JPH11501098A - センサ支持サブアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 気体排気物の試験における化学センサ用の改良されたセンサ支持サブアセンブリ。本発明のセンサ支持サブアセンブリは、センサユニットを吸気マニホルドブロックと摺動可能に係合させるための手段を備えている。センサユニットは、センサへの入口を形成する円筒形のベースを備えている。マニホルドブロックは、吸気手段と、吸気溝と、センサ入口と吸気溝との間に気密通路が形成されるように、センサユニットの円筒形ベースをマニホルドブロック内に摺動可能に係合させるためのＵ形スロットを備えている。センサ支持サブアセンブリはまた、センサユニットとマニホルドブロックとの間の気密シールを確保するための密封手段を提供する。この摺動可能な係合方式により、センサユニットを円筒形ベースの軸線を中心として回転させることができ、センサとセンサ試験システムの電力・データ線との電気接点を形成するためのカードエッジコネクタの使用を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】 センサ支持サブアセンブリ 発明の属する技術分野 本発明は一般に、化学センサに関するものであり、より詳細には、本発明は、 カードエッジコネクタを使用する化学センサに用いられる改良されたセンサ支持 サブアセンブリに関するものである。 発明の背景 化学センサは、フレオン、アンモニア、自動車の排気ガスのような有害な汚染 排気物を監視し検出するため、環境および自動車工業において広く使用されてい る。たとえば、化学センサは、自動車の排気ガス再循環（ＥＧＲ）バルブの性能 、すなわち“スモッグチェック”として通常知られている方法を監視するため、 自動車サービス産業において使用されている。ＥＧＲバルブは、一酸化炭素、二 酸化炭素、不燃燃料から放出されたハイドロカーボン、燃料システムの空気消費 の指標としての酸素、酸化窒素、及び他の気体を制御する。 排気物を試験するための典型的なシステムは、吸気口やマニホルドブロックに ねじ込まれるセンサを使用している。ねじ込み式のセンサ・マニホルド結合方式 には、いくつかの欠点がある。第１に、ねじ込み結合は、センサと結合される電 子インターフェースの種類を制限する。センサと（ＰＣ板の）センサ回路、及び センサ回路と入力部（電力、接地など）および出力部（デジタルディスプレイな ど）との間に、多数の電気接点が必要とされる。多数の電気接点が必要なため、 カードエッジコネクタは、理想的である。しかしながら、加えられるトルク量次 第で、ねじ結合方式の取付け許容度が一致せず予測不能であるので、カードエッ ジコネクタは、実際的ではない。その代わりに、これらの多数の電気接点は、モ ーレックスによって製造されているような、“クリンプ・アンド・ポーク”コネ クタを用いてのみ可能となる。これらの型式のコネクタは、比較的嵩が大きく、 したがって、繰り返し曲げを受ける。ワイヤが繰り返し曲げられると、電気接点 が信頼できなくなり、したがって、センサの性能も信頼できなくなる。 従来技術のガスセンサ・マニホルド結合体の別の欠点は、センサとマニホルド との間のシールに関する信頼性がないことである。もちろん、シールが気密にな ればなるほど、センサの測定値はより正確になる。ねじ込み式センサは、正確に 着座していなければ、完全に気密ではない。ワッシャやＯ−リングシールを使用 したときでさえ、センサの測定値は、ねじ結合体の締付け度やワッシャの寸法に 左右される。 したがって、本発明の全般的な目的は、改良されたセンサ支持サブアセンブリ を提供することである。 本発明の別の目的は、センサをガスマニホルドに結合するより可撓性で確実な 手段を有するセンサ支持サブアセンブリを提供することである。 本発明の更に別の目的は、従来技術を改良した非常に信頼性の高い電気接点を 有するセンサ支持サブアセンブリを提供することである。 本発明の更に別の目的は、センサとマニホルドブロックとの間の改良された気 密シールを有するセンサ支持サブアセンブリを提供することである。 発明の要約 本発明のこれらの及び他の目的は、吸気手段を有するセンサユニットと、気体 排気物の通過のための吸気溝を有するマニホルドブロックと、吸気手段と吸気溝 との間に気密通路が形成されるように、センサユニットをマニホルドブロックと 摺動可能に係合させるための手段とを備えているセンサ支持サブアセンブリによ って達成される。摺動可能に係合させるための前記手段は、センサユニット結合 手段と、マニホルドブロック結合手段とを備え、マニホルドブロック結合手段が 、センサユニット結合手段を摺動可能に受け入れる。特に、センサユニット結合 手段は、センサユニットから延び、吸気手段を形成する円筒形のベースを備え、 前記マニホルドブロック結合手段が、円筒形のベースがマニホルドブロック内で 摩擦係合するように、円筒形のベースの直径に相当する直径を有するＵ形のスロ ットを備えている。さらに、前記円筒形のベースは、Ｕ形のスロット内で係合さ れたとき、ベースの軸線を中心として回転される。吸気手段と吸気溝との間の気 密シールを更に確実にするため、円筒形ベースは、マニホルドブロック内に摩擦 係合される円筒形シリンダの表面に嵌め込まれた圧縮リングを有している。 図面の簡単な説明 本発明のさらに他の特徴および利点は、以下、とくに、添付図面に図示された 本発明の好ましい実施態様の記載から明らかになるであろう。図中、同様な参照 符号は、全体として、同じ部分や要素を示している。 図１は、本発明によるセンサ支持サブアセンブリの横断面図である。 図２は、本発明によるセンサアセンブリの斜視図である。 図３は、図２のセンサアセンブリの底面図である。 図４は、本発明によるマニホルドブロックの斜視図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 図面を参照すると、図１には、たとえば自動車の排気システムの性能を試験す るためのセンサシステムテスタに使用される本発明のセンサ支持サブアセンブリ １０の横断面図が示されている。センサ支持サブアセンブリは、マニホルドブロ ック４０と摺動可能に結合されるセンサ１２を有している。 図２は、センサ１２、及びそれに付随する構成要素を示している。カードエッ ジコネクタ１６を有する印刷回路（ＰＣ）板１４が、センサ１２の頂部に取付け られセンサ１２に電気的に接続されている。ＰＣ板１４は、カードエッジコネク タ１６と接続しているＰＣ板プラグ（図示せず）を介して、センサ１２をテスタ システムの電力・データ線１６に接続する。ＰＣ板１４の頂部には、システムの 電力が利用できないときにセンサ１２に電力を供給するためのバッテリ１８が取 付けられている。センサ１２の底部からは、アンダーカット２２を有するベース ２０が延びており、ベース２０の内部には、センサフィルタ２８が収納されてい る（図３）。センサフィルタ２８は通常、試験される気体排気物に搬送される粒 子がセンサに入るのを阻止するための関連技術において使用されており、さらに 、センサフィルタ２８は、センサ内の液状化学物質が漏洩するのを阻止する。 図３は、図１の矢印３の方向から見たセンサ１２を示している。ベース２０の 直径は、センサ１２の直径の半分程度である。ベース２０の外径３０と内径３２ との間には、ベース２０と同心にゴム製のＯ−リング３４が配置されている。Ｏ −リング３４は、センサ１２がマニホルドブロックと結合していないとき、表面 ３６を超えて僅かに上昇する。 再び図１を参照すると、排気ガス吸気溝４２を有するマニホルドブロック４０ が示されており、排気ガス吸気溝４２は、吸気溝４２内の僅かに正の空気圧によ り排気ガスを矢印４４の方向に流れさせる。採取されたガスの通路となり、吸気 口２６に入るチャンバ４６が、排気ガス吸気溝４２と直角に設けられている。ま た、採取されたガスをマニホルドブロック４０から退出させる排気口４８が、吸 気溝４２と直角にチャンバ４６の真向かいに設けられている。排気口４８は、採 取されたガスを適当に差し向けるため、出口ノズル又は弁（図示せず）と結合す るためのねじ孔を有している。製造の目的のため、吸気溝４２には、マニホルド ブロック４０の長さ全体にわたって孔が開けられている。しかる後、専らマニホ ルドブロック４０の端部４９を密封する目的のために、吸気溝４２の端部のとこ ろにプラグ５１が挿入されている。 図４に示されるように、マニホルドブロック４０は、センサ１２と結合するた めのＵ形のスロット５０を有している。マニホルドブロック４０とセンサ１２と の結合は、まずベース２０をスロット５０に挿入し、次いでスロット５０の後壁 ５４と接触するまでベース２０を矢印５２の方向に摺動させつつセンサアセンブ リを捩じり或いは回転させることによって、行われる。スロット５０は、ベース ２０をスロット５０内に完全に係合させたときＯ−リング３４が密封表面３６と 面一に圧縮され気密シールを形成するような直径を有している。 本発明の摺動可能な密封方式は、ねじ結合方式と比較して、カードエッジ型式 のコネクタの使用を可能にする。本発明では、カードエッジコネクタ１６を最適 に位置決めし或いは対応するプラグ（図示せず）と最適に整列させるように、セ ンサを垂直軸線を中心として回転させることができる。カードエッジコネクタと プラグは、センサとマニホルドブロックのねじとの取付け許容度が一致せず予測 できないため、従来技術のねじ結合方式では使用することができない。たとえば 、ｚ軸線を中心として回転させることによって回転のｘ軸線から＋４５°のとこ ろで対応するマニホルドブロックと最適に結合される、カードエッジボードコネ クタを有するねじ込みセンササブアセンブリは、カードエッジコネクタが正確に 同じ角度でプラグに接近できる場合に、カードエッジコネクタと対応するプラグ との連結のため、最適に位置決めされるにすぎない。しかしながら、本発明では 、 このような取付け許容度は当てはまらない。何故ならば、カードエッジコネクタ １６が最適角度となるまでベース２０をスロット５０内で回転させることによっ てカードエッジコネクタ１６を対応するプラグと正確に整列させることができる からである。 また、本発明の摺動可能な結合方式は、フールプルーフであり、センサアセン ブリの取付け及び取外しの工具を必要としない点で有利である。さらに、本発明 の結合方式の性能は、ねじ結合方式が本来包含している取付け時のトルク量のよ うな変数に左右されない。 本発明に対する種々の変形は、上述の説明と添付図面から、当業者には明白で あろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．気体排気物を試験するのに使用されるセンサ支持サブアセンブリであって、 吸気手段を有するセンサユニットと、気体排気物の通過のための吸気溝を有する マニホルドブロックと、吸気手段と吸気溝との間に気密通路が形成されるように 、センサユニットをマニホルドブロックと摺動可能に係合させるための手段とを 備えていることを特徴とするセンサ支持サブアセンブリ。 ２．摺動可能に係合させるための前記手段が、センサユニット結合手段と、マニ ホルドブロック結合手段とを備え、マニホルドブロック結合手段が、センサユニ ット結合手段を摺動可能に受け入れることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 のセンサ支持サブアセンブリ。 ３．摺動可能に係合させるための前記手段が、センサユニットとマニホルドブロ ックとの間に気密シールを形成するための密封手段を更に備えていることを特徴 とする請求の範囲第２項に記載のセンサ支持サブアセンブリ。 ４．前記センサユニット結合手段が、センサユニットから延び、吸気手段を形成 する円筒形のベースを備え、前記マニホルドブロック結合手段が、円筒形のベー スがマニホルドブロック内で摩擦係合するように、円筒形のベースの直径に相当 する直径を有するＵ形のスロットを備えていることを特徴とする請求の範囲第３ 項に記載のセンサ支持サブアセンブリ。 ５．前記円筒形のベースが、Ｕ形のスロット内で係合されたとき、ベースの軸線 を中心として回転されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載のセンサ支持 サブアセンブリ。 ６．前記密封手段が、センサユニットとマニホルドブロックとの間に配置された 圧縮リングを備えていることを特徴とする請求の範囲第５項に記載のセンサ支持 サブアセンブリ。 ７．前記圧縮リングが、マニホルドブロック内に摩擦係合される円筒形シリンダ の表面に嵌め込まれていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のセンサ支 持サブアセンブリ。 ８．前記吸気溝が、試験される気体排気物を受け入れるための吸気手段を備えて いることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のセンサ支持サブアセンブリ。 ９．前記マニホルドブロックが、気体排気物を放出するための排気手段を更に備 えていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のセンサ支持サブアセンブリ 。 10．気体排気物の試験に使用するためセンサをマニホルドブロックと結合するた めの方法であって、吸気手段を有するセンサユニットを準備する段階と、気体排 気物の通過のための吸気溝を有するマニホルドブロックを準備する段階と、吸気 手段と吸気溝との間に気密通路が形成されるように、センサユニットをマニホル ドブロックと摺動可能に係合させる段階とを備えていることを特徴とする方法。