センサを離心して配置する場合、温度センサがねじ留めの際に、ちょうどこの温度偏差のある領域に来ることが生じ得る。したがって温度信号の精度は、ねじ留め後の測定フィンガの偶然的位置に依存する。しかし温度センサを中心に配置することは、有利には圧力センサを中心に配置するため構造空間の理由から多くの場合不可能であるか、または非常に困難である。

ＥＰ１５２１０６１Ａ２ＤＥ１０１０９０９５Ａ１ＤＥ１９７４５２４４Ａ１ＥＰ０８９３６７６Ａ２

したがって本発明の課題は、とりわけ自動車のエアコン装置の冷媒循環回路で使用するための、流動媒体の圧力および温度測定のための差込みセンサを提案することであり、この差込みセンサは上記の従来技術の欠点を回避し、頑強であり、同時に圧力信号と温度信号の両方の良好な再現性を保証するようにする。この差込みセンサは、とりわけＣＯ_２エアコン装置に使用することができるようにする。

本発明の基本思想は、中央での温度測定と従来の圧力センサとを組合わせることである。この問題は、とりわけ差込みセンサが小型の場合、圧力センサは構造的理由から通常は中央に配置されるから、必要な種々の孔部を特別に配置することによって解決される。

したがって提案された差込みセンサは、センサ軸を備えるセンサ本体を有する。このセンサ軸はセンサ本体の対称軸とすることができる。しかしこのことは、センサ本体が完全に対称性に構成されなければならないことを必ずしも意味するものではない。さらにセンサ本体は、センサ軸に実質的に同心に配置された圧力センサを有する。例えばこの圧力センサ（もちろん複数の圧力センサを設けることもできる）は、ダイヤフラム型圧力センサとすることができ、これは例えばRobert Bosch GmbH: "Sensoren im Kraftfahrzeug", 2001年, 78ページ, またはStefan Butzmann著 (Herausgeber): "Sensorik im Kraftfahrzeug", expert Verlag, 2006年, 77ページに記載されている。別の形式の圧力センサ、別の測定原理に基づく圧力センサも使用することができる。

さらに本発明の差込みセンサは、センサ本体に配置された貫通孔部を有する。この貫通孔部は、圧力センサを流動媒体と接続するために用いる。さらにセンサ本体には温度センサ孔部が設けられており、その中には温度センサが収容されている。圧力センサをセンサ軸の中央に配置し、すなわち実質的に同心に配置し、それでもなお中央での温度測定を同時に可能にするために、温度センサ孔軸を備える温度センサ孔部が設けられている。この温度センサ孔軸はセンサ軸に対して、センサ軸の流動媒体に向いた側の端部に向かって傾斜している。ここで「実質的に」とは、圧力センサの配置が同心配置からわずかに異なっていても許容できることを意味する。しかし同心配置からの偏差は有利には圧力センサの直径の１０％以下である。

提案された温度センサ孔軸が傾斜した差込みセンサの構成により、温度測定の精度が向上される。なぜなら、圧力センサが中央に配置されていても中央での温度測定（ないしは中央付近での温度測定）が可能だからである。このようにして、圧力センサが中央に配置されていても、差込みセンサの構造を同時に小型化することができる。それでもなお、この差込みセンサは圧力測定でも温度測定でも高い精度を有する。

とりわけ差込みセンサは、有利にはＮＴＣ抵抗である温度センサ素子を有する。ここで有利には温度センサ孔軸は、センサ軸と温度センサ素子の領域で交差するように配置されている。例えば（相応の孔部ショルダ等を備える）温度センサ孔部は、温度センサ素子が相応に配置され、および／または保持されるように構成することができる。このようにして温度センサ素子の中央配置を保証することができる。ここで「領域」とは、ある程度の公差を含むものであり、センサ軸と温度センサ孔軸との交点からの温度センサ素子の偏差は温度センサ素子の空間的広がりの２０％以下である。択一的にまたは付加的にこの構成は、センサ軸と温度センサ孔軸との交点が温度センサ素子の空間的広がりの領域に残るように選択することができる。

差込みセンサはさらに、例えば上記のDE 101 09 095 A1からも公知のようにセンサ本体から突出した測定フィンガを有することができる。この場合、温度センサ孔部は有利には有底孔部として構成されており、完全にまたは部分的に測定フィンガ内に配置される。この場合、温度センサ素子は完全にまたは部分的に測定フィンガに収容される。

エアコン装置の上記管直径に対しては、温度センサ孔軸とセンサ軸とが３゜から７０゜の間の領域の角度、有利には５゜から２０゜、とくに有利には約１３°の角度をなすと有利である。このようにして、通常のセンサ幾何形状が既存のシステムにとくに有利に適合される。ここで実際に使用される角度はセンサ長、例えばねじ長に適合することができる。

さら貫通孔部も少なくとも部分的に、貫通孔軸を備えるシリンダ形状に構成することができる。このシリンダ状の構成は製造技術的にとくに有利である。ここで有利には貫通孔軸も同様にセンサ軸に対して傾斜しており、貫通孔軸がセンサ軸の流動媒体に向いた側の端部から離れるように傾斜している。このようにして貫通孔軸は温度センサ孔部をかわすことができる。例えば貫通孔軸と温度センサ孔軸は、少なくとも部分的に平行に構成することができる。とりわけ貫通孔軸は、センサ軸の流動媒体に向いた側の端部から離れるように傾斜することができる。相応にして貫通孔軸とセンサ軸は、有利には上に説明した角度と同じ領域の角度をなす。図示の実施例の差込みセンサは種々の改善形態により付加的に改善される。これらの改善は、孔軸の前記傾斜と組合わせて使用されるととくに顕著である。例えばセンサ本体は差込みセンサ孔部にねじ留めするための外ねじと、流動媒体に向いた側の端部に配置された円錐パッキンを有することができる。例えばStefan Butzmann著 (Herausgeber): "Sensorik im Kraftfahrzeug", expert Verlag, 2006年, 73-81ページから公知の構成とは異なり、円錐パッキンを差込みセンサの流動媒体に向いた側の端部に配置することの利点は、円錐パッキンが外ねじにより、水飛沫や空気中の湿気に対して保護されることである。このようにして円錐パッキンにおける浸食を大きく低減ないしは回避することができる。

さらに外ねじには少なくとも１つ、有利には２つの排気溝を設けると有利である。この排気溝は、外ねじを差込みセンサ孔部にねじ込む際に過圧をエア抜きするよう構成されている。この少なくとも１つの排気溝は製造技術的に簡単に組み込むことができ、ねじ込み過程を格段に容易にする。

さらなる択一的または付加的に使用可能な技術思想は、差込みセンサを完全にまたは部分的に、金属粉末冶金学的方法により、有利には金属粉末射出成形法（ＭＩＭ）により製造することである。例えばセンサ本体は、外ねじを備える外側ねじ部材と、貫通孔部および温度センサ孔部を備えるショルダを含むことができる。ここで少なくとも前記ショルダは、金属粉末冶金学的方法によって作製することができる。

この種の金属粉末冶金学的方法、とりわけＭＩＭ法は当業者には周知である。ＭＩＭ法では、適切な金属粉末混合物が種々の有機物質および／または無機物質と混合され、射出成形法によって加工することができる。例えば混合物は金属粉末の他に、１つまたは複数の有機結合材料を含むことができ、この有機結合材料は所要の特性、例えばチキソトロピーを保証する。これにより射出成形後にはいわゆる「グリーン体」が形成され、第１の温度処理ステップ（これは完全にまたは部分的に化学的方法により置換することができる）で結合材料が完全にまたは部分的にグリーン体から除去され、いわゆる「シルバー体」が得られる。引き続きさらなる温度処理ステップで、シルバー体が焼成される。この焼成の際に、金属粒子は部分的に相互に溶解し、固体金属体（通常は多孔性であっても）が得られる。このようにして従来の金属切削加工とは異なり、安価に構成部材を作製することができる。この安価な構成部材、とりわけショルダを、別の構成部材、例えばＭＩＭ技術によっては作製が困難な複雑形状を有するねじ部材と組合わせることができる。このようにして、従来技術の利点を金属粉末冶金学的技術と組合わせることができる。

相応にしてこの種の差込みセンサの製造方法も提案される。この製造方法では、ショルダが金属粉末冶金学的方法によって作製される。ねじ部材は必ずしも金属粉末冶金学的に作製する必要はなく、従来のように（例えば金属切削加工により）作製することもできる。ショルダとねじ部材を作製した後、ショルダはねじ部材に嵌め込まれ、ショルダとねじ部材は相互に圧力密に形状結合する。このときとりわけレーザ溶接法を使用するのが有利であることが実証されている。このようにして差込みセンサが安価に製造される。この差込みセンサはとりわけＣＯ_２エアコン装置で使用するために最適化されており、長期の安定性と腐食に対する高い頑強性を有する。さらにこの差込みセンサは小型で、簡単に装着することができ、大量生産で製造することができ、それでもなお従来技術と比較して流動媒体の温度測定に関し高い精度を有する。

本発明の実施例を図面に示し、以下の記述において詳細に説明する。

差込みセンサの第１実施例の断面図である。図１の実施例のセンサ本体の断面図である。図２のセンサ本体の側面図である。図２のセンサ本体を斜め上方から見た斜視図である。センサ本体が２分割構成された差込みセンサの第２実施例の断面図である。図５の実施例によるセンサ本体のねじ部材の断面図である。図６Ａのねじ部材を斜め上方から見た斜視図である。図５の実施例によるセンサ本体の装着を示す側面図である。図６Ｃによる装着の断面図である。図６Ｃによる装着を斜め上方から見た斜視図である。センサ本体１１２の構成部材が相互に材料結合される作業ステップを示す断面図である。センサ本体１１２を斜め上方から見た斜視図である。

図１から４には、本発明のさせ込みセンサ１１０の第１実施例が示されている。ここで図１は差込みセンサ１１０の断面図、図２は差込みセンサ１１０のセンサ本体１１２の断面図、図３はセンサ本体１１２の側面図、図４はセンサ本体１１２の斜視図である。これらの図を以下に関連して説明する。

図１の差込みセンサ１１０はセンサ本体１１２の他に、中央孔部１１６を備える六角部分１１４を有する。センサ本体１１２は六角部分１１４と材料結合１１５している（例えば溶接により）。センサ本体１１２は中央孔部１１６に対して同心に配置されており、センサ本体１１２の上側には中央孔部１１６を通してアクセスすることができる。個々の構成部材の材料結合は図では一般的に符合１１５により示されている。センサ本体１１２はこの材料結合のために、六角部分１１４に向いた側の上方端部に、載置面１５４を備えるショルダ１１８を有する。

センサ本体１１２はセンサ軸１２０を有する。センサ本体１１２の上方端部には、センサ突起１２２が設けられている。このセンサ突起は、差込みセンサ１１０の取付け状態で中央孔部に１１６に突入し、このセンサ突起１２２にはセンサ軸１２０に対して対称に圧力センサ１２４が装着され、材料結合部１１５により結合されている。例えば上に説明したように、圧力センサはダイヤフラム形圧力センサ１２４とすることができ、同様に材料結合によりセンサ突起１２２と結合されている。択一的にまたは付加的に、形状結合部も装填することができる。

ショルダ１１８からは貫通孔軸１２８を備える貫通孔部１２６が、測定流動媒体に向いた側の差込みセンサ１１０の端部１３０まで延在している。ここで貫通孔軸１２８はセンサ軸１２０から離れるように傾斜しており、センサ軸とともに（この実施例では）約１０゜の角度をなす。さらにセンサ本体１１２には、温度センサ孔軸１３４を備える温度センサ孔部１３２が収容されている。流動媒体に向いた側の差込みセンサ１３２の端部１３０では、この温度センサ孔部１３２が有底孔部として測定フィンガ１３６に合流する。この測定フィンガは、実質的に円形の端面１３８から流動媒体に突入する。ここで温度センサ孔軸１３４はセンサ軸１２０に向かって傾斜している。したがってこれらの軸は同様に約１０゜の角度をなす。温度センサ孔部１３２には温度センサ１４０が収容されている。この温度センサは下方端部に、ＮＴＣ抵抗の形態の温度センサ素子１４２を有する。温度センサ素子１４２は伝熱性接着剤によって温度センサ孔部１３２に充填されており、これにより同時に固定され、測定フィンガ１３６に熱的に結合されている。センサ本体１１２を介する熱放出を低減するために、この伝熱性接着剤の充填レベルは理想的には、温度センサ素子１４２だけが伝熱性接着剤により包囲されるように選択される。

温度センサ孔部１３２をセンサ軸１２０に対して斜めに配置することにより、温度センサ素子１４２が媒体流の中央に存するようになり、差込みセンサ１１０が媒体に対して取付けられる配向に依存しなくなる。相応にして温度センサ孔部１３２はこの実施例では、温度センサ素子１４２が温度センサ孔軸１３４とセンサ軸１２０との交点１４４の中央に来るように選択されている。

差込みセンサ１１０は、（図示しない）差込みセンサ孔部にねじ込むために、例えば差込みセンサ孔部がエアコン装置の上記パイプシステムに存するように構成されている。相応にして、測定フィンガ１３６は測定流動媒体内に潜り込む。相応にして差込みセンサ１１０の長さ、すなわち交点１４４が流動媒体の内部に存在する深さは、この交点１４４が流動媒体の通流管の中央に配置されるように選択する。差込みセンサ１１０を差込みセンサ孔部にねじ込むことができるようにするため、センサ本体１１２には外ねじ１４６が設けられている。この外ねじの詳細は図３の側面図によく示されている。この外ねじ１４６は、センサ本体１１２のシリンダカバー状の外面１４８の一部だけに伸長している。外ねじ１４６を差込みセンサ孔部にねじ込む際に、システム内の残留圧を逃がすことができるように、外ねじ１４６の側方には２つの排気溝１５０が配置されており、この排気溝１５０を介してねじ込みの際の過圧がエア抜きされる。この実施例では、排気溝１５０が相互に直径方向に対向して配置されている。排気溝の数が異なることも考えられる。またこの排気溝１５０の別の構成および／または配置も考えられる。

シリンダカバー状外面１４８と差込みセンサ１１２の端面１３８との移行部には、円錐シール面の形態の円錐パッキン１５２が設けられている。この実施例では約４５°の円錐角が使用される。円錐パッキン１５２を、差込みセンサ１１０の媒体に向いた側の端部１３０に配置することの利点は、外ねじ１４６が円錐パッキン１５２を水の浸入から保護することである。

図４のセンサ本体１１２の斜視図から分かるように、差込みセンサ１１０は本実施例で大きく重量軽減された形状に構成されている。この目的のためにセンサ本体１１２の円形状の上部載置面１５４には、センサ突起１２２の近傍で４つの切欠部１５６が設けられている。この切欠部１５６は、センサ本体１１２と六角部分１１４との材料結合が行われる領域のできるだけ外に配置される。この切欠部１５６は、重量軽減の他に、壁厚を均等に分散するために用いられる。このことにより加工処理が改善される（例えば射出成形過程で）。さらにジャケットが省略される。このことは製造コストに有利に作用する。圧力検出および／または温度検出に対して切欠部１５６は何の機能も果たさない。センサ本体１１２と六角部分１１４との溶接継ぎ目の強度も切欠部１５６によって影響を受けない。配置、形状および／または数に関しての切欠部１５６の他の構成も考えられる。

図１の差込みセンサ１１０は、完全には図示されていない。差込みセンサの別の要素、例えば圧力センサ１２４および／または温度センサ素子１４２への電気接続は図示されていない。通常のように六角部分１１４の上側、すなわち端部１３０とは反対の側にはケーシングが設けられており、このケーシングは差込みセンサ１１０を接続するためのプラグ（電気エネルギの供給および信号の取り出し）、制御評価回路を備える電子回路基板、ならびにさらなるコンポーネントを含んでいる。この構成に関しては、上記の引用文献（Stefan Butzmann）を参照されたい。

図５から８には、本発明のさせ込みセンサ１１０の第２実施例が示されている。図１から４の実施例とは異なり、ここではセンサ本体１１２が上に述べたように金属粉末射出成形法（ＭＩＭ）によって製作される。ＭＩＭ法に切り替える理由は、比較的複雑な幾何形状と傾斜した孔部があるからである。これらは従来の切削加工では、製作が困難であり、高いコストを掛けないと実現することができない。図５には、差込みセンサ１１０の断面図が示されている。この断面図は図１に相応する。図６Ａから６Ｅには、センサ本体１１２の構成部材が種々の図で示されている。図７は、センサ本体１１２の構成部材が相互に材料結合される作業ステップを示し、図８はセンサ本体１１２を斜め上方から見た斜視図である。

図５から分かるように、第２実施例による構造は図１の構造にかなり類似している。ここでもセンサ本体１１２が設けられており、このセンサ本体は載置面１５４で六角部分１１４と材料結合している。材料結合部も一般的に参照符合１１５により示されている。圧力センサ１２４も同様に設けられており、この圧力センサはセンサ本体１１２のセンサ突起１１２に装着されている。温度センサ素子１４２を備える温度センサ１４０も設けられており、温度センサ孔部１３２に取付けられている。さらに測定フィンガ１３６も設けられており、この幾何形状、とりわけ交点１４４の配置は図１の構造の幾何形状に相応する。

しかし図１の構造とは異なり、図５の実施例のセンサ本体１１２は実質的に２分割構成されている。相応にしてセンサ本体は、外側ねじ部材５１０（図６Ａと６Ｂを参照）とショルダ５１２（図６Ｃから６Ｅを参照）を有している。ここで、外ねじ１４６を備えるねじ部材５１０は、従来の構造で回転部材として作製され、図１から４のセンサ本体１１２に対する相応の形状を外側に有する。ここでもショルダ１１８と載置面１５４が材料結合のために、六角部分１１４に向いた側に設けられている。さらに円錐パッキン１５２が、端面１３８への移行部に設けられている。ここで通常、センサ本体１１２の使用の際には円錐パッキン１５２だけが本来の圧力密閉に用いられ、ショルダ１１８と載置面１５４（ないしは材料結合した結合部１１５）には密閉に関して高い要求は課せられない。ショルダ１１８と載置面１５４は通例、差込みセンサ１１０の取付け（例えばねじ込み）時にトルクを伝達するためにだけ用いられる。

しかし内部においては、ねじ部材５１０が図１のセンサ本体１１２とは明らかに異なっている。このねじ部材５１０は内側に円錐形の孔部５１４を有し、この孔部は温度センサ孔軸１３４とセンサ軸１２０との角度に実質的に相応する円錐角として約１５°を有する。載置面１５４に向いた側の端部では円錐形孔部５１４が、載置ショルダ５１８を備えるシリンダ状拡張部５１６に移行している。別のシリンダ状孔部の形態の移行領域５２０が設けられている。シリンダ状拡張部５１６と円錐形孔部５１４との間の移行部には、小さな案内傾斜５２２が設けられている。

図６Ｃから６Ｅにはショルダ５１２の詳細が示されている。このショルダは、上に説明したようにこの実施例では、金属粉末射出成形部材として構成されており、相応にその幾何形状は射出成形過程終了後の離型を保証するように最適化されている。ＭＩＭ法の詳細は上の説明を参照されたい。ショルダ５１２はその上方端部、かつセンサ突起１２２の下方に円形に構成されたヘッド部５２４をこのヘッド部５２４には、円筒面状の溶接面５２６がその外周に設けられている。

図１の構成と同様に、図６Ｃから６Ｅのショルダ５１２にも、温度センサ孔軸１３４を備える温度センサ孔部１３２が設けられている。ここで測定フィンガ１３６は貫通した有底スリーブとして構成されており、ヘッド部５２４から出発して下方へ、差込みセンサの媒体に向いた側の端部１３０まで伸長している。ここでも図１の実施例と同じように、温度センサ孔部１３２は先方端部１３０の領域にネック５２８を有し、このネックに温度センサ素子１４２が収容されている（図５参照）。

図１の実施例とは異なり、貫通孔部１２６はヘッド部５２４の領域でだけシリンダ状孔部として構成されている。続いて貫通孔部１２６はスリット状の領域５３０に移行する。これは図６Ｃと６Ｄによく示されている。したがってショルダ５１２がねじ部材５１０に装着されると、貫通孔部１２６はショルダ５１２によって部分的にだけ制限され、その他の部分は円錐形孔部５１４の内壁により制限される。このとき、媒体に向いた側の差込みセンサ１１０の端部には、図５から分かるように、ショルダ５１２とねじ部材５１０との間に圧力開口部５３２が残る。したがって流動媒体はこの圧力開口部５３２とスリット状領域５３０を通って圧力センサ１２４に達することができる。ここでも重量軽減、材料節約、そして材料分散の向上（とりわけ射出成形金型の場合）のために、ショルダ５１２のヘッド部５２４には切欠部１５６が設けられている。

ねじ部材５１０とショルダ５１２を作製した後、両方の部材を相互に結合しなければならない。このことは図７の断面図に概略して示されている。しかし通常、このねじ部材５１０とショルダ５１２の接合の際に温度センサ１４０は、図７に示されているようにはまだ温度センサ孔部１３４には挿入されていない。図７から分かるように、接合のためにまずショルダ５１２がねじ部材５１０の円錐形孔部５１４に装着され、これによりヘッド部５２４が載置ショルダ５１８の上に載置される。このとき、ヘッド部５２４の溶接面５２６の高さは、ショルダ５１２が挿入されるとヘッド部５２４の上方面がねじ部材５１０の載置面１５４のほぼ下方になるように選定される。これにより、場合により溶接継ぎ目が発生しても、六角部分１１４（図５参照）での同一面の当接を妨げない。

挿入の後、材料結合法によってショルダ５１２とねじ部材５１０は結合される。この結合は密閉性と熱安定性に関して高い要求を満たさなければならないが、この結合に対して有利にはレーザ溶接法を使用する。これは図７に参照符合５３４により示されている。ショルダ５１２とねじ部材５１０とをレーザ溶接５３４により結合した後、差込みセンサ１１０のさらなる組立てが行われる。ここでは温度センサ１４０が挿入され、圧力センサ１２４が取付けられ、さらに六角部分１１４と差込みセンサ１１０の別のコンポーネントが組み立てられる。

図８には、レーザ溶接後の組み立てられた状態のセンサヘッド１１２が示されている。ショルダ５１２のヘッド部５２４は、載置面１５４に対して沈下されていることがよく分かる。

１１０差込みセンサ
１１２センサ本体
１２０センサ軸
１２４圧力センサ
１２６貫通孔部
１３０端部
１３２温度センサ孔部
１３４温度センサ孔軸
１３６測定フィンガ
１４０温度センサ
１４２温度センサ素子
１４６外ねじ
１５０排気溝
１５２円錐パッキン
５１０ねじ部材
５１２ショルダ

Claims

流動媒体の圧力および温度を測定するための差込みセンサ（１１０）であって、
センサ本体（１１２）の対称軸であるセンサ軸（１２０）を備えるセンサ本体（１１２）と、
前記センサ軸（１２０）に同心に配置された圧力センサ（１２４）と、
前記センサ本体（１１２）に配置され、前記圧力センサ（１２４）を前記流動媒体と接続するための貫通孔部（１２６）と、
前記センサ本体（１１２）に配置され、中に温度センサ（１４０）を収容する温度センサ孔部（１３２）とを有する形式の差込みセンサにおいて、
前記温度センサ孔部（１３２）は温度センサ孔軸（１３４）を有し、
該温度センサ孔軸は、前記流動媒体に向いた側の前記センサ軸（１２０）の端部（１３０）に向かうように前記センサ軸（１２０）に対して傾斜しており、
前記センサ本体（１１２）は、外ねじ（１４６）と、流動媒体に向いた側の端部（１３０）に円錐パッキン（１５２）とを有する、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記温度センサ（１４０）は温度センサ素子（１４２）を有し、
前記温度センサ孔軸（１３４）は、前記温度センサ素子（１４２）の領域で前記センサ軸（１２０）と交差するように配置されている、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項２記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記センサ本体（１１２）から突出した測定フィンガ（１３６）が設けられており、
前記温度センサ孔部（１３２）は有底孔部として構成されており、完全にまたは部分的に前記測定フィンガ（１３６）内に配置されており、
前記温度センサ素子（１４２）は完全にまたは部分的に前記測定フィンガ（１３６）に配置されている、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１から３までのいずれか一項記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記温度センサ孔軸（１３４）と前記センサ軸（１２０）とは、３°から７０°の角度をなす、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１から４までのいずれか一項記載の差込みセンサ（１１０）において、
貫通孔軸（１２８）を備える前記貫通孔部（１２６）は少なくとも部分的にシリンダ状に形成されている、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項５記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記貫通孔軸（１２８）は、流動媒体に向いた側の前記センサ軸（１２０）の端部から離れるように傾斜している、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項６記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記貫通孔軸（１２６）と前記センサ軸（１２０）とは、３°から７０°の角度をなす、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１から７までのいずれか一項記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記外ねじ（１４６）には少なくとも１つの排気溝（１５０）が設けられており、
前記少なくとも１つの排気溝（１５０）は、外ねじ（１４６）を差込みセンサ孔部にねじ込む際に過圧をエア抜きするように構成されている、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１から８までのいずれか一項記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記差込みセンサ（１１０）は完全にまたは部分的に、金属粉末冶金学的方法によって作製される、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項９記載の差込みセンサ（１１０）において、
前記センサ本体（１１２）は、外ねじを備える外側ねじ部材（５１０）と、前記貫通孔部（１２６）および前記温度センサ孔部（１３２）を備えるショルダ（５１２）を有し、
少なくとも前記ショルダ（５１２）は、金属粉末冶金学的方法によって作製される、
ことを特徴とする差込みセンサ。
請求項１０記載の差込みセンサ（１１０）の製造方法において、以下のステップを有する：
・前記ショルダ（５１２）を金属粉末冶金学的方法によって作製するステップ；
・ねじ部材（５１０）を作製するステップ；
・前記ショルダ（５１２）を前記ねじ部材（５１０）に挿入するステップ；そして
・前記ショルダ（５１２）と前記ねじ部材（５１０）とを、レーザ溶接法（５３４）によって密閉して形状結合するステップ；
ことを特徴とする製造方法。