(57)【要約】  本発明は、高感度要素と、前記高感度要素に連結され、同一平面上にある２つの脚部と、を含む計測プローブに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高感度要素（２）と、
前記高感度要素に連結され、同一平面上にある２つの脚部（３）と、
を含む計測プローブ（１）。
【請求項２】
前記脚部のそれぞれは電気連結部（４）を有し、これらの前記連結部（４）は同一直線上にある態様で配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記連結部（４）は、反対方向を向くように配設されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記脚部（３）の前記連結部（４）は、前記高感度要素（２）を通る中央平面に対して互いに対称である、
ことを特徴とする請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
前記連結部（４）の直径は、１ミリメートルより小さく、特に０．２ミリメータ乃至０．６ミリメータであり、好適には０．２５ミリメータ乃至０．４５ミリメータである、
ことを特徴とする請求項２乃至４に記載のプローブ。
【請求項６】
前記高感度要素（２）は、その周囲の温度に対して感度を有している、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプローブ。
【請求項７】
特に自動車用のセンサ（６）であって、
特に印刷回路基板又はセラミック支持体である基板（９）と、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の計測プローブ（１）と、
を含み、
前記計測プローブ（１）は、特にろう付けにより前記基板に電気的に連結されている、
ことを特徴とするセンサ。
【請求項８】
前記基板（９）は少なくとも１つの開口（１２）を備え、前記計測プローブ（１）は前記開口（１２）に少なくとも部分的に配設されている、
請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
前記基板を支持する支持体（７）であって、前記プローブの前記脚部（３）の前記連結部（５）と協働するように配設された少なくとも１つのガイド要素（１０）を設けられた支持体（７）を備えている、請求項７及び８のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記ガイド要素（１０）は、前記計測プローブ（１）の前記連結部（４）を少なくとも部分的に受容することが可能なキャビティを有し、
前記キャビティは、特にＶ字又はＵ字形状を有する、
請求項９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記計測プローブ（１）の前記ガイド要素（１０）は、前記基板（９）が前記支持体に配置される際に前記基板（９）をガイドするように配設されている、
請求項９及び１０のいずれかに記載のセンサ。
【請求項１２】
特に自動車用の温度センサであって、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の計測プローブ（１）と、
特に前記温度計測プローブ（１）から離間配置された圧力計測プローブ（１３）であって、２つの前記プローブが同一の流体に接触している、圧力計測プローブ（１３）と、
コネクタ（８）と、
を含み、
前記コネクタは、当該センサが前記プローブのそれぞれの計測信号を読み取るのに適した電気又は電子システムに連結されることを可能にしている、
ことを特徴とする、温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車部門において使用される計測プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
温度を計測するプローブ、例えば、車両の燃焼機関の吸気流において流体の流れに配置された温度感知素子を有するプローブが公知である。流れに配置することにより、正確な温度情報を得ることが有利に可能となる。しかしながら、このことにより高感度素子をプローブの残りの部分から、特に流体の流れに配置されない印刷回路基板又はセラミック支持体から、比較的離間して配置することとなる。高感度素子と印刷回路基板又はセラミック支持体との間の連結は、特に１０乃至５０ｍｍの十分な長さを有する脚部により実現されている。
【０００３】
プローブの組付けに際して、このような比較的長い連結用の脚部は、印刷回路基板への組付けに先立って、正しく位置決めされた屈曲工程により成形される。
【０００４】
プローブは、センサに組付ける工程が開始する前に、三次元形状に構成される。
【０００５】
したがって、プローブは取付け方向を有し、これによりロボットによる自動組立てが難しいものとなっている。なぜならば、プローブの配向の自動認識が必要となるからである。
【０００６】
脚部の直径は、特に０．２ミリメートル乃至０．６ミリメートルであり、計測プローブにより形成される三次元構造の機械的強度は非常に低いものとなっている。
【０００７】
したがって、組付け工程でプローブを取り扱っている間に、付与された幾何学的構成が変わってしまい、これによりワイヤの端部が印刷回路基板又はセラミック支持体の連結パッドに全く合致しなくなる、又は部分的にしか合致しなくなる惧れがある。このような不完全な配置により、脚部と印刷回路基板との間の電気的連結の質が悪化したり不良となったりして、特に不合格品や更には電気故障が発生する。
【０００８】
本発明の目的は、特に、従来技術の装置の１つ又は複数の欠点を克服することである。
【発明の概要】
【０００９】
この目的のために、本発明は、
高感度素子と、
前記高感度素子に連結され、同一平面上にある２つの脚部と、
を備えた計測プローブ、を提案する。
【００１０】
計測プローブの脚部が同一平面上にあるという事実により、脚部を変形させやすい応力を生じさせることなく計測プローブを取り扱うことが可能となる。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、前記脚部のそれぞれは電気連結部を有し、これらの前記連結部は同一直線上にあるように配設されている。
【００１２】
本発明の特徴によれば、これらの前記連結部は、反対方向を向くように配設されている。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、前記脚部の前記連結部は、前記高感度要素を通る中央平面に対して互いに対称である。
【００１４】
計測プローブは対称であるため、取付け方向は存在しない。したがって設置エラーの危険はなくなる。
【００１５】
本発明の更に別の特徴によれば、前記連結脚部のそれぞれは、対応する前記連結部に連結する直線部を有している。
【００１６】
有利には、前記直線部は互いに平行である。
【００１７】
好適には、前記直線部は、前記連結部の長さより長い。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、前記各脚部の前記直線部及び前記連結部は、それらの間に実質的に９０°に等しい角度を形成している。
【００１９】
例えば、前記脚部の一方の展開長さは、１０乃至８０ミリメートルであり、特に２０乃至６０ミリメートルである。
【００２０】
好適には、前記連結部は露出しており、前記直線部は少なくとも部分的に絶縁シース又はコーティングにより被覆されている。
【００２１】
適切であれば、前記連結部は、１ミリメートルより小さい、特には０．２ミリメートル乃至０．６ミリメートル、好適には０．２５ミリメートル乃至０．４５ミリメートルの直径を有している。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、前記高感度要素は、その周囲の温度に対して感度を有している。
【００２３】
例えば、前記高感度要素は、負温度係数サーミスタを備えている。
【００２４】
或いは、前記高感度要素は、正温度係数サーミスタを備えている。
【００２５】
或いは又、前記高感度要素は、熱電対を備えている。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、前記プローブは、特にろう付けにより、特に印刷回路基板又はセラミック支持体である基板に、電気的に連結されるように配設されている。
【００２７】
本発明は、また、
特に印刷回路基板又はセラミック支持体である基板と、
特にろう付けにより前記基板に電気的に連結されている上述の計測プローブと、
を含む、特に自動車用のセンサに関する。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、前記基板は少なくとも１つの開口を備え、前記計測プローブは前記開口に少なくとも部分的に配設されている。
【００２９】
適切であれば、前記センサは前記基板を支持する支持体を有し、この支持体は、前記プローブの前記脚部の前記連結部と協働するように配設された少なくとも１つのガイド要素を設けられている。
【００３０】
好適には、前記ガイド要素は、前記計測プローブの前記連結部を少なくとも部分的に受容することが可能なキャビティを有し、前記キャビティは、特にＶ字又はＵ字形状を有する。
【００３１】
有利には、前記計測プローブの前記ガイド要素は、前記基板が前記支持体に設置される際に前記基板をガイドするように配設されている。
【００３２】
本発明の一実施形態において、前記温度センサは、
温度を計測するように配設された、上述の計測プローブであって、２つの前記プローブが同一の流体に接触している、圧力計測プローブと、
特に前記温度計測プローブから離間配置された圧力計測プローブと、
前記センサを、前記プローブのそれぞれの計測信号を読み取るのに適した電気又は電子システムに連結するためのコネクタと、
を含む。
【００３３】
本発明の第１変形例によれば、送信される出力信号はアナログタイプである。
【００３４】
本発明の第２変形例によれば、送信される出力信号はデジタルタイプである。
【００３５】
本発明は、また、上述のセンサを内蔵している内燃機関用の吸気マニホルドに関する。
【００３６】
更に、本発明は、上述のマニホルドを内蔵している内燃機関に関する。
【００３７】
最後に、本発明は、上述のように、プローブをセンサに組付ける方法に関する。
【００３８】
本発明は、例示としての付録図面が添付された以下の説明を読むことでより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の例示的実施例による計測プローブの概略部分図。
【図２】図１のプローブを備えたセンサの部分図。
【図３】図２のセンサの斜視図。
【図４】センサの概略部分図を用いた、センサに一体化された本発明のプローブの例を示す図。
【図５】図２及び３のセンサのガイド要素の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、センサに一体化されることが意図された計測プローブに関する。
【００４１】
一実施形態は圧力及び温度センサにかかり、特に燃焼機関の圧力及び入口温度を計測するセンサであって、本発明による計測プローブを内蔵している圧力及び温度センサにかかる。
【００４２】
図１は、本発明の例示的な実施例によるプローブ１を示す。このプローブ１は、
‐高感度素子２と、
‐前記高感度素子に連結された２つの同一平面脚部３と、
を含んでいる。
【００４３】
脚部３のそれぞれの端部は、連結部４を有している。これらの電気連結部４は、同一直線上にある態様で構成されている。又は、これらの電気連結部４は、製造工程中の幾何学的不良を原因としてそれらの間に０°乃至５°の小さい角度を形成して構成されている。
【００４４】
本発明の一実施形態によれば、それぞれの脚部３は連結部４を有しており、これらの連結部４は、反対方向を向くように配設されている。
【００４５】
図１にも示すように、脚部３の連結部４は、高感度素子２を通る中央平面Ｐに対して互いに対称である。
【００４６】
連結脚部３のそれぞれは、対応する連結部４に連結する直線部５を有している。
【００４７】
直線部５同士は平行である。
【００４８】
好適には、直線部５は、連結部４の長さよりも長い。
【００４９】
本発明の一実施形態によれば、各脚部３の直線部５及び連結部４は、それらの間に実質的に９０°に等しい角度を形成している。
【００５０】
用途によって、高感度素子が流れの略中央に配置されるように長さは変化する。
【００５１】
例えば、脚部３のうちの一方の展開長さは、１０乃至８０ミリメートルである。
【００５２】
好適には、連結部４は露出しており、直線部５は少なくとも部分的に絶縁シース又はコーティングにより被覆されている。シース１９は、脚部の金属部１８をその長さの一部に亘って被覆するとともに、脚部３の被覆された部分を、吸気を原因とする外的、化学的又は機械的攻撃から保護する。
【００５３】
適切であれば、連結部４は、１ミリメートルより小さい、特には０．２ミリメートル乃至０．６ミリメートル、好適には０．２５ミリメートル乃至０．４５ミリメートルの直径を有している。
【００５４】
本発明の一実施形態によれば、高感度素子２は、その周囲の温度に対して感度を有している。
【００５５】
例えば、高感度素子２は、負温度係数サーミスタを備えている。昇温時において、このような素子の電気抵抗は、当該素子を形成するために使用された材料に特有の関係に従って単調減少し続ける。
【００５６】
図示しない他の実施形態によれば、高感度素子２は、正温度係数サーミスタを備えている。この場合、高感度素子の抵抗は、昇温時において、当該素子を構成するために使用された材料に特有の関係に従って連続的に単調上昇する。
【００５７】
本適用例における図示しない他の実施形態によれば、温度を計測する高感度素子２は、熱電対を備えている。このタイプの高感度素子は、熱電対の熱接点と冷接点との間の温度差に比例する電位差を生じさせる。
【００５８】
プローブ１は、特にろう付けによって、特に印刷回路基板又はセラミック支持体である基板９に、電気的に連結されるように配設されている。図３に示すように、ろう付けによる電気接点を生成するように、連結部４の端部は、基板９の連結パッド１１上で平坦に載置されている。
【００５９】
図２及び３に示すセンサ６は、
‐基板９と、
‐特にろう付けにより基板９に電気的に連結された計測プローブ１と、
を含んでいる。
【００６０】
図２では、通常は本体７を閉鎖する保護カバーを取り除いて、センサ６の内部を示している。
【００６１】
基板９は開口１２を有しており、計測プローブ１はこの開口に少なくとも部分的に配設されている。図２において、計測プローブ１は基板９を貫通して配設されている。
【００６２】
支持体７は、プローブ１の脚部の連結部５と協働するように配設された少なくとも１つのガイド要素１０を備えている。
【００６３】
好適には、ガイド要素１０は、プローブの連結部を少なくとも部分的に受容することが可能なキャビティを有しており、このキャビティは、特にＶ又はＵ字形状を有している。
【００６４】
図５において、キャビティはＶ字形状を有しており、連結部は、Ｖ字の幅広部に挿入されてキャビティの底部に当接するように横手方向にガイドされている。
【００６５】
計測プローブ１のガイド要素１０は、基板９が支持体に設置される際に基板９をガイドするように配設されている。
【００６６】
このようにして、基板９の設置工程は容易化されている。
【００６７】
本発明の一実施形態において、特に自動車用の温度センサは、
‐上述の、温度を計測する計測プローブ１と、
‐特に温度計測プローブ１から離間配置された圧力計測プローブ１３と、
‐コネクタ８と、
を含み、
前記２つのプローブは同一の流体に接触しており、
前記コネクタは、当該センサが前記プローブのそれぞれの計測信号を読み取るのに適した電気又は電子システムに連結されることを可能にしている。
【００６８】
このようなセンサは２つの機能を併せ持っているため、これらのセンサをその周囲に収容するために設けられる機械的接合部（インターフェース）の個数が制限されるとともに、接続部や分岐部の個数が制限されることで、電気配線がシンプルなものとなる。
【００６９】
図３はこのようなセンサを示し、計測プローブ２の端部がセンサの本体においてアーチ部１５により保護されている様子を示している。このアーチ部は、計測プローブの端部を、エンジンへの組付けに先立って部品を移送している間に生じ得る、エンジンへの組付けの間に生じ得る、又はエンジンの動作中に生じ得る衝撃から保護する。アーチ部は大きく透き目を設けられ、空気流が計測プローブに到達することを妨げないようになっている。
【００７０】
送信される出力信号は、アナログタイプである。本実施例において、この情報を使用する部材は、センサによって伝達される電圧レベルを取得する。
【００７１】
他の適用例において、送信される出力信号はデジタルタイプである。この場合、センサとこの情報を使用する部材との間の計測の伝達は、デジタルコミュニケーションプロトコルを介してなされる。
【００７２】
本発明は、また、上述のセンサを内蔵している、図示しない内燃機関用の吸気マニホルドに関する。
【００７３】
上述のセンサは、吸気マニホルドを流れるガス混合体の温度及び圧力を計測する。この混合体は本質的に空気からなるが、吸気口へ再循環される排気ガスや、クランクケースガスのリサイクルからのオイル蒸気、及びタンクから到来し得る燃料蒸気を、場合により包含している。
【００７４】
流体の流れの実際の温度から代表的な温度を得るために、計測プローブは流体の流れの実質的に中央に配設され、且つ、いかなる場合であっても壁から離間して配設される。逆に、圧力センサは、センサの本体の内部に収容され得る。
【００７５】
給気マニホルドの一部が、センサが挿入されるベースを構成し、保持システムが、センサの所定位置での保持を許容している。
【００７６】
こうして、センサは、センサの本体に配設された単数又は複数の固定ブラケットを貫通する単数又は複数のネジによりネジ留めされ得る。
【００７７】
本発明は、更に、上述のマニホルドを内蔵している内燃機関に関する。
【００７８】
圧力及び温度の計測により、内燃機関を制御する制御システムが、特に給気の濃度を決定することが可能となる。この情報は、機関の制御を最適にするために、特に汚染排出物を減少させるとともに性能を最大にするように使用される。
【００７９】
最後に、本発明は、また、上述のように、センサに計測プローブを組付ける方法に関する。
【００８０】
上記の理由により、本発明を実施する際、センサの組付けは従来技術に対して容易なものとなっている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2017528719.tif 000009
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