JP2007093508A - センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】配線接続用ケースにおいて、センサ側リード線の通気口と、ＥＣＵ等の外部装置より延びる外部装置側リード線が接続されるコネクタの通気口とが互いに異なる高さ位置に配置されても、センサ側と外部装置側とを繋ぐ通気経路を確保できるセンサユニットを提供する。
【解決手段】配線接続用ケース２は、ＥＣＵ側のリード線が接続されるＥＣＵ側コネクタ７と、該ＥＣＵ側コネクタ７を支持する筒状の支持部６とを備え、該支持部６の内側には、通気性を備えたセンサ側リード線３０が固定される端子接続部２０を備える。そして、センサ側リード線３０の通気口６２と、ＥＣＵ側コネクタ７のＥＣＵ側通気口３５とが互いに異なる高さ位置にあっても、その間の高さのズレを補うバイパス通気経路３６を設けたことで、センサ側リード線３０の通気口６２とＥＣＵ側通気口３５との間の通気性を確保できる。
【選択図】図１２

Description

本発明はセンサユニットに関し、詳細には、ガスセンサ本体内から延びるセンサ側リード線と電気的に接続される回路基板を収納する配線接続用ケースを有し、ガスセンサ本体内の外部との通気を、センサ側リード線、配線接続用ケース内に設けた通気経路を介して確保したセンサユニットに関する。

従来より、自動車などの排ガス中の特定ガス成分を検出するセンサ素子をガスセンサ本体に組み付けたガスセンサが知られている。このガスセンサでは、センサ素子のセンサ検出部によって特定のガス成分の濃度に応じて電流信号が検出される。そして、その電流信号は、ガスセンサ本体内から引き出されるとともに、導通部及びこの導通部を被覆する被覆部から構成されるセンサ側リード線を介し、センサ検出部の制御を司るセンサ制御回路に入力される。

このセンサ制御回路では、センサ側から入力された電流信号が特定ガス成分の濃度信号に変換される。さらに、変換された濃度信号は、ＥＣＵ側リード線を介し、車両側に設けられたＥＣＵ（電子制御ユニット）に入力される。そして、ＥＣＵでは、その特定ガス成分の濃度信号に基づいてガス濃度ないし空燃比が算出され、その算出されたガス濃度ないし空燃比や、他のセンサ群から入力されたエンジン回転数、吸気圧、水温等のエンジンに係る運転情報に基づいて、エンジンにおける燃料の噴射量や、点火装置による点火時期のタイミングの調整が行われる。

ところで、上記したセンサ制御回路は回路基板に実装されており、この回路基板は防水や回路保護の目的から配線接続用のケースに収納されている。このケースには端子接続部が設けられ、該端子接続部にセンサ側リード線及びセンサ側リード線の導通部に接続された中継端子が挿入（装着）されることによって、回路基板（センサ制御回路）とセンサ側リード線とが導通した１つのセンサユニットが構成される。さらに、ケースにはＥＣＵ側コネクタが設けられているので、このＥＣＵ側コネクタにＥＣＵ側リード線の端子が接続されることによって、センサ側リード線とＥＣＵ側リード線とが、回路基板を介して電気的に接続される。

このようなセンサユニットの中には、内燃機関の作動によって、ガスセンサ（ガスセンサ本体）の周囲が負圧になり、ガスセンサ自体に負荷が加わることを防止するため、ＥＣＵ側から大気をセンサ内に導入できるものが知られている。例えば、ＥＣＵ側ヒータ線と、センサ側ヒータ線とを接続するためのコネクタであって、通気性を備えるＥＣＵ側ヒータ線が接続されたＥＣＵ側ターミナルが挿入される第１の開口部と、同じく通気性を備えるセンサ側ヒータ線が接続されたセンサ側ターミナルが挿入される第２の開口部とを備え、第１の開口部と第２の開口部とを直接繋ぐことによって、１本の通気経路を有するコネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このコネクタでは、温度の急速ないし急激な変化によってガスセンサ本体内が減圧されると、ＥＣＵ側の空気が、ＥＣＵ側ヒータ線及びＥＣＵ側ターミナルに設けられた通気孔を通じて、コネクタの第１開口部に流入し、コネクタ内の通気経路を通過して、第２の開口部からセンサ側ターミナルに設けられた通気孔及びセンサ側ヒータ線を通じて、ガスセンサ本体内に流入するようになっている。
特開２００４−１１１３８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコネクタは、センサ側ヒータ線のセンサ側ターミナルの通気孔と、ＥＣＵ側ヒータ線のＥＣＵ側ターミナルの通気孔とが互いに同じ高さ位置にある場合にのみ適用でき、例えば、センサ側ヒータ線のセンサ側ターミナルの通気孔と、ＥＣＵ側ヒータ線のＥＣＵ側ターミナルの通気孔とが互いに異なる高さ位置にある場合には適用できない。即ち、コネクタ（配線接続用ケース）の形状や端子形状等の理由から、センサ側リード線の通気口（詳細には、センサ側リード線を構成する被覆部のうちガスセンサ本体に向く側とは反対側の開口端）の位置と、外部装置側リード線の端子が接続されるコネクタに設けられた通気口の位置との間に高さ方向のズレがある場合、互いの通気孔を一本の通気経路で繋ぐのは一般的に困難であるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、配線接続用ケースにおいて、センサ側リード線の通気口と、ＥＣＵ等の外部装置より延びる外部装置側リード線が接続されるコネクタの通気口とが互いに異なる高さ位置に配置されても、センサ側と外部装置側とを繋ぐ通気経路を確保できるセンサユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のセンサユニットは、導通部およびこの導通部を被覆する被覆部を有し、被覆部の一端側から他端側に向けて通気性が確保されたセンサ側リード線であって、前記導通部および前記被覆部の一端側がガスセンサ本体の内部に配置される一方、前記導通部の他端側が中継端子に接続されるセンサ側リード線と、前記センサ側リード線と電気的に接続される回路基板と、当該回路基板を収納する配線接続用ケースであって、前記センサ側リード線の前記被覆部の他端側および前記中継端子を前記回路基板の厚み方向に沿って挿入させて、前記中継端子と前記回路基板とを接続させる端子接続部、筒状をなすと共に、自身の内側に前記回路基板と電気的に接続されたターミナルピンを配置させた外部装置接続用コネクタ、前記回路基板の厚み方向に沿って見たときに、前記端子接続部に挿入された前記センサ側リード線の前記被覆部の他端とずれた位置に設けられると共に、前記外部装置接続用コネクタの内側に設けられるケース側通気口、前記ケース側通気口と前記センサ側リード線の前記被覆部の他端との間に位置し、前記回路基板の厚み方向に沿って延びるバイパス通気経路、を有する配線接続用ケースと
を備え、前記ガスセンサ本体の内部と前記外部装置接続用コネクタの外部との間の通気性が、前記センサ側リード線の前記被覆部内側、前記バイパス通気経路、前記ケース側通気口を介して確保されている。

また、請求項２に係る発明のセンサユニットは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記配線接続用ケースは、底壁と側壁に囲まれた凹状に形成され、前記回路基板の板面が前記底壁の内面と対向するように当該回路基板を収納するケース本体と、当該ケース本体の前記底壁の外面から外側に向かって延設される筒状の支持部であって、前記端子接続部及び前記バイパス通気経路が内側に設けられると共に、自身の外側面から前記外部装置接続用コネクタが前記回路基板の板面に沿う方向に突出された支持部とを有する。

また、請求項３に係る発明のセンサユニットは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記センサ側リード線の前記被覆部の他端側外周には弾性シールリングが装着され、前記弾性シールリングが、前記端子接続部に設けられたリード線挿入孔に密着している。

請求項１に係る発明のセンサユニットでは、ケース側通気口とセンサ側リード線の被覆部の他端とが回路基板の厚み方向にずれていても、回路基板の厚み方向に沿って延びるバイパス通気経路を介すことによって、ケース側通気口とセンサ側リード線の被覆部の他端との間の通気経路を確保できる。例えば、ガスセンサ本体の周囲が負圧になった場合、まず、外部装置接続用コネクタの内側のケース側通気口から大気が流入し、さらに、バイパス通気経路を通じて、センサ側リード線の被覆部の他端に流入する。そして、センサ側リード線の被覆部内側を介することによって、ガスセンサ本体に大気を流入させることができる。したがって、ケース側通気口とセンサ側リード線の被覆部の他端とが回路基板の厚み方向にずれていても、ガスセンサ本体の内部と外部装置接続用コネクタの外部との間の通気性を、センサ側リード線の被覆部内側、バイパス通気経路およびケース側通気口を介すことによって確保することができる。また、ケース側通気口とセンサ側リード線の他端とが厚み方向にずれていても、回路基板の厚み方向に沿って延びるバイパス通気経路を設けて通気性を確保することで、通気構造を複雑にせず、安価なセンサユニットとすることができる。

また、請求項２に係る発明のセンサユニットでは、請求項１に記載の発明の効果に加え、回路基板の板面がケース本体の底壁の内面と対向するとともに、筒状の支持部が、ケース本体の底壁の外面から外側に向かって延設されているので、支持部の内側に配置された端子接続部に、センサ側リード線の被覆部の他端側及び中継端子を挿入することにより、該中継端子を回路基板に対して直接接続させることができる。また、外部装置接続用コネクタを支持する支持部の内側に端子接続部を配置させているので、配線接続用ケース全体の容積を小さくできる。さらに、端子接続部にかかる材料コスト分を節約できるので、配線接続用ケースの製造コストを節約できる。

また、請求項３に係る発明のセンサユニットでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、センサ側リード線の被覆部の他端側外周に装着された弾性シールリングが、端子接続部に設けられたリード線挿入孔に密着してはまるので、リード線挿入孔から外部に空気が漏れるのを防止できる。また、リード線挿入孔から水分が侵入して、センサユニット内に入り込むのも防止できる。

以下、本発明の一実施の形態であるセンサユニット１について、図面を参照して説明する。図１は、保護カバー３が取り付けられたセンサユニット１の斜視図であり、図２は、センサユニット１の右斜め前方から見た斜視図であり、図３は、配線接続用ケース２の右斜め前方から見た斜視図であり、図４、配線接続用ケース２の右斜め後方から見た斜視図であり、図５は、配線接続用ケース２の底面側から見た斜視図であり、図６は、図５に示す端子接続部２０下部周辺の部分拡大図であり、図７は、配線接続用ケース２の正面図であり、図８は、配線接続用ケース２の平面図であり、図９は、センサ側リード線３０の中継端子６１周辺の斜視図であり、図１０は、センサ側リード線３０の中継端子６１周辺の部分断面斜視図であり、図１１は、配線接続用ケース２の縦断面図であり、図１２は、センサユニット１の縦断面図である。

また、図２の左側をセンサユニット１の前側、右側をセンサユニット１の後ろ側とする。さらに、図８の左側を配線接続用ケース２の前側、右側を配線接続用ケース２の後ろ側、上側を配線接続用ケース２の左側、下側を配線接続用ケース２の右側とする。

本実施形態のセンサユニット１は、ガスセンサ（図示外）側に接続されたセンサ側リード線３０と、自動車の制御を行う電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」とする。）側に接続されたＥＣＵ側リード線（図示せず）とを電気的に接続するとともに、ガスセンサから特定ガス成分の濃度に応じて出力される検出信号を、濃度信号に変換する回路基板１５（図１２参照）を収納して、取付対象体（車両の床下等）に取り付けるためのユニットである。センサユニット１の使用に供されるガスセンサとしては、排気ガス中の酸素濃度を検出するための酸素センサや全領域空燃比センサ、或いは排気ガス中のＮＯ_ｘ濃度を検出するためのＮＯ_ｘセンサ等が挙げられる。なお、これらのガスセンサとしては公知のものを用いることができ、具体的には特定ガス成分の濃度に応じた検出信号を出力するヒータ一体型センサ素子を主体金具や外筒等のガスセンサ本体内に配置し、ガスセンサ本体内から複数のセンサ側リード線を引き出した構成のものを用いることができる。

はじめに、センサユニット１の概略構造について説明する。センサユニット１は、図１に示すように、回路基板１５（図１２参照）と、該回路基板１５を内側に収納する樹脂製の配線接続用ケース２と、該配線接続用ケース２を覆うように取り付けられ、配線接続用ケース２を外部衝撃から保護するとともに、センサユニット１全体を取付対象体（例えば、車両の床下等）に取り付けるための金属製の保護カバー３と、配線接続用ケース２の後述する端子接続部２０（図４参照）に接続される６本のセンサ側リード線３０とを主体に構成されている。

なお、配線接続用ケース２に取り付けられた保護カバー３は、図１に示すように、底面が開放された箱状のカバー本体５０と、該カバー本体５０の天面に設けられ、配線接続用ケース２の後述する支持部６（図２参照）を覆うために箱状に隆起する屋根部５１とで構成されている。そして、この屋根部５１の前面には長方形状の開口部５２が形成され、該開口部５２を介することにより、ＥＣＵ側リード線（図示外）に導通された中継端子を、配線接続用ケース２の後述するＥＣＵ側コネクタ７の内側に配置されたターミナルピン８０に接続できるようになっている。

一方、保護カバー３の後部には、断面略逆Ｕ字形状の屋根であるリード線外装部５３が後方に延出され、該リード線外装部５３の内側から、配線接続用ケース２の後述する端子接続部２０（図４参照）に接続された６本のセンサ側リード線３０が引き出され、ガスセンサ側に向かって配索されている。また、カバー本体５０の前端部及び後端部には、略水平に突設された平面視略矩形状のブラケット５５（図１では、前端部のブラケット５５のみ図示）が各々設けられ、これら２枚のブラケット５５を取付対象体（例えば、車両の床下等）にネジ止め等で固定することによって、図１に示すセンサユニット１全体が取付対象体に取り付けられるようになっている。

さらに、このようなセンサユニット１から保護カバー３を取り外すと、図２に示すように、６本のセンサ側リード線３０を備えた配線接続用ケース２が表出される。そして、これら６本のセンサ側リード線３０は、配線接続用ケース２の後述する支持部６の挿入穴１６の下部に配置された端子接続部２０に一端部が接続され、他端部が外側（ガスセンサ本体）に向かって引き出されている。さらに、これら６本のセンサ側リード線３０の各一端部が集中する支持部６の挿入穴１６には、略コの字型に形成された保護片７０が配置される。そして、この保護片７０により支持部６の内側の挿入穴１６が閉塞され、端子接続部２０が保護されるとともに、６本のセンサ側リード線３０の浮きが押さえられる。さらに、６本のセンサ側リード線３０が互いに絡まないように各々を配置させることができる。

次に、配線接続用ケース２について説明する。図３に示すように、この配線接続用ケース２は、底面が開口され、所定の高さを有する略直方体状のケース本体５と、該ケース本体５の天壁５ａの外側面の略中央部に所定の高さで立設された角筒状の支持部６と、該支持部６の前壁６ａから支持部６の前方に向かって略水平に延設され、支持部６の前壁６ａから突出する５本のターミナルピン８０（図３では３本のみ図示、図７参照）の先端部の周囲を包囲する楕円筒状のＥＣＵ側コネクタ７とを主体に構成されている。なお、ＥＣＵ側コネクタ７は、図１１に示すように、支持部６から回路基板１５の板面に沿う方向に突出してなるものでもある。

まず、ケース本体５について詳細に説明する。図３，図４，図５に示すように、ケース本体５は箱状に形成され、天壁５ａ、前壁５ｂ、右側壁５ｃ、左側壁５ｄ及び背壁５ｅで構成されている。そして、図５に示すように、ケース本体５の内側には、回路基板１５を設置するとともに、ウレタン７５（図１２参照）が充填されるための収納領域４０が設けられている。さらに、ケース本体５の内側の四隅には、回路基板１５の四隅が当接して収納領域４０内に回路基板１５を設置するための台座部４２が各々設けられている。なお、回路基板１５が設置される際には、後述する端子接続部２０の下面に両面テープ４８（図１２参照）が貼られ、回路基板１５の上面が接着するようになっている。

また、この収納領域４０に充填されるウレタン７５（図１２参照）は、ケース本体５の天壁５ａ、前壁５ｂ、右側壁５ｃ、左側壁５ｄ及び背壁５ｅの各内側面に接するように充填される。これにより、収納領域４０に設置された回路基板１５を気密かつ水密に封止して保持することができる。

また、図３乃至図５に示すように、ケース本体５の右側壁５ｃ及び左側壁５ｄの各外側面には、一対の係止部１０，１０が互いに所定の間隔を空けて設けられている。この係止部１０は、ケース本体５の右側壁５ｃ（左側壁５ｄ）の上部（天壁５ａ側）から下方に向かって延設された略長方形状の平板である支持片１１と、該支持片１１の先端側外側面に設けられ、ケース本体５の外側に向かって凸状に突出する係合爪１２とから構成されている。

さらに、支持片１１の裏面側（ケース本体５の右側壁５ｃ及び左側壁５ｄに対向する側の面）に対向するケース本体５の右側壁５ｃ（左側壁５ｄ）の部分には、支持片１１をケース本体５側に収納するためにケース本体５の内側に向かって凹んだ凹部１３が設けられ、該凹部１３の外側面と、支持片１１との間には所定の隙間が設けられている。なお、係合爪１２は、保護カバー３と係合を行うために、凹部１３から突出している（図７，図８参照）。そして、図１に示すように、保護カバー３の内側に、配線接続用ケース２を挿入し、配線接続用ケース２の一対の係止部１０，１０の係合爪１２，１２が、保護カバー３の右側壁５ｃ及び左側壁５ｄに各々設けられた一対の係合孔５７，５７に各々係合することによって、保護カバー３の内側に配線接続用ケース２が取り付けられるようになっている。なお、図３乃至図５に示す天壁５ａが、「底壁」に相当し、前壁５ｂ、右側壁５ｃ、左側壁５ｄ及び背壁５ｅが、「側壁」に相当する。

次に、支持部６について説明する。図３，図４に示すように、支持部６は角筒状に形成されるとともに、ケース本体５の天壁５ａの外側面の略中央部に所定の高さで立設されている。そして、支持部６は、前壁６ａ、右側壁６ｂ、左側壁６ｃ及び背壁６ｄから構成され、さらに、支持部６の内側には挿入穴１６が設けられ、その挿入穴１６の下部には、６本のセンサ側リード線３０に接続された中継端子６１（図９参照）を、収納領域４０（図１２参照）に保持された回路基板１５の厚み方向に沿って挿入させて、中継端子６１と回路基板１５とを接続させるための端子接続部２０が設けられている。

また、図４，図８に示すように、端子接続部２０の左右両側壁と、右側壁６ｂ及び左側壁６ｃの各内側面との間には、一対の差込穴２５，２５が設けられている。この一対の差込穴２５，２５には、図２に示す略コの字型の保護片７０の脚部７２，７２が差し込まれるようになっている。さらに、図４，図８に示すように、背壁６ｄの上端部には、該上端部の縁に沿って６つの切込溝１８が設けられている。そして、この切込溝１８の各溝に、端子接続部２０から引き出された６本のセンサ側リード線３０が一本ずつ配置される。これにより、６本のセンサ側リード線３０は互いに絡むことなく、ユニット後方に向かって配索させることができる。

ここで、端子接続部２０について説明する。図４に示すように、端子接続部２０は略直方体の台座状に形成されている。この端子接続部２０の下部は、図５に示すように、ケース本体５の底面側の天壁５ａの内側面から収納領域４０側に向かって突出している。さらに、図４，図５，図６及び図８に示すように、端子接続部２０には、端子接続部２０の厚み方向に向かって貫通し、センサ側リード線３０及び中継端子６１を挿入するための６個のリード線挿入孔２１が各々設けられている。この６個のリード線挿入孔２１は、図８に示すように、端子接続部２０を上から見た時に、端子接続部２０の天面の前側に横一列で３個、後ろ側に横一列で３個配置され、前側のリード線挿入孔２１と後ろ側のリード線挿入孔２１とは互いに左右方向に穴一個分ずれている。これにより、リード線挿入孔２１に嵌った６本のセンサ側リード線３０を互い違いに配列できるので、端子接続部２０の後方に設けられた６つの切込溝１８に６本のセンサ側リード線３０を各々配置させることができる。

なお、このリード線挿入孔２１には、後述するセンサ側リード線３０に接続された中継端子６１（図９参照）も挿入される。さらに、リード線挿入孔２１には、センサ側リード線３０を構成する被覆部３０ｂの径方向周囲に装着されたゴム製の弾性シールリング６５（図９参照）が密着して嵌るようになっている。これにより、中継端子６１の先端部が、収納領域４０内に収納された回路基板１５のスルーホール（図示外）に半田付けで固定された状態で、センサ側リード線３０を端子接続部２０に気密に固定させることができる。

また、後述するが、図６に示すように、この６個のリード線挿入孔２１のうちの最右端（図６の最上側、図８の最下側）にあるリード線挿入孔２１の下部には、後述する連結パス３７に連結する連結口２１ａが設けられている。この連結口２１ａには、リード線挿入孔２１に固定されたセンサ側リード線３０の通気口６２（図９参照）が位置するようになっている。よって、このセンサ側リード線３０をそのリード線挿入孔２１に挿入させて固定させることによって、センサ側リード線３０の通気口６２と連結パス３７とを互いに連通させることができる。なお、ここでいうセンサ側リード線３０の通気口６２とは、被覆部３０ｂの開口端部に相当する。

また、図３，図７に示すように、支持部６の前壁６ａの外側面中段の中央寄りには、この配線接続用ケース２にインサート成形され、前壁６ａの左右方向に一列に並ぶ５本の略Ｌ字型のターミナルピン８０の各先端部が、前壁６ａを貫通して、支持部６の前方に向かって略水平に各々延設されている。そして、前壁６ａの外側面には、それら５本のターミナルピン８０の各先端部の周囲を覆い、ターミナルピン８０の各先端部の延設方向と平行に延設された略円筒状のＥＣＵ側コネクタ７が設けられている。

次に、ＥＣＵ側コネクタ７について説明する。図３に示すように、ＥＣＵ側コネクタ７の先端側には、ＥＣＵ側リード線（図示外）に導通された中継端子（図示外）を挿入して、５本のターミナルピン８０と接続させるための開口部７ａが設けられている。また、このＥＣＵ側コネクタ７の下部と、ケース本体５の天壁５ａの外側面との間には所定の隙間８が設けられている。これにより、例えば、複数のＥＣＵ側リード線に導通された中継端子を包囲するＥＣＵ側コネクタ外装部（図示外）を、ＥＣＵ側コネクタ７の外側に被せるようにして嵌合させる。このときに、ＥＣＵ側コネクタ７の外周縁の下部を隙間８に入り込ませることができる。したがって、ＥＣＵ側リード線に導通された中継端子を、ＥＣＵ側コネクタ７の内側に位置するターミナルピン８０に確実に接続することができる。つまり、ＥＣＵ側コネクタ７に対して、ＥＣＵ側リード線（図示外）に電気的に接続された中継端子の径方向周囲を包囲する筒状のＥＣＵ側コネクタ外装部（図示外）が嵌め込まれることによって、ＥＣＵ側リード線（図示外）とセンサ側リード線３０とが回路基板１５を介して電気的に確実に接続されることになる。

次に、ターミナルピン８０について説明する。図３，図５に示すターミナルピン８０は金属製のピンであって、予め略Ｌ字状に折り曲げられている。そして、このような略Ｌ字形状のターミナルピン８０が、図１１に示すように、配線接続用ケース２にインサート成形されている。さらに、これら５本のターミナルピン８０の各先端部は、図３，図７に示すように、横一列に並んで支持部６の前壁６ａの外側面から略水平に突き抜けて延設されている。一方、５本のターミナルピン８０の各後端部は、図５に示すように、ケース本体５の天壁５ａの内側面から収納領域４０に向かって突き抜けて各々延設され、該ターミナルピン８０の各後端部は、端子接続部２０の下部の前面側近傍に沿って並んで各々突出している。そして、図１２に示すように、これらターミナルピン８０の後端部に、収納領域４０に保持される回路基板１５の各スルーホール（図示外）が半田付けで固定されるようになっている。

次に、センサ側リード線３０について説明する。図９，図１０に示すように、センサ側リード線３０は、導線３０ａと、該導線３０ａを被覆する被覆部３０ｂとから構成されている。なお、導線３０ａは、複数の線材が撚り合わされた状態で被覆部３０ｂ内に配置されているため、この被覆部３０ｂは一端側から他端側に向けて内側が通気可能となっており、被覆部３０ｂの一端側の開口端部がケース本体５内に位置する通気口６２をなす。また、センサ側リード線３０の先端部には、回路基板１５の各スルホール（図示外）に接続される中継端子６１が設けられている。なお、中継端子６１の先端側に位置する先端側加締め部６７にてセンサ側リード線３０のうちで被覆部３０ｂの他端から突出した導線３０ａが加締められることで、導線３０ａと中継端子６１とが導通される。さらに、センサ側リード線３０の被覆部３０ｂの径方向周囲には、リード線挿入孔２１に密着して嵌るためのゴム製の弾性シールリング６５が装着されている。なお、この弾性シールリング６５の先端部は、中継端子６１の後端側加締め部６８によりセンサ側リード線３０に加締め固定されている。そして、このような通気性を備えたセンサ側リード線３０の一端部に設けられた中継端子６１の先端部が、配線接続用ケース２の端子接続部２０のリード線挿入孔２１に挿入されるとともに、回路基板１５のスルーホール（図示外）に半田付けで固定され、他端側がガスセンサ本体内部に配置されるようになっている。

次に、本発明の特徴であるセンサユニット１の通気構造について説明する。まず、図７，図１１に示すように、配線接続用ケース２の支持部６及びＥＣＵ側コネクタ７を正面から見た時に、支持部６の前壁６ａの左右方向に一列に並んだ５本のターミナルピン８０のうち、最右端のターミナルピン８０の右斜め下部分（図７参照）にはＥＣＵ側通気口３５が設けられ、該ＥＣＵ側通気口３５は、支持部６の後方に向かって略水平に延設されている。さらに、そのＥＣＵ側通気口３５の後端部から、配線接続用ケース２の高さ方向に沿って（回路基板１５の厚み方向に沿って）下方に延設され、収納領域４０に貫通するバイパス通気経路３６が設けられている。

そして、図６、図１１に示すように、そのバイパス通気経路３６の下端部には、後方に向かって略水平に延設され、端子接続部２０の最右端（図６参照）にあるリード線挿入孔２１の連結口２１ａに連結する連結パス３７が設けられている。これにより、本実施形態のように、配線接続用ケース２の構造上、ＥＣＵ側通気口３５の高さ位置と、リード線挿入孔２１の連結口２１ａの高さ位置とがずれているような場合でも、その高さのズレを補うためのバイパス通気経路３６を設けたことで、ＥＣＵ側通気口３５とリード線挿入孔２１の連結口２１ａとの間を繋ぐことができる。即ち、ＥＣＵ側通気口３５から、バイパス通気経路３６、連結パス３７、連結口２１ａまでの通気経路を配線接続用ケース２内に形成することができる。

そして、図１１に示すように、このような通気構造を備えた配線接続用ケース２において、収納領域４０に回路基板１５を設置し、センサ側リード線３０を端子接続部２０のリード線挿入孔２１に固定した場合、リード線挿入孔２１の連結口２１ａには、センサ側リード線３０の通気口６２が位置することになる。したがって、ＥＣＵ側通気口３５から、バイパス通気経路３６、連結パス３７、連結口２１ａ、センサ側リード線３０の通気口６２、センサ側リード線３０の被覆部３０ｂ内側、ガスセンサ本体（図示外）の内部までが繋がった通気経路をセンサユニット１内に形成することができる。

また、配線接続用ケース２の設計変更にともない、バイパス通気経路３６の位置と、端子接続部２０のリード線挿入孔２１の連結口２１ａの位置とが互いに離れたり接近する場合、連結パス３７の大きさを変更することで通気構造を確保できる。例えば、図６に示すように、連結パス３７の、ケース本体５の左右方向に平行な長さを「長さａ」、前後方向に平行な長さを「長さｂ」とする。そして、バイパス通気経路３６の位置と、端子接続部２０のリード線挿入孔２１の連結口２１ａとが互いに離れているような場合には、長さｂを長くする。また、これ以外に、例えば、ＥＣＵ側通気口３５の位置が支持部６の前壁６ａにおいて左右方向にずれる場合には、長さａを調整することでバイパス通気経路３６と連結口２１ａとの通気経路を確保できる。

以上説明したように、本実施形態であるセンサユニット１では、配線接続用ケース２の構造上、ＥＣＵ側通気口３５の高さ位置と、リード線挿入孔２１の連結口２１ａの高さ位置（換言すれば、センサ側リード線３０の通気口６２の高さ位置）とがずれているような場合でも、その高さのズレを補うためのバイパス通気経路３６を回路基板１５の厚み方向に沿ってケース本体５に設けることで、ＥＣＵ側通気口３５とセンサ側リード線３０の通気口６２との間の通気性を確保することができる。さらに、ＥＣＵ側コネクタ７に、ＥＣＵ側コネクタ外装部（図示外）が装置された場合、通気性を備えたＥＣＵ側リード線、ＥＣＵ側通気口３５、バイパス通気経路３６、通気性を備えたセンサ側リード線３０を介して、ＥＣＵとガスセンサとの間を結ぶ通気構造を形成することができる。これにより、例えば、内燃機関の作動によって、温度の急速ないし急激な変化によってガスセンサ周囲が負圧になった場合でも、ＥＣＵ側の大気が、ＥＣＵ側リード線を介して、ＥＣＵ側通気口３５からセンサユニット１内に流入し、バイパス通気経路３６、連結パス３７、連結口２１ａ、通気口６２及びセンサ側リード線３０を介してガスセンサ内に流入するので、センサ内にかかる負圧を軽減することができる。

なお、本発明のセンサユニット１は、上記実施形態に限らず、各種変更が可能なことはいうまでもない。例えば、本実施形態の端子接続部２０には６個のリード線挿入孔２１を設けたが、６個以上でもよく、又は６個未満でもよい。

さらに、配線接続用ケース２の構造上、バイパス通気経路３６の下部に、端子接続部２０のリード線挿入孔２１の連結口２１ａが直接対向して連結できるような場合は、連結パス３７は省略してもよい。

ガスセンサ側に接続されたセンサ側リード線と、外部装置に接続された外部装置側リード線との間を電気的に接続するセンサユニットに適用できる。

保護カバー３が取り付けられたセンサユニット１の斜視図である。 センサユニット１の右斜め前方から見た斜視図である。 配線接続用ケース２の右斜め前方から見た斜視図である。 配線接続用ケース２の右斜め後方から見た斜視図である。 配線接続用ケース２の底面側から見た斜視図である。 図５に示す端子接続部２０下部周辺の部分拡大図である。 配線接続用ケース２の正面図である。 配線接続用ケース２の平面図である。 センサ側リード線３０の中継端子６１周辺の斜視図である。 センサ側リード線３０の中継端子６１周辺の部分断面斜視図である。 配線接続用ケース２の縦断面図である。 センサユニット１の縦断面図である。

符号の説明

１ センサユニット
２ 配線接続用ケース
５ ケース本体
５ａ 天壁
５ｂ 前壁
５ｃ 右側壁
５ｄ 左側壁
５ｅ 背壁
６ 支持部
７ ＥＣＵ側コネクタ
１５ 回路基板
１６ 挿入穴
２０ 端子接続部
２１ リード線挿入孔
３０ センサ側リード線
３０ａ 導線
３０ｂ 被覆部
３５ ＥＣＵ側通気口
３６ バイパス通気経路
６１ 中継端子
６２ 通気口
６５ 弾性シールリング
８０ ターミナルピン

Claims (3)

1. 導通部およびこの導通部を被覆する被覆部を有し、被覆部の一端側から他端側に向けて通気性が確保されたセンサ側リード線であって、前記導通部および前記被覆部の一端側がガスセンサ本体の内部に配置される一方、前記導通部の他端側が中継端子に接続されるセンサ側リード線と、
   前記センサ側リード線と電気的に接続される回路基板と、
   当該回路基板を収納する配線接続用ケースであって、
   前記センサ側リード線の前記被覆部の他端側および前記中継端子を前記回路基板の厚み方向に沿って挿入させて、前記中継端子と前記回路基板とを接続させる端子接続部、
   筒状をなすと共に、自身の内側に前記回路基板と電気的に接続されたターミナルピンを配置させた外部装置接続用コネクタ、
   前記回路基板の厚み方向に沿って見たときに、前記端子接続部に挿入された前記センサ側リード線の前記被覆部の他端とずれた位置に設けられると共に、前記外部装置接続用コネクタの内側に設けられるケース側通気口、
   前記ケース側通気口と前記センサ側リード線の前記被覆部の他端との間に位置し、前記回路基板の厚み方向に沿って延びるバイパス通気経路、
   を有する配線接続用ケースと
   を備え、
   前記ガスセンサ本体の内部と前記外部装置接続用コネクタの外部との間の通気性が、前記センサ側リード線の前記被覆部内側、前記バイパス通気経路、前記ケース側通気口を介して確保されていることを特徴とするセンサユニット。
2. 前記配線接続用ケースは、
   底壁と側壁に囲まれた凹状に形成され、前記回路基板の板面が前記底壁の内面と対向するように当該回路基板を収納するケース本体と、
   当該ケース本体の前記底壁の外面から外側に向かって延設される筒状の支持部であって、前記端子接続部及び前記バイパス通気経路が内側に設けられると共に、自身の外側面から前記外部装置接続用コネクタが前記回路基板の板面に沿う方向に突出された支持部と
   を有することを特徴とする請求項１に記載のセンサユニット。
3. 前記センサ側リード線の前記被覆部の他端側外周には弾性シールリングが装着され、前記弾性シールリングが、前記端子接続部に設けられたリード線挿入孔に密着していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサユニット。
   

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