(57)【要約】【解決手段】ガスセンサーのシール部（４０）は、ボディ（１２２）と、フランジ（１２４）を有する上側部分と、少なくとも一つのチャンネル（１３０）と、を含む。フランジ（１２４）は、上側部分から突出する延長部（１３１）と、延長部（１３１）からボディ（１２２）に沿って延在する曲がり部（１２９）と、曲がり部（１２９）からボディ（１２２）に向かって延在する突起部（１２８）と、を有する。チャンネル（１３０）は、上側部分から下側表面（１２６）へとボディ（１２２）を通って延在する。センサー（１０）内部でガスセンサーシール部（４０）を使用するための方法も提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスセンサー（１０）であって、
サブアッセンブリ（１４）内に配置された下側部分と、配線ハーネスの回りに配置された上側シールド（２０）を含む配線ハーネスアッセンブリ（１２）内に配置された上側部分と、を有する検出要素（８０）と、
前記上側シールド（２０）の第１の部分（２２）内に配置されたボディ（１２２）、及び、フランジ（１２４）を有するシール部（４０）であって、前記上側シールド（２０）のエッジが、前記フランジ（１２４）の少なくとも一部分と前記ボディ（１２２）との間に配置される、前記シール部と、
を含む、ガスセンサー。
【請求項２】
前記サブアッセンブリ（１４）は、
前記検出要素（８０）の前記下側部分の回りに配置されたシェル（５０）と、
上側絶縁器（９０）であって、該上側絶縁器の少なくとも一部分が、前記検出要素（８０）及び前記シェル（５０）の間に配置される、前記上側絶縁器（９０）と、
前記検出要素（８０）の端部の回りに配置された下側シールド（３０）であって、該下側シールド（３０）は、前記シェル（５０）と物理的に接触し、複数の開口孔（３８）を有する、前記下側シールド（３０）と、
を更に含む、請求項１に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項３】
前記シール部（４０）は、フルオロエラストマー、シリコン、ゴム、ペルフルオロエラストマー、並びに、前記した材料の少なくとも一つを含む組み合わせ材料からなるグループから選択された材料を含んでいる、請求項１に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項４】
前記フランジ（１２４）は、
前記エッジに亘って前記シール部（４０）から突出する延長部（１３１）と、
前記延長部（１３１）から前記上側シールド（２０）に沿って延在する、曲がり部（１２９）と、
前記曲がり部（１２９）から前記上側シールド（２２）に向かって延在する突起部（１２８）と、
を更に含み、
前記突起部（１２８）及び前記シールボディ（１２２）の間の距離は、前記上側シールド（２２）の厚さと略等しいか又は小さい、請求項１に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項５】
前記突起部（１２８）及び前記上側シールド（２２）の間に、更に流体機密シール部を更に含む、請求項４に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項６】
前記シール部（４０）は、
下側表面（１２６）と、
該下側表面（１２６）から前記サブアッセンブリ（１４）に向かって突出する少なくとも一つの突起部（１４０）と、
を更に含む、請求項１に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項７】
ガスセンサー（１０）を製造するための方法であって、
配線ハーネスの回りに配置された上側シールド（２０）を含む配線ハーネスアッセンブリ（１４）内に、検出要素（８０）の上側部分を配置し、
前記サブアッセンブリ（１４）内に、前記検出要素（８０）の下側部分を配置し、
前記上側シールド（２０）の第１の部分と同心にシール部のボディ（１２２）の少なくとも一部分を配置し、及び、前記シール部（４０）のフランジ（１２４）の一部分を前記上側シールド（２０）のエッジに亘って配置し、
前記上側シールド（２０）を前記シール部（４０）の回りに圧着する、各工程を含む、方法。
【請求項８】
前記シール部（４０）は、フルオロエラストマー、シリコン、ゴム、ペルフルオロエラストマー、並びに、前記した材料の少なくとも一つを含む組み合わせ材料からなるグループから選択された材料を含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ボディ（１２０）と、前記フランジ（１２４）の突起部（１２８）との間に前記上側シールド（２０）を配置する工程を更に含み、
前記フランジ（１２４）は、
前記エッジに亘って前記シール部（４０）から突出する延長部（１３１）と、
前記延長部（１３１）から前記上側シールド（２０）に沿って延在する、曲がり部（１２９）と、
前記曲がり部（１２９）から前記上側シールド（２２）に向かって延在する前記突起部（１２８）と、
を更に含み、
前記突起部（１２８）及び前記シールボディ（１２２）の間の距離は、前記上側シールド（２２）の厚さと略等しいか又は小さい、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記突起部（１２８）と、前記上側シールド（２０）との間に流体機密シール部を形成する工程を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記シール部（４０）の下側表面（１２６）に、前記サブアッセンブリ（１４）に向かって突出する、少なくとも一つの突起部（１４０）を形成する工程を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
シール部（４０）であって、
ボディ（１２２）と、
フランジ（１２４）を有する上側部分であって、該フランジ（１２４）は、該上側部分から突出する延長部（１３１）と、該延長部（１３１）から前記ボディ（１２２）に沿って延在する曲がり部（１２９）と、該曲がり部（１２９）から前記ボディ（１２２）に向かって延在する突起部（１２８）と、を有する、前記上側部分と、
前記上側部分から下側表面（１２６）へと前記ボディ（１２２）を通って延在する少なくとも一つのチャンネル（１３０）と、
を含む、シール部（４０）。
【請求項１３】
前記下側表面（１２６）から突出する少なくとも一つの突起部（１４０）を更に含む、請求項１２に記載のシール部（４０）。
【請求項１４】
フルオロエラストマー、シリコン、ゴム、ペルフルオロエラストマー、並びに、前記した材料の少なくとも一つを含む組み合わせ材料からなるグループから選択された材料を含んでいる、請求項１２に記載のシール部（４０）。
【請求項１５】
ガスセンサー（１０）であって、
サブアッセンブリ（１４）内に配置された下側部分と、配線ハーネスの回りに配置された上側シールド（２０）を含む配線ハーネスアッセンブリ（１２）内に配置された上側部分と、を有する検出要素（８０）と、
前記上側シールド（２０）の第１の部分内に配置されたボディ（１２２）、及び、フランジ（１２４）を有するシール部（４０）であって、前記上側シールド（２０）のエッジが、前記フランジ（１２４）の少なくとも一部分と前記ボディ（１２２）との間に配置される、前記シール部（４０）と、
前記検出要素（８０）の前記下側部分の回りに配置されたシェル（５０）と、
上側絶縁器（９０）であって、該上側絶縁器（９０）の少なくとも一部分は前記検出要素（８０）及び前記シェル（５０）の間に配置される、前記上側絶縁器（９０）と、
前記検出要素（８０）の端部の回りに配置された下側シールド（３０）であって、該下側シールド（３０）は前記シェル（５０）と物理的に接触し且つ複数の開口孔（３８）を有する、前記下側シールド（３０）と、
前記検出要素（８０）と電気的に接続されている、少なくとも一つのターミナル（６２、６３）と、
前記ターミナル（６２、６３）と物理的に接触している、ターミナル支持部（６０）と、
を含む、ガスセンサー（１０）。
【請求項１６】
前記サブアッセンブリ（１４）は、前記上側絶縁器（９０）及び前記下側シールド（３０）の間に、前記シェル（５０）内部に配置されたタルクパック（７０）を更に含む、請求項１５に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項１７】
前記サブアッセンブリ（１４）は、前記タルクパック（７０）及び前記下側シールド（３０）の間に、前記シェル（５０）内部に配置された下側絶縁器（９２）を更に含む、請求項１６に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項１８】
前記シール部（４０）は、フルオロエラストマー、シリコン、ゴム、ペルフルオロエラストマー、並びに、前記した材料の少なくとも一つを含む組み合わせ材料からなるグループから選択された材料を含んでいる、請求項１５に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項１９】
前記フランジ（１２４）は、
前記エッジに亘って前記シール部（４０）から突出する延長部（１３１）と、
前記延長部（１３１）から前記上側シールド（２０）に沿って延在する、曲がり部（１２９）と、
前記曲がり部（１２９）から前記上側シールド（２２）に向かって延在する突起部（１２８）と、
を更に含み、
前記突起部（１２８）及び前記シールボディ（１２２）の間の距離は、前記上側シールド（２２）の厚さと略等しいか又は小さい、請求項１５に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項２０】
前記突起部（１２８）及び前記上側シールド（２０）の間に、更に流体機密シール部を更に含む、請求項１９に記載のガスセンサー（１０）。
【請求項２１】
前記シール部（４０）は、
下側表面（１２６）と、
該下側表面（１２６）から前記サブアッセンブリ（１４）に向かって突出する少なくとも一つの突起部（１４０）と、
を更に含む、請求項１５に記載のガスセンサー（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、１９９９年１０月２７日に出願された米国仮出願シリアル番号６０／１６１，８３９号の出願日の利益を請求する。それを参照することにより、その全ての内容が本願中に組み込まれる。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスセンサーに係り、より詳しくは、ガスセンサーで使用するためのシール部に関する。
【０００３】
【従来技術】
センサー、特に酸素センサーは、ガスの定量及び定性的分析を必要とする様々な用途で使用される。自動車の用途では、排気ガス中の酸素濃度と、エンジンに供給される燃料混合物の空気燃料比率との間の直接的関係は、酸素センサーが、最適燃焼状態の決定、燃料経済の最大化、及び、排気エミッションの管理のため、酸素濃度測定結果を提供することを可能にする。
【０００４】
従来の化学量論通りの酸素センサーは、イオン伝導固体電解質材料、多孔性保護外皮を備える、排気ガスにさらされる電解質の外側表面上の多孔性電極、及び、既知の酸素分圧にさらされるセンサーの内側表面上の電極を含む。自動車用途で典型的に使用されるセンサーは、白金電極を備えた、イットリウム安定化ジルコニアベースの電気化学ガルバニー電池を使用する。該センサーは、自動車エンジンの排気中に存在する酸素の相対量を検出するため、電位差測定モードで作動する。このガルバニー電池の両表面が異なる酸素分圧にさらされるとき、次のネルンスト方程式に従って、ジルコニア壁の両表面上の電極間で起電力が発生する。
【０００５】
【数１】
2004521311.tif 000003
【０００６】
ここで、
Ｅ＝起電力
Ｒ＝普遍ガス定数
Ｆ＝ファラディー定数
Ｔ＝ガスの絶対温度
ＰＯ２ｒｅｆ＝参照ガスの酸素分圧
ＰＯ２＝排気ガスの酸素分圧
燃料リッチ及び燃料リーンの排気条件の間の酸素分圧上の大きな差に起因して、起電力（ｅｍｆ）は、化学量論ポイントで鋭く変化し、これらのセンサーの特徴的な切り替え挙動を引き起こす。その結果、これらの電位差測定式の酸素センサーは、排気混合物の実際の空気燃料比率を定量化することなく、エンジンが燃料リッチ又は燃料リーンのいずれの状態で作動しているかを定性的に指し示す。
【０００７】
これらのセンサーは、センサーボディ及び配線ハーネスアッセンブリを介して車両電気システムに電気的に接続される。センサー及び配線ハーネスアッセンブリの接合部では、シール部１０６は、電気ケーブルを取り囲んでおり、図１の従来技術で示されたように、センサーのリテイナー１０２内に設置される。従来のセンサーは、センサー１００への水及び他の汚染物質の浸入を防止するため、一部品設計（シール部１０６）、或いは、２部品、即ちシール部１０６及びブート１０４のいずれかから構成することができる。２つの部品から構成されるシール部は、汚染を防止することにおいてより有効であるが、よりコスト高である。更には、センサーの作動中には、これらの従来型シール部に存在する、揮発性の炭化水素が、高温で蒸発する傾向にあり、シール部を上側シールドの壁から、又は、ケーブルから縮ませて汚染物質がセンサー内へ入ることを可能にしてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
当該技術分野で必要とされているものは、流体、ガス及び他の環境汚染物質がセンサーに入ることを防止する、一部品シール部である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の不足部分は、本発明のシール部、ガスセンサー及び該ガスセンサーを製造するための方法によって、克服され、或いは、軽減される。
【００１０】
シール部は、ボディと、フランジを有する上側部分と、該上側部分から下側表面へとボディを通って延在する少なくとも一つのチャンネルと、を含む。該フランジは、該上側部分から突出する延長部と、該延長部からボディに沿って延在する曲がり部と、該曲がり部からボディに向かって延在する突起部と、を有する。
【００１１】
ガスセンサーは、サブアッセンブリ内に配置された下側部分と、配線ハーネスの回りに配置された上側シールドを含む配線ハーネスアッセンブリ内に配置された上側部分と、を有する検出要素（８０）を含んでいる。ガスセンサーは、上側シールドの第１の部分内に配置されたボディ、及び、フランジを有するシール部を更に含んでいる。ここで、上側シールドのエッジは、フランジの少なくとも一部分とボディとの間に配置される。
【００１２】
ガスセンサーを製造するための方法は、配線ハーネスの回りに配置された上側シールドを含む配線ハーネスアッセンブリ内に、検出要素の上側部分を配置し、サブアッセンブリ内に、検出要素の下側部分を配置し、上側シールド内に、同心にシール部のボディの少なくとも一部分を配置し、上側シールドのエッジに亘ってフランジを延長し、上側シールドをシール部の回りに圧着（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）する、各工程を含んでいる。
【００１３】
本発明の上述した及び他の、特徴及び利点は、以下の詳細な説明、図面及び請求の範囲から、当業者により認知され、理解されよう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、一例としての装置及び方法を説明するが、これは例示を意味し、本発明をこれに限定するものではない。
【００１５】
センサーは、異なるガスの存在に関する排気物を監視するため自動車エンジンで使用される。センサーは、典型的には、上側シールド、シール部、電気構成部品（例えば、エッジカードコネクター、雄型ターミナル及び雌型ターミナル、スプリングクリップ即ちアダプター等、並びに、前記した構成部品の少なくとも一つを含む組み合わせ）、及び、検出要素の上側部分を有する配線ハーネス（ｗｉｒｉｎｇ ｈａｒｎｅｓｓ）と、シェル、下側シールド、オプションの内側シールド、検出要素の下側部分、及び、オプションの高温マット材料、セラミック絶縁器又は類似の絶縁体及びタルクパック等を有するサブアッセンブリと、を含む。上側シールドの頂部分内に配置されているシール部は、水及び他の汚染物質の浸入からセンサーを保護する。このシール部は、一部品の多機能シール部であり、汚染物質から、検出要素に損傷を与え得る衝撃負荷又は振動からセンサーを保護して、ターミナル支持部を該当箇所に維持する。
【００１６】
以下、図２を参照すると、配線ハーネスアッセンブリ１２及びサブアッセンブリ１４を有する、一例としての酸素センサー１０が示されている。配線ハーネスアッセンブリ１２は、概して、シール部４０と、上側シールド２０内で検出要素８０の上側部分８４に接続された電気構成部品と、を備える。サブアッセンブリ１４は、概して、検出要素８０の下側部分、下側シールド３０内の内側シールド３５、絶縁器９０、９２、タルクパック７０、及び、シェル５０を備える。シールド２０、３０及び３５のための、及び、シェル５０のための一例としての材料は、例えば、高クロム及び／又は高ニッケルのステンレス鋼等のステンレス鋼、並びに、前記したステンレス鋼の少なくとも一つを含む混合物及び合金等であり、それらの全ての材料は、高温度耐性、高強度、及び、耐腐食性のために選択される。
【００１７】
下側シールド３０は、検出要素８０の第１の端部８２がガスと接触してこれを検出することを可能にするため、検出チャンバー３１内に配置されるようにシェル５０にしっかりと固定される。下側シールド３０は、検出チャンバー３１を画成し、下側シールド３０内に配置されているものは、検出要素８０を収容するための内側シールド３５である。下側シールド３０及び内側シールド３５は、検出チャンバー３１内への及び該チャンバーからのガスの通過を可能にして、これらのガスが検出要素８０の受容性第１の端部８２により検出されるようにするため、複数の開口孔３８、３９を組み込んでいる。
【００１８】
下側シールド３０に隣接して、シェル５０及び検出要素８０の間に配置されているものは、下側絶縁器９２の少なくとも一部分である。下側絶縁器９２は、センサー１０のための絶縁を提供するため、高温材料（即ち、「センサー作動条件」、例えば、約１，０００℃までの排気ガス温度に耐えることのできる材料）から構成される。電気的絶縁、熱耐性、及び、機械的支持のために選択された幾つかの可能な高温材料は、特に、セラミックス及び金属と、繊維（ランダム（ｒａｎｄｏｍ）、切断（ｃｈｏｐｐｅｄ）、連続（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）、織物（ｗｏｖｅｎ）等）、とりわけ、織り網（ｗｏｖｅｎ ｍｅｓｈ）及び非織り網（ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ ｍｅｓｈ）の形態で前記した材料のうち少なくとも一つから構成される組み合わせ、合金及び組成物と、を含んでいる。セラミックスは、ステアタイト、アルミナ等、又は、前記したセラミックスのうち少なくとも一つから構成される組み合わせを含むことができる。
【００１９】
下側絶縁器９２は、シェル５０内に配置される。シェル５０は、ボディ部分５２と、ねじ切り部分５４と、を有する。ボディ部分５２は、ねじ切り部分５４を、排気パイプ若しくは排気流れシステムの他の構成部品用のマウント、或いは、ガスセンサーが用いられ、かくして、センサーチャンバー３１を測定されるべきガスの流れ内に配置することができる任意箇所内に締め上げるためレンチ又は他のツールと適合するように形成されるのが好ましい。シェル５０は、圧着作業又は当該技術分野で知られた他のプロセスにより上側シールド２０に連結することができる。
【００２０】
オプションで、シェル５０の下側部分に配置されているのは、作動位置にセンサー１０を維持させ、ガス漏れに対するシール部として機能するように張力源を提供している、ガスケット７２である。用いることができる別のオプションの器具は、センサー要素８０に隣接してシェル５０内に配置することのできる、タルクパック７０である。タルクパック７０は、上側絶縁器９０及び下側絶縁器９２の間、又は、シェル肩部５６及び絶縁器９０、９２の間に配置することができる。タルクパック７０は、検出要素８０の回りにタルカムパウダーを固めることにより当該箇所に検出要素８０を保持する。その代わりに、タルクパック７０は、例えば、タルク、雲母、カオリン等の無機材料、並びに、前記した無機材料の少なくとも一つを含む組み合わせを、検出要素８０及び下側シールド３０の間に用いることにより得られる、漏れ耐性シール部として機能する。
【００２１】
シェル５０及び上側シールド２０内部に配置されているものは、接触パッド８６、８８を有する検出要素８０とすることができる。検出要素８０の部分は、上側シールド２０、シェル５０及び下側シールド３０内に配置される。検出要素８０は、既知の型式の平面状の即ち平坦プレート式検出要素とすることができる。下側シールド３０内に配置されている、該検出要素の第１の端部８２では、検出要素８０は、好ましくは、既知の型式のヒーターと共に、既知の態様で検出要素内に製作されている排気構成要素反応構造（例えば、電気化学的電池等）を備える。検出要素８０の第２の端部に、又は、その近傍に配置されているのは、当該技術分野で知られている従来材料から構成される、接触パッド８６、８８である。
【００２２】
上側シールド２０内に少なくとも部分的に配置されているのは、典型的に、シェル５０内に延在する上側絶縁器９０である。この上側絶縁器は、任意の従来設計又は後述される設計とすることができる。上側絶縁器９０は、下側絶縁器９２と同じか又は類似の型式の高温材料から構成することができ、センサー１０を絶縁してこれを保護する。一実施形態では、上側絶縁器９０は、検出要素１０の挿入のため様々な幅を持つ通路９３を備えた円柱機器とすることができ、オプションで、配線ハーネスアッセンブリ１２のターミナル６２、６３を収容するため上側部分９１の内部内で通路９３から外側に延在する段落ち部即ち棚９４を含む。ターミナル６２，６３は、それらが、上側絶縁器９０に適合され、その上に載置され、又は、これにより支持されるように配置される。ターミナル６２、６３及びターミナル支持部６０の重量を支持することによって、上側絶縁器９０は、その重量及び力が検出要素８０に損傷を与えることを防止する。この実施形態は、アトーニー整理番号ＤＰ−３０１５００／ＤＰ−３０１２４４Ｂ（ＤＥＰ−０１３３Ｆ）の米国特許出願において開示されている（その内容は、該出願を参照することによりその全体が本明細書中に組み込まれる）。
【００２３】
検出要素８０及び車両電気システムの間の電気的伝導を提供する、ターミナル６２、６３は、当該技術分野で知られている、スプリング設計を利用することによって、検出要素８０を該当箇所に保持即ち維持する。ターミナル６２，６３は、一般に、銅、真鍮、ステンレス鋼、ニッケル等、並びに、前記した材料のうち少なくとも一つを含む組み合わせ及び合金、を始めとした当該技術分野で知られている材料から構成される。センサー動作条件下で実質的なばね力を提供する、材料及びターミナル設計が好ましい。
【００２４】
ターミナル６２，６３は、車両電気システムから配線ハーネスアッセンブリ１２に入るケーブル又はワイヤ６４、６５と接続される。これらのケーブル６４、６５は、一般に、銅、真鍮、ステンレス鋼、ニッケル等、並びに、前記した材料のうち少なくとも一つを含む組み合わせ及び合金、を始めとした当該技術分野で知られている材料から構成される。これらのケーブルは、典型的に、例えばテフロン（登録商標）等の絶縁体内に包まれる。
【００２５】
ターミナル６２、６３及び検出要素８０を支持するために、ターミナル支持部６０が設けられる。該ターミナル支持部６０は、オプションで平坦側部を備えた略円柱形状を有して示されているが、他の設計も、例えば、多角形柱等も可能である。ターミナル支持部６０の頂部に配置されているものは、ターミナル及び電気ケーブルを収容するためのチャンネル又は孔である。チャンネル内には、段落ち部即ちポケットが、ターミナルを受け入れるため形成されている。ターミナル支持部６０は、センサー作動条件の下で耐えることのできる材料から形成され得る。これらの材料は、電気的な絶縁性、熱耐性、及び、機械的支持を提供するため選択されるべきであり、熱可塑性材料、例えばステアタイト、アルミナ等の熱硬化性セラミック、並びに、特に、セラミック及びプラスチックがしばしば用いられた状態で前記したターミナル支持材料の少なくとも一つを含む組み合わせを含むことができる。
【００２６】
一部品の多機能性ファスナー即ちシール部４０は、上側シールド２０の上側端部２２内に少なくとも部分的に配置され且つターミナル支持部６０に隣接したボディを含むことができる。シール部４０は、露頭する、リップ、即ちフランジ２４、及び、オプションの隆起部、突起又は突出部１４０を有するように設計される。シール部４０は、当該技術分野で知られている従来の鋳造技術により作ることができ、エンジンの作動と釣り合った温度に耐えることのできる材料を含むことができる。典型的な材料は、フルオロエラストマー（ｆｌｕｏｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ）、シリコン、ゴム、ペルフルオロエラストマー（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｅｌａｓｔｏｍｅｒ）、他の従来のシール材料、並びに、前記した材料の少なくとも一つを含む組み合わせ材料を含んでいる。
【００２７】
このシール部４０は、センサー１０内への水又は他の汚染物質の浸入を防止することにより検出要素８０を保護する。図３を参照すると、シール部４０は、上側部分１２０及び下側部分１２２を有する一部品ユニットである。上側部分１２０は、上側シールドを収容するためのフランジ１２４を有する。上側部分１２０内に配置されているのは、電気ケーブル（図示せず）を収容するためのチャンネル即ち孔１３０である。シール部４０の底部１２６に配置されているのは、オプションの突起部１４０である。
【００２８】
ここで、図４を参照すると、シール部チャンネル１３０は、上側部分１２０から下側部分１２２を通って延在し、シール部底部１２６を出る。フランジ１２４は、上側部分から外側へ、及び、シール部１２２に沿って延在して、曲がり部１２９を形成する。フランジ１２４の底部は、シール部４０に向かって内側にテーパーを形成しており、突起即ち先端１２８が、（図２に示されるように）シール部４０が内部に設置されたとき、上側シールド２０と接触できるようにしている。
【００２９】
シール部４０及びフランジ１２４は、シールド上側部分２２と相補的な形状及びサイズを有するのが好ましい。本質的には、シール部４０は、一旦、圧着されると、シール部４０及び上側シールド２０の上側部分２２の間、並びに、シール部４０及びケーブル６４、６５の間に流体機密密封部を確立するべきである。この流体機密接続を更に確立し維持するために、フランジ１２４は、曲がり部１２９（及び／又は突起部）とシール部下側部分１２２との間の開口部が、曲がり部１２９とシール部下側部分１２２の間に配置されるべきシールド上側部分２２の厚さより小さくなるように設計されるのが好ましい。その結果として、フランジ１２４の設計詳細は、フランジ１２４及びシールド上側部分２２の間に所望の密封機能を得ることに基づいている。例えば、スナップ接続等の多数のフランジ設計を用いることができるが、好ましくは、フランジ１２４は、上側部分、例えば、シール部４０からほぼ垂直に延在する上側シール上側部分１２０のところか又はその近傍に配置された延長部１３１を含む（例えば、シール部中心軸１３２から約１３５°程度までの角度を用いることができる。このとき、約３０°乃至約９０°の角度が好ましく、約７５°乃至約９０°の角度が更に好ましい）。延長部１３１から、曲がり部１２９が下側部分１２２に沿って延在し、シールド上側部分２２を収容するための凹部１２７を形成する。曲がり部１２９が延長部１３１から延在するところの角度は、延長部１３１と平行の角度より小さい任意の角度とすることができ、約９０°までの角度が好ましい。延長部１３１及び曲がり部１２９に対して選択された角度に応じて、突起部１２８が曲がり部１２９からシール部下側部分１２２に向かって延在することができ、好ましくは内部に収容されるシールド上側部分２２の厚さ以内である開口幅を有する凹部１２７を形成する。この開口部は、フランジ１２４及びシールド上側部分２２の間に流体機密シール部を形成するようにシールド上側部分２２の厚さより小さいのが更に好ましい。この設計は、フランジ１２４が、上側シールド２０との確実な適合を提供すると共に第２の密封ポイントを形成することを可能にする。センサーが作動中には、高温により、シール部がガス放出したり、さもなければ縮んだりし得る。この縮みは、フランジ１２４を上側シールド２０に向かってより接近させ、これにより、より機密なシール部を形成する。その結果、作動中の縮小を補償するため２つの部品システム（例えば、シール部及びブート）を必要とする従来のシール部とは異なり、本発明のシール部は、作動中の縮小を自然に補償する。更に流体機密密封を確実にするため、フランジ１２４は、シールボディの回りに連続的且つ同心に配置されるのが好ましい。その代わりに、フランジの流体機密密封が必要とされない場合には、フランジ１２４を、シールボディの回りに緊密に配置することができる。
【００３０】
ここで、図５を参照すると、一部品多機能シール部４０の底面図の一実施形態が示されている。シール部４０の底部１２６では、チャンネル１３０の他方の端部が存在する（なお、４つのチャンネルが示されているが、任意数を、ケーブル及び接続部の所望数に基づいて用いることができる。典型的には、約３乃至約８のケーブル（及びチャンネル）が用いられる）。底部１２６に配置されているのは、オプションの突起部１４０である。突起部１４０は、（図２に示されているように）ターミナル支持部と接触するように設計され、これにより、上側シールド２０内の所望の位置にターミナル支持部６０を保持し、振動又はセンサーに衝撃を与え得る衝撃負荷を減衰させる。突起部１４０は、スプリングと同様に作用し、シール部４０及びターミナル支持部６０の間の接触を最小にしつつ、振動を吸収し、これにより応力及び他の負荷を減少させることによりセンサー寿命を延ばす。突起部１４０は、任意の数量で用いることができ、好ましくは、衝撃及び振動に伴う応力の分布を等しくするため、互いから等間隔に隔てられる。これらの突起部１４０は、シール部４０をターミナル支持部６０からの対流的熱輸送から実質的に分離させるため、シール部４０及びターミナル支持部６０の間に十分な空気ギャップを形成するように設計されるのが好ましい。基本的には、ターミナル支持部６０及びシール部４０の間の最小物理接触に起因して、センサーの下側構成部品からシール部４０への熱輸送は減少される。
【００３１】
脱ガス収縮に起因して約−４０℃乃至２００℃の間の熱サイクルが５００時間経過しないうちに漏れるか、さもなければ、第２の密封構成部品（例えば、ブート）を必要とする、従来のシール部とは異なり、本発明のシール部は、約７５０時間以上、ともすれば約１，０００時間を超える時間にさえ亘って、同じ熱サイクルの後でも流体機密密封を維持する。更には、エンジンが約１，０００℃で作動している、追加のテスト（例えば、センサーシール部が、約２５０℃の温度にさらされる）の下で、本発明のシール部は、約２５０時間にも亘って流体機密密封作用を維持した。これは、少なくとも約１，０００時間は期待されると考えられる。
【００３２】
好ましい実施形態が示され説明されたが、他の従来センサーにおいて本明細書中で教えられた構成を使用することを始めとして、様々な変形及び置換を、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に対してなすことができる。さらには、本装置及び方法は、例示としてのみに説明されたと理解するべきであり、本明細書中で開示された図示及び実施形態は、請求の範囲に制限を加えるものとして構成されたものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、従来技術のガスセンサー設計の断面図である。
【図２】
図２は、本発明に従って設計されたガスセンサーの断面図である。
【図３】
図３は、一例としてのシール部の等角図である。
【図４】
図４は、図３のライン４−４に沿って取られた一例としてのシール部の断面図である。
【図５】
図５は、一例としてのシール部の等角底面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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