センサ及びセンサエレメントをシールするための装置
本発明は、センサをシールするための装置、並びにセンサエレメントに関する。以下では、一般的なセンサの使用を制限することなしに、エアマスセンサだけが考慮されている。良好な機械的公差、長期の耐用年数、及び公知の装置と比較して安価な費用を有するセンサをシールするための装置、並びにこれに対応するセンサエレメントを得るために、本発明によれば、切欠の外側に少なくとも１つのシール装置を備えシール領域が設けられており、この場合、シール装置は、通路（５）とセンサ（３）との間で切欠（４）を包囲している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサをシールするための装置、並びにセンサエレメントに関する。この場合、以下では、エアマスセンサ（空気質量センサ）だけが考慮されているが、一般的なセンサエレメントにおける使用を制限することはない。
【０００２】
従来技術によれば、エアマスセンサは、小型で軽量な構造を有していて、エアフィルタの直後で自動車のインテークパイプ内に組み込まれている。ここで、エアマスセンサは高精度でエンジンの空気質量流を測定する。エアマスセンサによって測定された値は、ガソリンエンジン内へのガソリン噴射量を規定するための基本位置を形成する。ディーゼルエンジンにおいては、エアマスセンサの測定値から排ガス再循環量並びに最大噴射量を算出する。エアマスセンサは、環境条件に対する頑丈さ、並びに確実な機能性に基づいて、内燃機関における有害物質発生を著しく減少させるために貢献する。
【０００３】
公知の形式で、エアマスセンサはいわゆる「プラグイン」構造によって、インテークパイプの切欠内に、インテークパイプの縦軸線に対して約＋／−１°の整列精度で約４０ｍｍの深さで導入され、インテークパイプの外側にねじ締結によって解除可能に固定される。この場合、それぞれの切欠の周囲に、ろ過されていない生空気が侵入するのを避けるギャップシールが必要となる。このシールの気密性は、自動車の耐用年数又はエアマスセンサの耐用年数に亘って維持されなければならない。しかもこのシールを介して、１組の組立部品間の公差補償も行わなければならない。これによって、シール材料に種々異なる要求が課せられることになる。つまり、一方では大きい温度変動及び温度変化に亘って種々異なる媒体に対する継続的な耐性に関する要求、また他方では機械的な補償を得る可能性に関する要求等の、種々異なる要求が課せられることになる。しかも、エアマスセンサの測定精度は、所属のギャップシールの信頼性に著しく依存しているにも拘わらず、ギャップシールのための安価な解決策が求められている。
【０００４】
従来技術によれば、切欠内に設けられるエラストマーより成るＯリングによって実現されるシールが公知である。選択的に、複雑な形状のプロフィールシールが使用され、この場合、このようなプロフィールシールは規則正しい射出成形部分として構成されている。前記公知の形式による解決策においては、相応に良好なシールを製作するための十分な公差補償を得るために、非常に強い機械的なプリロードが必要となる。このような非常に強い機械的なプリロードは、シール材料の大きい温度変動及び長い耐用年数のために必要とされる材料硬さ、並びに１組の組立部品の脆い材料と矛盾することになる。また前記従来技術による解決策は、比較的高価な特別な構成部分を必要とする。
【０００５】
そこで本発明の課題は、良好な機械的な公差補償及び長期の耐用年数を有し、しかも公知の装置と比較して安価なコストで製作できる、センサをシールするための装置、並びに相応のセンサエレメントを提供することである。この課題は、前記本発明の独立請求項の特徴部に記載した手段によって解決された。
【０００６】
本発明によれば、切欠を通して通路内に係合するように配置され、かつこの通路に解除可能に固定されたセンサをシールするための装置において、前記切欠の外側に少なくとも１つのシール装置を備えたシール領域が設けられており、この場合、該シール装置は、通路とセンサとの間のシールを行うために、前記切欠の周りを巡って構成されている。つまりシール装置は、切欠を包囲するように構成されている。本発明によれば、切欠内の公知のシール手段とは異なり、１つのシールだけが本来の切欠の外側の領域に自動的にずらされるようになっているので、公差問題は容易に解決される。しかもこの場合、それぞれのシールに作用する大きい温度変化の影響は減少される。
【０００７】
有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。従属請求項によれば、シール装置が、センサケーシングのベースプレートと通路の外側面との間をシールするように構成されている。これによって、切欠内に及び切欠に隣接して、解除可能に固定されたセンサ接続部における装置とは異なり、シール手段は設けられていない。
【０００８】
さらにまた、本発明の実施例によれば、シールはフラットシールとして特に安価に構成することができる。この場合、チューブ状のエラストマーが複数の円板に分割される。製造技術的に制限されて、ショア硬度が約６０Ｓｈを下回ることはない。このような形式のフラットシールも、力の主要な接続部又は副次的な接続部における公差補償のために非常に強い機械的なプリロード（予備荷重）を必要とする。このような形式のプリロードは、前記ショア硬度範囲内の材料が使用された場合、インテークパイプ及びセンサケーシングのために使用されたガラス繊維強化されたプラスチック材料例えばＰＢＴ−ＧＦ３０においてセンサを組み込むために一般的に用いられるセルフタッピング式の金属ねじによって、実現できないか、又は自動車の運転中に一般的な温度範囲内での頻繁な温度変化において、自動車の耐用年数に亘って十分なシール性を維持することはできない。Ｏリング又はフラットシールを、インテークパイプの外壁と、センサの、前記切欠を覆うベースプレートとによって形成された１組の組立部品間に押し込む代わりに、本発明の実施例によれば、シール装置として、互いにずらして配置された２つのウエブ間にフラットシールが配置される。この１組の組立部品（１組を成す２つの部品）のシール面に、前記切欠を取り囲んで配置されたそれぞれ１つのウエブが、２つの構成部分を接合する際にシールが変形するように、取り付けられている。
【０００９】
特に、一般的に円環状に構成されたシールの内側及び外側が、互いに逆方向に変位せしめられる。このために、インテークパイプの外壁に、及びセンサのケーシングの前記切欠を覆うベースプレートに、互いにずらして配置されたそれぞれ１つのウエブ間に、フラットシールが配置されている。これらのウエブは、インテークパイプ内の切欠の周囲に壁状に構成されている。この場合、１組の組立部品の間にシール材料のプリロードを形成する弾性的な変形が生ぜしめられる。これによって、２つのウエブ間に持続的なシールが得られる。
【００１０】
本発明の選択的な実施例では、切欠の周囲を巡る領域内にシール装置として、ラビリンスの形状の無接触なシールが設けられている。このような手段によって、ラビリンスとして形成された、可能な流路の構成による圧力損失は、ラビリンスを通過する空気の一部が無視できる程度にわずかである程度に、強く高められる。１組の組立部品の一方、つまりインテークパイプの外壁及び／又は、センサのケーシングの、切欠を覆うベースプレートは、少なくともガラス繊維強化されたプラスチック部分より成っているので、インテークパイプの外壁における切欠の周囲の領域に、並びに切欠を覆うセンサのケーシングのベースプレートにおける切欠の周囲の領域に複雑な輪郭形状を設けることは比較的簡単に可能である。このような複雑な輪郭形状は、溝と、使用条件下においてこの溝に係合するウエブとから成る、少なくとも１対の部材より成っている。
【００１１】
シールに関与する構造的な手段は、有利な形式でプラスチック射出成形プロセスの枠内において１回の作業段階でそれぞれのプラスチック部分の全体的な形状付与と同時に実現される。またこの場合、型は、ラビリンスシールを使用した場合でも、必ずしもアンダーカットを有している必要はないので、相応の射出成形型の構造、並びに完成したプラスチック部分の離型は、比較的簡単に可能である。
【００１２】
本発明の選択的な実施態様によれば、前記切欠の周囲の領域内に、シール装置としての少なくとも１つの閉じたウエブが設けられており、該ウエブが、インテークパイプの外側面に向けられて、センサケーシングのベースプレートに設けられていて、かつ／又は前記切欠の周囲の領域内でセンサの組み込み位置において前記切欠を覆う、センサケーシングのベースプレートに向けられて、インテークパイプの外側面に設けられている。組立部品の一方つまりセンサケーシングのベースプレートを、組立部品の他方つまり管状のインテークパイプに螺合する際に、少なくとも１つのウエブが、両組立部品間で、つまりセンサケーシングのベースプレートと、切欠の周囲のインテークパイプの外側壁部の領域との間で圧縮されることによって、付加的なシール材料を用いなくても、十分なシール性が得られる程度に変形されるようになっている。
【００１３】
第１実施例は、より高いショア硬度を有するフラットシールを採用することができ、しかもより大きい構成部分公差を補償できる、という利点を有することを特徴としている。最後に説明した本発明の２つの実施例は、ラビリンス構造を有する無接触のシールによって、並びに切欠内にセンサを固定する際に押しつぶしによって、高い持続的なシール性が得られる。そのために、これら２つの実施例においては、シールを使用するための製造段階を省くことができ、また別個の構成部分としてのシール材料を省くことができる。
【００１４】
有利な形式で、前記３つのすべての実施例は、通路の切欠の周囲（切欠を取り囲む）領域においてセンサ構成部分を共通にシールするために、３つの実施例のうちの２つを組み合わせるか、又は３つの実施例をすべて組み合わせることができる。
【００１５】
本発明による装置、並びに相応に構成されたセンサ構成部分のその他の利点は、以下に図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００１６】
図１Ａは、通常の状態におけるフラットシールの断面図、
図１Ｂは、接線方向で互いに間隔を保った２つの領域を変形させるためにフラットシールに作用する力を示した、本発明に従って組み込まれた状態のフラットシールの断面図、
図２は、管状体に設けられた切欠の断面図であって、この切欠内に組み込まれた、１組の組立部品においてウエブ装置と、切欠内に介在された本発明の第１実施例としてのフラットシールとを備えたセンサを有している。
【００１７】
図３は、切欠内に本発明の第２実施例としての無接触のラビリンス構造によってシールされたセンサエレメントが組み込まれている、図２に示した管体の切欠の断面図、
図４は、切欠内に第３実施例としての材料押圧部を備えたシール装置を用いたセンサ装置が組み込まれている、図２及び図３に示した管体の切欠の断面図、
図５Ａは、１組の組立部品を組み立てる前の、図４の実施例による押圧領域の部分図、
図５Ｂは、管体におけるセンサエレメントの固定部を備えた１組の組立部品の組立後の、図５Ａの部分図である。
【００１８】
以下では種々異なる実施例に関連して同じ部材には同じ符号が用いられている。図示の実施例は、公差の補償に関連して良好な特性を有する円形又は楕円形に構成されたシール領域のための実施例を示している。しかしながら、センサエレメントの最適な運転のために、＋／−１゜の精度を有する空気流の主流れ方向に対してセンサエレメントを整列させる必要があるという事実を考慮して、管形又は通路形の４角形の切欠も実現される。この場合、以下に詳細が示されたシール装置は、適当な形式で、特に４角形の実施例も実現され得る。
【００１９】
図１Ａは、通常の状態における公知のフラットシール１を示す。このような形式のフラットシール１は、製造費用が安価であることに基づいて技術的に広い範囲にシールとして使用される。製造する場合、チューブ状のエラストマーが所定の高さ（厚さ）を有する円板に分割される。しかしながら製造技術的に制限されて、６０Ｓｈを下回るショア硬度を得ることはできない。このような形式のフラットシール１は、十分な公差補償のために、力の主要な接続部又は力の副次的な接続部における特性とは関係なしに、非常に強いプレストレス若しくはプリロード（予備荷重）を必要とする。インテークパイプ（吸気管）の外壁とセンサエレメントのケーシング部分との間に使用する場合、必要な力は実現不可能であるか、又は広い使用温度範囲に亘って頻繁な温度変化時に自動車の全耐用年数に亘って維持することができない。このための主要な理由は、２つの部品より成る１組の組立部品が、セルフタッピング式の金属ねじによって互いに接続されるガラス繊維強化されたプラスチック材料より製造される、という点にある。
【００２０】
１組の組立部品間に、つまり１組を成す２つの部品間に、図１Ａに示したＯリング又はフラットシールを押し込む代わりに、本発明の第１実施例によればフラットシール１が、互いにずらして向き合って配置された、１組の組立部品に設けられた２つのウエブ間に位置決めされる。この場合、ウエブの大きさは、２つのウエブ間に公差箇所が存在することなしに、一方のウエブが他方のウエブを完全に包囲するように選定される。
【００２１】
それによって、図示の実施例では、１組の組立部品の各シール面が、切欠２を包囲する、それぞれ１つの閉じたウエブを有している。この場合、フラットシール１は、１組の組立部品を接合する際に、図１Ｂに示した形式で変形する。このために、環状のフラットシール１の内側領域と外側領域とは、図１Ｂに示した形式で互いに逆方向に変位する。この場合、弾性的な変形が生じ、この弾性的な変形によって、１組の組立部品間でゴムリング若しくはフラットシール１のプリロードが得られる。このシールは、フラットシール１の一般的な圧縮に対して、外側領域に対して内側領域を変位させるために、非常に僅かな力しか必要としないという特徴を有している。これによって、大きい構成部分公差を補償する場合でも、常に十分なシール力が構造的に得られる。
【００２２】
図２は、図１Ａ及び図１Ｂのフラットシール１の新規な組み込み状態の断面図を示す。図２の配置構成は、中心軸線Ｍを基準にして左右対称であるので、この配置構成の第２の半部の図示は省かれている。センサ３は、管状に構成されたインテークパイプパイプ５の切欠４を通って設置されていて、センサ体８のベースプレート７のねじ締結部６によってインテークパイプ５の外側面９に固定されている。従来技術により公知の解決策とは異なり、ねじ締結部６と切欠４との間にシール領域１０が配置されている。このシール領域１０内にフラットシール１が配置されており、このフラットシール１の切欠２は、インテークパイプ５内の切欠４の直径よりも大きいか、又はこの直径とほぼ同じである。
【００２３】
図２に示した実施例では、フラットシール１の外側領域は、シール領域１０内のウエブ１１によって変位せしめられ、この場合、ウエブ１１はセンサ３のセンサ体８のベースプレート７に一体成形されている。フラットシール１の内側領域は、インテークパイプ５のシール領域１０内で前記切欠４の隣に形成されたウエブ１２によって、前記ウエブ１１によって生ぜしめられた、フラットシール１の変位方向とは逆方向に変位せしめられる。これによってウエブ１１と１２との間に、フラットシール１の変形によって良好なシール作用が生ぜしめられ、このシール作用は、切欠４の近傍でシール領域１０内における１組の組立部品（この実施例ではベースプレート７及びインテークパイプ５）の寸法変化に対して、公差程度を有している。
【００２４】
図３に示した別の実施例では、全体的な構造が図２に示したものと同じであって、シール領域１０がラビリンス１３として構成された無接触なシールによって形成されている。この実施例では、それぞれ１つの溝１４とウエブ１５とから成る対の連続が設けられており、この対は、シール領域１０内で交互にベースプレート７のウエブ１５と外側面９とを有している。図示の実施例では、インテークパイプ５内に第２の溝とウエブ、並びにベースプレート７内に第２のウエブと溝とが形成され、この場合、それぞれの交差面のおけるどの横断面形状にもアンダーカット部が生じることはない。
【００２５】
ラビリンスを形成するために、中心軸線Ｍに対して同心的に配置された、溝１４とウエブ１５とから成る対が形成され、この溝１４とウエブ１５との間に、１組の組立部品（インテークパイプ５とベースプレート７と）を組み立てた状態で、図３に示されているように非常に狭い貫通通路が形成され、この貫通通路は、多くの曲げ変形部及び壁部を有し、それによってラビリンスを形成している。この場合得られる、高いシール性は、組立時又は運転中に１組の組立部品に摩耗が発生することなしに、有利な形式で、ガラス繊維強化されたプラスチック（例えばＰＢＴ−ＧＦ３０等）を処理するための比較的簡単な射出成形工具によって、非常に効率的に実現することができる。
【００２６】
図４に示した第３実施例は、図２及び図３に示した一般的な構造に基づいている。この第３実施例では、シール領域１０が集中的な圧縮を利用して、同様に付加的なシール材料なしで構成される。このためにベースプレート７は、インテークパイプ５の外側壁（外側面）に向けられたウエブを有しており、このウエブは、切欠５に対して間隔を保って切欠５によって包囲されていて、ベースプレート７から自由な形状を有して突き出している。
【００２７】
組立中に、切欠４上で、センサ体８のベースプレート７においてねじ締結部６を介してセンサ３を固定することによって、ウエブ１６はインテークパイプ５の材料内に押し込まれる。これによって、図５Ａに示したように、圧縮の前に横断面がほぼ３角形のウエブ１６は、横断面がほぼ台形の形状に変形される。この場合、ウエブ１６の下で、インテークパイプ５の外側壁９に槽状凹部１７が形成される。インテークパイプ５及びベースプレート７の側面に設けられたプラスチック材料の弾性に基づいて、ウエブ１６槽状凹部１７との間に非常に狭い接触が得られ、この狭い接触は、付加的なシール材料の設ける必要なしに、良好なシール作用を有している。
【００２８】
図３及び図４により明らかなように、図２乃至図４に示したシール手段は、切欠４の周囲のシール領域１０のための、付加的に必要とされる僅かな構造スペースに、互いに組み合わせて実現することができる。この場合、それぞれのシール形式の利点が有利な形式で補われる。その結果、自動車の耐用年数に亘って、持続的に確実なシールを行う装置が得られ、この場合特に図４に示した第３実施例に関連して、センサエレメント３は、切欠４の周囲のシール領域１０を構造的に変えることなしに、インテークパイプ５の周囲に直接取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは、通常の状態におけるフラットシールの断面図、図１Ｂは接線方向で互いに間隔を保った２つの領域を変形させるためにフラットシールに作用する力を示した、本発明に従って組み込まれた状態のフラットシールの断面図である。
【図２】管状体に設けられた切欠内に組み込まれた、１組の組立部品において、ウエブ装置と、切欠内に介在された本発明の第１実施例としてのフラットシールとを備えたセンサを有する、切欠の断面図である。
【図３】切欠内に本発明の第２実施例としての無接触のラビリンス構造によってシールされたセンサエレメントが組み込まれている、図２に示した管体の切欠の断面図である。
【図４】切欠内に第３実施例としての材料押圧部を備えたシール装置を用いたセンサ装置が組み込まれている、図２及び図３に示した管体の切欠の断面図である。
【図５】図５Ａは、１組の組立部品を組み立てる前の、図４の実施例による押圧領域の部分図、図５Ｂは、管体におけるセンサエレメントの固定部を備えた１組の組立部品の組立後の、図５Ａの部分図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ フラットシール、 ２ 切欠、 ３ センサ、 ４ 切欠、 ５ インテークパイプ、 ６ ねじ締結部、 ７ ベースプレート、 ８ センサ体、 ９ 外側面、 １０ シール領域、 １１，１２ ウエブ、 １３ ラビリンス、 １４ 溝、 １５，１６ ウエブ、
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサをシールするための装置、並びにセンサエレメントに関する。この場合、以下では、エアマスセンサ（空気質量センサ）だけが考慮されているが、一般的なセンサエレメントにおける使用を制限することはない。
【０００２】
従来技術によれば、エアマスセンサは、小型で軽量な構造を有していて、エアフィルタの直後で自動車のインテークパイプ内に組み込まれている。ここで、エアマスセンサは高精度でエンジンの空気質量流を測定する。エアマスセンサによって測定された値は、ガソリンエンジン内へのガソリン噴射量を規定するための基本位置を形成する。ディーゼルエンジンにおいては、エアマスセンサの測定値から排ガス再循環量並びに最大噴射量を算出する。エアマスセンサは、環境条件に対する頑丈さ、並びに確実な機能性に基づいて、内燃機関における有害物質発生を著しく減少させるために貢献する。
【０００３】
公知の形式で、エアマスセンサはいわゆる「プラグイン」構造によって、インテークパイプの切欠内に、インテークパイプの縦軸線に対して約＋／−１°の整列精度で約４０ｍｍの深さで導入され、インテークパイプの外側にねじ締結によって解除可能に固定される。この場合、それぞれの切欠の周囲に、ろ過されていない生空気が侵入するのを避けるギャップシールが必要となる。このシールの気密性は、自動車の耐用年数又はエアマスセンサの耐用年数に亘って維持されなければならない。しかもこのシールを介して、１組の組立部品間の公差補償も行わなければならない。これによって、シール材料に種々異なる要求が課せられることになる。つまり、一方では大きい温度変動及び温度変化に亘って種々異なる媒体に対する継続的な耐性に関する要求、また他方では機械的な補償を得る可能性に関する要求等の、種々異なる要求が課せられることになる。しかも、エアマスセンサの測定精度は、所属のギャップシールの信頼性に著しく依存しているにも拘わらず、ギャップシールのための安価な解決策が求められている。
【０００４】
従来技術によれば、切欠内に設けられるエラストマーより成るＯリングによって実現されるシールが公知である。選択的に、複雑な形状のプロフィールシールが使用され、この場合、このようなプロフィールシールは規則正しい射出成形部分として構成されている。前記公知の形式による解決策においては、相応に良好なシールを製作するための十分な公差補償を得るために、非常に強い機械的なプリロードが必要となる。このような非常に強い機械的なプリロードは、シール材料の大きい温度変動及び長い耐用年数のために必要とされる材料硬さ、並びに１組の組立部品の脆い材料と矛盾することになる。また前記従来技術による解決策は、比較的高価な特別な構成部分を必要とする。
【０００５】
そこで本発明の課題は、良好な機械的な公差補償及び長期の耐用年数を有し、しかも公知の装置と比較して安価なコストで製作できる、センサをシールするための装置、並びに相応のセンサエレメントを提供することである。この課題は、前記本発明の独立請求項の特徴部に記載した手段によって解決された。
【０００６】
本発明によれば、切欠を通して通路内に係合するように配置され、かつこの通路に解除可能に固定されたセンサをシールするための装置において、前記切欠の外側に少なくとも１つのシール装置を備えたシール領域が設けられており、この場合、該シール装置は、通路とセンサとの間のシールを行うために、前記切欠の周りを巡って構成されている。つまりシール装置は、切欠を包囲するように構成されている。本発明によれば、切欠内の公知のシール手段とは異なり、１つのシールだけが本来の切欠の外側の領域に自動的にずらされるようになっているので、公差問題は容易に解決される。しかもこの場合、それぞれのシールに作用する大きい温度変化の影響は減少される。
【０００７】
有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。従属請求項によれば、シール装置が、センサケーシングのベースプレートと通路の外側面との間をシールするように構成されている。これによって、切欠内に及び切欠に隣接して、解除可能に固定されたセンサ接続部における装置とは異なり、シール手段は設けられていない。
【０００８】
さらにまた、本発明の実施例によれば、シールはフラットシールとして特に安価に構成することができる。この場合、チューブ状のエラストマーが複数の円板に分割される。製造技術的に制限されて、ショア硬度が約６０Ｓｈを下回ることはない。このような形式のフラットシールも、力の主要な接続部又は副次的な接続部における公差補償のために非常に強い機械的なプリロード（予備荷重）を必要とする。このような形式のプリロードは、前記ショア硬度範囲内の材料が使用された場合、インテークパイプ及びセンサケーシングのために使用されたガラス繊維強化されたプラスチック材料例えばＰＢＴ−ＧＦ３０においてセンサを組み込むために一般的に用いられるセルフタッピング式の金属ねじによって、実現できないか、又は自動車の運転中に一般的な温度範囲内での頻繁な温度変化において、自動車の耐用年数に亘って十分なシール性を維持することはできない。Ｏリング又はフラットシールを、インテークパイプの外壁と、センサの、前記切欠を覆うベースプレートとによって形成された１組の組立部品間に押し込む代わりに、本発明の実施例によれば、シール装置として、互いにずらして配置された２つのウエブ間にフラットシールが配置される。この１組の組立部品（１組を成す２つの部品）のシール面に、前記切欠を取り囲んで配置されたそれぞれ１つのウエブが、２つの構成部分を接合する際にシールが変形するように、取り付けられている。
【０００９】
特に、一般的に円環状に構成されたシールの内側及び外側が、互いに逆方向に変位せしめられる。このために、インテークパイプの外壁に、及びセンサのケーシングの前記切欠を覆うベースプレートに、互いにずらして配置されたそれぞれ１つのウエブ間に、フラットシールが配置されている。これらのウエブは、インテークパイプ内の切欠の周囲に壁状に構成されている。この場合、１組の組立部品の間にシール材料のプリロードを形成する弾性的な変形が生ぜしめられる。これによって、２つのウエブ間に持続的なシールが得られる。
【００１０】
本発明の選択的な実施例では、切欠の周囲を巡る領域内にシール装置として、ラビリンスの形状の無接触なシールが設けられている。このような手段によって、ラビリンスとして形成された、可能な流路の構成による圧力損失は、ラビリンスを通過する空気の一部が無視できる程度にわずかである程度に、強く高められる。１組の組立部品の一方、つまりインテークパイプの外壁及び／又は、センサのケーシングの、切欠を覆うベースプレートは、少なくともガラス繊維強化されたプラスチック部分より成っているので、インテークパイプの外壁における切欠の周囲の領域に、並びに切欠を覆うセンサのケーシングのベースプレートにおける切欠の周囲の領域に複雑な輪郭形状を設けることは比較的簡単に可能である。このような複雑な輪郭形状は、溝と、使用条件下においてこの溝に係合するウエブとから成る、少なくとも１対の部材より成っている。
【００１１】
シールに関与する構造的な手段は、有利な形式でプラスチック射出成形プロセスの枠内において１回の作業段階でそれぞれのプラスチック部分の全体的な形状付与と同時に実現される。またこの場合、型は、ラビリンスシールを使用した場合でも、必ずしもアンダーカットを有している必要はないので、相応の射出成形型の構造、並びに完成したプラスチック部分の離型は、比較的簡単に可能である。
【００１２】
本発明の選択的な実施態様によれば、前記切欠の周囲の領域内に、シール装置としての少なくとも１つの閉じたウエブが設けられており、該ウエブが、インテークパイプの外側面に向けられて、センサケーシングのベースプレートに設けられていて、かつ／又は前記切欠の周囲の領域内でセンサの組み込み位置において前記切欠を覆う、センサケーシングのベースプレートに向けられて、インテークパイプの外側面に設けられている。組立部品の一方つまりセンサケーシングのベースプレートを、組立部品の他方つまり管状のインテークパイプに螺合する際に、少なくとも１つのウエブが、両組立部品間で、つまりセンサケーシングのベースプレートと、切欠の周囲のインテークパイプの外側壁部の領域との間で圧縮されることによって、付加的なシール材料を用いなくても、十分なシール性が得られる程度に変形されるようになっている。
【００１３】
第１実施例は、より高いショア硬度を有するフラットシールを採用することができ、しかもより大きい構成部分公差を補償できる、という利点を有することを特徴としている。最後に説明した本発明の２つの実施例は、ラビリンス構造を有する無接触のシールによって、並びに切欠内にセンサを固定する際に押しつぶしによって、高い持続的なシール性が得られる。そのために、これら２つの実施例においては、シールを使用するための製造段階を省くことができ、また別個の構成部分としてのシール材料を省くことができる。
【００１４】
有利な形式で、前記３つのすべての実施例は、通路の切欠の周囲（切欠を取り囲む）領域においてセンサ構成部分を共通にシールするために、３つの実施例のうちの２つを組み合わせるか、又は３つの実施例をすべて組み合わせることができる。
【００１５】
本発明による装置、並びに相応に構成されたセンサ構成部分のその他の利点は、以下に図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００１６】
図１Ａは、通常の状態におけるフラットシールの断面図、
図１Ｂは、接線方向で互いに間隔を保った２つの領域を変形させるためにフラットシールに作用する力を示した、本発明に従って組み込まれた状態のフラットシールの断面図、
図２は、管状体に設けられた切欠の断面図であって、この切欠内に組み込まれた、１組の組立部品においてウエブ装置と、切欠内に介在された本発明の第１実施例としてのフラットシールとを備えたセンサを有している。
【００１７】
図３は、切欠内に本発明の第２実施例としての無接触のラビリンス構造によってシールされたセンサエレメントが組み込まれている、図２に示した管体の切欠の断面図、
図４は、切欠内に第３実施例としての材料押圧部を備えたシール装置を用いたセンサ装置が組み込まれている、図２及び図３に示した管体の切欠の断面図、
図５Ａは、１組の組立部品を組み立てる前の、図４の実施例による押圧領域の部分図、
図５Ｂは、管体におけるセンサエレメントの固定部を備えた１組の組立部品の組立後の、図５Ａの部分図である。
【００１８】
以下では種々異なる実施例に関連して同じ部材には同じ符号が用いられている。図示の実施例は、公差の補償に関連して良好な特性を有する円形又は楕円形に構成されたシール領域のための実施例を示している。しかしながら、センサエレメントの最適な運転のために、＋／−１゜の精度を有する空気流の主流れ方向に対してセンサエレメントを整列させる必要があるという事実を考慮して、管形又は通路形の４角形の切欠も実現される。この場合、以下に詳細が示されたシール装置は、適当な形式で、特に４角形の実施例も実現され得る。
【００１９】
図１Ａは、通常の状態における公知のフラットシール１を示す。このような形式のフラットシール１は、製造費用が安価であることに基づいて技術的に広い範囲にシールとして使用される。製造する場合、チューブ状のエラストマーが所定の高さ（厚さ）を有する円板に分割される。しかしながら製造技術的に制限されて、６０Ｓｈを下回るショア硬度を得ることはできない。このような形式のフラットシール１は、十分な公差補償のために、力の主要な接続部又は力の副次的な接続部における特性とは関係なしに、非常に強いプレストレス若しくはプリロード（予備荷重）を必要とする。インテークパイプ（吸気管）の外壁とセンサエレメントのケーシング部分との間に使用する場合、必要な力は実現不可能であるか、又は広い使用温度範囲に亘って頻繁な温度変化時に自動車の全耐用年数に亘って維持することができない。このための主要な理由は、２つの部品より成る１組の組立部品が、セルフタッピング式の金属ねじによって互いに接続されるガラス繊維強化されたプラスチック材料より製造される、という点にある。
【００２０】
１組の組立部品間に、つまり１組を成す２つの部品間に、図１Ａに示したＯリング又はフラットシールを押し込む代わりに、本発明の第１実施例によればフラットシール１が、互いにずらして向き合って配置された、１組の組立部品に設けられた２つのウエブ間に位置決めされる。この場合、ウエブの大きさは、２つのウエブ間に公差箇所が存在することなしに、一方のウエブが他方のウエブを完全に包囲するように選定される。
【００２１】
それによって、図示の実施例では、１組の組立部品の各シール面が、切欠２を包囲する、それぞれ１つの閉じたウエブを有している。この場合、フラットシール１は、１組の組立部品を接合する際に、図１Ｂに示した形式で変形する。このために、環状のフラットシール１の内側領域と外側領域とは、図１Ｂに示した形式で互いに逆方向に変位する。この場合、弾性的な変形が生じ、この弾性的な変形によって、１組の組立部品間でゴムリング若しくはフラットシール１のプリロードが得られる。このシールは、フラットシール１の一般的な圧縮に対して、外側領域に対して内側領域を変位させるために、非常に僅かな力しか必要としないという特徴を有している。これによって、大きい構成部分公差を補償する場合でも、常に十分なシール力が構造的に得られる。
【００２２】
図２は、図１Ａ及び図１Ｂのフラットシール１の新規な組み込み状態の断面図を示す。図２の配置構成は、中心軸線Ｍを基準にして左右対称であるので、この配置構成の第２の半部の図示は省かれている。センサ３は、管状に構成されたインテークパイプパイプ５の切欠４を通って設置されていて、センサ体８のベースプレート７のねじ締結部６によってインテークパイプ５の外側面９に固定されている。従来技術により公知の解決策とは異なり、ねじ締結部６と切欠４との間にシール領域１０が配置されている。このシール領域１０内にフラットシール１が配置されており、このフラットシール１の切欠２は、インテークパイプ５内の切欠４の直径よりも大きいか、又はこの直径とほぼ同じである。
【００２３】
図２に示した実施例では、フラットシール１の外側領域は、シール領域１０内のウエブ１１によって変位せしめられ、この場合、ウエブ１１はセンサ３のセンサ体８のベースプレート７に一体成形されている。フラットシール１の内側領域は、インテークパイプ５のシール領域１０内で前記切欠４の隣に形成されたウエブ１２によって、前記ウエブ１１によって生ぜしめられた、フラットシール１の変位方向とは逆方向に変位せしめられる。これによってウエブ１１と１２との間に、フラットシール１の変形によって良好なシール作用が生ぜしめられ、このシール作用は、切欠４の近傍でシール領域１０内における１組の組立部品（この実施例ではベースプレート７及びインテークパイプ５）の寸法変化に対して、公差程度を有している。
【００２４】
図３に示した別の実施例では、全体的な構造が図２に示したものと同じであって、シール領域１０がラビリンス１３として構成された無接触なシールによって形成されている。この実施例では、それぞれ１つの溝１４とウエブ１５とから成る対の連続が設けられており、この対は、シール領域１０内で交互にベースプレート７のウエブ１５と外側面９とを有している。図示の実施例では、インテークパイプ５内に第２の溝とウエブ、並びにベースプレート７内に第２のウエブと溝とが形成され、この場合、それぞれの交差面のおけるどの横断面形状にもアンダーカット部が生じることはない。
【００２５】
ラビリンスを形成するために、中心軸線Ｍに対して同心的に配置された、溝１４とウエブ１５とから成る対が形成され、この溝１４とウエブ１５との間に、１組の組立部品（インテークパイプ５とベースプレート７と）を組み立てた状態で、図３に示されているように非常に狭い貫通通路が形成され、この貫通通路は、多くの曲げ変形部及び壁部を有し、それによってラビリンスを形成している。この場合得られる、高いシール性は、組立時又は運転中に１組の組立部品に摩耗が発生することなしに、有利な形式で、ガラス繊維強化されたプラスチック（例えばＰＢＴ−ＧＦ３０等）を処理するための比較的簡単な射出成形工具によって、非常に効率的に実現することができる。
【００２６】
図４に示した第３実施例は、図２及び図３に示した一般的な構造に基づいている。この第３実施例では、シール領域１０が集中的な圧縮を利用して、同様に付加的なシール材料なしで構成される。このためにベースプレート７は、インテークパイプ５の外側壁（外側面）に向けられたウエブを有しており、このウエブは、切欠５に対して間隔を保って切欠５によって包囲されていて、ベースプレート７から自由な形状を有して突き出している。
【００２７】
組立中に、切欠４上で、センサ体８のベースプレート７においてねじ締結部６を介してセンサ３を固定することによって、ウエブ１６はインテークパイプ５の材料内に押し込まれる。これによって、図５Ａに示したように、圧縮の前に横断面がほぼ３角形のウエブ１６は、横断面がほぼ台形の形状に変形される。この場合、ウエブ１６の下で、インテークパイプ５の外側壁９に槽状凹部１７が形成される。インテークパイプ５及びベースプレート７の側面に設けられたプラスチック材料の弾性に基づいて、ウエブ１６槽状凹部１７との間に非常に狭い接触が得られ、この狭い接触は、付加的なシール材料の設ける必要なしに、良好なシール作用を有している。
【００２８】
図３及び図４により明らかなように、図２乃至図４に示したシール手段は、切欠４の周囲のシール領域１０のための、付加的に必要とされる僅かな構造スペースに、互いに組み合わせて実現することができる。この場合、それぞれのシール形式の利点が有利な形式で補われる。その結果、自動車の耐用年数に亘って、持続的に確実なシールを行う装置が得られ、この場合特に図４に示した第３実施例に関連して、センサエレメント３は、切欠４の周囲のシール領域１０を構造的に変えることなしに、インテークパイプ５の周囲に直接取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１Ａは、通常の状態におけるフラットシールの断面図、図１Ｂは接線方向で互いに間隔を保った２つの領域を変形させるためにフラットシールに作用する力を示した、本発明に従って組み込まれた状態のフラットシールの断面図である。
【図２】管状体に設けられた切欠内に組み込まれた、１組の組立部品において、ウエブ装置と、切欠内に介在された本発明の第１実施例としてのフラットシールとを備えたセンサを有する、切欠の断面図である。
【図３】切欠内に本発明の第２実施例としての無接触のラビリンス構造によってシールされたセンサエレメントが組み込まれている、図２に示した管体の切欠の断面図である。
【図４】切欠内に第３実施例としての材料押圧部を備えたシール装置を用いたセンサ装置が組み込まれている、図２及び図３に示した管体の切欠の断面図である。
【図５】図５Ａは、１組の組立部品を組み立てる前の、図４の実施例による押圧領域の部分図、図５Ｂは、管体におけるセンサエレメントの固定部を備えた１組の組立部品の組立後の、図５Ａの部分図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ フラットシール、 ２ 切欠、 ３ センサ、 ４ 切欠、 ５ インテークパイプ、 ６ ねじ締結部、 ７ ベースプレート、 ８ センサ体、 ９ 外側面、 １０ シール領域、 １１，１２ ウエブ、 １３ ラビリンス、 １４ 溝、 １５，１６ ウエブ、
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切欠を通して通路内に係合するように配置され、かつこの通路に解除可能に固定されたセンサをシールするための装置において、
前記切欠（４）の外側に少なくとも１つのシール装置を備えたシール領域（１０）が設けられており、前記シール装置が、前記通路（５）とセンサ（３）との間をシールするために、前記切欠（４）を包囲していることを特徴とする、センサエレメントをシールするための装置。
【請求項２】
前記シール装置が、センサケーシング（８）のベースプレート（７）と通路（５）の外側面（９）との間をシールするように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
シール装置としてのフラットシール（１）が、インテークパイプ（５）の外側面（９）に設けられ、かつセンサ（３）のケーシング（８）の、前記切欠（４）を覆うベースプレート（７）に設けられたそれぞれ少なくとも１つの、互いにずらして配置されたウエブ（１１，１２）の間に配置されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つのウエブ（１１，１２，１５，１６）が、台形、方形又は半円形に構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記切欠の周囲の領域に、シール装置として、ラビリンス（１３）の形状の無接触のシールが設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
シール領域（１０）内に、溝（１４）と、使用条件下で該溝（１４）内に係合するウエブ（１５）とから成る、少なくとも１対の部材が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
ラビリンスを形成するために、中心軸線（Ｍ）を中心にして同心的に配置された、溝（１４）とウエブ（１５）とから成る１対の部材が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記切欠（４）の周囲の領域内に、シール装置としての少なくとも１つの閉じたウエブ（１１，１２，１５，１６）が設けられており、該ウエブが、インテークパイプ（５）の外側面（９）に向けられて、センサケーシング（８）のベースプレート（７）に設けられていて、かつ／又は前記切欠（４）の周囲の領域内でセンサ（３）の組み込み位置において前記切欠（４）を覆う、センサケーシング（８）のベースプレート（７）に向けられて、インテークパイプ（５）の外側面（９）に設けられており、前記ウエブが１組の組立部品（３，５）の組立中に圧縮されるように構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
インテークパイプ内の空気流量を規定するためのセンサエレメントにおいて、
該センサエレメント（３）が、請求項１から８までのいずれか１項に従って構成されていて、センサ（３）のケーシング（８）が、切欠（４）を覆うベースプレート（７）を有しており、ケーシング（８）及び／又は通路（５）が、ガラス繊維強化されたプラスチック材料より成っていることを特徴とする、センサエレメント。
【請求項１０】
センサエレメント（３）が、前記切欠（４）上でなくとも１つのねじ締結部（６）によって固定されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【請求項１】
切欠を通して通路内に係合するように配置され、かつこの通路に解除可能に固定されたセンサをシールするための装置において、
前記切欠（４）の外側に少なくとも１つのシール装置を備えたシール領域（１０）が設けられており、前記シール装置が、前記通路（５）とセンサ（３）との間をシールするために、前記切欠（４）を包囲していることを特徴とする、センサエレメントをシールするための装置。
【請求項２】
前記シール装置が、センサケーシング（８）のベースプレート（７）と通路（５）の外側面（９）との間をシールするように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
シール装置としてのフラットシール（１）が、インテークパイプ（５）の外側面（９）に設けられ、かつセンサ（３）のケーシング（８）の、前記切欠（４）を覆うベースプレート（７）に設けられたそれぞれ少なくとも１つの、互いにずらして配置されたウエブ（１１，１２）の間に配置されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
少なくとも１つのウエブ（１１，１２，１５，１６）が、台形、方形又は半円形に構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記切欠の周囲の領域に、シール装置として、ラビリンス（１３）の形状の無接触のシールが設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
シール領域（１０）内に、溝（１４）と、使用条件下で該溝（１４）内に係合するウエブ（１５）とから成る、少なくとも１対の部材が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
ラビリンスを形成するために、中心軸線（Ｍ）を中心にして同心的に配置された、溝（１４）とウエブ（１５）とから成る１対の部材が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記切欠（４）の周囲の領域内に、シール装置としての少なくとも１つの閉じたウエブ（１１，１２，１５，１６）が設けられており、該ウエブが、インテークパイプ（５）の外側面（９）に向けられて、センサケーシング（８）のベースプレート（７）に設けられていて、かつ／又は前記切欠（４）の周囲の領域内でセンサ（３）の組み込み位置において前記切欠（４）を覆う、センサケーシング（８）のベースプレート（７）に向けられて、インテークパイプ（５）の外側面（９）に設けられており、前記ウエブが１組の組立部品（３，５）の組立中に圧縮されるように構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
インテークパイプ内の空気流量を規定するためのセンサエレメントにおいて、
該センサエレメント（３）が、請求項１から８までのいずれか１項に従って構成されていて、センサ（３）のケーシング（８）が、切欠（４）を覆うベースプレート（７）を有しており、ケーシング（８）及び／又は通路（５）が、ガラス繊維強化されたプラスチック材料より成っていることを特徴とする、センサエレメント。
【請求項１０】
センサエレメント（３）が、前記切欠（４）上でなくとも１つのねじ締結部（６）によって固定されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサエレメント。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【公表番号】特表２００８−５４２６９７（Ｐ２００８−５４２６９７Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１２８１５（Ｐ２００８−５１２８１５）
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６２４５０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２５７５５
【国際公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０７２２９０３２）ジーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ アクチエンゲゼルシャフト (46)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ ＶＤＯ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ １２， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１９日（２００６．５．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６２４５０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１２５７５５
【国際公開日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（５０７２２９０３２）ジーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ アクチエンゲゼルシャフト (46)
【氏名又は名称原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓ ＶＤＯ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ １２， Ｄ−９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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