JPH11142367A - Contact connection device - Google Patents
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- JPH11142367A JPH11142367A JP10258422A JP25842298A JPH11142367A JP H11142367 A JPH11142367 A JP H11142367A JP 10258422 A JP10258422 A JP 10258422A JP 25842298 A JP25842298 A JP 25842298A JP H11142367 A JPH11142367 A JP H11142367A
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- H01R4/50—Clamped connections, spring connections utilising a cam, wedge, cone or ball also combined with a screw
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- H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
- H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特に排ガス中のガ
ス成分を測定するためのセンサ素子を耐熱性に接触接続
のための接触接続装置であって、センサ素子がケーシン
グ内に配置されており、センサ素子が電気的な接続導線
を介して、測定個所から離れた評価回路に接続されてお
り、センサ素子と接続導線との電気的な接触接続がクラ
ンプ結合を介して接触接続されている形式のものに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact connection device for heat-resistant contact connection of a sensor element for measuring a gas component in exhaust gas, wherein the sensor element is disposed in a casing. The sensor element is connected via an electrical connection conductor to an evaluation circuit remote from the measuring point, and the electrical contact connection between the sensor element and the connection conductor is contact-connected via a clamp connection About things.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような形式の接触接続装置は公知で
ある。自動車の排ガス中の酸素含量を測定するためのセ
ンサ素子が使用される場合、このセンサ素子は自動車
の、高い温度負荷が生じる領域に配置される。このよう
なセンサ素子は複数の電極及び場合によっては加熱素子
を有しており、これらの電極および加熱素子は、測定ガ
スから離れた評価回路に接続されなければならない。こ
のためには、少なくとも単心の、ただし一般的には多心
の電気的な接続導線が設けられており、この接続導線が
センサ素子を評価回路に接続している。接続導線をセン
サ素子と接触接続するためには、クランプ結合を形成す
ることが知られており、その場合、接触接続されるべき
部分は、互いに接合されなければならない複数のセラミ
ックシェル内に挿入される。セラミックシェルの接合に
より、接点結合が形成される。セラミックシェルを所定
の位置に保持するために、もしくは接触個所における十
分に高い接触圧を保証するためには、セラミックシェル
の周囲に金属ばねを配置することが知られている。しか
し、公知の接触接続装置では、この接触接続装置が、制
限された程度の耐熱性しか有しないことが不都合であ
る。2. Description of the Prior Art Contact connection devices of this type are known. If a sensor element for measuring the oxygen content in the exhaust gas of a motor vehicle is used, this sensor element is arranged in the motor vehicle in a region where high temperature loads occur. Such a sensor element has a plurality of electrodes and possibly heating elements, which must be connected to an evaluation circuit remote from the measuring gas. For this purpose, at least a single, but generally multiple, electrical connection line is provided, which connects the sensor element to the evaluation circuit. In order to contact-connect the connecting conductor with the sensor element, it is known to form a clamp connection, in which the parts to be contact-connected are inserted into a plurality of ceramic shells which have to be joined to one another. You. The joining of the ceramic shells forms a contact connection. It is known to place a metal spring around the ceramic shell to hold the ceramic shell in place or to ensure a sufficiently high contact pressure at the contact points. However, the known contact connection devices have the disadvantage that they have only a limited degree of heat resistance.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の接触接続装置を改良して、十分に高い耐
熱性を有するような接触接続装置を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve a contact connection device of the type mentioned at the outset and to provide a contact connection device having sufficiently high heat resistance.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、クランプ結合が、クランプ個所を
取り囲むセラミック部材によって形成されており、該セ
ラミック部材が、クランプ個所に、半径方向内側に向け
られたクランプ力を自動的に加えるようにした。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve this object, according to an embodiment of the invention, the clamping connection is formed by a ceramic member surrounding the clamping point, the ceramic member being located radially inward at the clamping point. To automatically apply the clamping force directed to.
【０００５】[0005]
【発明の効果】本発明による接触接続装置は、高い耐熱
性が容易に得られるという利点を提供する。クランプ結
合が、クランプ個所を取り囲み、かつこのクランプ個所
へ半径方向内側に向けられたクランプ力を自動的に加え
るセラミック部材により形成されることに基づき、接触
力を付与する付加的な構成部分なしに簡単に、一方では
セラミック部材によって接触力を付与し、他面ではセラ
ミック部材によって接点結合部を高い温度に対して保護
することができる。このセラミック部材は周知のように
極めて高い耐熱性を有しているので、例えば＞８００℃
の温度までの接触接続装置の耐熱性が可能となる。従っ
て、この接触接続装置は特に高温にさらされるセンサ素
子、例えば自動車のλセンサもしくはＯ２センサにおい
て使用するために適している。The contact connection device according to the invention offers the advantage that high heat resistance can easily be obtained. Due to the fact that the clamping connection is formed by a ceramic element which surrounds the clamping point and automatically applies a clamping force directed radially inwards to this clamping point, without additional components providing contact force Simply, on the one hand, the contact force can be provided by a ceramic element and, on the other hand, the contact connection can be protected against high temperatures by the ceramic element. Since this ceramic member has extremely high heat resistance as is well known, for example,> 800 ° C.
The heat resistance of the contact connection device up to the temperature is possible. The contact connection is therefore particularly suitable for use in sensor elements which are exposed to high temperatures, for example in automotive λ or O 2 sensors.
【０００６】請求項２以下には、本発明の有利な構成が
記載されている。Claims 2 and 3 disclose advantageous configurations of the invention.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【０００８】図１には自動車の排ガス中の酸素含量の測
定するためのＯ２センサ１２の接続領域１０が示されて
いる。このＯ２センサ１２はケーシング１６の内部に配
置されたセンサ素子１４を有している。ケーシング１６
は排ガスを案内する導管内にシールされて配置されてい
る（図示しない）。シールのためには、センサ素子１４
が、セラミックリング２０により固定されたシール部材
１８を貫いて案内されている。ケーシング１６は、接触
接続装置２４を収容するために役立つ保護スリーブ２２
を備えている。この接触接続装置２４はセンサ素子１４
の接点領域２６を電気的な接続導線２８に電気的に接触
接続するために働く。センサ素子１４の接触接続される
べき電極の数（一般に加熱装置が配置される場合には４
つ）に相応して、電気的な接続導線２８はそれに対応す
る数の接続線材３０を有している。接続線材３０はセン
サ素子１４の接点領域２６に載着されている。センサ素
子１４の構成に応じて電気的な接続導線２８は例えば平
形バンド又は円形ケーブルとして形成されている。接点
領域２６に接触した接続線材３０は、クランプ個所３２
を形成しており、このクランプ個所３２はセラミック部
材３４によって取り囲まれる。このセラミック部材３４
は軸方向の貫通孔３６を備えており、この貫通孔３６の
横断面はクランプ個所３２に適合されている。接続導線
２８が円形ケーブルであるのか、又は平形バンドである
のかに応じて、貫通孔３６も同様に円形又は楕円形に形
成されている。[0008] The connection region 10 of the O 2 sensor 12 for measuring the oxygen content in the exhaust gas of an automobile in FIG. 1 is shown. This O 2 sensor 12 has a sensor element 14 arranged inside a casing 16. Casing 16
Are sealed in a conduit for guiding the exhaust gas (not shown). For sealing, the sensor element 14
Are guided through the sealing member 18 fixed by the ceramic ring 20. The casing 16 is provided with a protective sleeve 22 which serves to accommodate the contact connection device 24.
It has. This contact connection device 24 is connected to the sensor element 14
Serves to electrically contact the contact area 26 of the contact to an electrical connection lead 28. The number of electrodes of the sensor element 14 to be contacted and connected (generally 4 when a heating device is arranged)
Correspondingly, the electrical connection conductor 28 has a corresponding number of connection wires 30. The connection wire 30 is mounted on the contact area 26 of the sensor element 14. Depending on the configuration of the sensor element 14, the electrical connection leads 28 are formed, for example, as flat bands or circular cables. The connecting wire 30 in contact with the contact area 26 is
Is formed, and the clamp portion 32 is surrounded by the ceramic member 34. This ceramic member 34
Is provided with an axial through-hole 36, the cross-section of which is adapted to the clamping point 32. Depending on whether the connecting conductor 28 is a circular cable or a flat band, the through-hole 36 is likewise circular or elliptical.
【０００９】次に、セラミック部材３４の構成を詳細に
説明するが、その場合、図面には２つの実施可能性が示
されている。長手方向軸線３８の左側には第１実施例
が、長手方向軸線３８の右側には第２実施例が示されて
いる。両実施例においては、構造が部分的に異なってい
ても、同じ機能を有する構成部分は同一の符号を備えて
いる。セラミック部材３４は環状溝４０を有しており、
この環状溝４０はセラミック部材３４の端面４２もしく
は端面４４に向かって開いている。この環状溝４０は長
手方向軸線３８に対してほぼ同軸的に延びている。この
環状溝４０により、一方ではこの環状溝４０によって仕
切られ、他方では貫通孔３６を形成する、前記セラミッ
ク部材３４の区分４６が形成されている。環状溝４０は
例えばセラミック部材３４の軸方向長さの半分を越えて
延びている。端面４２もしくは端面４４の領域内では区
分４６が、セラミック部材３４の、環状溝４０を取り囲
む支持領域４８に比べて短縮されて形成されている。Next, the structure of the ceramic member 34 will be described in detail. In that case, the drawing shows two possibilities. The first embodiment is shown on the left side of the longitudinal axis 38, and the second embodiment is shown on the right side of the longitudinal axis 38. In both embodiments, components having the same function are provided with the same reference numerals, even if the structure is partially different. The ceramic member 34 has an annular groove 40,
The annular groove 40 opens toward the end face 42 or the end face 44 of the ceramic member 34. This annular groove 40 extends substantially coaxially with respect to the longitudinal axis 38. The annular groove 40 defines a section 46 of the ceramic member 34 which is partitioned on the one hand by the annular groove 40 and on the other hand forms a through hole 36. The annular groove 40 extends, for example, over half of the axial length of the ceramic member 34. In the region of the end face 42 or the end face 44, a section 46 is formed which is shorter than the support area 48 of the ceramic member 34 surrounding the annular groove 40.
【００１０】区分４６は貫通孔３６の方向に向かって隆
起した隆起部５０を備えており、その場合、この隆起部
５０の領域では、セラミック部材３４が組み付けられて
いない状態において直径が、あとから形成される貫通孔
３６の直径、つまりセラミック部材３４が組み付けられ
た後に形成される貫通孔３６の直径よりも小さく設定さ
れている。従って、区分４６は、いわばクランプ個所３
２の方向にプレロードもしくは予負荷をかけられてい
る。このことにより、接触接続装置２４の組付け時に、
セラミック材料に内在する弾性に基づき、セラミック部
材３４の区分４６が半径方向外側に向かって拡開され
て、クランプ個所３２へ接触圧を加えることが達成され
る。接触圧の大きさは区分４６の寸法設定により、特に
区分４６の軸方向の長さ、厚さ及び区分４６にかけられ
るプレロードもしくは予負荷により調整され得る。The section 46 is provided with a ridge 50 which rises in the direction of the through-hole 36, in which region in the region of the ridge 50 the diameter is increased without the ceramic member 34 being assembled. The diameter of the through hole 36 to be formed, that is, the diameter of the through hole 36 formed after the ceramic member 34 is assembled, is set smaller. Therefore, the section 46 is, as it were, the clamp location 3
It is preloaded or preloaded in two directions. Thereby, when assembling the contact connection device 24,
Due to the inherent resilience of the ceramic material, the section 46 of the ceramic member 34 is expanded radially outward to achieve a contact pressure on the clamping point 32. The magnitude of the contact pressure can be adjusted by the dimensioning of the section 46, in particular by the axial length, thickness of the section 46 and the preload or preload applied to the section 46.
【００１１】セラミック部材３４の固定のためには、支
持領域４８が、長手方向軸線３８に対して円錐状に延び
る環状面５２を備えており、この環状面５２は、保護ス
リーブ２２の、接触接続装置２４のための収容領域５６
と、接続導線２８のための固定領域５８との間の移行領
域５４の円錐度に適合されている。さらに、支持領域４
８は端面４４に支持面６０を形成しており、この支持面
６０は、長手方向軸線３８の左側に図示した実施例で
は、セラミックリング２０に支持された内側の環状面６
２として形成されており、長手方向軸線３８の右側に図
示した実施例では、同様にセラミックリング２０もしく
はケーシング１６に支持された外側の環状面６４として
形成されている。環状溝４０が上方の端面４２へ向かっ
て開いているか、又は下方の端面４４へ向かって開いて
いるかに応じて、内側の環状面６２又は外側の環状面６
４が形成される。For the fixing of the ceramic element 34, the support area 48 has an annular surface 52 which extends conically with respect to the longitudinal axis 38, which annular surface 52 of the protective sleeve 22 Storage area 56 for device 24
And the conicality of the transition area 54 between the connection area 28 and the fixing area 58 for the connecting conductor 28. Furthermore, the support area 4
8 form a support surface 60 on the end surface 44, which in the embodiment shown on the left side of the longitudinal axis 38 is, in the illustrated embodiment, an inner annular surface 6 supported by the ceramic ring 20.
2 and, in the embodiment shown to the right of the longitudinal axis 38, is also formed as an outer annular surface 64 supported on the ceramic ring 20 or the casing 16. Depending on whether the annular groove 40 is open towards the upper end surface 42 or towards the lower end surface 44, the inner annular surface 62 or the outer annular surface 6
4 are formed.
【００１２】内側の環状面６２もしくは外側の環状面６
４がセラミックリング２０に接触し、かつ環状面５２が
保護スリーブ２２に接触することにより、接触接続装置
２４の正確な位置決めを行うことができる。この場合、
付加的にセラミック部材３４を所定の固定力で軸方向に
負荷することにより、区分４６にかけられるプレロード
もしくは予負荷を調節し、ひいては接触力を調節するこ
とができる。保護スリーブ２２は、所定の範囲で塑性変
形させることによって、一方ではケーシング１６に、か
つ他方では接続導線２８の絶縁外套もしくは保護外套６
６に、それぞれロックされている。従って、保護スリー
ブ２２は同時に接続導線２８のための引張負荷軽減装置
としても役立つ。The inner annular surface 62 or the outer annular surface 6
4 contacts the ceramic ring 20 and the annular surface 52 contacts the protective sleeve 22 so that the contact connection device 24 can be accurately positioned. in this case,
In addition, by axially loading the ceramic member 34 with a predetermined fixing force, the preload or preload applied to the section 46 can be adjusted, and thus the contact force can be adjusted. The protective sleeve 22 is plastically deformed to a certain extent on the one hand to the housing 16 and on the other hand to the insulating or protective jacket 6 of the connecting conductor 28.
6, each is locked. Thus, the protective sleeve 22 also serves as a tensile load-reducing device for the connecting wire 28.
【００１３】接触接続装置２４を位置調整するために
は、区分４６が、図面には図示されていないが、貫通孔
３６に面した側に、軸方向に延びる案内溝を有していて
よい。この案内溝内には、接触接続されるべき部分の少
なくとも１つに対応して設けた案内隆起部が係合する。
場合によっては、この案内溝は接続線材３０を収容する
ために働くことができるので、センサ素子１４の規定さ
れた接触接続が可能となる。For adjusting the position of the contact connection device 24, the section 46 may have an axially extending guide groove, not shown in the drawing, on the side facing the through hole 36. In the guide groove, a guide ridge provided corresponding to at least one of the portions to be contact-connected is engaged.
In some cases, this guide groove can serve to accommodate the connecting wire 30, so that a defined contact connection of the sensor element 14 is possible.
【００１４】総合的に、セラミック部材３４によって、
接続導線２８へのセンサ素子１４の耐熱性の接触接続が
達成される。セラミック部材３４の材料選択に応じて、
例えば約８００℃の温度までの耐熱性を達成することが
できる。接触圧を維持するために別の機械的部材が存在
していないことに基づき、高い温度でも不変の接触圧が
得られる。場合によって接点領域２６の内部で材料のク
リープが発生しても、このようなクリープはセラミック
部材３４の弾性、特にセラミック部材３４の区分４６の
プレロードもしくは予負荷によって受け止められる。従
って、この接触接続装置２４は特に高い温度にさらされ
る領域、例えば熱い排ガスを案内する導管のすぐ近くで
自動車の排ガス中の酸素含量を測定するためのＯ２セン
サ１２に配置するために適している。Overall, the ceramic member 34
A heat-resistant contact connection of the sensor element 14 to the connection line 28 is achieved. Depending on the material selection of the ceramic member 34,
For example, heat resistance up to a temperature of about 800 ° C. can be achieved. Due to the absence of another mechanical element for maintaining the contact pressure, a constant contact pressure is obtained even at high temperatures. If, in some cases, material creep occurs inside the contact area 26, such creep is caught by the elasticity of the ceramic member 34, in particular by the preloading or preloading of the section 46 of the ceramic member 34. Therefore, suitable for placement in the O 2 sensor 12 for measuring the oxygen content in exhaust gases of a motor vehicle immediately near the conduit for guiding the region, for example, hot exhaust gases are exposed to the contact connection device 24 is particularly high temperatures I have.
【図１】本発明による接触接続装置の２つの実施例を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing two embodiments of a contact connection device according to the present invention.
１０ 接続領域、 １２ Ｏ２センサ、 １４ センサ
素子、 １６ ケーシング、 １８ シール部材、 ２
０ セラミックリング、 ２２ 保護スリーブ、 ２４
接触接続装置、 ２６ 接点領域、 ２８ 接続導
線、 ３０ 接続線材、 ３２ クランプ個所、 ３４
セラミック部材、 ３６ 貫通孔、 ３８ 長手方向
軸線、 ４０ 環状溝、 ４２，４４ 端面、 ４６
区分、 ４８ 支持領域、 ５０ 隆起部、 ５２ 環
状面、 ５４ 移行領域、 ５６収容領域、 ５８ 固
定領域、 ６０ 支持面、 ６４ 環状面、 ６６ 保
護外套Reference Signs List 10 connection area, 12 O 2 sensor, 14 sensor element, 16 casing, 18 sealing member, 2
0 ceramic ring, 22 protective sleeve, 24
Contact connection device, 26 contact areas, 28 connection conductors, 30 connection wires, 32 clamping points, 34
Ceramic member, 36 through hole, 38 longitudinal axis, 40 annular groove, 42, 44 end face, 46
Section, 48 support area, 50 ridge, 52 annular surface, 54 transition area, 56 accommodation area, 58 fixing area, 60 support surface, 64 annular surface, 66 protective mantle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テオドール グラザー ドイツ連邦共和国 シュツツガルト ブラ ッケンハイマー シュトラーセ 41 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Theodor Glaser Germany Stuttgart Brackenheimer Strasse 41
Claims (7)
のセンサ素子を耐熱性に接触接続のための接触接続装置
であって、センサ素子がケーシング内に配置されてお
り、センサ素子が電気的な接続導線を介して、測定個所
から離れた評価回路に接続されており、センサ素子と接
続導線との電気的な接触接続がクランプ結合を介して接
触接続されている形式のものにおいて、クランプ結合
が、クランプ個所（３２）を取り囲むセラミック部材
（３４）によって形成されており、該セラミック部材
（３４）が、クランプ個所（３２）に、半径方向内側に
向けられたクランプ力を自動的に加えるようになってい
ることを特徴とする接触接続装置。1. A contact connection device for contact-connecting a sensor element for measuring a gas component in exhaust gas in a heat-resistant manner, wherein the sensor element is disposed in a casing, and the sensor element is electrically connected. In a form in which the electrical contact connection between the sensor element and the connection conductor is contact-connected via a clamp connection, the clamp connection being Is formed by a ceramic member (34) surrounding the clamping point (32), which automatically applies a radially inwardly directed clamping force to the clamping point (32). A contact connection device, characterized in that:
所（３２）を収容するための貫通孔（３６）を有してお
り、セラミック部材（３４）の、前記貫通孔（３６）を
仕切る区分（４６）が、前記貫通孔（３６）の方向にプ
レロードもしくは予負荷をかけられている、請求項１記
載の接触接続装置。2. The ceramic member (34) has a through hole (36) for accommodating a clamping point (32), and a section (divided) of the ceramic member (34) separating the through hole (36). The contact connection device according to claim 1, wherein 46) is preloaded or preloaded in the direction of the through hole.
続装置（２４）の長手方向軸線（３８）に対してほぼ同
軸的に延びる少なくとも１つの環状溝（４０）を有して
おり、該環状溝（４０）が、セラミック部材（３４）の
両端面（４２，４４）のいずれか一方の端面に開口して
いる、請求項１又は２記載の接触接続装置。3. The ceramic member (34) has at least one annular groove (40) extending substantially coaxially with respect to a longitudinal axis (38) of the contact connection device (24). 3. The contact connection device according to claim 1, wherein the groove (40) is open at one of the two end faces (42, 44) of the ceramic member (34).
（１６）内でのセラミック部材（３４）の規定された位
置決めのために働く少なくとも１つの支持領域（４８）
を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記
載の接触接続装置。4. At least one support area (48) in which the ceramic member (34) serves for a defined positioning of the ceramic member (34) in the casing (16).
The contact connection device according to any one of claims 1 to 3, wherein
（３８）に対して円錐状に延びる環状面（５２）を形成
しており、該環状面（５２）が、当該接触接続装置（２
４）を収容する保護スリーブ（２２）に支持されてい
る、請求項４記載の接触接続装置。5. The support area (48) forms an annular surface (52) that extends conically with respect to the longitudinal axis (38), the annular surface (52) being provided with the contact connection device (52). 2
5. The contact connection device according to claim 4, wherein the contact connection device is supported by a protective sleeve (22) that accommodates (4).
ために軸方向で作用する固定力によって負荷されてい
る、請求項１から５までのいずれか１項記載の接触接続
装置。6. The contact-connecting device according to claim 1, wherein the ceramic member is loaded by a fixing force acting axially for positioning.
６）に向かって開いていた、軸方向に延びる少なくとも
１つの案内溝を備えており、該案内溝内に、接触接続さ
れるべき部分（２６，３０）の１つに対応して設けられ
た案内隆起部が係合している、請求項１から６までのい
ずれか１項記載の接触接続装置。7. The section (46) is provided with the through hole (3).
6) at least one axially extending guide groove which is open towards 6) and is provided in said guide groove corresponding to one of the parts (26, 30) to be contacted. 7. The contact connection device according to claim 1, wherein the guide ridge is engaged.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19740456.1 | 1997-09-15 | ||
| DE19740456A DE19740456A1 (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Heat-resistant contacting arrangement for sensor element |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH11142367A true JPH11142367A (en) | 1999-05-28 |
| JP4392875B2 JP4392875B2 (en) | 2010-01-06 |
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ID=7842354
Family Applications (1)
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