Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

1 eine teilweise aufgeschnittene Querschnittansicht ist, welche die Konfiguration und Struktur des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 gemäß einer Ausführungsform zeigt;

2 eine vertikale Schnittansicht des Basisabschnitts 10 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 ist;

3 eine vertikale Schnittansicht des Basisabschnitts 10 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 ist, wenn aus einer anderen Richtung gesehen;

4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 ist;

5 Ansichten zeigt, welche die Isolationsplatte 90 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Vorderansicht ist;

6 Ansichten einer Verbindungsleitungshalterung 110 zeigt, wobei (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine Draufsicht ist;

7 eine vertikale Schnittansicht eines Basisabschnitts 410 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 401 gemäß einer abgewandelten Ausführungsform ist;

8 eine Ansicht eines vertikalen Schnitts des Basisabschnitts 410 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 401 ist, gesehen von einer unterschiedlichen Richtung;

9 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Kabelhalterungsabschnitts 460 ist;

10 Ansichten zeigt, welche eine Isolationsplatte 490 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Vorderansicht sind; und

11 Ansichten sind, welche eine Kabelhalterung 500 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht, (b) eine Seitenansicht und (c) eine Untenansicht sind.

Eine Ausführungsform eines Flüssigkeitszustandsdetektionssensors gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben werden.

1 ist eine teilweise aufgeschnittene Schnittansicht, welche die Konfiguration und Struktur eines Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 2 ist eine vertikale Schnittansicht eines Basisabschnitts 10. 3 ist eine vertikale Schnittansicht des Basisabschnitts 10 von einer unterschiedlichen Richtung gesehen. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60. 5 ist ein Paar von Ansichten, welche eine Isolationsplatte 90 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Vorderansicht sind. 6 ist ein Paar von Ansichten, welche eine Verbindungsleitungshalterung 110 zeigen, wobei (a) eine perspektivische Ansicht ist und (b) eine Draufsicht ist. In der Beschreibung des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie auch Komponenten davon, wird die obere Seite entlang der Richtung einer Achse P (axiale Richtung) in 1 die Seite eines proximalen Endes genannt und die untere Seite in 1 wird die Seite eines distalen Endes genannt.

Der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird dazu benutzt, zum Beispiel die Konzentration und einen Flüssigkeitspegel einer wässrigen Harnstofflösung zu detektieren, welche in einem Tank einer Abgasreinigungsvorrichtung enthalten ist, um Stickstoffoxide (NO_x), welche in Auspuffgas von einem Automobil enthalten sind, welches mit einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestattet ist, durch Reduzieren der Stickstoffoxide mit der wässrigen Harnstofflösung unschädlich zu machen.

Der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 umfasst den Basisabschnitt 10, welcher bei der Seite eines proximalen Endes davon angeordnet ist, und einen röhrenförmigen Sensorabschnitt 210, welcher sich zu der Seite eines distalen Endes von dem Basisabschnitt 10 erstreckt. Der Sensorabschnitt 210 hat einen Flüssigkeitspegelsensorteil 220 und einen Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250, welcher an dem distalen Ende des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 angeordnet ist. Der Basisabschnitt 10 hat ein Körperelement 20; ein Abdeckelement 30; eine Verkabelungsplatine 40, welche mit dem Körperelement 20 und dem Abdeckelement 30 abgedeckt ist; ein Kabel 50, welches die Verkabelungsplatine 40 und den Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250 verbindet; und den innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 zum Haltern, in dem Körperelement 20, einer inneren Röhre 221 des Flüssigkeitspegelsensorteils 220, sowie des Kabels 50. In Benutzung des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 ist der Basisabschnitt 10 an einem Tank (nicht gezeigt) angebracht, welcher die wässrige Harnstofflösung enthält, und der Sensorabschnitt 210, welcher auf der Seite eines distalen Endes des Basisabschnitts 10 bereitgestellt ist, ist in die wässrige Harnstofflösung eingetaucht.

Zuerst wird der Basisabschnitt 10 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 beschrieben. Das Körperelement 20 des Basisabschnitts 10 ist aus Metall gebildet und umfasst, wie in 1 gezeigt, einen Körperteil 21, welcher die Form einer im wesentlichen rechteckigen Platte annimmt, einen umgebenden Teil 22, welcher die Form einer rechteckigen röhrenförmigen Wand annimmt und sich zu der Seite eines proximalen Endes von einem peripheren Teil des Körperteils 21 erstreckt, einen Flanschteil 23, welcher von der Seitenoberfläche des Körperteils 21 radial nach außen hervorsteht, und einen zylindrischen äußere-Röhre-Verbindungsteil 24, welcher von der Mitte des Körperteils 21 zu der Seite eines distalen Endes hervorsteht.

Wie in den 2 und 3 gezeigt, hat das Körperelement 20 bei der Mitte eine Kabeleinführöffnung 20H, welche sich entlang der Achse P durch den Körperteil 21 und durch den äußere-Röhre-Verbindungsteil 24 erstreckt. Die Kabeleinführöffnung 20H besteht aus einem kreisförmigen Öffnungsteil 20Ha, welcher einen kreisförmigen Querschnitt hat und zu der Seite eines distalen Endes hin angeordnet ist, und einem quadratischen Öffnungsteil 20Hb, welcher an der Seite eines proximalen Endes des kreisförmigen Öffnungsteils 20Ha angeordnet ist, und welcher einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt hat und welcher Seiten hat, welche länger als der Durchmesser des kreisförmigen Öffnungsteils 20Ha sind. Eine Schulteroberfläche 21c ist in dem Körperteil 21 zwischen dem kreisförmigen Öffnungsteil 20Ha und dem quadratischen Öffnungsteil 20Hb ausgebildet. Elemente, welche dazu benutzt sind, den innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 zu bilden, sind in der Kabeleinführöffnung 20H angeordnet und gehaltert.

Der Körperteil 21 hat zwei Gewindeöffnungen 21d in einer unteren Oberfläche 21b, welche zu der Seite eines proximalen Endes hin angeordnet ist; die Gewindeöffnungen 21d sind diagonal angeordnet mit der Kabeleinführöffnung 20H dazwischen; und Schrauben zum Befestigen einer Drückplatte 120, welche später beschrieben werden wird, sind in die jeweiligen Gewindeöffnungen 21d geschraubt. Der umgebende Teil 22 hat eine rechteckige röhrenförmige Form. Eine Platineaufnahmeöffnung 22h ist ein rechteckiger Parallelepiped-geformter innerer Raum des umgebenden Teils 22. Während sie die Form einer unten geschlossenen Öffnung, deren Unteroberfläche die untere Oberfläche 21b ist, annimmt, welche zu der Seite eines proximalen Endes des Körperteils 21 hin angeordnet ist, kommuniziert die Platineaufnahmeöffnung 22h bei ihrem mittleren Teil mit der Kabeleinführöffnung 20H des Körperteils 22. Vier Platinehalterungsteile 22a stehen in die Platineaufnahmeöffnung 22h von vier jeweiligen Ecken des umgebenden Teils 22 hervor. Die Verkabelungsplatine 40 ist an Platinehalterungsoberflächen 22au, welche zu der Seite eines proximalen Endes der Platinehalterungsteile 22a angeordnet sind, in solch einer Weise gehaltert, dass vier Ecken davon angrenzend sind und auf die entsprechenden Platinehalterungsoberflächen 22au geschraubt (nicht gezeigt) sind. Um eine Positionierung entlang der Achse P zu erlauben, sind die Platinehalterungsoberflächen 22au (untere Oberfläche der Verkabelungsplatine 40) zu der Seite eines proximalen Endes in Bezug auf einen Bogenteil 111 (Verbindungsleitungshalterungsteil 113), welcher später beschrieben wird, der Verbindungsleitungshalterung 110 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 hin angeordnet. Somit haltern die Platinehalterungsteile 22a die Verkabelungsplatine 40 bei einer Position, welche entfernt ist von der unteren Oberfläche 21b, welche zu der Seite eines proximalen Endes hin angeordnet ist.

Ein Flanschteil 23 hat eine Flanschsitzoberfläche 23a, welche bündig mit einer Tankanbringungsoberfläche 21a, welche zu der Seite eines distalen Endes hin angeordnet ist, des rechteckigen Körperteils 21 ist und hat, wenn in einer Ebene gesehen, eine rechteckige ringförmige Flanschform, welche sich radial nach außen erstreckt (Links-rechts-Richtung in den 2 und 3) . Der Flanschteil 23 hat Bolzeneinführöffnungen 23c (siehe 3). Mittels der Bolzeneinführöffnungen 23c ist der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 an einem nicht illustrierten Tank so angebracht, dass die Flanschsitzoberfläche 23a der Peripherie eines Öffnungsteils des Tanks gegenübersteht. Eine Abdeckelement-Angrenzoberfläche 23b, welche der Flanschsitzoberfläche 23a gegenübersteht, grenzt an eine Körperelement-Angrenzoberfläche 31a eines Flanschteils 31 des Abdeckelements 30 an, welches später beschrieben werden wird.

Ein Teil des distalen Endes des äußere-Röhre-Verbindungsteils 24 ist in einen passenden gestuften Teil 24a hinein ausgebildet, welcher einen kleineren Durchmesser als ein Teil eines proximalen Endes des äußere-Röhre-Verbindungsteils 24 hat. Eine äußere Röhre 231, welche teilweise den Flüssigkeitspegelsensorteil 220 bildet, ist angepasst auf den passenden gestuften Teil 24a, und die äußere Röhre 231 und der passende gestufte Teil 24a sind durch Schweißen oder ein ähnliches Verbindungsverfahren zusammen befestigt. Der Körperteil 20 ist elektrisch mit einem Muster verbunden, welches das Erdepotenzial der Antriebssteuerungsschaltung 41 hat, welche auf der Verkabelungsplatine 40 ausgebildet ist, wobei die äußere Röhre 231 elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 über den Körperteil 20, welcher den passenden gestuften Teil 24a umfasst und somit das Erdepotenzial hat, kommuniziert.

Als Nächstes wird die Verkabelungsplatine 40, welche ein Teil des Basisabschnitts 10 ist, beschrieben werden. Die Verkabelungsplatine 40 nimmt die Form einer rechteckigen, flachen Platte an. Obwohl nicht im Detail illustriert, ist die Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 ausgebildet. Die Antriebssteuerungsschaltung 41 umfasst eine CPU, einen ROM, einen RAM, und andere elektrische Schaltungen und treibt das Flüssigkeitspegelsensorteil 220 und das Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250 unter Benutzung von Energie, welche durch ein äußeres Verbindungskabel 42 zugeführt wird, an und verarbeitet auch Ausgabesignale davon. Die Antriebssteuerungsschaltung 41 ist auch so konfiguriert, um die Resultate einer Verarbeitung an eine nicht illustrierte äußere elektrische Schaltung (z.B. ECU) durch das äußere Verbindungskabel 42 auszugeben.

In einem Betrieb des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 wendet die Antriebssteuerungsschaltung 41 eine AC-Spannung zwischen der inneren Röhre 221 und der äußeren Röhre 231, welche später beschrieben werden wird, an, um dadurch die Größe einer Kapazität, welche dazwischen auftritt, zu detektieren; errechnet den Flüssigkeitspegel einer wässrigen Harnstofflösung auf der Basis der detektierten Kapazität; und sendet ein Ausgabesignal, welches den Flüssigkeitspegel anzeigt, an eine äußere Schaltung. In einem Betrieb des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 250 wendet die Antriebssteuerungsschaltung 41 einen Strom auf einen nicht illustrierten wärmeerzeugenden Widerstand eines Konzentrationssensorelements 260, welches in die wässrige Harnstofflösung eingetaucht ist, für eine vorbestimmte Zeit durch das Kabel 50 an, um dadurch das Konzentrationssensorelement 260 zu heizen; detektiert eine Variation in einer Spannung (elektrisches Potenzial) zwischen gegenüberliegenden Enden des wärmeerzeugenden Widerstands, welche mit der Anwendung eines Stroms für die vorbestimmte Zeit verknüpft ist; errechnet die Konzentration der wässrigen Harnstofflösung; und sendet ein Ausgabesignal, welches die Konzentration anzeigt, an eine äußere Schaltung. Das äußere Verbindungskabel 42 ist mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 durch Löten von einen Enden von Verbindungsleitungen 43 davon an entsprechend vorbestimmte Bereiche auf der Verkabelungsplatine 40 verbunden.

Wie vorher erwähnt, ist die Verkabelungsplatine 40 innerhalb der Platineaufnahmeöffnung 22h des umgebenden Teils 22angeordnet und ist zum Schutz mit dem Abdeckelement 30 abgedeckt, welches einen Abschnitt hat, welcher einem quadratischen Buchstaben U ähnelt. Das Abdeckelement 30 nimmt die Form einer unten geschlossenen rechteckigen Röhre an und hat den Flanschteil 31 an der Peripherie eines offenen Endes. Das Abdeckelement 30 hat eine Dichtungsdurchführung 30b, welche an seinem Seitenteil (linke Oberflächenseite in 2) ausgebildet ist. Eine Gummidichtung 44 ist in die Dichtungsdurchführung 30b eingepasst. Das äußere Verbindungskabel 42 ist lose durch eine Einführöffnung 45 der Dichtung 44 eingeführt. Während die Körperelement-Angrenzoberfläche 31a des Flanschteils 31 angrenzend der Abdeckelement-Angrenzoberfläche 23b des Flanschteils 23 des Körperelements 20 ist, deckt das Abdeckelement 30 die Verkabelungsplatine und die äußere Oberfläche des umgebenden Teils 22 ab, wodurch die Verkabelungsplatine 40 und dergleichen von außen geschützt werden. Obwohl nicht illustriert, ist das Innere des umgebenden Teils 22 des Basisabschnitts 10 mit einem Urethan-Harz gefüllt, um so eine Wasserdichtigkeit für das Innere des umgebenden Teils 22 sicherzustellen, in welchem die Verkabelungsplatine 40 und dergleichen aufgenommen sind.

Als Nächstes wird das Kabel 50 beschrieben werden. Das Kabel 50 etabliert eine elektrische Kommunikation zwischen der Antriebssteuerungsschaltung 41 und dem Konzentrationssensorelement 260 und ist mechanisch mit der Verkabelungsplatine 40 verbunden. Das Kabel 50 ist ein solides, säulenförmiges zweiadriges Kabel, welches intern zwei Verbindungsleitungen 52 und eine isolierende Beschichtung, welche die Verbindungsleitungen 52 bedeckt, umfasst. Das Kabel 50 ist lose durch die innere Röhre 221, welche später beschrieben werden wird, eingeführt. Eine Durchmesserdifferenz &Dgr;D (D2 – D1) zwischen dem Innendurchmesser D2 (7,0 mm) der inneren Röhre 221 und dem Außendurchmesser D1 (6,4 mm) des Kabels 50 ist 0,6 mm. Durch Einstellen des Durchmessers derart, dass die Durchmesserdifferenz &Dgr;D 1,5 mm oder weniger wird, ist eine große radiale Bewegung des Kabels 50 innerhalb der inneren Röhre 221 unterdrückt.

Als Nächstes wird der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben werden. Wie in der vergrößerten perspektivischen Ansicht von 4 gezeigt, besteht der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 der vorliegenden Ausführungsform aus fünf Elementen. Von der Seite eines distalen Endes (die untere Seite in 4) zu der Seite eines proximalen Endes (die obere Seite in 4) sind die Elemente insbesondere, ein Elektrodenhalterungselement 70, ein Elektrodenelement 80, die Isolationsplatte 90, die Verbindungsleitungshalterung 110 und die Drückplatte 120. Der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60, welcher aus den obigen Elementen besteht, haltert die innere Röhre 221 mechanisch, welche als eine Elektrode des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 des Sensorabschnitts 210 benutzt wird, und ist elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 über das Elektrodenelement 80 verbunden. Auch haltert der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60, in einer hängenden Weise durch Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90, das Kabel 50, welches elektrisch das Konzentrationssensorelement 260, welches später beschrieben werden wird, und die Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 verbindet.

Die Elemente des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 werden nacheinander beschrieben werden. Als erstes, ist das Elektrodenhalterungselement 70 von einem elektrisch isolierenden, harten Harz (z.B. Nylon) gebildet und hat einen Halterungsflanschteil 71, welcher zu der Seite eines proximalen Endes hin angeordnet ist und die Form einer quadratischen Platte annimmt, und hat einen zylindrischen innere-Röhre-umgebenden-Teil 74, welcher sich zu der Seite eines distalen Endes hin von einer Körperelement-Angrenzoberfläche 70a erstreckt, welche eine Oberfläche des distalen Endes des Halterungsflanschteils 71 ist. Der Halterungsflanschteil 71 hat eine Elektrodenelement-Aufnahmeausnehmung 72, welche an der Oberfläche, welche zu der Seite eines proximalen Endes hin angeordnet ist, ausgebildet ist. Die Elektrodenelement-Aufnahmeausnehmung 72 nimmt eine Scheiben-ähnliche Form mit zwei Abbrüchen an, um so das Elektrodenelement 80 (Elektrodensubstrat 81) zu empfangen, welches als nächstes beschrieben werden wird. Die untere Oberfläche der Elektrodenelement-Aufnahmeausnehmung 72 ist eine Elektrodenelement-Angrenzoberfläche 70b, welche an das Elektrodenelement 80 (Elektrodensubstrat 81) angrenzt. Das innere-Röhre-umgebende-Teil 74 hat eine innere-Röhre-Einführöffnung 73, welche sich dadurch erstreckt. Die innere-Röhre-Einführöffnung 73 kommuniziert mit der Elektrodenelement-Aufnahmeausnehmung 72 des Halterungsflanschteils 71. Die innere Röhre 221 ist in die innere-Röhre-Einführöffnung 73 eingeführt.

Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist das Elektrodenhalterungselement 70 in der Kabeleinführöffnung 20H des Körperelements 20 angeordnet. Insbesondere ist der innere-Röhre-umgebende-Teil 74 in dem kreisförmigen Öffnungsteil 20Ha der Kabeleinführöffnung 20H angeordnet; das ist in dem äußere-Röhre-Verbindungsteil 24, und das Halterungsflanschteil 71 ist in dem quadratischen Öffnungsteil 20Hb angeordnet; das ist in dem Körperteil 21. Dementsprechend grenzen die Körperelement-Angrenzoberfläche 70a des Unterstützungsflanschteils 71 und die Schulteroberfläche 21c des Körperteils 21 aneinander an.

Wie in den 2 bis 4 gezeigt, hat der äußere Umfang des innere-Röhre-umgebenden-Teils 74 eine äußere O-Ring-Einbettungskerbe 74a. Ein äußerer O-Ring 131 ist in die äußere O-Ring-Einbettungskerbe 74a angeordnet, um dadurch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Körperelement 20 (äußere-Röhre-Verbindungsteil 24) und dem Elektrodenhalterungselement 70 (innere-Röhre-umgebender-Teil 74) bereitzustellen. Weiterhin hat der Innenumfang des innere-Röhre-umgebenden-Teils 74 eine innere O-Ring-Einbettungskerbe 74b. Ein innerer O-Ring 132 ist in der inneren O-Ring-Einbettungskerbe 74b angeordnet, um dadurch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der inneren Röhre 221 (insbesondere einem isolierenden Film 222 auf dem äußeren Umfang der inneren Röhre 221) und dem Elektrodenhalterungselement 70 (innere-Röhre-umgebender-Teil 74) bereitzustellen.

Als Nächstes wird das Elektrodenelement 80 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 beschrieben werden. Wie leicht von 4 verstanden werden wird, besteht das Elektrodenelement 80 von Metall aus dem Elektrodensubstrat 81, welches die Form einer ringförmigen Platte mit zwei Abbrüchen auf der Oberfläche einer Außenseite annimmt, und zwei Elektrodenanschlüssen 82, welche fest an dem Elektrodensubstrat 81 angebracht sind. Elektrodensubstrat 81 hat eine innere-Röhre-Einführöffnung 81c in der Mitte. Die innere-Röhre-Einführöffnung 81c hat solch einen Durchmesser, dass die innere Röhre 221 dorthinein eingepasst werden kann, und erstreckt sich durch das Elektrodensubstrat 81 zwischen einer Elektrodenanschluss-Verbindungsoberfläche 81b, welche zu der Seite eines proximalen Endes angeordnet ist, und einer Halterungselement-Angrenzoberfläche 81a, welche zu der Seite eines distalen Endes hin angeordnet ist. Ein Teil eines proximalen Endes der inneren Röhre 221 ist in die innere-Röhre-Einführöffnung 81c des Elektrodensubstrats 81 eingepasst, und das Elektrodensubstrat 81 und die innere Röhre 221 sind zusammengeschweibt. Die Oberfläche eines proximalen Endes 221u (Endoberfläche) der inneren Röhre 221 ist bündig mit der Elektrodenanschluss-Verbindungsoberfläche 81b des Elektrodensubstrats 81. Wie später beschrieben werden wird, ist der isolierende Film 222 auf der oberen Oberfläche der inneren Röhre 221 ausgebildet. Der isolierende Film 222 ist jedoch nicht an einem Teil der inneren Röhre 221 ausgebildet, welcher in der innere-Röhre-Einführöffnung 81c des Elektrodensubstrats 81 (ein Teil eines proximalen Endes der inneren Röhre 221) befindlich ist. Dementsprechend sind die innere Röhre 221 und das Elektrodensubstrat 81 in direktem Kontakt miteinander, um dadurch elektrisch miteinander zu kommunizieren.

Elektrodenbefestigungsteile 84 der zwei Elektrodenanschlüsse 82 sind symmetrisch bezüglich der innere-Röhre-Einführöffnung 81c auf der Elektrodenanschluss-Verbindungsoberfläche 81b des Elektrodensubstrats 81 angeordnet und sind mechanisch befestigt und elektrisch mit dem Elektrodensubstrat 81 durch Punktschweißen verbunden. Der Elektrodenanschluss 82 ist ein L-förmiges Anschlusselement, welches durch Biegen unter einem rechten Winkel zwischen einem Platineeinführteil 83 und dem Elektrodenbefestigungsteil 84 ausgebildet ist. Die vorliegende Ausführungsform verwendet zwei Elektrodenanschlüsse 82. Mindestens ein einzelner Elektrodenanschluss wird ausreichen. Um jedoch die innere Röhre 221 und die Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 mit niedrigem Widerstand zuverlässig zu verbinden, verwendet die vorliegende Ausführungsform zwei Elektrodenanschlüsse. Mehr als zwei Elektrodenanschlüsse können eingesetzt werden, um die Antriebssteuerungsschaltung 41 und die innere Röhre 221 zu verbinden.

Das Elektrodenelement 80 ist derart positioniert, dass ein Teil des Elektrodensubstrats 81 in die Elektrodenelement-Aufnahmeausnehmung 72 des Elektrodenhalterungselements 70 eingepasst ist und derart, dass die Elektrodenelement-Angrenzoberfläche 70b und die Halterungselement-Angrenzoberfläche 81a aneinander angrenzen. Die Platineeinführteile 83 der Elektrodenanschlüsse 82 erstrecken sich durch entsprechende Elektrodenanschlusseinführöffnungen 92 der Isolationsplatte 90 und entsprechende Elektrodenanschlusseinführöffnungen 122 der Drückplatte 120, welche später beschrieben werden wird, und erstrecken sich weiterhin durch die Verkabelungsplatine 40 und sind elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 durch Löten verbunden (siehe 3 und 4).

Als Nächstes wird die Isolationsplatte 90 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 beschrieben werden. Die Isolationsplatte 90 ist aus einem elektrisch isolierenden, harten Harz gebildet und, wie von 4 und 5 verstanden werden wird, nimmt die Form einer rechteckigen Platte an. Die Isolationsplatte 90 hat, in ihrem mittleren Teil, eine Kabeleinführöffnung 91, welche sich dadurch zwischen einer Elektrodenelement-Angrenzoberfläche 90a, welche zu der Seite eines distalen Endes angeordnet ist, und einer Drückplatte-Angrenzoberfläche 90b, welche zu der Seite eines proximalen Endes hin angeordnet ist, erstreckt. Die zwei Befestigungshalterungsteile 94 sind an einem Teil der Drückplatte-Angrenzoberfläche 90b um die Kabeleinführöffnung 91 herum gegenüber zueinander bezüglich der Kabeleinführöffnung 91 ausgebildet, und beide nehmen die Form eines hervorstehenden Kropfes an, welcher zu der Seite eines proximalen Endes hin vorsteht (aufwärts in 4). Die Befestigungshalterungsteile 94 erstrecken sich bogenförmig zu der Seite eines proximalen Endes (nach oben in 4) hin von einem Teil der Drückplatte-Angrenzoberfläche 90b um die Kabeleinführöffnung 90 herum und haben entsprechende äußere periphere Oberflächen 94a, welche Teile einer im wesentlichen zylindrischen Oberfläche sind. Endteile der Befestigungshalterungsteile 94 sind in einer radialen Richtung nach innen gebogen.

Dementsprechend dienen die Endteile der Befestigungshalterungsteile 94 als ein Paar von beißenden Halterungsteilen 95, welche in einer radialen Richtung nach innen einen zu halternden Teil 51 des Kabels 50, welches durch die Kabeleinführöffnung 91 eingeführt ist, drücken und verformen, um dadurch einen hervorstehenden Teil (den zu halternden Teil 51) des isolierenden Überzugs des Kabels 50 beißend zu haltern, welcher zwischen der Verkabelungsplatine 40 und der inneren Röhre (umgebende Röhre 221 (siehe 3) angeordnet ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hält ein Paar von beißenden Halterungsteilen 95 der Befestigungshalterungsteile 94 beißend den zu halternden Teil 51 des Kabels 50, so dass das Kabel 50 zuverlässig mit genügender Halterungskraft gehaltert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform haltern die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) den zu halternden Teil 51 des Kabels 50 fest, während sie zu der Seite eines proximalen Endes hin (oben in 2 und 3) in Bezug auf das proximale Ende 221u der inneren Röhre 221 angeordnet sind. Das ist, in der vorliegenden Ausführungsform, der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 ist so konfiguriert, dass ein Teil des Kabels 50 zu der Seite eines proximalen Endes in Bezug auf das proximale Ende 211u der inneren Röhre 211 hin angeordnet ist; das ist, ein Teil des Kabels 50, um welchen die innere Röhre 211 nicht vorhanden ist, dient als der zu halternde Teil 51, welcher dadurch fest zu haltern ist. Verglichen mit dem Fall, wo ein Befestigungshalterungsabschnitt zum Festhaltern des Kabels 50 innerhalb der inneren Röhre 211 gebildet ist, kann demgemäß der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 leicht gebildet werden und erleichtert ein Aufstellen von Halterkraft.

Wie vorher erwähnt, sind die Elektrodenanschlusseinführöffnungen 92, welche den entsprechenden Platineneinführteilen 83 der Elektrodenanschlüsse 82 erlauben, sich dadurch zu erstrecken, in der Isolationsplatte 90 außerhalb der entsprechenden Befestigungshalterungsteile 94 gebildet. Die Halterungsaufnahmeöffnungen 93 sind in der Isolationsplatte 90 einander gegenüber in Bezug auf die Kabeleinführöffnung 91 gebildet und sind radial nach außen von der Kabeleinführöffnung 91 angeordnet und 90 Grad um die Achse P weg von den Befestigungshalterungsteilen 94 und den Elektrodenanschluss-Einführöffnungen 92. Basisteile 112 der Verbindungsleitungshalterung 110, welche als nächstes beschrieben werden, sind in den entsprechenden Halterungsaufnahmeöffnungen 93 angeordnet, wodurch die Verbindungsleitungshalterung 110 positioniert ist.

Die Isolationsplatte 90 ist entlang der Achse P in solch einer Weise positioniert, dass die Elektrodenelement-Angrenzoberfläche 90a die Elektrodenanschluss-Angrenzoberfläche 81b des Elektrodenelements 80 (Elektrodensubstrats 81) angrenzt. Die Isolationsplatte 90 ist bezüglich eines Umfangs in solch einer Weise positioniert, um in das quadratische Öffnungsteil 20Hb der Kabeleinführöffnung 20H des Körperelements 20 eingepasst zu sein.

Als nächstes wird die Verbindungsleitungshalterung 110 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 beschrieben werden. Die Verbindungsleitungshalterung 110 ist aus einem elektrisch isolierenden Harz gebildet und umfasst, wie in 4 und 6 gezeigt ist, die zwei Basisteile 112 und den Bogenteil 111, welcher die Basisteile 112 verbindet und bogenförmig zu der Seite eines proximalen Endes hin hervorsteht. Ein oberer Teil des Bogenteils 111 dient als der Verbindungsleitungshalterungsteil 113, dessen Oberfläche eines proximalen Endes flach ist. Der Verbindungsleitungshalterungsteil 113 hat zwei Ausschneidungen 113a, in welche die zwei entsprechenden Verbindungsleitungen 52 des Kabels 50 lateral eingepasst werden können und welche voneinander beabstandet angeordnet sind. Ein unterer Teil jeder Ausschneidung 113a dient als ein Verbindungsleitungshalterungsbereich 113b, welcher in einem Durchmesser etwas größer ist als ein Eingangsteil der Ausschneidung 113a. Die Verbindungsleitungshalterungsbereiche 113b haltern die entsprechenden Verbindungsleitungen 52.

Die Basisteile 112 der Verbindungsleitungshalterung 110 haben dieselbe Dicke wie die der Isolationsplatte 90. Wie vorher erwähnt, sind die Basisteile 112 in den entsprechenden Halterungsaufnahmeöffnungen 93 angeordnet, wodurch sie die Verbindungsleitungshalterung 110 positionieren. Proximale Endoberflächen 112a der Basisteile 112 grenzen an eine Drückoberfläche 120a der Drückplatte 120 an, welche als Nächstes beschrieben wird, um dadurch durch die Drückplatte 120 gedrückt und befestigt zu werden. Wie in 2 und 3 gezeigt, ist der Bogenteil 111 in solch einer Weise angeordnet, um zu der Seite eines proximalen Endes hin (nach oben in 2 und 3) von der Drückplatte-Angrenzoberfläche 90b hervorzustehen, welche zu der Seite eines proximalen Endes der Isolationsplatte 90 hin angeordnet ist. Der Verbindungsleitungshalterungsteil 113, welcher zu der Seite eines proximalen Endes in Bezug auf die Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90 angeordnet ist, haltert die Verbindungsleitungen 52 des Kabels 50 in solch einer Weise, dass die Verbindungsleitungen 52 in die entsprechenden Verbindungsleitungshalterungs-Bereiche 113b der Ausschneidungen 113a eingepasst sind, um dadurch individuell gehaltert zu werden und dadurch durch Trennen voneinander, voneinander isoliert zu sein. Wie in den 2 und 3 gezeigt, sind die Verbindungsleitungen 52 durch die Verkabelungsplatine 40 eingeführt und sind elektrisch und mechanisch in Verbindungsbereichen SL durch Löten oder dergleichen mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 verbunden, welche auf der Verkabelungsplatine 40 gebildet ist. Das Verfahren, die Verbindungsleitungen 52 und die Antriebssteuerungsschaltung 41 zu verbinden, ist nicht auf Löten begrenzt. Sie können z.B. über verschiedene Arten von Anschlusselementen verbunden sein.

Als Nächstes wird die Drückplatte 120 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 beschrieben werden. Die Drückplatte 120 ist aus Metall gebildet und nimmt eine Scheiben-ähnliche Form an mit zwei Stutzungen an der äußeren Seite der Oberfläche. Die Drückplatte 120 hat bei ihrem mittleren Teil eine Halterungseinführöffnung 121, welche eine Form hat, welche einem langgestreckten Rechteck ähnelt und deren Längsseiten bogenförmig an ihren mittleren Teilen hervortreten, um dadurch einen Befestigungshalterungsteil-umgebenden-Bereich 121a zu bilden. Die Drückplatte 120 hat die zwei Elektrodenanschlusseinführöffnungen 122, welche radial nach außen von dem Befestigungshalterungsteil-umgebenden-Bereich 121a angeordnet sind und einander gegenüber in Bezug auf den Befestigungshalterungsteil-umgebenden-Bereich 121a sind. Weiterhin hat die Drückplatte 120 zwei Einstellungsschrauben-Einführöffnungen 123, welche radial nach außen von der Halterungseinführöffnung 121 angeordnet sind, 90 Grad um die Achse P entfernt von dem Befestigungshalterungsteil-umgebenden-Bereich 121a und den Elektrodenanschlusseinführöffnungen 122, und die gegenüber voneinander in Bezug auf die Halterungseinführöffnung 121 sind.

Die Halterungseinführöffnung 121 erlaubt ein Einführen dadurch des Bogenteils 111 der Verbindungsleitungshalterung 110 und der Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) der Isolationsplatte 90. Der Befestigungshalterungsteil-umgebende-Bereich 121a der Halterungseinführöffnung 121 ist an die äußeren peripheren Oberflächen 94a der Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90 angepasst, wodurch er die Befestigungshalterungsteile 94 in einer radialen Richtung nach innen drückt. Dies erhöht eine Halterungskraft, mit welcher die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) den zu halternden Teil 51 des Kabels 50 beißend haltern (fest haltern). Weiterhin, in dem Fall, wo die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) fortfahren, den zu halternden Teil 51 des Kabels 50 beißend zu haltern (fest haltern), gibt es ein damit zusammenhängendes Risiko, dass mit der Zeit eine Halterungskraft zum beißenden Haltern (fest haltern) des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 nachlässt, weil sich die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) radial aufgrund einer Reaktionskraft gegen die Druckkraft nach außen bewegen, welche den zu halternden Teil drückt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform drückt jedoch der Befestigungshalterungsteil-umgebende-Bereich 121a der Halterungseinführöffnung 121 die Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90 in einer radialen Richtung nach innen, wodurch ein Nachlassen mit der Zeit einer Kraft zum beißenden Haltern (fest haltern) des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 verhindert wird. Demgemäß kann eine Halterungskraft zum beißenden Haltern (fest Haltern) des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 durch die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) über eine lange Zeitspanne aufrechterhalten werden.

Wie vorher erwähnt, sind die Platineeinführungsteile 83 der Elektrodenanschlüsse 82 durch die entsprechenden Elektrodenanschlusseinführungsöffnungen 122 der Drückplatte 120 geführt. Drückplatte-Einstellungsschrauben 29 sind durch die entsprechenden Einstellungsschrauben-Einführöffnungen 123 eingeführt und sind in die entsprechenden Gewindeöffnungen 21d, welche in dem Körperteil 21 des Körperelements 20 gebildet sind, geschraubt, wodurch die Drückplatte 120 an den Körperteil 21 des Körperelements 20 angebracht ist, während sie gegen die Seite eines distalen Endes hin (nach unten in 2 und 3) gedrängt ist. Dementsprechend drückt die Drückoberfläche 120a der Drückplatte 120, zu der Seite eines distalen Endes hin, die Basisteile 112 der Verbindungsleitungshalterung 110 über die proximales-Ende-Oberflächen 112a der Basisteile 112, und die Isolationsplatte 90 über die Drückplatte-Angrenzoberfläche 90b, wodurch die Basisteile 112 und die Isolationsplatte 90 zwischen der Drückplatte 120 und dem Elektrodensubstrat 81 des Elektrodenelements 80 gehaltert werden. Das Elektrodensubstrat 81 drückt die Elektrodenelement-Angrenzoberfläche 70b des Elektrodenhalterungselements 70 über die Halterungselement-Angrenzoberfläche 81a davon. Weiterhin drückt das Elektrodenhalterungselement 70 die Schulteroberfläche 21c des Körperteils 21 des Körperelements 20 über die Körperelement-Angrenzoberfläche 70a davon.

Somit sind die Komponentenelemente des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 60 innerhalb der Kabeleinführöffnung 20H befestigt. Die innere Röhre 221 ist auch befestigt. Weiterhin ist das Kabel 50 fest an seinem zu halternden Teil 51 durch den innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 gehaltert; insbesondere durch die beißenden Halterungsteile 95 der Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90.

Als Nächstes wird der Sensorabschnitt 210 beschrieben werden. Als erstes wird der Flüssigkeitspegelsensorteil 220 des Sensorabschnitts 210 beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Flüssigkeitspegelsensorteil 220 die äußere Röhre 231, welche sich entlang der Achse P (die axiale Richtung) erstreckt und eine zylindrische Form hat, und die innere Röhre 221, welche koaxial innerhalb der äußeren Röhre 231 angeordnet ist und eine zylindrische Form hat. Die äußere Röhre 231 und die innere Röhre 221 sind durch eine vorbestimmte Entfernung getrennt voneinander angeordnet. Die innere Röhre 221 der vorliegenden Ausführungsform entspricht der umgebenden Röhre in der vorliegenden Erfindung.

Die innere Röhre 221 des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 ist aus Metall gebildet und sieht die äußere Röhre 231 an, während sie elektrisch von der äußeren Röhre 231 isoliert ist, um so als eine der zwei Elektroden zum Detektieren eines Flüssigkeitspegels zu dienen. Wie vorher erwähnt, kommuniziert die innere Röhre 221 elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 über den innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 (Elektrodenelement 80). Um eine elektrische Isolation von der äußeren Röhre 231 sicherzustellen, ist die äußere Oberfläche eines Umfangs der inneren Röhre 221 mit dem isolierenden Film 222 bedeckt, welcher z.B. aus einem Fluor-enthaltenden Harz, wie etwa PTFE, PFA, oder ETFE, einem Epoxidharz, oder einem Polyimidharz gebildet ist. Wie vorher erwähnt, ist die innere Röhre 221 in den innere-Röhre-umgebenden-Teil 94 des Elektrodenhalterungselements 70 eingeführt und in die innere-Röhre-Einführöffnung 81c des Elektrodensubstrats 81 in dem innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 und ist durch Löten oder dergleichen fest an dem Elektrodensubstrat 81 angebracht, derart, dass die Oberfläche des proximalen Endes 221u bündig mit der Elektrodenanschluss-Verbindungsoberfläche 81b ist.

Die äußere Röhre 231 ist auch aus Metall gebildet; dient als die andere Elektrode zum Detektieren eines Flüssigkeitspegels; und kommuniziert elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41, um dadurch das Erdepotenzial zu haben. Die äußere Röhre 231 hat eine Mehrzahl an schmalen Schlitzen 232, deren longitudinale Richtung mit der Errichtung der Achse P zusammenfällt und welche an vorbestimmten Positionen angeordnet sind, wobei die wässrige Harnstofflösung (zu messende Flüssigkeit) in einem Raum zwischen der äußeren Röhre 231 und der inneren Röhre 221 aufgenommen werden kann, während sie mit dem Äußeren der äußeren Röhre 231 über die Schlitze 232 kommuniziert. Das distale Ende der äußeren Röhre 231 ist offen, und das proximale Ende der äußeren Röhre 231 ist an den äußere-Röhre-Verbindungsteil 24 des Körperelements 20 geschweißt. Eine Gummihülse 300, welche später beschrieben werden wird, kommt zwischen einen Teil eines distalen Endes der äußeren Röhre 231 und einen Teil eines distalen Endes der inneren Röhre 221. Die äußere Röhre 231 hat eine Mehrzahl von Eingreiföffnungen 223, welche mit entsprechenden hervorstehenden Teilen 312 der Gummihülse 300 eingreifen und entlang eines Umfangs an vorbestimmten Positionen mit gleichem Abstand beabstandet angeordnet sind (siehe 1).

Das Prinzip, den Flüssigkeitspegel der wässrigen Harnstofflösung mittels des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 zu detektieren, wird beschrieben werden. Der Flüssigkeitspegelsensorteil 220 ist in die wässrige Harnstofflösung eingetaucht, um die wässrige Harnstofflösung in den Raum zwischen der äußeren Röhre 231 und der inneren Röhre 221 (isolierender Film 222) durch die Schlitze 232 und dergleichen hineinzuführen. Dann ist der Raum zwischen der äußeren Röhre 231 und der inneren Röhre 221 geteilt in einen Bereich, wo die wässrige Harnstofflösung vorhanden ist und einen Bereich, wo die wässrige Harnstofflösung nicht vorhanden ist, entsprechend dem Flüssigkeitspegel. Wenn eine AC-Spannung zwischen der inneren Röhre 221 und der äußeren Röhre 231 angelegt wird, fließt ein AC-Strom, welcher einer Kapazität, welche dazwischen erzeugt ist, entspricht. Die Kapazität zwischen der inneren Röhre 221 und der äußeren Röhre 231 variiert mit einem Flüssigkeitspegel; somit variiert der AC-Strom mit einem Flüssigkeitspegel. Entsprechend kann der Flüssigkeitspegel der wässrigen Harnstofflösung von der Größe der Kapazität (AC-Strom) detektiert werden.

Als nächstes wird der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250 mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250 ist an dem distalen Ende des Flüssigkeitspegelsensorteils 220 angeordnet und umfasst das Konzentrationssensorelement 260, einen Separator 270, ein Halterungselement 280, einen Protektor 290 und die Gummihülse 300. Das Konzentrationssensorelement 260 ist in dem Inneren des Halterungselements 220 so gehaltert, dass ein Teil davon zu der Seite eines distalen Endes (nach unten in 1) hin von dem Halterungselement 280 hervorsteht. Ein Paar von Verbindungsanschlüssen 261 ist mit dem proximalen Ende des Konzentrationssensorelements 260 verbunden, während es zu der Seite eines proximalen Endes hin hervorsteht. Die Verbindungsleitungen 52 des Kabels 50 sind an die entsprechenden Verbindungsanschlüsse 261 gelötet. Somit ist das Konzentrationssensorelement 260 elektrisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 über die Verbindungsanschlüsse 261 und das Kabel 50 verbunden.

Die innere Röhre 221 ist zwischen dem Konzentrationssensorelement 260 und dem Halterungselement 280 von der Seite eines proximalen Endes her eingeführt. Dementsprechend ist ein proximales Endeteil des Konzentrationssensorelements 260 und der Verbindungsanschlüsse 261 in dem Inneren eines distalen Endeteils der inneren Röhre 221 angeordnet. Wie vorher erwähnt, erstreckt sich das Kabel 50 durch die innere Röhre 221. Zwei O-Ringe 301 und 302 sind zwischen der äußeren Oberfläche eines Umfangs der inneren Röhre 221 (isolierender Film 222) und der inneren Oberfläche eines Umfangs des Halterungselements 280 angeordnet, um so einen Eintritt der wässrigen Harnstofflösung (zu messende Flüssigkeit) in die innere Röhre 221 durch eine Öffnung dazwischen zu verhindern. Die innere Röhre 221 ist zu der Seite eines distalen Endes hin in Bezug auf die Verkabelungsplatine 40 (unter der Verkabelungsplatine 40 in 1) und zu der Seite eines proximalen Endes hin in Bezug auf ein unteres Ende 260d des Konzentrationssensorelements 260 (über dem unteren Ende 260d in 1) angeordnet.

Als Nächstes wird kurz das Prinzip beschrieben werden, die Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung mittels des Flüssigkeitskonzentrationssensorteils 250 (insbesondere des Konzentrationssensorelements 260) zu detektieren. Zunächst ist bekannt, dass die thermische Leitfähigkeit der wässrigen Harnstofflösung abhängig von der Harnstoffkonzentration, welche in der wässrigen Harnstofflösung enthalten ist, variiert. Wenn die wässrige Harnstofflösung, welche um das Konzentrationssensorelement 260 herum vorhanden ist, für eine gewisse Zeit unter Benutzung eines wärmeerzeugenden Widerstands geheizt wird, welcher in dem Konzentrationssensorelement 260 bereitgestellt ist, variiert die Rate eines Temperaturanstiegs der wässrigen Harnstofflösung mit der Konzentration der wässrigen Harnstofflösung. Es ist auch bekannt, dass, wenn ein konstanter Strom an den wärmeerzeugenden Widerstand angelegt wird, der widerstandswert des wärmeerzeugenden Widerstands im Wesentlichen proportional zu einem Temperaturanstieg um den wärmeerzeugenden Widerstand herum variiert. Somit kann die Harnstoffkonzentration der wässrigen Harnstofflösung detektiert werden durch Heizen des Konzentrationssensorelements 260 durch Anwendung von Elektrizität auf den wärmeerzeugenden Widerstand, welcher in dem Konzentrationssensorelement 260 bereitgestellt ist, für eine gewisse Zeit und Detektieren einer Spannungsänderung (elektrisches Potenzial), welche zwischen den gegenüberliegenden Enden des wärmeerzeugenden Widerstands erzeugt ist und mit einer Widerstandswertänderung des wärmeerzeugenden Widerstands verknüpft ist, wenn sie zwischen einem Beginn und einem Ende des Anlegens von Elektrizität gemessen ist.

Der Separator 270 ist in einem distalen Endeteil der inneren Röhre 221 eingepasst. Der Separator 270 ist aus einem elektrisch isolierenden, Gummi-ähnlichen elastischen Material gebildet. In der inneren Röhre 221 nimmt der Separator 270 darin einen Teil eines proximalen Endes des Konzentrationssensorelements 260 und der Verbindungsanschlüsse 261 auf und kommt zwischen die innere Röhre 221 und die Verbindungsanschlüsse 261 und zwischen die Verbindungsanschlüsse 261, um so diese Elemente voneinander zu isolieren.

Der Protektor 290 ist an einem Teil eines distalen Endes des Halterungselements 280 eingepasst. Der Protektor 290 deckt einen Teil des Konzentrationssensorelements 260 ab, welcher zu der Seite eines distalen Endes hin von dem Halterungselement 280 hervorsteht, und schützt ihn. Der Protektor 290 hat eine geeignete Zahl von Flüssigkeitskommunikationsöffnungen an geeigneten Positionen, um der wässrigen Harnstofflösung zu erlauben, zwischen dem Inneren und dem Äußeren davon zu fließen. Die Gummihülse 300 hat eine Halterungsöffnung 300a, deren Form der Geometrie des Halterungselements 280 angepasst ist. Die Gummihülse 300 ist fest in einem Teil des distalen Endes der äußeren Röhre 231 mit Vorstehungen 312 gehaltert, welche mit entsprechenden Eingreiföffnungen 221 der äußeren Röhre 231 eingegriffen sind, während sie das Halterungselement 280 darin haltert. In dieser Weise ist der Flüssigkeitskonzentrationssensorteil 250 zwischen einem Teil eines distalen Endes der inneren Röhre 221 und des der äußeren Röhre 231 gehaltert.

Als Nächstes wird eine Belastung, welche mit dem Kabel 50 verknüpft ist, beschrieben werden. Wie vorher erwähnt, ist das Kabel 50 bei seinem distalen Ende (bei seinem unteren Ende in 1) mit den Verbindungsanschlüssen 261 des Konzentrationssensorelements 260 verbunden. Das Kabel 50 wird beißend bei seinem zu halternden Teil 51, welcher sein Teil eines proximalen Endes (sein Teil eines oberen Endes in 1, 2 und 3) durch die beißenden Halterungsteile 95 der Befestigungshalterungsteile 94 der Isolationsplatte 90 des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 gehaltert. Die Verbindungsleitungen 52 sind an dem proximalen Ende des Kabels 50 ausgesetzt und sind, in den Verbindungsbereichen SL durch Löten oder dergleichen, elektrisch und mechanisch mit der Antriebssteuerungsschaltung 41 auf der Verkabelungsplatine 40 verbunden.

Das Kabel 50 ist lose in die innere Röhre 122 eingeführt. Dementsprechend, wenn die Isolationsplatte 90 nicht die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) hat, und wenn somit das Kabel 50 nicht fest gehaltert ist, wird das Gewicht des Kabels 50 durch die Verbindungsleitungen 52 an den Verbindungs-Bereichen SL ausgeübt werden, wo die Verbindungsleitungen 52 mit der Verkabelungsplatine 40 (Antriebssteuerungsschaltung 41) verbunden sind. Weiterhin, da der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 der vorliegenden Ausführungsform, zusammen mit einem Tank für eine wässrige Harnstofflösung in einem Fahrzeug oder dergleichen angebracht ist, ist der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 im Verlauf, wenn das Fahrzeug oder dergleichen in Bewegung ist, einer Vibration oder einem Stoß ausgesetzt. Zusätzlich zu dem Gewicht des Kabels 50 gibt es daher eine Belastung, welche mit solch einer Vibration oder Stoß verknüpft ist; insbesondere wird eine Belastung, welche mit einer Vibration oder Stoß entlang der Achse P verknüpft ist, auf die Verbindungs-Bereiche SL ausgeübt. Wiederholte Ausübung von Vibration bringt ein Risiko über einen Zeitverlauf eines Auftretens des folgenden Problems in den Verbindungs-Bereichen SL mit sich, oder Ausüben eines groben Stoßes bringt ein Risiko eines augenblicklichen Auftretens des folgenden Problems in den Verbindungs-Bereichen SL mit sich: Rissbildung in dem Lötmittel, Brechen der Verbindungsleitung(en) 52, oder Ablösen der Verbindungsleitung(en) 52 von der Verkabelungsplatine 40.

In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, sind jedoch nicht nur die Verbindungsleitungen 52 an der Verkabelungsplatine 40 angelötet, sondern hat auch die Isolationsplatte 90 die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95), welche den zu halternden Teil 51 des Kabels 50 beißend haltern (fest haltern). Insbesondere haben in dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 der vorliegenden Ausführungsform die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) der Isolationsplatte 90 eine Halterungskraft, das Kabel 50 zu haltern, welche 10-mal oder mehr des Gewichts eines unteren Teils 50a des Kabels 50 (ungefähr 50 gf = ungefähr 0, 49 N), wenn in Einheiten einer Herausziehstärke gemessen; insbesondere 20 N, ist. Demgemäß können die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) das Gewicht des unteren Teils 50a (siehe 3) haltern, welcher zu der Seite eines distalen Endes (nach unten) von dem zu halternden Teil 51 angeordnet ist. Selbst wenn der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden Ausführungsform einer Vibration oder einem Stoß ausgesetzt wird, können die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) auch eine verknüpfte Belastung unterstützen. Somit ist ein Ausüben einer außerordentlich großen Belastung auf die Verbindungsbereiche SL verhindert, wo die Verkabelungsplatine 50 und die Verbindungsleitungen 52 verbunden sind. Somit ist der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 frei von einem Auftreten eines Defektes, wie etwa Rissbildung in Lötmittel in den Verbindungsbereichen SL, Brechen der Verbindungsleitung(en) 52, oder Ablösen der Verbindungsleitung(en) 52 von der Verkabelungsplatine 40 und kann daher in einem geeigneten Zustand benutzt werden.

Die Herausziehstärke des Kabels 50 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 1 wurde wie folgt definiert. Die innere Röhre 221, die äußere Röhre 231, und der Flüssigkeitskonzentrationssensor 250 wurden von dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 1 entfernt. Unter Benutzung eines universalen Stärketesters wurde das Körperelement 20 befestigt und ein Teil eines distalen Endes des Kabels 50 wurde entlang der Achse P mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/Minute gezogen. Reißfestigkeit wurde als Herausziehstärke (Halterungskraft) genommen, gemessen, wenn das Kabel 50 von den Befestigungshalterungsteilen 94 (beißende Halterungsteile 95) abgelöst wurde.

Wenn eine äußere Vibration zu einer seitlichen Vibration des Kabels 50 führt, gibt es ein Risiko, dass eine Belastung, welche mit dieser Vibration (seitliche Vibration) verknüpft ist, in den beißenden Halterungsteilen 95 (zu halternder Teil 51) und in den Verbindungsbereichen SL, wo die Verkabelungsplatine 40 und die Verbindungsleitungen 52 verbunden sind, erzeugt wird. In dem Flüssigkeitszustandsdetektorsensor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch, wie vorher erwähnt, die Durchmesserdifferenz &Dgr;D (= D2 – D1) zwischen dem Innendurchmesser D2 (7 mm) der inneren Röhre 221 und dem Außendurchmesser D1 (6,4 mm) des Kabels 50 0,6 mm. Durch Anwenden einer kleinen Durchmesserdifferenz &Dgr;D; insbesondere ein &Dgr;D von 1,5 mm oder weniger beschränkt die innere Röhre 221 die Vibration (siehe 1) sogar, wenn das Kabel 50 radial innerhalb der inneren Röhre 221 wegen eines Aussetzens zu einer äußeren Vibration vibriert. Demgemäß kann ein Einfluss einer solchen Vibration des Kabels 50 auf den zu halternden Teil 51 und auf die Verbindungsbereiche SL, wo die Verkabelungsplatine 40 und die Verbindungsleitungen 52 verbunden sind, unterdrückt werden.

Als Nächstes wird eine abgewandelte Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsform mit Bezug auf die 7 bis 11 beschrieben werden. In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 60 des Basisabschnitts 10 so konfiguriert, dass die Befestigungshalterungsteile 94 (beißende Halterungsteile 95) zum festen Haltern des Kabels 50 integral mit der Isolationsplatte 90 ausgebildet sind und derart, dass die beißenden Halterungsteile 95 der Befestigungshalterungsteile 94 das Kabel 50 durch Beißen des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 haltern. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich ein innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460 gemäß der abgewandelten Ausführungsform von der oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, dass eine Kabelhalterung 500 zum festen Haltern des Kabels 50 getrennt von einer Isolationsplatte 490 ausgebildet ist. Die übrigen Merkmale der abgewandelten Ausführungsform sind ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsform. Demgemäß wird sich die folgende Beschreibung auf Merkmale konzentrieren, welche verschieden von denen der oben beschriebenen Ausführungsform sind. Eine Beschreibung von ähnlichen Merkmalen wird weggelassen oder vereinfacht. In den Zeichnungen werden ähnliche Elemente oder Teile durch Bezugszeichen bezeichnet, welche ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsform sind.

7 ist eine Ansicht eines vertikalen Schnitts des Basisabschnitts 410 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 401 gemäß der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform. 8 ist eine Ansicht eines vertikalen Schnitts des Basisabschnitts 410 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 401 gesehen von einer Richtung senkrecht zu 7. 9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitts 460. 10 ist ein Paar von Ansichten, welche die Isolationsplatte 490 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht, und (b) eine Vorderansicht ist. 11 ist eine Folge von Ansichten, welche eine Kabelhalterung 500 zeigen, wobei (a) eine Draufsicht, (b) eine Seitenansicht und (c) eine Untenansicht ist.

Wie in der 9 gezeigt, umfasst der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460 in der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform das Elektrodenhalterungselement 70, das Elektrodenelement 80, die Verbindungsleitungshalterung 110 und die Drückplatte 120, welche ähnlich zu denen der oben beschriebenen Ausführungsform sind, sowie die Isolationsplatte 490 und die Kabelhalterung 500, welche anstatt der Isolationsplatte 90 in der oben beschriebenen Ausführungsform eingesetzt sind. Die Isolationsplatte 490 ist aus einem elektrisch isolierenden harten Harz. Wie in den 9 und 10 gezeigt, nimmt die Isolationsplatte 490 die Form einer rechteckigen Platte an und hat, in ihrem mittleren Teil, eine Halterungseinführöffnung 496, welche eine Einführung der Kabelhalterung 500 dort hinein erlaubt. Die Isolationsplatte 490 hat weiterhin Elektrodenanschlusseinführöffnungen 492 und Halterungsaufnahmeöffnungen 493, welche ähnlich den Elektrodenanschlusseinführöffnungen 92 beziehungsweise Halterungsaufnahmeöffnungen 93 der Isolationsplatte 90 der oben beschriebenen Ausführungsform sind.

Wie in 9 und 11 gezeigt, besteht die Kabelhalterung 500 aus zwei Elementen; das ist, eine erste Kabelhalterung 500A und eine zweite Kabelhalterung 500B, welche beide eine Form ähnlich dem Buchstaben C haben. Die erste Kabelhalterung 500A und die zweite Kabelhalterung 500B sind aus einem elektrisch isolierenden harten Harz gebildet und, wie in 9 und 11 gezeigt, stehen sich gegenüber, um so eine Form ähnlich einem gestuften Zylinder zu bilden. Die erste Kabelhalterung 500A und die zweite Kabelhalterung 500B nehmen im wesentlichen dieselbe Form an. Die erste Kabelhalterung 500A und die zweite Kabelhalterung 500B haben solch eine Form, dass Anordnung-in-Isolationsplatteteile 504A und 504B, welche jeweils die Form eines Bogens mit großem Durchmesser, und Anordnung-in-Drückplatteteile 503A und 503B, welche jeweils die Form eines Bogens mit kleinem Durchmesser bilden, jeweils übereinander gelegt sind.

Die Anordnung-in-Isolationsplatteteile 504A und 504B sind in der oben erwähnten Halterungseinführöffnung 496 der Isolationsplatte 490 angeordnet. Die Anordnung-in-Drückplatteteile 503A und 503B sind in die Halterungseinführöffnung 121 der Drückplatte 120 (siehe 9) derart angepasst, dass die äußeren Oberflächen eines Umfangs davon an den Befestigungshalterungsteil-umgebenden-Bereich 121a der Halterungseinführöffnung 121 angrenzen, um dadurch in einer radialen Richtung nach innen gedrückt zu werden. Drückplatte-Angrenzoberflächen 502A und 502B, welche Schulteroberflächen zwischen den Anordnung-in-Isolationsplatteteilen 504A und 504B bzw. den Anordnung-in-Drückplatteteilen 503A und 503B sind, werden durch die Drückplatte 120 gedrückt; insbesondere durch die Drückoberfläche 120a der Drückplatte 120. Elektrodenelement-Angrenzoberflächen 501A und 501B, welche Oberflächen eines distalen Endes der ersten Kabelhalterung 500A bzw. der zweiten Kabelhalterung 500B sind, grenzen an die Elektrodenanschluss-Verbindungsoberfläche 81b des Elektrodensubstrats 81 und das proximalen Ende 221u der inneren Röhre 221 an. Wie in 11(a) gezeigt, dienen die inneren Teile der ersten Kabelhalterung 500A bzw. der zweiten Kabelhalterung 500B als beißende Halterungsteile 505A und 505B, welche jeweils die Form von abwechselnden Einbuchtungen und Vorsprüngen annehmen, welche entlang eines Umfangs in einer Zahnrad-ähnlichen Weise angeordnet sind und sich entlang der Achse P erstrecken. Wenn die erste Kabelhalterung 500A und die zweite Kabelhalterung 500B gegenüber zueinander angeordnet sind, ist der Durchmesser eines imaginären Kreises L, welcher in die beißenden Halterungsteile 505A und 505B einbeschrieben ist, leicht kleiner als der Außendurchmesser D1 des Kabels 50.

Wie in 7 und 8 gezeigt, sind in dem innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460 des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors 401 der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform die erste Kabelhalterung 500A und die zweite Kabelhalterung 500B in die Halterungseinführöffnung 496 der Isolationsplatte 590 eingepasst, während sie einander gegenüberstehen, während das Kabel 50 durch die Halterungseinführöffnung 496 der Isolationsplatte 490 eingeführt ist. Weiterhin, wie in dem Fall der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Basisteile 112 der Verbindungsleitungshalterung 110 in den entsprechenden Halterungsaufnahmeöffnungen 493 angeordnet und der Bogenteil 111 der Verbindungsleitungshalterung 110 und die Anordnung-in-Drückplatteteile 503A und 503B der ersten Kabelhalterung 500A und der zweiten Kabelhalterung 500B sind jeweils in die Halterungseinführöffnung 121 der Drückplatte 120 eingepasst. In dieser Prozedur drückt der Befestigungshalterungsteile-umgebende-Bereich 121a der Halterungseinführöffnung 121 der Drückplatte 120 in einer radialen Richtung die äußeren Oberflächen eines Umfangs der Anordnung in Drückplatteteile 503A und 503B der ersten Kabelhalterung 500A bzw. der zweiten Kabelhalterung 500B nach innen. Dementsprechend drücken und verformen eine Mehrzahl von lang gestreckten Vorsprüngen der beißenden Halterungsteile 505A und 505B der ersten Kabelhalterung 500A bzw. der zweiten Kabelhalterung 500B in einer radialen Richtung nach innen entsprechende Teile des Umfangs des zu halternden Teils 51 des Kabels 50, wodurch sie das zu halternde Teil 51 des Kabels 50 mit einer hohen Halterungskraft (Herausziehstärke) haltern.

Selbst wenn der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 401 der vorliegenden Ausführungsform einer Vibration oder einem Stoß als ein Resultat, in einem Automobil oder dergleichen angebracht zu sein, ausgesetzt ist, haltert der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460; insbesondere die beißenden Halterungsteile 505A und 505B der ersten Kabelhalterung 500A bzw. der zweiten Kabelhalterung 500B das Kabel 50 zuverlässig. Demgemäß unterstützen die beißenden Halterungsteile 505A und 505B das Gewicht des unteren Teils 50a (siehe 8) des Kabels 50, welcher unterer Teil 50a zu der Seite eines distalen Endes (nach unten) von dem zu halternden Teil 51 angeordnet ist, sowie eine Belastung, welche mit einer Vibration oder einem Stoß verknüpft ist. Daher kann zuverlässig ein Auftreten eines Defektes, wie etwa Rissbildung im Lötmittel in den Verbindungsbereichen SL, wo die Verkabelungsplatine 40 und die Verbindungsleitungen 52 des Kabels 50 verbunden sind, Brechen der Verbindungsleitung(en) 52, oder Ablösen der Verbindungsleitung(en) 52 von der Verkabelungsplatine 40 verhindert werden. Somit kann der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor 401 ununterbrochen in einem geeigneten Zustand benutzt werden. Auch drückt der Befestigungshalterungsteile-umgebende-Bereich 121a der Halterungseinführungsöffnung 121 der Drückplatte 120 in der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform in einer radialen Richtung die Anordnung-in-Drückplatteteile 503A und 503B der ersten bzw. zweiten Kabelhalterung 500A und 500B nach innen, wodurch ein Nachlassen einer Kraft zum beißenden Haltern (fest Haltern) des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 über die Zeit verhindert ist. Demgemäß kann eine Halterungskraft zum beißenden Haltern (fest Haltern) des zu halternden Teils 51 des Kabels 50 mittels der beißenden Halterungsteile 505A und 505B über eine lange Zeitspanne aufrechterhalten werden.

In der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform haltern die beißenden Halterungsteile 505A und 505B auch den zu halternden Teil 51 des Kabels 50 fest, während sie zu der Seite eines proximalen Endes hin (nach oben in 7 und 8) in Bezug auf das proximale Ende 221u der inneren Röhre 221 angeordnet sind. Das ist, in der vorliegenden abgewandelten Ausführungsform ist der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460 auch so konfiguriert, dass ein Teil des Kabels 50, welches zu der Seite eines proximalen Endes in Bezug auf das proximale Ende 211u der inneren Röhre 211 angeordnet ist, als der zu halternde Teil 51 dient, der dadurch fest zu haltern ist. Demgemäß, verglichen mit dem Fall, wo ein Befestigungshalterungsabschnitt zum Festhaltern des Kabels innerhalb der inneren Röhre 211 gebildet ist, kann der innere-Röhre-und-Kabel-Halterungsabschnitt 460 leicht gebildet werden und erleichtert ein Einstellen von Halterungskraft.

Während die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Ausführungsform und die abgewandelte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann wie geeignet abgewandelt werden, ohne von dem Geist oder Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen.

Die obige Ausführungsform und die abgewandelte Ausführungsform sind beschrieben worden, während der zu halternde Teil 51 erwähnt worden ist, welcher nahe dem proximalen Ende (oberes Ende) des Kabels 50 angeordnet ist. Abhängig von der Form des Basisabschnitts 10, der Position der Verkabelungsplatine 40, etc. kann jedoch z.B. ein Teil eines elektrisch leitenden Pfadelements, wie etwa ein Kabel, welches an einer geeigneten Position zwischen einer Verkabelungsplatine und einem Sensorelement angeordnet ist, als ein zu halternder Teil dienen. Selbst in diesem Fall haltern Befestigungshalterungsteile (beißende Halterungsteile) den zu halternde Teil, wobei verhindert werden kann, dass das Gewicht eines unteren Teils, welcher unter dem zu halternden Teil angeordnet ist, und eine Belastung, welche auf den unteren Teil in Verbindung mit einer Vibration oder einem Stoß ausgeübt wird, auf eine mechanische Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Pfadelement und der Verkabelungsplatine ausgeübt wird. Dementsprechend kann ein Auftreten einer Beschädigung an der mechanischen Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Pfadelement und der Verkabelungsplatine unterdrückt werden. Die obige Ausführungsform und die abgewandelte Ausführungsform benutzen das Kabel 50, welches die Verbindungsleitungen 52 umfasst. Die zwei Verbindungsleitungen können jedoch unabhängig in die innere Röhre 221 eingeführt sein. Je größer das Gewicht des unteren Teils, welcher unterhalb des zu halternden Teils angeordnet ist, umso größer ist die Wirkung der vorliegenden Erfindung, eine Beschädigung an der mechanischen Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Pfadelement und der Verkabelungsplatine zu unterdrücken. In dem Fall, wo ein Kabel benutzt wird, ist somit eine Anwendung der vorliegenden Erfindung weiterhin bevorzugt.

Zusammenfassend ist ein Ziel der Erfindung, einen Flüssigkeitszustandsdetektionssensor zum Detektieren des Zustands von Flüssigkeit bereitzustellen, in welchem, selbst in dem Fall eines Ausgesetztseins zu einer Vibration oder einem Stoß, ein Auftreten einer Beschädigung an einer mechanischen Verbindung zwischen einem elektrisch leitenden Pfadelement und einer Verkabelungsplatine unterdrückt werden kann. Die Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitszustandsdetektionssensor gelöst, welcher ein Konzentrationssensorelement zum Detektieren des Zustands der zu messenden Flüssigkeit; eine Verkabelungsplatine, welche eine Antriebssteuerungsschaltung umfasst und oberhalb des Konzentrationssensorelements angeordnet ist; ein Kabel, welches mechanisch mit der Verkabelungsplatine verbunden ist und sich nach unten von der Verkabelungsplatine erstreckt und eine elektrische Kommunikation zwischen der Antriebssteuerungsschaltung und dem Konzentrationssensorelement etabliert; eine innere Röhre, welche zumindest einen Teil eines Kabels in einer losen Bedingung umgibt; und einen Befestigungshalterungsabschnitt, welcher einen zu halternden Teil des Kabels, welcher zwischen der Verkabelungsplatine und dem Konzentrationssensorelement 260 angeordnet ist, fest haltert, umfasst.