(57)【要約】【課題】ガスセンサの長さを短くすることができ、容易に小型化及び軽量化できるガスセンサを提供すること。【解決手段】検出素子３と、該検出素子３に設けられた内部電極３４に接続するためのリード線３１と、上記検出素子３を保持するハウジング１０と、該ハウジング１０に固定した保護カバー１１とを有する。また、上記リード線３１と上記保護カバー１１との間にはブッシュ２を配設してある。上記ブッシュ２には、上記リード線３１を挿通するための挿通孔２０と、該挿通孔２０の内側開口部に配設され、上記リード線３１を接続する金属端子５４３を掛合するための掛合凹部２１とを設けてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出素子と、該検出素子に設けられた電極に接続するためのリード線と、上記検出素子の内側に挿通されるヒータと、上記検出素子を保持するハウジングと、該ハウジングに固定した保護カバーとを有し、上記リード線と上記保護カバーとの間にはブッシュを配設してあるガスセンサにおいて、
上記ブッシュには、上記リード線を挿通するための挿通孔と、該挿通孔の内側開口部に配設され、上記リード線を接続する金属端子を掛合するための掛合凹部とを設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
請求項１において、上記掛合凹部の深さは、２ｍｍ以上であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ブッシュと上記リード線とは、上記保護カバーにより一体的にかしめ固定されていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
請求項３において、上記ブッシュにおける上記掛合凹部の底面とかしめ部との間には、１ｍｍ以上の間隔Ｐを設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記ブッシュは、フッ素樹脂からなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記ブッシュは、ポリテトラフルオロエチレンからなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記ブッシュは、ショアー硬さ４５以上であることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記検出素子はコップ型であり、
上記検出素子の内部電極と上記リード線とは、板バネホルダを介して電気的に接続されており、
上記板バネホルダは、上記検出素子の内部電極に当接させるバネ部と、上記リード線を接続する上記金属端子とを有することを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護カバーの開口端からハウジングの取付部までの頭部長さを短くすることができる、ガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用への応用を始めとして、ガス濃度を検出するガスセンサが実用化されており、例えば、酸素濃度を検出する酸素センサが提案されている。
酸素センサ９は、図１２に示すごとく、検出素子３と、該検出素子３に設けられた内部電極３４に接続するためのリード線３１と、上記検出素子３を保持するハウジング１０と、該ハウジング１０にカバー１３を介して固定した保護カバー１１とを有する。また、上記リード線３１と上記保護カバー１１との間にブッシュ９２を配設してある。
【０００３】
上記ブッシュ９２には、上記リード線３１を挿通するための挿通孔９２０を設けてある。また、上記ブッシュ９２は例えばフッ素ゴム等の弾性絶縁材料からなる。上記挿通孔９２０に挿通されたリード線３１は、上記保護カバー１１を半径方向にかしめることにより、上記挿通孔９２０に対し密着固定され、シール性が確保されている。
【０００４】
また、上記検出素子３はコップ型であり、上記検出素子３の内部電極３４と上記リード線３１とは、ステム９５１、パイプフランジ９５３を介して接続されている。
上記ステム９５１は、上記検出素子３の内孔３０に先端を嵌入した状態で、上記検出素子３の内部電極３４に当接してある。なお、上記ステム９５１と上記検出素子３との間には、両者間の接触性を保つためのニッケルリング９５２を配設してある。なお、このステム９５１はＳＵＳ３０４からなり、耐熱温度は約４５０℃である。
【０００５】
一方、上記パイプフランジ９５３の後端開口部には、上記リード線３１の端部３１２をかしめ固定してある。そして、上記パイプフランジ９５３の先端開口部に上記ステム９５１の後端を嵌入して、上記ステム９５１と上記パイプフランジ９５３とを接続してある。
【０００６】
また、上記パイプフランジ９５３は、インシュレータ９１５に固定したコイルスプリング９５４の付勢力により、上記ステム９５１に押圧されている。また、上記パイプフランジ９５３と上記カバー１３との間には、上記インシュレータ９１５により絶縁間隙が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の酸素センサにおいては、次の問題がある。
即ち、上記インシュレータ９１５に固定したパイプフランジ９５３が、上記リード線３１を保持している。また、上記インシュレータ９１５に固定したコイルスプリング９５４の付勢力が、上記パイプフランジ９５３を押圧して、上記リード線３１の抜けを防止している。そのため、上記リード線３１の抜け防止用に、上記インシュレータ９１５、コイルスプリング９５４、パイプフランジ９５３等の多くの部品が必要となる。それ故、上記酸素センサ９を小型化及び軽量化することは困難である。
【０００８】
また、上記インシュレータ９１５、コイルスプリング９５４、パイプフランジ９５３等により上記リード線３１の抜けを防止しているので、上記ブッシュ９２は、上記リード線３１を保持する必要がなく、リード線引抜き強度を確保する必要もない。なお、リード線引抜き強度とは、ブッシュからリード線を引抜くために要する荷重である。
【０００９】
そのため、上記ブッシュ９２の材料には、かしめ固定後のシール性が良好な弾性絶縁材料、例えばフッ素ゴム等のリード線引抜き強度の低い弾性絶縁材料を用いている。しかし、このフッ素ゴムは耐熱性が低く、被測定ガスが非常に高温である場合には、その熱により劣化し、シール性が不良となることがある。
また、上記ブッシュ９２が熱により劣化した際に発生するガスにより、センサ特性が劣化することがある。
【００１０】
それ故、上記ブッシュ９２を上記検出素子３側に近づけて配設すると、上記ブッシュ９２の劣化が促進される。従って、上記ブッシュ９２のシール性を考慮すると、上記保護カバー１１の開口端１１７から上記ハウジング１０の取付部１０７までの長さ（以下、頭部長さＬ）を短くすることは困難である。
【００１１】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ガスセンサの長さを短くすることができ、容易に小型化及び軽量化できるガスセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、検出素子と、該検出素子に設けられた電極に接続するためのリード線と、上記検出素子の内側に挿通されるヒータと、上記検出素子を保持するハウジングと、該ハウジングに固定した保護カバーとを有し、上記リード線と上記保護カバーとの間にはブッシュを配設してあるガスセンサにおいて、
上記ブッシュには、上記リード線を挿通するための挿通孔と、該挿通孔の内側開口部に配設され、上記リード線を接続する金属端子を掛合するための掛合凹部とを設けてあることを特徴とするガスセンサにある。
【００１３】
本発明において最も注目すべきことは、上記ブッシュの挿通孔の内側開口部には、上記リード線を接続する金属端子を掛合するための掛合凹部を設けてあることである。
【００１４】
上記ガスセンサとしては、例えば酸素センサ、空燃比センサ、ＮＯXセンサ、ＣＯ2センサ、ＨＣセンサ等、ガス中の物質やその濃度を検出する種々のガスセンサがある。
【００１５】
次に、本発明の作用につき説明する。
本発明のガスセンサにおいては、ガスセンサにリード線を装着したとき、上記ブッシュに設けた掛合凹部に、上記リード線を接続する金属端子を掛合することができる。そのため、上記掛合凹部と上記金属端子との掛合により、充分な上記リード線引抜き強度を確保することができる。それ故、上記リード線の抜けを防止するために、従来例に示したインシュレータ、コイルスプリング、パイプフランジ等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。また、上記コイルスプリングの伸縮のために必要としていたスペースも必要なくなる。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、ガスセンサの長さを短くすることができ、容易に小型化及び軽量化できるガスセンサを提供することができる。
【００１７】
次に、請求項２の発明のように、上記掛合凹部の深さは、２ｍｍ以上であることが好ましい。
この場合には、上記リード線を接続する金属端子を安定的に位置決めすることができ、上記金属端子と上記保護カバーとの絶縁を確保することができる。
上記掛合凹部の深さが２ｍｍ未満の場合には、上記金属端子の位置決めが不安定になり、上記金属端子が真っ直ぐに配設されずに上記保護カバーに接触し、短絡するおそれがある。
【００１８】
また、上記保護カバーの開口端から上記ハウジングの取付部までの長さ（以下、頭部長さ）Ｌが４５ｍｍより短い場合には、上記掛合凹部の深さは、２〜５ｍｍであることが好ましい。
この場合には、上記ブッシュの亀裂又は劣化を防止することができる。
上記５ｍｍを越える場合には、上記ブッシュを長くしなければ、上記ブッシュに亀裂が生じる場合がある。逆に、上記ブッシュを長くすると、上記ブッシュの一端が上記検出素子側に近づきすぎてしまい、上記ブッシュの耐熱性に余裕がなくなるので、上記ブッシュの劣化を確実に防止することが困難となる。
【００１９】
次に、請求項３の発明のように、上記ブッシュと上記リード線とは、上記保護カバーにより一体的にかしめ固定されていることが好ましい。
この場合には、上記リード線引抜き強度及び上記ブッシュのシール性を向上することができる。
【００２０】
次に、請求項４の発明のように、上記ブッシュにおける上記掛合凹部の底面とかしめ部との間には、１ｍｍ以上の間隔Ｐを設けてあることが好ましい（図２参照）。
この場合には、かしめの際の上記ブッシュの変形による影響を抑え、上記リード線を接続する金属端子と上記保護カバーとの絶縁を確保することができる。
また、かしめによるブッシュ割れを防止することができる。
【００２１】
上記間隔Ｐが１ｍｍ未満の場合には、かしめの際の上記ブッシュの変形による影響を受けやすく、上記金属端子が真っ直ぐに配設されずに上記保護カバーに接触し、短絡するおそれがある。また、偏って配設された上記金属端子が上記ブッシュを押圧し、上記ブッシュに亀裂が生じるおそれがある。
【００２２】
また、上記頭部長さが４５ｍｍの場合には、上記ブッシュにおける上記掛合凹部の底面とかしめ部との間には、１〜１５ｍｍの間隔Ｐを設けてあることが好ましい。
この場合には、上記ブッシュの劣化を確実に防止することができる。
上記１５ｍｍを越える場合には、上記ブッシュの一端が上記検出素子側に近づきすぎてしまい、上記ブッシュの劣化を確実に防止することが困難となる。
【００２３】
次に、請求項５の発明のように、上記ブッシュは、フッ素樹脂からなることが好ましい。
この場合には、上記ブッシュのリード線引抜き強度が、従来例に示したフッ素ゴム製のブッシュに比べて高くなる。そのため、上記ブッシュにより、上記リード線引抜き強度をより一層確実に確保することができる。
【００２４】
次に、請求項６の発明のように、上記ブッシュは、ポリテトラフルオロエチレンからなることが好ましい。
この場合には、上記と同様に、上記リード線引抜き強度をより一層確実に確保することができる。
【００２５】
また、上記ポリテトラフルオロエチレンの耐熱性は、従来例に示したフッ素ゴムに比べて高い。そのため、上記ブッシュは、被測定ガスの熱により劣化しにくくなり、劣化によるガスの発生がほとんどなくなり、該ブッシュを従来例よりも上記検出素子側に近づけて配設することができる。それ故、上記ガスセンサの長さをより一層短くすることが可能となる。
また、かしめによるブッシュ割れを低減することができる。
【００２６】
次に、請求項７の発明のように、上記ブッシュは、ショアー硬さ４５以上であることが好ましい。
この場合には、上記リード線引抜き強度を、例えばガスセンサの配設時等にブッシュにかかる荷重よりも大きくすることができる。そのため、例えばガスセンサの配設時等におけるリード線の抜けを確実に防止することができる。
【００２７】
次に、請求項８の発明のように、上記検出素子はコップ型であり、上記検出素子の内部電極と上記リード線とは、板バネホルダを介して電気的に接続されており、上記板バネホルダは、上記検出素子の内部電極に当接させるバネ部と、上記リード線を接続する上記金属端子とを有することが好ましい。
【００２８】
この場合には、上記板バネホルダにより、上記検出素子の内部電極と上記リード線とを電気的に接続している。そのため、両者間の導通を確保するために、従来例に示したステム、パイプフランジ等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。
また、上記バネ部は、上記検出素子の半径方向に付勢された板バネである。そのため、上記コイルスプリングの伸縮のために必要としていたスペースも必要なくなる。
【００２９】
なお、参考発明として、検出素子と、該検出素子に設けられた電極に接続するためのリード線と、上記検出素子を保持するハウジングと、該ハウジングに固定した保護カバーとを有し、上記リード線と上記保護カバーとの間にはブッシュを配設してあるガスセンサにおいて、
上記ブッシュは、フッ素樹脂からなることを特徴とするガスセンサがある。
【００３０】
この場合には、上記ブッシュのリード線引抜き強度が、従来例に示したフッ素ゴム製のブッシュに比べて高くなる。そのため、上記ブッシュにより、充分な上記リード線引抜き強度を確保することができる。それ故、上記リード線の抜けを防止するために、従来例に示したインシュレータ、コイルスプリング、パイプフランジ等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。また、上記コイルスプリングの伸縮のために必要としていたスペースも必要なくなる。
【００３１】
上記参考発明において、上記ブッシュは、ポリテトラフルオロエチレンからなることが好ましい。
この場合には、上記と同様に、上記リード線の抜け防止用の部品の数を減らすことができる。また、それらの部品のために必要としていたスペースも必要なくなる。
【００３２】
また、上記ポリテトラフルオロエチレンの耐熱性は、従来例に示したフッ素ゴムに比べて高い。そのため、上記ブッシュは、被測定ガスの熱により劣化しにくくなり、劣化によるガスの発生がほとんどなくなり、該ブッシュを従来例よりも上記検出素子側に近づけて配設することができる。それ故、上記ガスセンサの長さをより一層短くすることが可能となる。
【００３３】
また、上記ブッシュは、ショアー硬さ４５以上であることが好ましい。
この場合には、上記リード線引抜き強度を、例えばガスセンサの配設時等にブッシュにかかる荷重よりも大きくすることができる。そのため、例えばガスセンサの配設時等におけるリード線の抜けを確実に防止することができる。
【００３４】
また、上記検出素子はコップ型であり、上記検出素子の内部電極と上記リード線とは、板バネホルダを介して電気的に接続されており、上記板バネホルダは、上記検出素子の内部電極に当接させるバネ部と、上記リード線を接続する上記金属端子とを有することが好ましい。
【００３５】
この場合には、上記板バネホルダにより、上記検出素子の内部電極と上記リード線とを電気的に接続している。そのため、両者間の導通を確保するために、従来例に示したステム、パイプフランジ等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。
また、上記バネ部は、上記検出素子の半径方向に付勢された板バネである。そのため、上記コイルスプリングの伸縮のために必要としていたスペースも必要なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるガスセンサとしての酸素センサについて、図１〜図７を用いて説明する。
本例の酸素センサ１は、図１〜図７に示すごとく、検出素子３と、該検出素子３に設けられた内部電極３４に接続するためのリード線３１と、上記検出素子３を保持するハウジング１０と、該ハウジング１０にカバー１３を介して固定した保護カバー１１とを有する。また、上記リード線３１と上記保護カバー１１との間にはブッシュ２を配設してある。
【００３７】
上記ブッシュ２には、上記リード線３１を挿通するための挿通孔２０と、該挿通孔２０の内側開口部に配設され、上記リード線３１を接続する金属端子５４３を掛合するための掛合凹部２１とを設けてある。
【００３８】
以下、詳説する。
上記検出素子３は、図１に示すごとく、コップ型に形成された例えばジルコニア等の固体電解質よりなる。また、上記検出素子３は、ハウジング１０内に挿入配置されており、ハウジング１０にシール固定されている。上記検出素子３は、その外側に外部電極３３を、その内側に大気室に面する内部電極３４を有している。
【００３９】
また、上記ハウジング１０の下端には、検出素子３を覆うように被測定ガス側カバー１０９が設けてある。一方、上記ハウジング１０の上端には、カバー１３がかしめ固定され、このカバー１３の上方には、上記保護カバー１１がかしめ固定されている。
【００４０】
上記保護カバー１１内には、図１、図２に示すごとく、上記リード線３１が挿入してある。
また、上記ブッシュ２は、上記保護カバー１１の内部に配置してあり、上記保護カバー１１のかしめ部１１１においてかしめ固定され、上記リード線３１を挿通穴２０に挿通した状態で保持している。
【００４１】
上記ブッシュ２は、図２に示すごとく、上記挿通孔２０における検出素子３側の内側開口部に、上記掛合凹部２１を有する。この掛合凹部２１の孔径は、上記挿通孔２０の孔径よりも大きい。また、上記掛合凹部２１の深さＦは、２．４ｍｍである。
また、上記ブッシュ２は、フッ素樹脂（本例においてはポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ））からなる。また、上記ブッシュ２のショアー硬さは５８である。
【００４２】
上記ブッシュ２と上記リード線３１とは、図２に示すごとく、上記保護カバー１１により一体的にかしめ固定されている。上記ブッシュ２における上記掛合凹部２１の底面２１１とかしめ部１１１との間には、１ｍｍの間隔Ｐを設けてある。
なお、かしめ固定前において、上記ブッシュ２と上記保護カバー１１との間には、片側０．１ｍｍの間隙Ｑを設けている（図７）。
【００４３】
上記検出素子３の内部電極３４と上記リード線３１とは、図１に示すごとく、板バネホルダ５４を介して電気的に接続されている。
上記板バネホルダ５４は、図３に示すごとく、上記検出素子３の内部電極３４に当接させるバネ部５４１と、上記リード線３１を接続する金属端子５４３とを有する。また、この板バネホルダ５４はインコネル７１８からなり、耐熱温度は約５５０℃である。
【００４４】
図３に示すごとく、上記バネ部５４１は断面Ｃ字状であり、図１に示すごとく、上記検出素子３の内孔３０に挿入されており、上記検出素子３の半径方向に拡開するように付勢されている。これにより、上記検出素子３の内孔３０に設けた内部電極３４と電気的に接続を図っている。
【００４５】
また、上記金属端子５４３は円筒状であり、上記バネ部５４１から延設された連結部５４２に固定されている。また、上記金属端子５４３は、上記リード線３１の端部にパンチにより押圧固定された状態で、上記掛合凹部２１に掛合されている。上記金属端子５４３の幅は、上記挿通孔２０の孔径より大きく、上記掛合凹部２１の孔径より小さい。
【００４６】
次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の酸素センサ１においては、酸素センサ１にリード線３１を装着したとき、上記ブッシュ２に設けた掛合凹部２１に、上記リード線３１を接続する金属端子５４３を掛合することができる（図２）。そのため、上記掛合凹部２１と上記金属端子５４３との掛合により、充分な上記リード線引抜き強度を確保することができる。
【００４７】
それ故、上記リード線３１の抜けを防止するために、従来例に示したインシュレータ９１５、コイルスプリング９５４、パイプフランジ９５３等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。また、上記コイルスプリング９５４の伸縮のために必要としていた約１０ｍｍのスペースも必要なくなる。
【００４８】
また、上記掛合凹部２１の深さＦは、２．４ｍｍである。そのため、上記リード線３１を接続する金属端子５４３を安定的に位置決めすることができ、上記金属端子５４３と上記保護カバー１１との絶縁を確保することができる。
【００４９】
さらに、上記ブッシュ２における上記掛合凹部２１の底面２１１とかしめ部１１１との間には、１ｍｍの間隔Ｐを設けてある。そのため、かしめの際の上記ブッシュ２の変形による影響を抑え、上記リード線３１を接続する金属端子５４３と上記保護カバー１１との絶縁をより確実に確保することができる。
【００５０】
また、上記ブッシュ２と上記リード線３１とは、上記保護カバー１１により一体的にかしめ固定されている。そのため、上記リード線引抜き強度及び上記ブッシュ２のシール性を向上することができる。
【００５１】
次に、ＰＴＦＥからなるブッシュ２を高温下で用いた場合における、初期時及び４００時間経過後のリード線引抜き強度を測定した。その結果を図４に示す。
また、比較例１として、フッ素ゴムからなるブッシュについての、同様の初期時及び４００時間経過後のリード線引抜き強度を示す。
図４より、ブッシュの温度が２５０℃、２８０℃、３００℃のいずれの場合においても、ＰＴＦＥからなる本例のブッシュ２の方が、フッ素ゴムからなる比較例１のブッシュよりも、上記リード線引抜き強度が高く維持されることが分かる。
【００５２】
上記のごとく、本例のブッシュ２はＰＴＦＥからなるので、上記リード線引抜き強度は、従来例に示したフッ素ゴム製のブッシュに比べて高い。また、図４より知られるごとく、本例のブッシュ２によれば、約１２ｋｇｆ以上のリード線引抜き強度を確保することができる。
【００５３】
また、上記ＰＴＦＥの耐熱性については、その耐熱温度が約２８０℃と高く、従来例に示したフッ素ゴムの耐熱温度である約２５０℃に比べて高い。なお、上記ブッシュ２にガラス繊維を含有させた場合には、さらに耐熱温度は約３００℃まで高くなる。また、耐熱温度が高いため、熱による劣化の際に発生するガスに起因するセンサ特性の劣化を改善することができる。
【００５４】
そのため、本例のブッシュ２は、被測定ガスの熱により劣化しにくくなり、シール性を確保したまま、ブッシュ２を従来例よりも上記検出素子３側に近づけて配設することができる。それ故、上記酸素センサ１の長さをより一層短くすることが可能となる。
【００５５】
例えば、被測定ガスの温度が約８５０℃の場合における、上記酸素センサ１の頭部長さＬ（図１）と上記ブッシュ２の温度との関係を、図５に示す。なお、上記頭部長さＬとは、上記保護カバー１１の開口端１１７から上記ハウジング１０の取付部１０７までの長さをいう。
【００５６】
図５より、上記頭部長さＬを短くすると上記ブッシュ２の温度は高くなることが分かる。しかし、上記酸素センサ１は、上記ブッシュ２の耐熱温度が約２８０℃と高いので、約３０℃程度の余裕を残して、上記頭部長さＬを４５ｍｍまで短くすることができる。また、被測定ガスの最高温度が上記温度より低い場合には、上記頭部長さＬをさらに短くすることができる。
【００５７】
一方、従来例に示した酸素センサ９は、上記ブッシュ９２の耐熱温度が約２５０℃と低いので、約３０℃程度の余裕を考慮すると、上記頭部長さＬは６０ｍｍ以上必要になる。そのため、上記頭部長さＬを１５ｍｍ以上短くすることが不可能になる。
【００５８】
また、上記板バネホルダ５４はインコネル７１８からなり、その耐熱温度は約５５０℃と高い。これは、従来例に示したＳＵＳ３０４からなるステム９５１の耐熱温度である約４５０℃よりも高い。
そのため、上記ブッシュ２だけでなく、上記板バネホルダ５４についても、被測定ガスの熱により劣化しにくくなるので、従来例よりも上記検出素子３側に近づけて配設することができる。
【００５９】
次に、上記ブッシュ２のショアー硬さとリード線引抜き強度との関係を、図６に示す。
図６より、ショアー硬さが大きくなるとリード線引抜き強度が大きくなることが分かる。また、上記ショアー硬さが４５以上の場合、上記リード線引抜き強度は確実に５ｋｇｆ以上になることが分かる。
なお、酸素センサ１の配設時にブッシュ２にかかる荷重は最大約５ｋｇｆである。
【００６０】
従って、上記ブッシュ２がショアー硬さ４５以上であることにより、上記リード線引抜き強度を、酸素センサ１の配設時にブッシュ２にかかる荷重よりも確実に大きくすることができる。そのため、酸素センサ１の配設時におけるリード線３１の抜けを確実に防止することができる。
【００６１】
また、上記検出素子３はコップ型であり、上記検出素子３の内部電極３４と上記リード線３１とは、上記板バネホルダ５４を介して電気的に接続されている。また、上記板バネホルダ５４は、上記検出素子３の内部電極３４に当接させるバネ部５４１と、上記リード線３１を接続する金属端子５４３とを有する。
【００６２】
そのため、上記検出素子３の内部電極３４と上記リード線３１との導通を確保するために、従来例に示したステム９５１、パイプフランジ９５３等を配設する必要がなくなり、部品数を減らすことができる。
また、上記バネ部５４１は、上記検出素子３の半径方向に付勢された板バネである。そのため、上記コイルスプリング９５４の伸縮のために必要としていたスペースも必要なくなる。
従って、上記酸素センサ１の長さを短くすることができ、容易に小型化及び軽量化することができる。
【００６３】
なお、図７に示すごとく、かしめ固定前において、上記ブッシュ２と上記保護カバー１１との間には、片側０〜０．５ｍｍの間隙Ｑを設けてあることが好ましい。
この場合には、上記ブッシュ２を上記保護カバー１１に対して安定的にかしめ固定することができ、上記金属端子５４３をより一層安定的に位置決めすることができる。
【００６４】
上記間隔Ｑが０ｍｍ未満の場合、つまり上記ブッシュ２の外径が上記保護カバー１１の内径よりも大きい場合には、上記保護カバー１１に上記ブッシュ２を嵌入することが困難になる。
また、上記間隙Ｑが０．５ｍｍを越える場合には、上記ブッシュ２のかしめ位置が不安定になり、上記ブッシュ２が上記保護カバー１１に対して偏って配設されるおそれがある。そのため、上記金属端子５４３も真っ直ぐに配設されずに上記保護カバー１１に接触し、短絡するおそれがある。
また、かしめの際に上記ブッシュ２に加わる力に偏りが生じやすく、充分にかしめ固定できず、充分な上記リード線引抜き強度を確保することが困難になる。
【００６５】
本実施例は、被測定ガスの温度が約８５０℃の場合において上記ブッシュ２がその耐熱温度を超えないように、上記頭部長さＬを４５ｍｍとする例を示した。
しかし、上記頭部長さＬは、上記ブッシュ２の耐熱温度以内であれば、被測定ガスの温度に対応させて変更することができる。さらに、上記掛合凹部２１の深さＦ、上記掛合凹部２１の底面２１１とかしめ部１１１との間の間隔Ｐについても、上記ブッシュ２の耐熱温度以内であれば、調整することができる。
【００６６】
実施形態例２
本例は、図８に示すごとく、２線式の酸素センサであり、上記検出素子３の内部電極３４に接続するためのリード線３１に加えて、上記検出素子３の外部電極３３に接続するためのリード線３２を配設したものである。また、上記検出素子３の外部電極３３と上記リード線３２とは、板バネホルダ５３を介して電気的に接続されている。
【００６７】
上記板バネホルダ５３は、上記検出素子３の外部電極３３に当接させる断面Ｃ字状のバネ部５３１と、上記リード線３２の端部にレーザにより溶接固定される円筒状の金属端子５３３とを有する。上記バネ部５３１は内周側に付勢されている。
【００６８】
なお、上記板バネホルダ５４も、上記板バネホルダ５３と同様に、上記リード線３１の端部にレーザにより溶接固定される金属端子５４４を有する。
また、上記板バネホルダ５４は、上記検出素子３の内孔３０に挿入されたバネ部５４１を有しており、バネ部５４１の付勢力によって上記内部電極３４と電気的に接続されている。
【００６９】
また、上記ブッシュ２は、上記リード線３１、３２の配設に伴い、上記挿通孔２０、上記掛合凹部２１を２ヶ所に設けている。
なお、上記ブッシュ２における上記掛合凹部２１の底面２１１とかしめ部１１１との間には、１ｍｍの間隔Ｐを設けてある。上記掛合凹部２１の深さＦは、１５ｍｍである。
その他は、実施形態例１と同様の構造である。
【００７０】
本例においては、上記リード線３２を設けることにより、上記検出素子３から直接にアースをとる事によって、例えば電位差、エンジンのノイズ等の影響をほとんど受けずに、より正確な出力信号をとることができる。
【００７１】
また、本例によれば、２本のリード線３１、３２を装着する際に、上記ブッシュ２の掛合凹部２１に、上記金属端子５３３、５４４をそれぞれ掛合することにより、充分なリード線引抜き強度を確保できる。そのため、リード線抜け防止用の部品を減らすことができる。また、上記板バネホルダ５３、５４を配設することにより、導通確保用の部品を減らすことができる。また、これら複数の部品のスペースも必要なくなる。
また、上記ブッシュ２がＰＴＦＥなので、リード線引抜き強度及び耐熱性が高くなる。
その他、実施形態例１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
実施形態例３
本例は、図９に示すごとく、２線式の防水型酸素センサであり、上記カバー１３と上記保護カバー１１との間に、さらに保護カバー１２と撥水フィルター１２５とを配設したものである。
具体的には、上記カバー１３の上方には、上記保護カバー１２がかしめ固定されている。さらに、この保護カバー１２の上方には、上記保護カバー１１がかしめ固定されている。そして、上記保護カバー１２の外周面と上記保護カバー１１の内周面との間に、上記撥水フィルター１２５が挟持されている。
【００７３】
また、上記ブッシュ２には、上記掛合凹部２１よりも検出素子３側に、円筒状の短絡防止部２２を突出形成してある。なお、上記短絡防止部２２の高さＨは、４ｍｍである。
その他は、実施形態例２と同様の構造である。
【００７４】
本例においては、上記撥水フィルター１２５の配設等により、上記ブッシュ２の径が小さくなる場合においても、上記短絡防止部２２を設けることにより、上記金属端子５３３、５４４と上記保護カバー１２との絶縁を確保することができる。
その他、実施形態例２と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
実施形態例４
本例は、図１０に示すごとく、４線式の酸素センサであり、上記検出素子３の大気室にヒータ４を挿入してある。そして、上記リード線３１、３２に加えて、上記ヒータ４に接続するためのリード線４１、４２を配設したものである。
また、上記ヒータ４の接続ホルダ４２４には、接続線（図示略）が接続されている。この接続線は上記ブッシュ２に設けた掛合凹部２１において、金属端子４２２を介して上記リード線４２に接続されている。なお、図示していないが、上記リード線４１においても、上記と同様に、ヒータ４に対して導通が取られている。
その他は、実施形態例２と同様の構造である。
【００７６】
本例においては、上記ヒータ４を設けることにより、上記ヒータ４によって上記検出素子３を直接に加熱することができる。そのため、上記検出素子３が外部温度に影響されず短時間に活性温度まで達し、早急に出力信号をとることができる。
その他、実施形態例２と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
実施形態例５
本例は、図１１に示すごとく、４線式の防水型酸素センサであり、上記検出素子３の大気室にヒータ４を挿入してある。また、実施形態例４と同様に、上記リード線４１、４２を配設したものである。
その他は、実施形態例３と同様の構造である。
その他、実施形態例３、４と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、本発明は、上記のごとく、リード線の本数、防水構造の有無、ヒータの有無に関係なく、コップ型の検出素子を有する酸素センサ（実施形態例１〜５参照）、積層型の検出素子を有する酸素センサにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施形態例１における、酸素センサの説明図。
【図２】実施形態例１における、酸素センサのブッシュ付近の要部説明図。
【図３】実施形態例１における、板バネホルダの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図。
【図４】実施形態例１及び比較例１における、ブッシュの初期時及び耐久時間経過後のリード線引抜き強度を示す線図。
【図５】実施形態例１における、酸素センサの頭部長さとブッシュの温度との関係を示す線図。
【図６】実施形態例１における、ブッシュのショアー硬さとリード線引抜き強度との関係を示す線図。
【図７】実施形態例１における、かしめ前の酸素センサの要部説明図。
【図８】実施形態例２における、酸素センサの全体説明図。
【図９】実施形態例３における、酸素センサのブッシュ付近の説明図。
【図１０】実施形態例４における、酸素センサのブッシュ付近の説明図。
【図１１】実施形態例５における、酸素センサのブッシュ付近の説明図。
【図１２】従来例における、酸素センサの全体説明図。
【符号の説明】
【００８０】
１  酸素センサ
１０  ハウジング
１１  保護カバー
２  ブッシュ
２０  挿通孔
２１  掛合凹部
３  検出素子
３１  リード線
３４  内部電極
５４  板バネホルダ
５４３  金属端子
Ｌ  頭部長さ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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