Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
zum Detektieren des Zustandes einer zu messenden Flüssigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Während einer tatsächlichen Benutzung eines Flüssigkeitszustandsdetektionssensors
jedoch, z.B. in einem Fahrzeug, welcher wie das Harnstoffkonzentration-bestimmende
Gerät gemäß Patentdokument 1 konfiguriert ist, kann der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
einer Vibration oder einem Stoß ausgesetzt sein, insbesondere denen in der
vertikalen Richtung. Wenn Verbindungsleitungen sich nach unten ausstrecken, während
sie mechanisch mit einer Verkabelungsplatine durch Löten oder dergleichen verbunden
sind, bringt ein Aussetzen einer solchen Vibration oder Stoßes das folgende
Risiko mit sich: die Gewichte der Verbindungsleitungen und eine vertikal ausgeübte
Vibration oder ein Stoß erzeugen hohe wiederholte Belastung an oder üben
eine große Auftreffkraft auf mechanische Verbindungen zwischen den Verbindungsleitungen
und der Verkabelungsplatine aus. Somit führt eine durch wiederholte Belastung
hervorgerufene Ermüdung zu einem Auftreten von Reißen oder Brechen in
den mechanischen Verbindungen oder eine Auftreffkraft führt zu einem augenblicklichen
Auftreten eines solchen Reißens oder Brechens. Dies bezieht ein Risiko eines
Erzeugens von Rauschen in einer Ausgabe von einem Sensorelement des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors
ein oder, in einem außergewöhnlichen Fall, ein Risiko eines Brechens einer
Leitung mit einer resultierenden Störung, den Sensor geeignet
zu benutzen.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Probleme
gefasst worden, und ein Ziel der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
zum Detektieren des Zustands von Flüssigkeit bereitzustellen, in welchem, sogar
in dem Fall eines Aussetzens zu Vibration oder Stoß, ein Auftreten von Beschädigung
einer mechanischen Verbindung zwischen einem elektrisch leitenden Pfadelement und
einer Verkabelungsplatine unterdrückt werden kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Mittel zum Lösen der Probleme ist ein Flüssigkeitszustandsdetektionssensor,
von welchem zumindest ein Teil in einer zu messenden Flüssigkeit eingetaucht
ist und welcher dazu ausgebildet ist, einen Zustand der zu messenden Flüssigkeit
zu detektieren. Der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor umfasst ein Sensorelement,
von welchem zumindest ein Teil in Kontakt mit der zu messenden Flüssigkeit
ist und welches dazu ausgebildet ist, den Zustand der zu messenden Flüssigkeit
zu detektieren; eine Verkabelungsplatine, welche über dem Sensorelement angeordnet
ist und welche eine Antriebssteuerungsschaltung umfasst, welche das Sensorelement
antreibt und ein Messsignal von dem Sensorelement empfängt, welches den Zustand
der zu messenden Flüssigkeit anzeigt; ein elektrisch leitendes Pfadelement,
welches mechanisch mit der Verkabelungsplatine verbunden ist, und sich nach unten
von der Verkabelungsplatine erstreckt, und eine elektrische Kommunikation zwischen
der Antriebssteuerungsschaltung und dem Sensorelement etabliert; eine umgebende
Röhre, welche unter der Verkabelungsplatine und über einem unteren Ende
des Sensorelements angeordnet ist und das elektrisch leitende Pfadelement in einer
losen Bedingung umgibt; und einen Befestigungshalterungsabschnitt, welcher einen
zu halternden Teil des elektrisch leitenden Pfadelements fest haltert, welcher zwischen
der Verkabelungsplatine und dem Sensorelement angeordnet ist.
In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden
Erfindung ist der zu halternde Teil des elektrisch leitenden Pfadelements in dem
Befestigungshalterungsabschnitt befestigt. Selbst wenn der Sensor einer Vibration
oder einem Stoß ausgesetzt wird, kann somit ein Erzeugen von wiederholter Belastung
oder ein Ausüben einer Kraft, wie etwa einer Stoßkraft, auf die mechanischen
Verbindungen zwischen der Verkabelungsplatine und Verbindungsleitungen verhindert
werden, was andererseits von dem Gewicht des mindestens einen Teils des elektrisch
leitenden Pfadelements, welcher unter dem zu halternden Teil angeordnet ist, und
einer Vibration oder einem Stoß herrühren könnte. Daher kann ein
Auftreten eines Reißens oder Brechens in den mechanischen Verbindungen verhindert
werden, wodurch durchgehende Benutzung des Sensors in einem geeigneten Zustand ermöglicht
ist.
Beispiele von Flüssigkeitszustandsdetektionssensoren umfassen
einen Flüssigkeitstemperatursensor, einen Flüssigkeitskonzentrationssensor,
einen Sensor zum Bestimmen des Typs einer Flüssigkeit und einen zusammengesetzten
Sensor irgendeines dieser Sensoren und eines weiteren Sensors. Keine besondere Beschränkung
ist bezüglich des elektrisch leitenden Pfadelements auferlegt, solange wie
das Element eine elektrische Kommunikation zwischen der Antriebssteuerungsschaltung
und dem Sensorelement erstellen kann und mechanisch mit der Verkabelungsplatine
verbunden werden kann. Beispiele von elektrisch leitenden Pfadelementen umfassen
eine überzogene Leitung, in welcher ein Strang mit Harz, wie etwa Polyethylen,
überzogen ist, eine Verbindungsleitung, wie etwa eine emaillierte Leitung,
ein mehradriges Kabel, in welchem eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen in einem
einzelnen Kabel ausgebildet sind, und ein Koaxialkabel, in welchem geflochtene Drähte
koaxial mit einer Ader angeordnet sind. Die Verkabelungsplatine und das elektrisch
leitende Pfadelement sind mechanisch miteinander zum Beispiel durch Lötadern
von Verbindungsleitungen zu der Verkabelungsplatine verbunden. Alternativ sind die
Verkabelungsplatine und die Verbindungsleitungen über entsprechende Anschlusselemente
zusammen verbunden.
In dem oben erwähnten Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
ist der Befestigungshalterungsabschnitt vorzugsweise über einem oberen Ende
der umgebenden Röhre angeordnet.
In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden
Erfindung ist der Befestigungshalterungsabschnitt über dem oberen Ende der
umgebenden Röhre angeordnet. Der Befestigungshalterungsabschnitt kann in dem
Flüssigkeitszustandsdetektionssensor in solch einer Weise bereitgestellt sein,
um so innerhalb der umgebenden Röhre an einer geeigneten Position angeordnet
zu sein. Dies kann jedoch eine Schwierigkeit bei einer Bearbeitung der umgebenden
Röhre oder bei einem Zusammensetzen mit sich bringen, wie etwa beim Einsetzen
des elektrisch leitenden Pfadelements in die umgebende Röhre. Im Gegensatz
dazu stellt eine Bereitstellung des Befestigungshalterungsabschnitts oberhalb des
oberen Endes der umgebenden Röhre ein hohes Maß an Freiheit für die
Struktur des Befestigungshalterungsabschnitts bereit und erleichtert einen Zusammenbau.
Vorzugsweise, in jedem der oben erwähnten Flüssigkeitszustandsdetektionssensoren,
haltert der Befestigungshalterungsabschnitt das elektrisch leitende
Pfadelement mit einer Herausziehstärke von 10-mal oder mehr eines Gewichtes
des Teils des elektrisch leitenden Pfadelementes, welcher unterhalb des zu halternden
Teils angeordnet ist.
In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden
Erfindung haltert der Befestigungshalterungsabschnitt, welcher die oben erwähnte
Herausziehstärke hat, fest das elektrisch leitende Pfadelement. Selbst wenn
der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor, welcher in einem Automobil oder dergleichen
angebracht ist, einer Vibration oder einem Stoß ausgesetzt ist, kann somit
der Befestigungshalterungsabschnitt das elektrisch leitende Element zuverlässig
haltern. Daher kann zuverlässig ein Auftreten eines Defektes, wie etwa eines
Reißens in der mechanischen Verbindung, welche durch Löten oder dergleichen
gemacht ist, zwischen der Verkabelungsplatine und dem elektrisch leitenden Element
verhindert werden. In Hinsicht einer Erhöhung einer Halterungsstärke hat
der Befestigungshalterungsabschnitt vorzugsweise eine Herausziehstärke 20-mal
oder mehr des Gewichts des eines Teils des elektrisch leitenden Pfadelements, welcher
unterhalb des zu halternden Teils angeordnet ist.
In jedem der oben erwähnten Flüssigkeitszustandsdetektionssensoren
umfasst der Befestigungshalterungsabschnitt vorzugsweise einen beißenden ("beißen"
meint in diesem Zusammenhang auch "klemmen", "quetschen" oder "kneifen") Halterungsteil,
welcher in einer radialen Richtung nach innen einen Teil eines äußeren
Umfangs des zu halternden Teils des elektrisch leitenden Pfadelements so verformt,
um den zu halternden Teil beißend zu haltern.
In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden
Erfindung umfasst der Befestigungshalterungsabschnitt den beißenden Halterungsteil.
Somit haltert der Befestigungshalterungsabschnitt den zu halternden Teil des elektrisch
leitenden Elements in solch einer Weise, dass der beißende Halterungsteil den
zu halternden Teil beißt, wodurch das elektrisch leitende Element zuverlässig
gehaltert wird.
Keine besondere Beschränkung ist auf den beißenden Halterungsteil
auferlegt, solange wie der beißende Halterungsteil einen Teil des äußeren
Umfangs des zu halternden Teils in einer radialen Richtung nach innen verformt,
um so den zu halternden Teil beißend zu haltern. Zum Beispiel kann der beißende
Halterungsteil in solch einer Weise konfiguriert sein, um den Umfang des zu halternden
Teils des elektrisch leitenden Elements in einer radialen Richtung nach innen bei
einer Mehrzahl von Umfangspositionen (z.B. bei zwei Umfangspositionen entlang einer
Diagonale) zu verformen, zum beißenden Haltern des zu halternden Teils. Alternativ
kann der beißende Halterungsteil in solch einer Weise konfiguriert sein, um
den Umfang des zu halternden Teils in einer radialen Richtung nach innen in einem
regulären Zahnrad-ähnlichen Muster zu pressen und zu verformen, zum beißenden
Haltern des zu halternden Teils.
Vorzugspreise hat in jedem der oben erwähnten Flüssigkeitszustandsdetektionssensoren
die umgebende Röhre eine zylindrische Form; das elektrisch leitende Pfadelement
ist ein solides, säulenförmiges Kabel, welches eine einzelne oder eine
Mehrzahl von Verbindungsleitungen umfasst; und ein Durchmesserunterschied zwischen
einem Innendurchmesser der umgebenden Röhre und einem Außendurchmesser
eines Teils des Kabels, welches innerhalb der umgebenden Röhre angeordnet ist,
ist 1,5 mm oder weniger.
In dem Flüssigkeitszustandsdetektionssensor der vorliegenden
Erfindung ist das elektrisch leitende Pfadelement, welches innerhalb der umgebenden
Röhre in einer losen Bedingung anzuordnen ist, ein solides, säulenförmiges
Kabel, welches einen Außendurchmesser hat, welcher 1,5 mm oder weniger kleiner
als der Innendurchmesser der umgebenden Röhre ist. Demgemäß, sogar
wenn das elektrisch leitende Element innerhalb der umgebenden Röhre aufgrund
einer äußeren Vibration radial vibriert, begrenzt die umgebende Röhre
die Vibration, um dadurch einen Einfluss der Vibration auf den zu halternden Teil
des elektrisch leitenden Elements zu unterdrücken und weiterhin auf einen Teil
des elektrisch leitenden Elements, welcher mechanisch mit der Verkabelungsplatine
verbunden ist.
Vorzugsweise ist, in jedem der oben erwähnten Flüssigkeitszustandsdetektionssensoren,
die zu messende Flüssigkeit eine wässrige Harnstofflösung.
Eine Zielflüssigkeit des Flüssigkeitszustandsdetektionssensors
der vorliegenden Erfindung ist eine wässrige Harnstofflösung. Der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
kann zum Beispiel benutzt werden, die Temperatur und die Harnstoffkonzentration
einer wässrigen Harnstofflösung zu detektieren, welche in einer Auspuffgasreinigungsvorrichtung
benutzt wird, welche in einem Automobil angebracht ist, welches mit einem Dieselmotor
oder dergleichen ausgestattet ist, wie oben in dem Abschnitt über Hintergrundtechnik
erwähnt ist. In dem Fall, wo der Flüssigkeitszustandsdetektionssensor
in der Abgasreinigungsvorrichtung eines Automobils benutzt wird, haltert der Befestigungshalterungsabschnitt
den zu halternden Teil des elektrisch leitenden Elements, sogar wenn der Sensor
einer äußeren Kraft ausgesetzt wird, welche insbesondere durch eine vertikale
Vibration oder einen Stoß, welcher mit einer Bewegung oder dergleichen eines
Automobils verknüpft ist, hervorgerufen ist. Daher kann ein Einfluss einer
solchen äußeren Kraft auf die mechanischen Verbindungen
zwischen den Verbindungsleitungen und der Verkabelungsplatine unterdrückt werden.
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.
Bester Modus, um die Erfindung auszuführen
(Ausführungsform)
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
(NOx), 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.
(Abgewandelte Ausführungsform)
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.