(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に検出部を有し、他端側の側面に該検出部の検出信号を引き出すための複数の電極端子が形成された板状の検出素子と、
前記検出素子の他端を内部に収容すると共に、前記検出部を測定対象に露出させた状態で保持するケーシングと、を備え、
前記ケーシングには、前記検出信号を外部回路に伝達する為に前記ケーシングに脱着可能に接続される外部コネクタと接続するコネクタ部が形成されたセンサであって、
該コネクタ部は、
前記電極端子に弾性的に接触する素子接触部、及び前記外部コネクタに接続するコネクタ接続部を有する複数のコネクタ端子と、
前記検出素子の前記電極端子が形成された側の端部周囲を覆うように配置され、前記複数のコネクタ端子を貫通させる貫通孔を有し、各コネクタ端子を互いに非接触状態で保持すると共に、該コネクタ端子の素子接触部を前記検出素子との間に介装する第１ホルダと、
前記第１ホルダにバネ部材を介して連結されると共に、前記ケーシングに気密に固定され、自身に形成された挿通孔に前記各コネクタ端子のコネクタ接続部を挿通して露出させると共に、これを保持する第２ホルダと、
を備えたことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
前記第１ホルダの前記第２ホルダとの連結面に、凸状又は凹状の第１嵌合部が形成される一方、前記第２ホルダの前記第１ホルダとの連結面に、前記第１嵌合部と嵌合可能な凹状又は凸状の第２嵌合部が形成され、
該第１嵌合部と第２嵌合部とが嵌合した状態で、前記第１ホルダに前記第２ホルダが連結されていることを特徴とする請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とが、その間に前記バネ部材を介装することにより所定のクリアランスを保持しつつ嵌合した状態で、前記第１ホルダと前記第２ホルダとが連結されていることを特徴とする請求項２記載のセンサ。
【請求項４】
前記第１ホルダは、その本体上部に外方に突設された鍔部を有し、該鍔部と該本体上端部により前記第１嵌合部を形成し、該鍔部の前記第２ホルダ側の端面に前記バネ部材を介して前記第２ホルダの前記第２嵌合部の端面から押圧力を受けたことを特徴とする請求項３記載のセンサ。
【請求項５】
前記鍔部の下端部が、前記第１ホルダの本体に向かってテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のセンサ。
【請求項６】
前記コネクタ端子は、前記素子接触部と前記コネクタ接続部とを連結する連結部を有し、
前記コネクタ端子は、該連結部に設けられた係止部が前記第１ホルダの上端面に係止されることにより該第１ホルダに支持される一方、前記第２ホルダに設けられた収容部により、前記連結部が収容されその第２ホルダ側への移動を阻止可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセンサ。
【請求項７】
前記検出素子は、中心に挿通孔を有するスリーブの該挿通孔内に固定されており、
前記スリーブは、前記ケーシングに固定されて、前記検出素子をケーシングに固定し、
前記第１ホルダは、前記バネ部材により該スリーブに押し付けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出素子をケーシング内に固定して動作し、所定の検出信号を検出するセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、高温環境下において使用されるガスセンサから信号を取り出すための端子構造として、例えば特開平６−３３１５９６号公報や特開平６−３３１５９７号公報に示されたものが知られている。これらの端子構造は、長軸状の出力端子をガスセンサのケーシング内にガラスやセメント等により固定するものであり、この出力端子に対して、検出信号を取り出すためのリード線を接続したコネクタが接続される。
【０００３】
しかし、かかる構成は、熱処理によって溶融したガラスやセメントが硬化した際に出力端子がケーシング内に固定されるものであるため、その固着強度に処理毎のばらつきがある。このため、検出素子を含む内装部品の保持が不安定になる虞があった。また、出力端子の位置がばらついてコネクタとの嵌合が困難になったり、出力端子と検出素子との安定した接触状態を保持できなくなる虞もあった。
【０００４】
また、例えば特開平１０−１９７４７５号公報には、ケーシング内にＯリングを介して固定されたコネクタインサートを配置し、このコネクタインサートに出力端子を保持固定する構造が開示されている。この構成によれば、上述した熱処理による組付誤差は発生しない。
【０００５】
しかし、かかる構成においては、端子の一部を予め検出素子に仮止めした不安定な状態で、当該出力端子の一部をコネクタ側の端子に接続する必要がある。この場合、出力端子が複数あるためコネクタの接続作業が煩雑となる。また、コネクタ端子の検出素子側が固定されないため、その短絡の虞があった。さらに、出力端子を含む内装部品を、Ｏリングの圧縮力により（その反力により）ケーシング内で安定に保持する構成を有するため、Ｏリングの熱劣化或いは経年劣化により、その安定した保持状態を維持できなくなるといった問題があった。
【０００６】
このような問題は、ガスセンサに限らず、同様の構成を有するセンサであれば、温度センサや流量センサ等その他のセンサについても生ずるものと考えられる。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、内装部品を精度良く組み付けることができると共に、その安定した保持を実現するセンサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
かかる課題に鑑み、請求項１に記載のセンサにおいては、ケーシング後端に形成されたコネクタ部が、板状の検出素子の電極端子に接触して検出信号を取り出す。そして、リード線が接続された外部コネクタがこのコネクタ部に接続されることにより、検出素子の検出信号を外部に取り出せるようになっている。
【０００８】
このため、センサを測定対象に晒すために取付部材に取り付ける際には、まずコネクタ部が固定された状態のケーシングを取付部材に取り付け、その後、リード線が接続された外部コネクタをこれに組み付けることができる。そのため、センサ本体（ケーシング及びその内装部品）の取付部材への取付作業が容易になる。特にケーシングが取付部材に対して螺合接続される場合には、予めリード線をセンサに一体に組み付けた構成ではリード線のねじれの問題が発生するが、本願発明のセンサによればこのような問題が生じない。
【０００９】
上記コネクタ部は、複数のコネクタ端子と、これを保持する第１ホルダ及び第２ホルダとから構成される。コネクタ端子は、電極端子に弾性的に接触する素子接触部と、外部コネクタに接続するコネクタ接続部を有する。また、第１ホルダは、検出素子の電極端子が形成された側の端部周囲を覆うように配置され、各コネクタ端子を貫通させ互いに非接触状態で保持すると共に、コネクタ端子の素子接触部を検出素子との間に介装する。さらに、第２ホルダは、第１ホルダにバネ部材を介して連結されると共に、ケーシングに気密に固定される。そして、自身に形成された挿通孔に各コネクタ端子のコネクタ接続部を挿通し、これを露出させた状態で保持する。
【００１０】
かかる構成によれば、コネクタ端子を検出素子とは独立して第１ホルダに組み付けることができる。そして、そのようにして予め組み付けられた第１ホルダを、予め主体金具に固定された状態の検出素子に対して接続するだけで、検出素子とコネクタ端子との接続作業が完了する。このため、組付作業がワンタッチで行われ、極めて容易になる。
【００１１】
また、第１ホルダのみにコネクタ端子を組み付けて構成した軽い端子ユニットを検出素子に接続し、コネクタ端子と電極端子とを接触させることができる。このため、この接触時に検出素子に加わる負荷を小さくすることができ、接触時における検出素子の変形又は接触部の損傷等を効果的に防止することができる。
【００１２】
そして、この状態から第１ホルダに対してバネ部材を介して第２ホルダを組み付けると共に、第２ホルダをケーシングに対して気密に固定することができる。
このため、少なくとも第２ホルダのケーシングに対する安定した固定状態により、この第２ホルダに保持されたコネクタ端子を所定の位置に安定して保持することができる。
【００１３】
この場合、第１ホルダを第２ホルダと同様にケーシングに対して気密に固定し、コネクタ端子のより安定した固定状態を図ることもできる。しかし、第１ホルダは、コネクタ端子の素子接触部と検出素子の電極端子との接触状態を保持する部分でもあるため、ケーシング外部から衝撃力が加わった場合に、これをまともに受けない構成とするのが好ましい。そして、そのためには第１ホルダをケーシングとは気密に固定しないで、むしろ適度に隔てて構成するのが好ましい。その点、上記構成では、第１ホルダと第２ホルダとが別体で構成されているため、第２ホルダ側でケーシングへの固定状態を実現する一方、第１ホルダ側をケーシング（外筒）から隔てることができ、このような構成を実現することができる。またその際、第１ホルダはバネ部材を介して第２ホルダに連結されるため、そのケーシング内部での安定した保持状態は実現される。つまり、外部からケーシングを介して第２ホルダに衝撃力が伝わっても、その衝撃力がバネ部材により緩和されて第１ホルダに伝わることになるため、上記接触部の損傷等を有効に防止することができる。さらに、このバネ部材の弾性力により、センサの内装部品間の適度な押圧力を保持することができるため、当該内装部品をケーシング内で安定して保持することができる。
【００１４】
また、第１ホルダと第２ホルダとの連結態様としては、例えば請求項２に記載のように、第１ホルダの第２ホルダとの連結面に凸状の第１嵌合部が形成され、一方、第２ホルダの第１ホルダとの連結面に第１嵌合部と嵌合可能な凹状の第２嵌合部が形成され、これら第１嵌合部と第２嵌合部とが嵌合した状態で、第２ホルダが第１ホルダに連結される態様とするのが好ましい。逆に、第１嵌合部が凹状に形成され、第２嵌合部が凸状に形成された態様でもよい。
【００１５】
かかる構成によれば、第２ホルダによる第１ホルダの横方向の支持力を高めることができ、外部からの衝撃や振動が加わっても、第１ホルダひいてはコネクタ端子の安定した固定状態を保持することができる。
またその場合、上記バネ部材は、第１嵌合部と第２嵌合部との間に介装されることになるが、請求項３に記載のように、第１嵌合部と第２嵌合部とが、その間にバネ部材を介装することにより所定のクリアランスを保持しつつ嵌合した状態で、第１ホルダと第２ホルダとが連結されているのが好ましい。
【００１６】
このように所定のクリアランスを保持した状態とすることにより、バネ部材の弾性を最大限に引き出すことができ、当該バネ部材の反力により第１ホルダを初めとするセンサの内装部品間に適度な押圧力を付与し、そのケーシング内での安定した固定状態を保持することができるからである。また、軸方向の衝撃力が加わった際には、このクリアランスによるバネ部材の弾性によりその衝撃力を吸収することもできるため、内装部品の保護の観点からも好ましい。
【００１７】
より具体的な構成としては、例えば請求項４に記載のように、第１ホルダが、その本体上部に外方に突設された鍔部を有し、この鍔部とこの本体上端部により上記第１嵌合部を形成し、この鍔部の第２ホルダ側の端面に上記バネ部材を介して第２ホルダの第２嵌合部の端面を保持したものが考えられる。
【００１８】
かかる構成によれば、第１ホルダの本体を小さく（つまり軽く）構成することができる一方、鍔部により所定の受圧面積を確保することができる。
またその場合、鍔部を本体に対して単に垂直に突出させるのではなく、請求項５に記載のように、上記鍔部の下端部を第１ホルダの本体に向かってテーパ状に形成するのがよい。
【００１９】
かかる構成によれば、鍔部の断面積を大きくすることができ、バネ部材による応力を支えるのに十分な強度を確保することができるからである。
ところで、上記のように第１ホルダと第２ホルダとでコネクタ端子を保持する構成をとることにより、コネクタ端子をその軸方向に安定して支持する構成を実現することもできる。
【００２０】
例えば請求項６に記載のように、コネクタ端子に素子接触部とコネクタ接続部とを連結する連結部を形成し、当該連結部に設けられた係止部が第１ホルダの上端面に係止されることによりこの第１ホルダに支持される一方、第２ホルダに設けられた収容部により、当該連結部が収容されその第２ホルダ側への移動を阻止する構成とすることができる。
【００２１】
かかる構成によれば、コネクタ端子が、その連結部において第１ホルダと第２ホルダとにより挟持される態様で軸方向に保持される。このため、外部コネクタの接続持の押圧力により、コネクタ端子が検出素子側にずれることもなく、また、外部コネクタを取り外す際に、この外部コネクタに引きずられてコネクタ端子が脱落する等の問題も生じない。この結果、コネクタ端子がケーシング内で安定に保持される。
【００２２】
尚、検出素子をケーシングに固定する手段としては、請求項７に記載のように、検出素子を挿通して保持するスリーブを用い、このスリーブをケーシングに固定することで、検出素子をケーシングに固定する方法が考えられる。このようなタイプのセンサにおいては、第１ホルダをバネ部材の弾性力でスリーブに押し当てるように固定すると、第１ホルダのケーシングに対する固定力が増し、センサに振動が加わった場合でも、第１ホルダの慣性力が直接検出素子に加わらないように出来る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施例を図面と共に説明する。
本実施例は、本発明のセンサを酸素センサとして構成したものであり、図１は当該酸素センサの全体構成を示す断面図である。
【００２４】
同図に示すように、酸素センサ１は、長方形状の断面を有する平板状の検出素子２、検出素子２を収容するケーシング３、ケーシング３内に固定され検出素子２に接触して検出信号を取り出すコネクタ部１０等から構成されている。そして、図示しない外部回路に繋がる複数のリード線２１、２２の先端に設けられた外部コネクタ２０が、このコネクタ部１０に接続されることにより、検出信号を当該外部回路に伝達できるようになっている。
【００２５】
この検出素子２は、長板状に形成された複数の酸素濃淡電池素子と、この酸素濃淡電池素子を活性化させるための複数のヒータとが積層されて形成されている（図示せず）。そして、その軸方向中央付近の外周には、自身をケーシング３内に係止固定させるためのセラミックからなる筒状の支持部材４が外挿され接着されている。また、検出素子２の下端側には、被測定ガスに晒されて被測定ガス成分を検出する検出部２ａが設けられており、上端側の側面には検出部２ａにて生じた酸素濃淡電池起電力を引き出し又はヒータに電力を供給するための複数（本実施例では４個）の電極端子２ｂが取り付けられている（図２参照）。
【００２６】
ケーシング３は、主体金具７と、主体金具７の上部に設けられた外筒８から構成される。この主体金具７と外筒８との間に形成された内部空間には、上記コネクタ部１０が収容される。
主体金具７は、酸素センサ１を排気管等の取付部に固定すると共に、上記支持部材４を装着した状態の検出素子２、滑石粉末からなる充填部材５、及び充填部材５をパッキン６ａを介して押圧するスリーブ６ｂ等を内部に収容する。すなわち、主体金具７は、円筒状の本体先端側の内周に内向き突出した段部７ａを有し、この段部７ａに支持部材４を係止することにより検出素子２を下方から支持している。そして、支持部材４の上側における主体金具７の内周面と検出素子２の外周面との間に充填部材５を配設した後、この充填部材５の後側にリング状のパッキン６ａさらに筒状のスリーブ６ｂを同軸状に内挿し、その状態から主体金具７の上端部７ｂを内方（下方）に向かって加締めることにより、スリーブ６ｂを上方から係止している。この際、加締力（圧縮力）を受けた充填部材５の弾性により、検出素子２と主体金具７とがしっかりと固定される。
【００２７】
また、主体金具７の先端側（図中下方）外周には、検出素子２の検出部２ａを覆うと共に、複数の孔部を有する金属製の二重のプロテクタ９ａ，９ｂが溶接により取り付けられている。
次に、酸素センサ１の主要部であるコネクタ部１０の周辺の構成について、図２に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
同図に示すように、コネクタ部１０は、検出素子２の電極端子２ｂに夫々接触する４つのコネクタ端子３０、これらのコネクタ端子３０を非接触状態で保持しつつケーシング３内に保持される第１ホルダ４０、第１ホルダ４０の上端に波形座金６０（バネ部材）を介して連結されると共に、Ｏリング７１を介して外筒８に気密に固定され、コネクタ端子３０のコネクタ接続部３２を挿通して保持する第２ホルダ５０等から構成されている。
【００２９】
まず、コネクタ端子３０の構成について図３に基づいて説明する。
同図（ａ）はコネクタ端子３０の正面図であり、同図（ｂ）はその一側面図である。
コネクタ端子３０は、例えば高温に繰り返し晒されても弾性（バネ弾性）を保持可能な長尺薄板状のステンレス鋼板や耐食耐熱超合金板を、数カ所で折曲加工して長軸板状に形成されている。同図（ａ）に示すように、コネクタ端子３０は、検出素子２の電極端子２ｂに弾性的に接触するための素子接触部３１と、外部コネクタ２０の後述する雌型端子に接続されるコネクタ接続部３２を有し、これらを連結する連結部３３の両側面からは、一対の爪状の係止部３３ａが突出している。
【００３０】
素子接触部３１は、コネクタ接続部３２にほぼ平行に延び、その一端で所定量屈曲して連結部３３に連結されている。この素子接触部３１は、第１ホルダ４０の壁面に当接する平板状の当接部３１ａ、当接部３１ａに平行に並設され電極端子２ｂに接触する平板状の接触部３１ｂ、及び当接部３１ａと接触部３１ｂとの間に介装され、接触部３１ｂに沿って伸びる波板状のバネ部３１ｃからなる。当接部３１ａとバネ部３１ｃとは、コネクタ端子３０の下部に形成された折曲部３１ｄを介して互いに連結され、接触部３１ｂとバネ部３１ｃとは、接触部３１ｂの上端に連設された折曲部３１ｅを介して互いに連結されている。また、バネ部３１ｃは、その波状部分の頂点の数カ所で接触部３１ｂ又は当接部３１ａに接触している。さらに、接触部３１ｂの下端には、第１ホルダ４０の方向に延設され、その途中で上方に屈曲して当接部３１ａに平行に延びる係止部３１ｆが形成されている。
【００３１】
次に、第１ホルダ４０の構造について、図４に基づいて詳細に説明する。同図（ａ）は第１ホルダ４０の平面図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、同図（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
第１ホルダ４０は、円柱状の本体４１を有し、この本体４１の上部外周面に沿って鍔部４２が突設されている。この鍔部４２には、その強度を補強するためにその下部が下方に小径化するテーパ状になっており、本体４１に滑らかに接続している。そして、この第１ホルダ４０の上端形状により、第２ホルダ５０と嵌合するための凸状嵌合部４０ａが形成されている。
【００３２】
また、本体４１の内部には、下方から検出素子２の上端部を収容するための長方形状の収容部４３が下方に開口して形成されている。また、本体４１の上端壁には上記４つのコネクタ端子３０のコネクタ接続部３２を夫々挿通するための４つの角形挿通孔４４が穿設され、収容部４３に連通している。
【００３３】
さらに、本体４１の下部は段差形状になっており、この段差部の所定位置に４つの段付角溝４５が設けられている。この結果、この段付角溝４５と収容部４３との間には、コネクタ端子３０の素子接触部３１を係止させる係止壁４６が形成されている。
【００３４】
また、収容部４３の４つの側壁の夫々の中央には、内方に突設されかつ上下方向に延びる仕切部４７が夫々設けられており、この仕切部４７によって隣接するコネクタ端子３０の短絡が防止されるようになっている。
次に、第２ホルダ５０の構成について、図５に基づいて詳細に説明する。同図（ａ）は第２ホルダ５０の平面図であり、同図（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図、同図（ｃ）はその底面図である。
【００３５】
第２ホルダ５０は、有底円筒状の本体５１を有し、その底部５２には上記４つのコネクタ端子３０のコネクタ接続部３２を夫々挿通するための４つの角形挿通孔５３が穿設されている。この角形挿通孔５３は、その上部においてコネクタ接続部３２とほぼ等しい大きさの断面を有するが、その中央より下方がテーパ面５３ａを介して拡張され、コネクタ端子３０の係止部３３ａを収容する収容部５３ｂを形成している。
【００３６】
また、底部５２の外側面中央には、後述するＯリング７１を装着するためのリング状の溝５４がその周方向に形成され、底部５２の上端周端縁には、後述するシール部材７３を嵌合装着するためのリング状の嵌合溝５５が形成されている。
さらに、底部５２の下端面には円形の凹状嵌合部５０ａが形成されている。この凹状嵌合部５０ａは、上記第１ホルダ４０の凸状嵌合部４０ａと嵌合可能になっている。
【００３７】
次に、酸素センサ１の主要部の組付工程について、図６〜図８に基づいて説明する。
まず、上述のように形成されたコネクタ端子３０を第１ホルダ４０に対して組み付ける。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１ホルダ４０の収容部４３にコネクタ端子３０を下方から挿入し、第１ホルダ４０の角形挿通孔４４にコネクタ接続部３２の先端部を挿通させつつコネクタ端子３０を徐々に差し込んでゆく。
【００３８】
このとき、コネクタ端子３０の一対の係止部３３ａは、同図（ａ）に示すように外方に突出した状態から挿入されるが、第１ホルダ４０の係止壁４６に当接すると、同図（ｂ）に示すように、その係止壁４６側の係止部３３ａがその弾性により内方に押し込まれる。そして、さらに挿入され、係止部３３ａが角形挿通孔４４に差し掛かるとその反対側の係止部３３ａもその弾性により内方に押し込まれる。このとき、素子接触部３１の当接部３１ａと係止部３１ｆとの間に第１ホルダ４０の係止壁４６が徐々に介装されていく（同図（ｃ））。
【００３９】
そして、係止部３３ａが角形挿通孔４４を抜けて第１ホルダ４０の上端面に出ると、係止部３３ａが弾性復帰して開き、その先端が第１ホルダ４０の上端面に引っかかる（同図（ｄ））。このとき、同時に係止壁４６の先端が係止部３１ｆに係止されるため、これら係止部３３ａと素子接触部３１とにより第１ホルダ４０を上下に挟む態様で、コネクタ端子３０が第１ホルダ４０に対して固定される。
【００４０】
そして、このようにして全てのコネクタ端子３０が第１ホルダ４０に組み付けられ端子ユニットが形成されると、この端子ユニットを検出素子２に接続する。
すなわち、図７（ａ）に矢印にて示すように、この端子ユニットを、予め主体金具７に固定された検出素子２に対して上方から接続する。このとき、端子ユニットの第１ホルダ４０がスリーブ６ｂの上面に載置されることにより、検出素子２に対して定位置に固定され、その素子接触部３１も、電極端子２ｂに当接する定位置に固定される（同図（ｂ））。
【００４１】
また、第１ホルダ４０の係止壁４６によってバネ部３１ｃの外方への変位が阻止されているため、バネ部３１ｃによる検出素子２側への付勢力を強く保持することができ、接触部３１ｂと電極端子２ｂとの安定した接触状態を保持することができる。
【００４２】
そして、この状態から第１ホルダ４０の鍔部４２の上面に波形座金６０を配置した状態で、Ｏリング７１を装着した第２ホルダ５０を第１ホルダ４０に嵌合させる（同図（ｃ））。
この波形座金６０は、図９（ａ）に示すようにリング状の本体を有する。そして同図（ｂ）にそのＤ−Ｄ断面の拡大図を示すように、周方向に沿って波形状に形成されており、その厚み方向に所定の弾性力を有する。この厚みｔは、図７（ｄ）に示すように外筒８の組み付けが完了した際に、第１ホルダ４０と第２ホルダ５０との間に所定のクリアランスＣＲを保持できる厚みに設定されている。このため、波形座金６０の弾性を最大限に引き出すことができ、その反力により第１ホルダ４０を初めとする酸素センサ１の内装部品間に適度な押圧力を付与し、そのケーシング３内での安定した固定状態を保持することができる。また、酸素センサ１に軸方向の衝撃力が加わった際には、このクリアランスＣＲによる波形座金６０の弾性によりその衝撃力を吸収することもできる。
【００４３】
また、この第１ホルダ４０の凸状嵌合部４０ａと第２ホルダ５０の凹状嵌合部５０ａとが、このように弾性的に嵌合することで、第２ホルダ５０による第１ホルダ４０の横方向の支持力を高めることができ、外部からの衝撃や振動が加わっても、第１ホルダ４０ひいてはコネクタ端子３０の安定した固定状態を保持することができる。
【００４４】
また、このとき各コネクタ端子３０の係止部３３ａが第２ホルダ５０の収容部５３ｂに収容された状態となるが、コネクタ端子３０は、係止部３３ａが第１ホルダ４０の上端面に引っかかることにより係止され、検出素子２側へのズレが防止される一方、テーパ面５３ａにより外部コネクタ２０側への移動が阻止される。このため、次述する外部コネクタ２０の接続持の押圧力により、コネクタ端子３０が検出素子２側にずれることもなく、また、外部コネクタ２０を取り外す際に、この外部コネクタ２０に引きずられてコネクタ端子３０が脱落する等の問題も生じない。この結果、コネクタ端子３０がケーシング３内で安定に保持される。
【００４５】
尚、第２ホルダ５０内側の嵌合溝５５には、後述する外部コネクタ２０の接続に備え、リング状のゴム製シール部材７３が嵌合装着されている。また、第２ホルダ５０の上部側壁には一対のスリット５６（図８参照）が形成され、後述するＵ字状の押えピン７５が嵌合装着されている。
【００４６】
そして、この状態から円筒状の外筒８を上方から被せる（図７（ｄ））。この外筒８は、その内径が第２ホルダ５０の外径とほぼ等しくなっており、第２ホルダ５０との間に介装されたＯリング７１によって上方からの水分の侵入を防止できるようになっている。また、外筒８の上端縁には内側に所定量延出したフランジ部８ａが形成されており、このフランジ部８ａにより第２ホルダ５０の上端縁を下方に押圧できるようになっている。つまり、外筒８から第２ホルダ５０に対して所定の押圧力を付与した状態で、外筒８の下部をレーザ溶接により主体金具７に接合する。その結果、この押圧力が第２ホルダ５０、波形座金６０を介して第１ホルダ４０等の内装部品に伝わり、そのケーシング３内での安定した固定を実現している。
【００４７】
そして、このようにして酸素センサ１を組み付けた状態で、図８に示すように外部コネクタ２０をコネクタ部１０に接続する。
外部コネクタ２０は、その上部（大径部）が外筒８の外径とほぼ同じ外径を有し、下部（小径部）が第２ホルダ５０の内径とほぼ同じ外径を有する段付円柱状をなす。そして、その上記コネクタ接続部３２に対応した位置に設けられた軸方向の４つの貫通孔２３には、雌型の外部コネクタ端子２４が夫々配設されている。この外部コネクタ端子２４は、ステンレス鋼板や耐食耐熱超合金板等を数カ所で折曲加工して筒状に形成されており、その上部には、検出部２ａの検出信号を外部に取り出すための一対のリード線２１，２２、及びヒータに電力を供給するための一対のリード線（図中、リード線２１，２２の裏側に配置）が加締接合されている。
【００４８】
外部コネクタ２０の大径部には、上方に開口した開口部２５が形成されており、この開口部２５にゴムからなる円柱形状のシール部材２９が配設されている。
このシール部材２９には、上記各リード線を挿通するための軸方向の貫通孔２９ａが形成され、各リード線は、この貫通孔２９ａを貫通して外部に引き出されている。また、シール部材２９の外径部表面及び貫通孔２９ａの内径部表面には、夫々凹凸形状が施されており、この凹凸形状の部分で夫々の気密を保つと共に、その押付力によりシール部材２９自体が開口部２５に保持されている。
【００４９】
また、外部コネクタ２０の小径部は、その外径が第２ホルダ５０の内径よりやや小さくなっており、その側壁の中央部には、上記押えピン７５を部分的に嵌合可能な左右一対のスリット２６が形成されている。さらに、小径部の先端部には、内側に傾斜したテーパ状の突条２７がその周端縁に沿って形成され、コネクタ部１０の第２ホルダ５０への挿入を容易にしている。
【００５０】
そして、外部コネクタ２０のコネクタ部１０への接続に際し、外部コネクタ２０は押えピン７５を外方に押し広げながら第２ホルダ５０に挿入される。そして、上記突条２７がシール部材７３に当たり、このシール部材７３を変形させつつさらに押し込まれる。そして、上記スリット２６が押えピン７５に嵌合することにより、外部コネクタ２０がコネクタ部１０に対して固定される。このとき、外部コネクタ２０とコネクタ部１０との隙間から水分が侵入したとしても、シール部材７３によって酸素センサ１内部への侵入は阻止されることになる。
【００５１】
以上に述べたように、本実施例の酸素センサ１においては、コネクタ部１０が、第１ホルダ４０と第２ホルダ５０を備えるため、コネクタ端子３０の検出素子２への接続の際に、まず、第１ホルダ４０のみにコネクタ端子３０を組み付けて構成した軽い端子ユニットを検出素子２に接続し、コネクタ端子３０と電極端子２ｂとを接触させることができる。このため、この接触時に検出素子２に加わる負荷を小さくすることができ、接触時における検出素子２の変形又は接触部の損傷等を効果的に防止することができる。
【００５２】
そして、この状態から第１ホルダ４０に対して波形座金６０を介して第２ホルダ５０を組み付けると共に、第２ホルダ５０をケーシング３に対して気密に固定することができる。このため、少なくとも第２ホルダ５０のケーシング３に対する安定した固定状態により、この第２ホルダ５０に保持されたコネクタ端子３０を所定の位置に安定して保持することができる。また、波形座金６０の弾性反力により第１ホルダ４０を初めとする酸素センサ１の内装部品間に適度な押圧力を付与し、そのケーシング３内での安定した固定状態を保持することができる。
【００５３】
また、このように検出素子２の主体金具７への取付けと、検出素子２へのコネクタ端子３０の電気的接続が別工程で行われるため、検出素子２を主体金具７の所定の位置に精度良く取り付けることができ、センサの特性を一定に保持することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施例においては、コネクタ端子３０を全体として板状に形成した例を示したが、ピン状或いは筒状に形成することもできる。
【００５５】
また、上記実施例においては、本発明のセンサを酸素センサに適用した例を示したが、同様の構成を有するセンサであれば、その他のガスセンサ、温度センサ、或いは流量センサ等についても適用可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係るセンサの全体構成を表す断面図である。
【図２】  実施例に係るセンサの要部詳細構成を表す断面図である。
【図３】  実施例のコネクタ端子の構成を表す説明図である。
【図４】  実施例の第１ホルダの構成を表す説明図である。
【図５】  実施例の第２ホルダの構成を表す説明図である。
【図６】  実施例のセンサの組付工程を表す説明図である。
【図７】  実施例のセンサの組付工程を表す説明図である。
【図８】  実施例のセンサの組付工程を表す説明図である。
【図９】  実施例の波形座金の説明図である。
【符号の説明】
１・・・酸素センサ、  ２・・・検出素子、  ２ｂ・・・電極端子、
３・・・ケーシング、  ６・・・スリーブ、  ７・・・主体金具、
８・・・外筒、  １０・・・コネクタ部、  ２０・・・外部コネクタ、
３０・・・コネクタ端子、  ３１・・・素子接触部、  ３１ａ・・・当接部、
３１ｂ・・・接触部、  ３１ｃ・・・バネ部、  ３１ｆ・・・係止部、
３２・・・コネクタ接続部、  ３３・・・連結部、  ３３ａ・・・係止部、
４０・・・第１ホルダ、  ５０・・・第２ホルダ
【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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