特許 7246865 フローティング導体ハウジング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-17

(45)【発行日】2023-03-28

(54)【発明の名称】フローティング導体ハウジング

(51)【国際特許分類】

   G01K 7/00 20060101AFI20230320BHJP

   G01K 7/22 20060101ALI20230320BHJP

   G01K 13/02 20210101ALN20230320BHJP

【ＦＩ】

G01K7/00 A

G01K7/22 L

G01K13/02

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018094393

(22)【出願日】2018-05-16

(65)【公開番号】P2018194551

(43)【公開日】2018-12-06

【審査請求日】2021-05-11

(31)【優先権主張番号】15/599,167

(32)【優先日】2017-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506154029

【氏名又は名称】センサータ テクノロジーズ インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンセント デュールワールダー

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアーン ベーツ

(72)【発明者】

【氏名】ニコライ チェビシェフ

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２６７５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９８２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０００３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５２－１２２７７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０５７１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－０２７５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１７４０３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－０６３５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１０３４７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサアッセンブリであって、
感知素子であって、当該感知素子から延在する少なくとも１つの電気リードを備える、前記感知素子と、
前記感知素子を包囲するチューブと、
絶縁材料であって、前記絶縁材料が、前記少なくとも１つの電気リードの一部を囲み、且つ、前記少なくとも１つの電気リードの周りに空間を規定し、それにより、温度勾配が押し込みおよび引っ張りを引き起こすとき、前記少なくとも１つの電気リードが前記空間内を移動する、前記絶縁材料と、
前記チューブに接続され、前記絶縁材料を囲むスリーブと、
前記少なくとも１つの電気リードに接続ポイントで接続される、少なくとも１つのリード延在部と、
前記チューブの遠位端において前記感知素子を固定する遠位材料とを含み、
前記遠位材料および前記絶縁材料がそれらの間にエアギャップを規定し、前記少なくとも１つの電気リードが前記感知素子から前記遠位材料および前記絶縁材料の少なくとも１つの内部に位置された前記接続ポイントまで連続的に延在される、センサアッセンブリ。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサアッセンブリであって、前記感知素子が温度感知素子であり、前記遠位材料が絶縁性の材料であり、前記少なくとも１つのリード延在部と前記少なくとも１つの電気リードとの間の接続ポイントが前記遠位材料および前記絶縁材料の少なくとも１つによって支持され、前記スリーブが、前記少なくとも１つのリード延在部が通過する中間湾曲部を有する、センサアッセンブリ。

【請求項3】

請求項２に記載のセンサアッセンブリであって、前記中間湾曲部が、１５度～１１０度の間の曲げ角度αを有する、センサアッセンブリ。

【請求項4】

請求項１に記載のセンサアッセンブリであって、
前記少なくとも１つの電気リードが２つのリードであり、
さらに、
前記２つのリードに接続された編組供給ラインであって、前記編組供給ラインが、温度勾配による前記２つのリードの運動を吸収するように、前記スリーブの中間湾曲部内に配置および構成される、前記編組供給ラインと、前記スリーブの近位端において前記編組供給ラインを固定する近位材料と、前記編組供給ラインを保護、支持、および、電気的に絶縁するためのカバーとを含む、センサアッセンブリ。

【請求項5】

請求項１に記載のセンサアッセンブリはさらに、排気システムに前記センサアッセンブリを連結するため、前記スリーブ上に搭載されるコネクタを含む、センサアッセンブリ。

【請求項6】

請求項１に記載のセンサアッセンブリであって、前記少なくとも１つの電気リードがスプリング部を含む、センサアッセンブリ。

【請求項7】

請求項６に記載のセンサアッセンブリであって、前記絶縁材料を囲む前記スリーブの第１の部分が排気ガスに晒され、前記スリーブの第２の部分が周囲条件に晒され、前記スプリング部が前記第２の部分内にある、センサアッセンブリ。

【請求項8】

請求項７に記載のセンサアッセンブリであって、前記絶縁材料が、前記スリーブの前記第１および第２の部分内に延在する、センサアッセンブリ。

【請求項9】

請求項１に記載のセンサアッセンブリであって、前記少なくとも１つの電気リードは、温度勾配の結果として生じる移動を吸収するため、前記スリーブ内に正弦曲線形状を形成し前記スリーブを通って延在し、前記接続ポイントが前記絶縁材料内に位置する、センサアッセンブリ。

【請求項10】

請求項９に記載のセンサアッセンブリであって、前記正弦曲線形状が２つの弧状のセクションを含む、センサアッセンブリ。

【請求項11】

請求項９に記載のセンサアッセンブリはさらに、前記少なくとも１つのリードに電気絶縁および機械的ダンピングを提供するため、前記スリーブ上に内層を含む、センサアッセンブリ。

【請求項12】

センサアッセンブリであって、
感知素子であって、当該感知素子から延在する少なくとも１つの電気リードを備え、当該少なくとも１つの電気リードは、該電気リードを付勢するスプリング部を含む、前記感知素子と、
前記感知素子を包囲するチューブと、
絶縁材料であって、前記絶縁材料が、前記少なくとも１つの電気リードの一部を囲み、且つ、前記少なくとも１つの電気リードの周りに空間を規定し、それにより、温度勾配が押し込みおよび引っ張りを引き起こすとき、前記少なくとも１つの電気リードが前記空間内を移動し、且つ、前記スプリング部が歪み解放を提供する、前記絶縁材料と、
前記チューブに接続され、前記絶縁材料を囲むスリーブと、
前記少なくとも１つの電気リードに接続ポイントで接続される、少なくとも１つのリード延在部と、
前記チューブの遠位端において前記感知素子を固定する遠位材料とを含み、
前記遠位材料および前記絶縁材料がそれらの間にエアギャップを規定し、前記少なくとも１つの電気リードが前記感知素子から前記遠位材料および前記絶縁材料の少なくとも１つの内部に位置された前記接続ポイントまで連続的に延在される、センサアッセンブリ。

【請求項13】

請求項１２に記載のセンサアッセンブリであって、前記センサアッセンブリは、高温から低温に遷移する環境にあり、それ故、前記センサアッセンブリは、高温側の過剰な熱のために、高温側と前記スプリング部を有する低温側とを含む、センサアッセンブリ。

【請求項14】

請求項１３に記載のセンサアッセンブリであって、前記高温側の温度が５００℃を超え、前記スプリング部は、螺旋状の構成、湾曲した平坦ワイヤー、および波状に形成された部分からなるグループから選択される、センサアッセンブリ。

【請求項15】

請求項１２に記載のセンサアッセンブリであって、前記電気リードの一部は、温度勾配からの移動中に前記電気リードを曲げることを可能にするため、少なくとも２つの弧状のセクションを含む正弦曲線形状に形成される、センサアッセンブリ。

【請求項16】

請求項１５に記載のセンサアッセンブリであって、前記正弦曲線形状の部分はエアギャップであり、センサアッセンブリはさらに、前記エアギャップ内の電気リードに電気絶縁および機械的ダンピングを提供する前記スリーブ内の内層を含む、センサアッセンブリ。

【請求項17】

センサアッセンブリであって、
感知素子であって、当該感知素子から延在する少なくとも１つの電気リードを備え、当該少なくとも１つの電気リードは、該電気リードを付勢するスプリング部を含む、前記感知素子と、
前記感知素子を包囲するチューブと、
絶縁材料であって、前記絶縁材料が、前記感知素子と前記少なくとも１つの電気リードを包囲し、かつ前記少なくとも１つの電気リードの周りに空間を規定し、それにより、温度勾配が押し込みおよび引っ張りを引き起こすとき、前記少なくとも１つの電気リードが前記空間内を移動し、かつ前記スプリング部が歪み解放を提供し、前記電気リードの一部は、温度勾配からの移動中に前記電気リードを曲げることを可能にするため、少なくとも２つの弧状のセクションを含む正弦形状に形成され、前記正弦形状の部分は、エアギャップ内にある、前記絶縁材料と、
前記チューブに接続され、前記絶縁材料を囲むスリーブと、
前記エアギャップ内の電気リードに電気絶縁および機械的ダンピングを提供する前記スリーブ内の内層と、
前記少なくとも１つの電気リードに接続ポイントで接続される、少なくとも１つのリード延在部と、
前記チューブの遠位端において前記感知素子を固定する遠位材料とを含み、
前記遠位材料および前記絶縁材料がそれらの間に前記エアギャップを規定し、前記少なくとも１つの電気リードが前記感知素子から前記絶縁材料の内部に位置された前記接続ポイントまで連続的に延在される、センサアッセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、温度センサに関し、より詳細には、自動車の排気システム用などの高温センサに関する。

【背景技術】

【0002】

排出規制は、よりクリーンな作動中エンジンの開発における革新をもたらすことにとって、重要な拠り所である。自動車産業は、排出を改善するために、エンジン設計、エンジン制御、燃料噴射等において多くの進歩を成してきた。排気システムは、規制に合致すること、および、規制より優れたものであることにおいて特に重要である。排気システムおよびエンジン全体の適正な機能を保証するために、様々なセンサがエンジン制御に情報を提供する。典型的なセンサには、温度センサや圧力センサ、酸素センサが含まれる。

【0003】

排気システムは、センサを展開することにおいて特に困難な環境にある。ディーゼルおよびガソリン両方の用途において、内燃エンジン設計は、出力密度、燃料効率、および、エンジンの俊敏さを向上させることに重点が置かれる。これらの開発は、排気システムを、より鋭利な温度変化と共に、より高温で、より速いガス速度にさせる。典型的な動作温度は、始動時の非常に冷たい周囲温度から、動作中に７５０～１２００℃まで変動する。熱衝撃は、１１００Ｋｓ^－１にもなることがあり、著しい量の機械的ストレスを誘発する。さらに、排気システムは、かなりの腐食性があり得る腐食性ガスを有することがある。これらの急速な温度変化や化学的に不利な環境と共に、著しい振動がめずらしくない。この結果、センサ寿命はしばしば制限され、故障が発生することがある。対照的に、内燃（ＩＣ）エンジンの排気システムの他の構成要素は、耐用期間が長い。

【0004】

典型的に、高温センサは、測定されるべき媒体に晒される先端（ｔｉｐ）アッセンブリから成る。排気ガス温度センサと共に、先端アッセンブリは、排気ガスに接触し得る。熱流束が先端アッセンブリに伝達されるように、温度感知素子が、先端アッセンブリ内に収容される。内部の温度感知素子は、正温度係数（ＰＴＣ）サーミスタまたは負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタであってよい。

【0005】

排気ガスセンサ技術のいくつかの例は、２００３年１０月２８日に発行された、村田らの特許文献１、２００４年１２月１４日に発行された、足立らの特許文献２、２０１２年１２月１１日に発行されたＷｉｅｎａｎｄらの特許文献３、１９９８年１１月３に発行された、Ｗｉｅｎａｎｄらの特許文献４、２０１２年１２月１８日に発行された、Ｋａｍｅｎｏｖらの特許文献５、２００３年９月９日に発行された、Ｚｉｔｚｍａｎｎらの特許文献６、および、２００２年３月５日に発行された、Ｄｉｅｔｍａｎｎらの特許文献７であり、それらの文献のそれぞれが、参照により本明細書に組み込まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許第６,６３９,５０５ Ｂ２

【文献】米国特許第６,８２９,８２０ Ｂ２

【文献】米国特許第８,３２８,４１９ Ｂ２

【文献】米国特許第５,８３１,５１２

【文献】米国特許第８,３３３,５０６

【文献】米国特許第６,６１７,９５６

【文献】米国特許第６,３５３,３８１

【0007】

排気システムのアウトレット（出口）における排気ガス温度（ＥＧＴ）センサの一般的な位置合わせが、図１に図示されるように先端上に、正および負の急な温度勾配を引き起こす。こうした勾配は、金属チューブ９０２の外側部分と金属チューブ９０２の内側部分との間の先端アッセンブリ９００上に変化（デルタ）をつくる。感知素子９０４は、典型的に金属チューブ９０２の遠位端付近にあり、セメントペーストに埋め込まれる。リード９０６は、感知素子９０４からの信号を搬送する。電気リード９０６は機械的に連結される。標準的なアプローチは、リードを備える鉱物絶縁ケーブルを定位置に有することである。

【0008】

温度変化（デルタ）は、正および負の熱衝撃を引き起こす。矢印９０８によって図示される負の熱衝撃は、矢印９１０によって示されるように、感知素子９０４上に押し込みや押圧（ｐｕｓｈｉｎｇ）を引き起こす。矢印９１２によって図示される正の熱衝撃は、矢印９１４によって示されるように、感知素子９０４上に引っ張り（ｐｕｌｌｉｎｇ）を引き起こす。こうした結果が、内部構成要素と、接続と、電気リード９０６との間の過酷な圧縮および伸長ストレスである。こうしたストレスは、損傷および故障をもたらす。

【発明の概要】

【0009】

上記を考慮すると、温度勾配、振動、および、その他の原因によって引き起こされる機械的ストレスを防止、減少または最小化することが有効である。電気リードや、様々な構成要素との電気リードの接続など、一層弱いポイントでの機械的変形に対処することが特に有効である。デカップリングが、温度勾配によって負わされるストレスを解放する。

【0010】

改善された温度センサを提供することが本技術の目的であり、そうしたセンサは、信頼できるもの、製造がより安価なもの、半自動または全自動生産プロセスによって大量生産可能であるもの、長持ちするもの、内燃エンジンに典型的な高温および振動に耐えるもののうちの少なく１つである。

【0011】

１つの実施形態において、本技術は、排気ガス温度センサが、過度の温度勾配および／または自動車振動に耐えることを可能にする、デカップリングメカニズムを提供する。デカップリングメカニズムの１つのバージョンは、フローティング接続導体を用いることによって、測定先端とセンサボディとの力のデカップリング（ｆｏｒｃｅ－ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）をつくる。

【0012】

１つの実施形態において、本技術は、内部構成要素の幾つかの材料間に過度の圧縮および伸長ストレスをもたらす、非常に高い加熱および冷却勾配に起因する、ワイヤおよびワイヤ接続におけるストレス、ならびに、供給ラインと温度感知素子との間の接続リードにおけるストレスを減少させる。こうしたストレスはリードおよび／または供給ラインの機械的なデカップリングまたはフローティングによって減少される。

【0013】

或る実施形態において、本技術は、感知素子１０６、２０６、３０６を含み、少なくとも１つの電気リード１０５、２０５、３０５が感知素子１０６、２０６、３０６から延在する、センサアッセンブリ１００、２００、３００を対象とする。チューブ１０４、２０４、３０４が感知素子を包囲し、材料１１４、２１４、３１４が、少なくとも１つの電気リードを囲み、少なくとも１つの電気リードの周りの空間１１６、２１６、３１６を規定し、それにより、温度勾配が押し込み（ｐｕｓｈ）および引っ張り（ｐｕｌｌ）を引き起こすとき、少なくとも１つの電気リードが空間内を移動する。センサアッセンブリはさらに、チューブに接続され、且つ、材料を囲む、スリーブ１２０、２２０、３２０と、少なくとも１つの電気リードに接続される少なくとも１つのリード延在部（ｌｅａｄ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）１０８、２１８、３１８と、チューブの遠位端１０９、２０９、３０９において感知素子を固定する遠位材料１１０、２１０、３１０と、を含んでよい。遠位材料および材料は、それらの間にギャップ１１２、２１２、３１２を規定してよい。好ましくは、感知素子は温度感知素子であり、材料は絶縁材料であり、遠位材料は絶縁材料であり、少なくとも１つのリード延在部と少なくとも１つの電気リードとの間の接続ポイント１０７は、材料によって支持される。

【0014】

センサアッセンブリはさらに、チューブに接続され、且つ、材料を囲む、スリーブ２２０を含んでよく、スリーブは、少なくとも１つの電気リードが通過する中間湾曲部２２８を有する。少なくとも１つの電気リードは、２つまたはそれ以上のリードであり得る。編組（ブレーデッド）供給ライン（ｂｒａｉｄｅｄ ｓｕｐｐｌｙ ｌｉｎｅ）２１８が、リードに接続されてよく、編組供給ラインは、温度勾配による２つのリードの運動を吸収するように、湾曲部内に配置および構成される。好ましくは、遠位材料は、チューブの遠位端２０９において感知素子を固定し、これによりエアギャップ２１２が材料と遠位材料との間に形成される。近位材料２３２は、スリーブの近位端２３２において編組供給ラインを固定してよい。カバーが編組供給ラインを保護、支持、および電気的に絶縁し得る。好ましくは、湾曲部は、１５～１１０度の間の曲げ角度αを有する。排気システムにセンサアッセンブリを連結するため、コネクタがスリーブ上に搭載されてよい。

【0015】

別の実施形態において、スリーブ１２０、２２０、３２０が、チューブに接続し、材料を囲み、少なくとも１つの電気リード３０５が、スリーブを通って延在し、温度勾配の結果として生じる運動を吸収するため、スリーブ内で正弦曲線形状を形成する。好ましくは、正弦曲線形状は、２つの弧状のセクション３０９を含む。スリーブ上の内層３３６が、少なくとも１つのリードに電気絶縁および機械的ダンピングを提供し得る。

【0016】

本技術が、次に限定されないが、現在知られた、および、これから開発されるアプリケーションのためのプロセス、装置、システム、デバイス、および方法を含め、多数のやり方で実施および利用され得ることを理解すべきである。その他の特徴および利点は、実例として、実施形態の様々な特徴を図示する添付の図面と関連した、以下の詳細な説明から明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

これらおよび他の態様、特性および利点が、図面を参照して、以下の説明に基づいて、以降で説明される。

【0018】

【図1】正および負の温度衝撃を図示する従来技術の先端アッセンブリの概略図である。

【図2】本技術に従ったエンジンシステムの概略図である。

【図3】本技術に従ったセンサアッセンブリの部分的断面図である。

【図4】本技術に従った別のセンサアッセンブリの断面図である。

【図5】本技術に従ったさらに別のセンサアッセンブリの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本技術は、高温センサと関連した従来技術の課題の多くを克服し、特に、センサの堅牢性を改善する。本明細書において開示される技術の利点およびその他の特徴は、本技術のそれぞれの実施形態を述べる図面と関連して一定の好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者に一層容易に明らかになる。図面において、同様の参照数字は、同様の構造的要素を指す。

【0020】

図２を参照すると、例示的なエンジンシステム１０の概略図が示されている。エンジンシステム１０は、排気排出物（ｅｘｈａｕｓｔ ｅｍｍｉｓｓｉｏｎｓ）を吸気マニフォルド１４内に戻すことによって、エンジン１２から出てくるガスの一部を再循環し、エンジン１２は、排出物を再び燃焼させ得、それにより、排出物が削減される。排気システム１６は、簡略化されて示される配管や継ぎ手を含め、多くの構成要素を有する。排気システム１６は、後続処理のために、排気マニフォルド１８から高温のエンジン排出物を集める。排気システム１６は、可変タービンジオメトリ（ＶＴＧ）２２に排出物を選択的に送る。ＶＴＧ２２は、低圧力ＥＧＲセクション２４に供給するために吸気口を有する。また、吸気マニフォルド１４に供給する高圧力ＥＧＲセクション２６において、高圧力ＥＧＲ冷却器２８がある。ＥＧＲ冷却器２８は、エンジンの吸気マニフォルド１４を通じて排気ガスが再循環する前に、排気ガス温度を下げるように、エンジン冷媒を使用する。エンジン燃焼温度の低下が、窒素酸化物（ＮＯｘ）汚染物質の形成を防止するのを助ける。

【0021】

しかし、排出物の大部分は、依然として排気システム１６にある。外に出る前に、排出物は、３つの触媒コンバータ３０ａ～３０ｃを通過する。触媒コンバータ３０ａ～３０ｃは、有害ガス排出物を削減するように、排気ガスを酸化させ、排気のすすの微粒子を除去するたの酸化触媒コンバータ（ＤＯＣ）、粒状酸化物浄化（ＰＯＣ）、ディーゼル粒子フィルタ（ＤＰＦ）、ＮＯＣ、ＮＳＣ、ＳＣＲＦ、ＳＣＲ、ＮＳＴ、ＤＯＣ－ＤＰＦ、ＮＨ３等など、任意のタイプおよび数であってよい。好ましくは、ＶＴＧ２２に空気を付加的に供給するための第２の低圧力ＥＧＲ冷却器３２もある。

【0022】

重要なことには、エンジン制御システム（図示せず）は、これらの構成要素と相互作用し、複数のセンサを用いてパラメータをモニタする。以下の説明は、温度センサに関するものであるが、本技術は、次に限定されないが、圧力センサ、一体型の温度および圧力センサ、酸素センサを含め、任意のタイプのセンサに適用可能であることが理解される。排気システム１６は、複数の温度センサ９０ａ～９０ｊを有し、それらは互換可能であってもよく、または互換不可能であってもよい。付加的に、エンジンシステム１０は、本技術に従い、本技術に組み込まれる温度センサを有する既存のエンジンシステムであってよい。本技術に従ったセンサは、ディーゼル、ガソリン、または、その他の燃料タイプのエンジンであり得る任意のエンジンシステムに適用可能であってよく、いかなる特定のタイプのエンジンまたは他の感知アプリケーションに制限されない。

【0023】

次に図３を参照すると、センサアッセンブリ１００の先端アッセンブリ１０２の部分的断面図が示されている。先端アッセンブリ１０２は、感知素子１０６を包囲する、遠位端１０９を備えるチューブ１０４を含む。好ましくは、チューブ１０４は金属から製造される。感知素子１０６は、任意のタイプの感知素子であってよい。

【0024】

感知素子１０６は、感知素子１０６から延在するセンサリード１０５を有する。センサリード１０５は、付加的長さのためにワイヤまたは延在されたリード１０８に連結する。代替的な実施形態において、センサリード１０５は、電気コネクタ（図示せず）または異なる長さまで延在してよい。センサリード１０５および延在されたリード１０８は、接続ポイント１０７で、例えばはんだ付けによって互いに接続される。チューブ１０４の遠位領域において、材料１１０は、支持および保護を提供するため、感知素子１０６を囲む。材料１１０は、好ましくは絶縁材料であり、また、感知素子１０６とリード１０８との間の接続ポイントを包囲する。

【0025】

チューブ１０４は、付加的絶縁材料１１４がリード１０８を囲む前に絶縁ギャップ１１２を有する。保護スリーブ１２０が絶縁材料１１４を囲む。近位絶縁材料１１４はリード１０８の周りに空間１１６をつくる。１つの実施形態において、空間１１６は、後方に対して半径方向および接線方向である。空間１１６により、両方向における、軸方向矢印「ａ」によって示されるようなリード１０８の自由運動が可能になる。その結果、温度勾配が押し込みおよび引っ張りを引き起こすとき、リード１０８が移動でき、これがストレスを低下させ、疲労を減少させ、故障を減少させる。

【0026】

次に図４を参照すると、本技術に従った別のセンサアッセンブリ２００の断面図が示されている。センサアッセンブリ２００は、上述のセンサアッセンブリ１００と類似しており、そのため、同様の参照数字が使用される。センサアッセンブリ２００は、遠位チューブ２０４を備える先端アッセンブリ２０２を含む。チューブ２０４は、閉じた遠位端２０９および開いた近位端２１１を有する。エンジンに搭載されたとき、チューブ２０４は、測定される媒体に晒される。

【0027】

チューブ２０４は、温度感知素子２０６を包囲する。温度感知素子２０６は、ＰＴＣまたはＮＴＣデバイスであってよい。リード２０５は、温度感知素子２０６から延在し、ワイヤ接続によって、電気的および機械的に編組供給ライン２１８に連結する。リード２０５および供給ライン２１８は、はんだ付けによって連結されてよい。１つの実施形態において、リード２０５は、０．２～０．３ｍｍの範囲の直径を有するプレーテッドワイヤである。

【0028】

別の実施形態において、リード２０５を供給ライン２１８に連結するように、伝導性のチューブ形状の構造が各リード２０５上で使用される。供給ライン２１８は、編組であってよく、さらに、鉱物絶縁供給ラインであってよい。鉱物絶縁供給よりひも（ｓｔｒａｎｄ）は、例えば、合金６０１（６０ｗｔ．％ニッケル、２１ｗｔ．％クロム、１５ｗｔ．％鉄、および、１．２ｗｔ．％アルミニウム）または他のニッケル合金製のよりひもを含む。

【0029】

リード２０５および／または供給ライン２１８は、場合に応じて、保護スリーブ２２０を通って延在する。チューブ２０４およびスリーブ２２０は、６０ｗｔ．％ニッケル、２１ｗｔ．％クロム、１５ｗｔ．％フェロ（Ｆｅｒｒｏ）、および、１．２ｗｔ．％アルミニウムの合金、または、他のステンレス鋼合金などの金属から製造されてよい。

【0030】

スリーブ２２０の遠位端２２４で、リード２０５および／または供給ライン２１８は、絶縁材料２１４によって再び囲まれ、これが、絶縁材料２１４の構成または配置により、リード２０５および／または供給ライン２１８の周りに空間２１６を形成する。その結果、リード２０５および／または供給ライン２１８は再び自由運動を有する。供給ライン２１８へのリード２０５の接続は、おおよそ接続ポイント２０７で発生し、ここで絶縁材料２１４が終わる。供給ライン２１８は、絶縁材料２１４から延在するので、供給ライン２１８は、やはり電気的に絶縁する保護ブレードカバー２２２を有する。代替的な実施形態において、接続ポイント２０７は、絶縁材料２１４の前、絶縁材料２１４の中、または、絶縁材料２１４の後にある。

【0031】

チューブ２０４の開いた近位端２１１は、例えば、圧着、溶接、および／または、他の技法によってスリーブ２２０に接続される。コネクタ２２６が、なお、排気システムにセンサアッセンブリ２００を連結するため、スリーブ２２０の上に搭載される。コネクタ２２６は、取り付けのため、外側のねじ山または同様のものを有してよい。図４に関して、概して、環境が高温（例えば、図４の左側）から低温（例えば、右側）に遷移する場所を図示するために、垂直の破線がコネクタから延出する。低温側で、スプリング部などの歪み解放を有することは、高温側の過剰な熱が和らぎ、スプリング部の性能特性を変化させるので、有利である。スプリング部は、従来のらせん構造、湾曲した円形ワイヤ、湾曲した平坦ワイヤ、波形状の部分等であってよい。高温側の温度は５００℃を超えることがある。

【0032】

スリーブ２２０は中間湾曲部２２８を有する。スリーブ２２０の近位端２３２で、リード２０５または（場合に応じて）供給ライン２１８は、支持のために再び絶縁材料２３４において固定される。しかし、材料２１４および材料２３４の支持の間で供給ライン２１８は支持されないが、スリーブ２２０内でいくぶん中央に置かれたままである。組みひも（ｂｒａｉｄｉｎｇ）およびブレード（ｂｒａｉｄ）カバー２２２は、本質的に電気供給ライン２１８に構造的支持を提供する。

【0033】

図示されるように、湾曲部２２８の曲げ角度αは、おおよそ９０度である。好ましい実施形態において、角度αは、１５度～１１０度の間である。スリーブ２２０において局所的な曲げ角度αをつくることによって、接続ワイヤのフローティングメカニズムがつくられる。曲げ角度αによって、リード２０５および／または供給ライン２１８の剛性を克服する必要のない運動が可能になる。リード２０５および供給ライン２１８が、先端アッセンブリ軸「ｂ」に沿って移動すること、および、供給ライン２１８の湾曲部を曲げることが可能なので、正および負の勾配によって引き起こされる変位および関連するストレスが軽減される。好ましくは、供給ライン２１８上の組みひも（ｂｒａｉｄｉｎｇ）は、電気絶縁を維持する一方で、リード２０５および供給ライン２１８の運動のためのガイドを提供するために、剛性および形状を有する。１つの実施形態において、感知素子から来るリードは、供給ラインと比べて相対的に堅い。それゆえ、供給ラインは、運動を吸収するように容易に撓むことができる。

【0034】

次に図５を参照すると、本技術に従った、センサアッセンブリ３００のさらなる実施形態が示されている。上述の実施形態に関して開示されたものと類似の要素が、同様の参照番号で図示されている。多くの要素が、基本的には、前述の実施形態のものと同じであり、それゆえ、本明細書においてさらに説明されない。センサアッセンブリ３００とセンサアッセンブリ２００との違いは、スリーブ３２０が直線であることである。

【0035】

センサアッセンブリ３００は、感知素子３０６から延在する、相対的により長いリード３０５を有する。リード３０５は、絶縁材料３１４におけるエアギャップまたは空間３１６を通過する。延在された長さに起因して、リード３０５は、直線スリーブ３２０を完全に通って、および、他の絶縁材料３３４における近位固定部を通って延在し得る。しかし、リード３０５は、直線でなく、むしろ正弦曲線形状で形成される。図示するように、リード３０５は、２つの弧状のセクション３０９を有するが、任意の数の湾曲が可能である。リード３０５の正弦曲線形状によって、温度勾配による運動の間、撓むことが可能となる。弧状のセクション３０９は、曲げ角度βを有する。スリーブ３２０の内側は内層３３６を有する。内層３３６は、リード３０５のために電気絶縁および機械的ダンピング（減衰）を提供する。内層３３６は、多数の層を含んでよい。

【0036】

変位が正および負の勾配によって引き起こされるとき、リード３０５は、破壊点より低い力で運動を吸収することができる。リード３０５は、両方向に移動し得る。正弦曲線形状の圧縮の計画された運動は、固定リードを備える標準的な鉱物ケーブルの故障を引き起こし得る、従来の接合部および接続部の脆弱性を、および、それらの延性の欠如を回避する。湾曲したスリーブおよび湾曲したリードが、同じセンサアッセンブリにおいて使用されてよいことが想定される。組み合わせにより、所望の内部運動が、温度勾配によって誘発されるストレスを減少および緩和することを可能にする。好ましくは、運動は、０．２ｍｍまたはそれ以上を吸収し得る。弧状のセクション３０９の強度は、次に限定されないが、セクションの振幅、半径および厚さを含め、複数のファクタによって決定される。押し込み／引っ張り運動に対する低い抵抗力のためのパラメータの選択は、結果的に、歪み解放メカニズムの、堅牢で、耐久性があり、且つ、信頼できる動作となる。

【0037】

いくつかの要素の機能が、代替的な実施形態において、より少ない要素、または、単一の要素によって実施され得ることが、当業者によって理解される。同様に、幾つかの実施形態において、任意の機能的要素が、図示された実施形態に関して説明されたものより少ない、または、それと異なる動作を実施してもよい。また、説明目的のために別個に示された機能的要素（例えば、チューブ、よりひも、スリーブ、コーティング等）は、特定の実施態様において他の機能的要素内に組み込まれてもよい。さらに、材料および構成要素は、いくつかの材料から構成されてもよく、また、多くの所望の形状をとってもよい。本技術は、特に、排気ガス温度センサ（ＥＧＴＳ）ならびに他の分野および用途に適用可能であることが想定される。減少されたストレスは、非常に効果的にＥＧＴＳの寿命を増加させる。開示される実施形態は、すべてが円柱形状を有する。楕円または多角形など、任意の他の形状が使用され得ることが想定される。

【0038】

本明細書において開示される全ての特許、特許出願、および、他の参照文献が、ここで明らかに、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。本技術は、いくつかの実施形態の観点で説明されたが、それらの代替、修正、置換、および、均等物が、本明細書を読み、図面を検討することによって当業者に明らかになると考えられる。本発明は、図示された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲における修正を網羅することが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】