JP4101291B2 - 測定センサに用いられる接続ライン - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の、特に内燃機関の排ガス中の酸素含有量を検出するための測定センサに用いられる接続ラインから出発する。
上位概念に記載の接続ラインは、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第２８０５５９８号明細書に基づき公知である。このような接続ラインの場合、測定センサの金属製のケーシングから導出された電気的な接続ケーブルが、被覆管によって被覆されている。この被覆管は、水飛沫および大気汚染物質から遮蔽された外気を、測定センサのケーシングの内部に導入するために役立つ。従来公知の接続ラインは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって絶縁された接続ケーブルを有しており、この場合、基準空気として用いられる外気が、ケーブル芯を介して導かれる。
さらに、被覆管として金属管を使用して、この金属管内の接続ケーブルの電気的な導体を酸化マグネシウム粉によって熱的かつ電気的に絶縁することが公知である。この酸化マグネシウム粉は吸湿性を有しているため、接続ラインが、周囲温度および周囲湿度のもとで短時間支承されると、導体間の絶縁抵抗が減少する。このことを回避するためには、導体端部の焼き付けと封止とを伴う、大きな手間のかかる製造が必要とされる。
発明の利点
これに対して請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明による接続ラインは、次のような利点を有している。つまり、被覆管内における接続ケーブルの高温安定性を有する電気的かつ熱的な絶縁が可能である。この場合、基準空気の供給が損なわれることはない。このような高温安定性を有する接続ラインは、測定センサの短い構造によってコスト削減を可能にする。通常の接続ケーブルおよび接続コネクタを使用できるので、さらに有利である。
請求の範囲第２項以下に記載された手段によって、本発明による接続ラインのさらに別の構成および改善が可能である。接続ケーブルが測定センサと接続コネクタとの間に交差個所を備えていると特に有利である。この交差個所内では、センサエレメント側の接続ケーブルがコネクタ側の接続ケーブルと電気的に接触接続されている。また、交差個所をシールエレメントでシールすると特に有利である。シールエレメントは中空室を有しているので、コネクタ側の接続ケーブルを介して案内された基準空気を被覆管に向かって移送することができる。シールエレメントはプラスチックから製造されると有利である。このプラスチックは射出成形時に交差個所を取り囲むことにより、この交差個所に被さる。各１つの接点ストリップを備えた、センサエレメント側のケーブル端部の構成によって、接続ケーブルはセンサエレメントの接続接点に溶接またはろう接することができる。このことにより、構造的に極めて大きな手間のかかる汎用の接触接続コネクタが不要になる。このような接触接続コネクタを省くことによって、同時に、センサエレメントの接続側の端部を比較的高い温度にさらすことができる。これによって、センサエレメントの長さを減じることができる。
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
第１図は測定センサのための接続ラインを示す図であり、
第２図は、本発明による接続ラインの第１実施例を、第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿って示す横断面図であり、
第３図は、本発明による接続ラインの第２実施例を、第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿って示す横断面図である。
実施例の説明
第１図には、接続コネクタ１１を備えた、測定センサ１０に用いられる接続ラインが示されている。この場合、測定センサ１０のうちの接続側の区分のみが図示されている。接続コネクタ１１は、制御装置もしくは評価装置（図示せず）に接続される。測定センサ１０は、金属製のケーシング１２内に配置されたセンサエレメント１３を有しており、このセンサエレメント１３のうちの接続側の端区分のみが図示されている。このセンサエレメント１３の接続側の端区分は、接続接点（詳しい図示せず）を備えている。
接続ラインは、測定センサ側の接続ケーブル１６を備えた、測定センサ側のライン区分１５と、コネクタ側の接続ケーブル１８を備えた、コネクタ側のライン区分１７とを有している。測定センサ側の接続ケーブル１６は金属製の被覆管１９によって覆われている。この被覆管１９は、例えばほぼ直角に延びるアーチ部を有するように構成されている。しかしながらこの被覆管１９は、まっすぐに延びるか、または他のいずれの角度で曲げられて延びることも可能である。接続ケーブル１６，１８はそれぞれ、電気的な導体２１；２２を有している。これら導体２１；２２は、測定センサ側の接続ケーブル１６においては耐高温性を有する電気的な絶縁体２３によって被覆され、かつコネクタ側の接続ケーブル１８においては、例えばＰＴＦＥのようなプラスチックから成る絶縁体２４によって被覆されている。
両ライン区分１５，１７間には、交差個所２０が設けられている。この交差個所２０内では、測定センサ側の接続ケーブル１６とコネクタ側の接続ケーブル１８とが、接点接続部２６によって接続されている。このために、測定センサ側の接続ケーブル１６に設けられた導体２１の端部には、例えば各１つの圧着スリーブ２７が溶接されている。この圧着スリーブ２７には、コネクタ側の接続ケーブル１８に設けられた導体２２がかしめ締結されているので、圧着接続が生ぜしめられる。
接点接続部２６は、シールエレメント３０によって被覆されており、この場合、シールエレメント３０の内部に中空室３１が設けられている。この中空室３１に、コネクタ側の接続ケーブル１８の絶縁体２４が接続されている。測定センサ側のライン区分１５の側では、シールエレメント３０は被覆管１９に、中空室３１が被覆管１９の内部に接続されるように統合されている。
中空室３１を介して実現された接続は、以下のように役立つ。つまり、接続コネクタ１１を介して、有利には撚り線として構成された導体２２に流入した空気を中空室３１を介して被覆管１９内に案内することができ、さらに、この被覆管１９から空気はケーシング１２の内部に導入される。このケーシング１２の内部では、導入された空気がセンサエレメント１３のための基準空気として役立つ。センサエレメント１３が基準空気を要しない場合には、中空室３１を省くことが考えられる。シールエレメント３０は、例えばプラスチックで射出成形するときに接点接続部２６を取り囲むことにより、製造される。これにより、コネクタ側の接続ケーブル１８と被覆管１９とに向かって水密な接続が生じる。
ケーシング１２は接続区分３３を備えている。この接続区分３３は、センサエレメント側の形状に対して減径されており、円筒形の開口３４を形成している。この円筒形の開口３４内には、金属製の被覆管１９が嵌め込まれている。この被覆管１９は、例えば接続区分３３の閉じられた溶接継目３５によって、ケーシング１２に溶接されている。この溶接継目３５はレーザ溶接によって得ることができる。測定センサ側の接続ケーブル１６に設けられた導体２１の、センサエレメント側の端部はそれぞれ、ろう接または溶接された各１つの接点ストリップ２８を備えている。この接点ストリップ２８は、センサエレメント１３の各接続接点に、ろう接または溶接によって接触接続されている。
測定センサ側のライン区分１５の２つの実施例が、第２図および第３図に示されている。第２図に示した実施例においては、被覆管１９内に、測定センサ側の４つの接続ケーブル１６が配置されている。これら接続ケーブル１６に設けられた導体２１は、耐高温性を有する電気的な絶縁体２３によって被覆されている。第３図に示した実施例においては、被覆管１９内に、５つの測定センサ側の接続ケーブル１６が案内されている。被覆管１９内におけるこれらの接続ケーブル１６の配置は、できる限り大きな充てん密度を実現可能にするように行われている。第３図に示された接続ケーブル１６の構成は、第２図に示された接続ケーブル１６の構成に相当する。
被覆管１９は、例えばクロムニッケル合金もしくはニッケルクロム合金のような耐熱性の金属から成っており、かつ収容されるべき接続ケーブル１６の数に応じて、約３〜６mmの外径を有している。
耐高温性の電気的な絶縁体２３としては、グラスファイバ（Ｇｌａｓｓｅｉｄｅ）が使用される。このグラスファイバの編成体によって導体２１が取り囲まれている。導体２１を取り囲む、セラミックスファイバから成る編成体を使用することも可能である。グラスファイバの耐熱温度は約７００℃に達し、セラミックスファイバの耐熱温度は約１２００℃まで達する。

Claims (6)

1. 特に内燃機関の排ガス中の酸素含有量を検出するための測定センサに用いられる接続ラインであって、測定センサの金属製のケーシングから導出され、かつ電気的な絶縁体を有する少なくとも１つの接続ケーブルを備えており、該接続ケーブルが被覆管によって取り囲まれている形式のものにおいて、接続ケーブル（１６）の絶縁体（２３）が、高温安定性を有する材料の編成体から成っていて、かつ被覆管（１９）がケーシング（１２）に溶接されており、被覆管（１９）によって取り囲まれた測定センサ側の接続ケーブル（１６）を備えた測定センサ側のライン区分（１５）と、コネクタ側の接続ケーブル（１８）を備えたコネクタ側のライン区分（１７）とが設けられており、両ライン区分（１５，１７）の間に接点接続部（２６）のための交差個所（２０）が設けられていて、接点接続部（２６）によって、測定センサ側の接続ケーブル（１６）とコネクタ側の接続ケーブル（１８）とが接触接続可能であり、接点接続部（２６）がシールエレメント（３０）によって取り囲まれており、該シールエレメント（３０）が、被覆管（１９）とコネクタ側の接続ケーブル（１８）とを少なくとも水密に取り囲んでおり、シールエレメント（３０）が、プラスチック射出成形部材であることを特徴とする、測定センサに用いられる接続ライン。
2. 前記シールエレメント（３０）が中空室（３１）を有しており、該中空室（３１）を介して、ガスもしくは空気が被覆管（１９）に導入可能である、請求項１記載の接続ライン。
3. 前記中空室（３１）が、コネクタ側の接続ケーブル（１８）を介して流入するガスもしくは空気が、被覆管（１９）にさらに導入可能であるように形成されている、請求項２記載の接続ライン。
4. 高温安定性の絶縁体（２３）が、編成されたグラスファイバである、請求項１記載の接続ライン。
5. 高温安定性の前記絶縁体（２３）が、セラミックスファイバから成る編成体である、請求項１記載の接続ライン。
6. ケーシング（１２）が、接続区分（３３）に向かって、円筒形の開口（３４）で減径しており、円筒形の該開口（３４）内に被覆管（１９）が、溶接継目（３５）を介してガス密に固定されている、請求項１記載の接続ライン。

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