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JP2005315757A - センサコネクタ及びガスセンサ - Google Patents

センサコネクタ及びガスセンサ Download PDF

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Hideyuki Tajima
秀之 田島
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Abstract

【課題】組付け性、生産性に優れたセンサコネクタ及びこれを用いたガスセンサを提供すること。
【解決手段】センサ本体のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピン2と、複数の端子ピン2を収容するハウジング3と、端子ピン2をハウジング3に固定するためのリテーナ4とを有するセンサコネクタ1。センサコネクタ1は、センサ本体のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗5を、ハウジング3の内部に配設している。識別抵抗5は、リテーナ4がハウジング3に組み付けられた状態で着脱することができるよう、ハウジング3又はリテーナ4に取り付けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、センサ本体のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピンと、該複数の端子ピンを収容するハウジングと、上記端子ピンを上記ハウジングに固定するためのリテーナとを有するセンサコネクタ、及びこれを用いたガスセンサに関する。
従来より、被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するセンサ本体と、該センサ本体のセンシング部に電気的に接続されたセンサコネクタとを有するガスセンサがある。該ガスセンサは、上記センサ本体からのセンサ出力を、上記センサコネクタを介して制御装置等に送出する。そして、該制御装置は、上記センサ出力に基き、エンジンにおける空燃比制御等を行う。
ところが、上記センサ本体は、製造上のばらつき等により、必ずしも一定のセンサ特性を得ることが困難である。そのため、各センサ本体のセンサ特性の相違により、同等の特定ガス濃度に対して異なるセンサ出力が得られるという不具合が生じうる(図19参照)。
そこで、各センサ本体の出力特性に応じて、実際に得られるセンサ出力の値を補正した補正値を用いて、上記制御装置における演算を行わせる必要がある。そのため、各センサ本体のセンサ特性の情報を反映した識別抵抗を各センサに配設しておき、各センサごとにセンサ特性の情報を読み取ることができるよう構成されたものがある(特許文献1)。そして、その配設位置を、上記センサコネクタ内とすることにより、省スペース化が図られる。なお、抵抗をセンサコネクタ内に配設したガスセンサについては、特許文献2に開示されている。
図17に示すごとく、センサコネクタ9は、センサ本体のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピン92と、該複数の端子ピン92を収容するハウジング93と、上記端子ピン92を上記ハウジング93に固定するためのリテーナ94とを有する。そして、識別抵抗95は、上記センサコネクタ9内に配設されている。
このようなセンサコネクタ9を製造するに当っては、図17、図18に示すごとく、まず、ハウジング93とリテーナ94とを互いに外した状態で用意する(ステップT1)。そして、ハウジング93に、リード線96に接続された端子ピン92を組付ける(ステップT2)。次に、センサ特性を測定する(ステップT3)。この測定結果に応じた識別抵抗95を、ハウジング93に組付ける(ステップT4)。次いで、リテーナ94をハウジング93に挿入し、組付ける(ステップT5)。その後、リテーナ94を押し込んでハウジング93に固定することにより、上記端子ピン92及び識別抵抗95を固定する(ステップT6)。
しかしながら、上記のごとく、リテーナ94を固定する前にセンサ特性を測定する必要があり、その測定作業が困難である。また、識別抵抗95の組付け後に、該識別抵抗95を閉じ込めるような状態でリーテーナ94をハウジング93に固定するため、識別抵抗95の取り外しはリテーナ94を外してから行う必要があり、作業が困難となる。そして、間違った識別抵抗95を配設してしまった場合などにおいて、正しい識別抵抗95等に交換する作業が困難となる。
特開平11−281617号公報 特開2003−287517号公報
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、組付け性、生産性に優れたセンサコネクタ及びこれを用いたガスセンサを提供しようとするものである。
第1の発明は、センサ本体のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピンと、該複数の端子ピンを収容するハウジングと、上記端子ピンを上記ハウジングに固定するためのリテーナとを有するセンサコネクタであって、
該センサコネクタは、上記センサ本体のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗を、上記ハウジングの内部に配設しており、
上記識別抵抗は、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、上記ハウジング又は上記リテーナに取り付けられていることを特徴とするセンサコネクタにある(請求項1)。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上述のごとく、上記センサコネクタは、上記識別抵抗を、リテーナがハウジングに組み付けられた状態で着脱することができる構造としている。これにより、リテーナを固定した後にセンサ特性を測定して、その後、この測定結果に基き識別抵抗を取り付けることができる。そのため、端子ピンがリテーナによってハウジングに固定された状態で測定することができ、その測定作業を容易に行うことができる。これにより、生産効率を向上させることができる。
また、上記センサコネクタにおける上記識別抵抗は、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、ハウジング又はリテーナに取り付けられている。そのため、組付け後に、識別抵抗を取り外す作業が容易となる。これにより、例えば、間違った識別抵抗を配設してしまった場合に、正しい識別抵抗に交換する作業が容易となる。
以上のごとく、本発明によれば、組付け性、生産性に優れたセンサコネクタを提供することができる。
第2の発明は、被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するセンサ本体と、該センサ本体のセンシング部に電気的に接続されたセンサコネクタとを有するガスセンサであって、
上記センサコネクタは、上記センシング部に電気的に接続された複数の端子ピンと、該複数の端子ピンを収容するハウジングと、上記端子ピンを上記ハウジングに固定するためのリテーナと、上記センサ本体のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗を、上記ハウジングの内部に配設しており、
上記識別抵抗は、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、上記ハウジング又は上記リテーナに取り付けられていることを特徴とするガスセンサにある(請求項6)。
上記ガスセンサにおけるセンサコネクタは、識別抵抗を、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、ハウジング又はリテーナに取り付けてある。
そのため、上述のごとく、センサコネクタの組付け性、生産性を向上させることができ、ひいてはガスセンサの生産性を向上させることができる。
以上のごとく、本発明によれば、生産性に優れたガスセンサを提供することができる。
上記第1の発明(請求項1)又は上記第2の発明(請求項6)によれば、センサコネクタの組付け作業において、識別抵抗を設けないセンサコネクタの製造工程との共通化が可能となる。そのため、センサコネクタの生産効率を向上させることができる。即ち、識別抵抗を設けない場合には、例えば、まず、リテーナが仮組みされたハウジングに、端子ピンを組付ける。次いで、リテーナをハウジングに押し込むことにより固定する。次いで、センサ特性を測定する。
本発明においては、リテーナがハウジングに組み付けられたままの状態で、識別抵抗を着脱することができるような構成となっていることから、識別抵抗を最後に組付けることができる。従って、上記の識別抵抗を設けない場合の製造工程における最終工程として、識別抵抗の組付けを行うことが可能である。これにより、識別抵抗を設けない場合との製造工程の共通化が可能となる。
また、上記のごとく、識別抵抗を最後に組付けることができるため、リテーナが仮組みされたハウジングに対して、他の部品を組み付けていくことができ、組付け性を向上させることができる。
上記第1の発明(請求項1)又は第2の発明(請求項6)において、上記センサ出力特性とは、例えば、センサ本体において検知した情報に対する出力の仕方をいう。例えばガスセンサの場合には、図19に示すごとく、検知した特定ガス濃度に対する出力の仕方をいう。そして、標準のセンサ出力特性(L1)よりもセンサ出力が大きくなる場合(L2)又は小さくなる場合(L3)に、それぞれのガスセンサに配設した識別抵抗の抵抗値に応じてセンサ出力を標準値に補正したうえで(矢印a)、特定ガス濃度を算出する。
また、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、COセンサ、HCセンサ等がある。
また、上記リテーナは、上記識別抵抗を保持する抵抗保持部を設けてなることが好ましい(請求項2、請求項7)。
この場合には、ハウジングに固定されたリテーナに上記識別抵抗を取り付けることができるため、識別抵抗を、リテーナを取り外すことなく着脱可能に取り付けることが容易となる。
また、上記リテーナは、上記識別抵抗を挿通可能なリテーナ開口部を有することが好ましい(請求項3、請求項8)。
この場合には、上記識別抵抗を上記リテーナ開口部に挿通した状態で、識別抵抗を配設することができる。それ故、センサコネクタの小型化を図ることができる。また、上記リテーナに限らず、直接ハウジングに識別抵抗を取り付けることも可能となるため、組付け方法のバリエーションが増える。
また、上記ハウジングは、該ハウジングの後端面に、上記識別抵抗を挿通可能な後端開口部を有していてもよい(請求項4、請求項9)。
この場合には、上記識別抵抗をハウジングの後方から挿入配置することができる。これにより、リテーナを取り外すことなく、容易に識別抵抗の着脱を行うことができる。
なお、本明細書において、「後方」、「後端側」とは、センサコネクタにおいて、接続相手となる他の接続端子への差込方向と反対の方向をいう。また、上記差込方向を「前方」、「先端側」として説明する。
また、上記センサコネクタは、上記後端開口部を密閉するシール部材を有することが好ましい(請求項5、請求項10)。
この場合には、上記センサコネクタの内部に、水分、その他異物が侵入することを防ぐことができる。それ故、センサコネクタ内において短絡等の不具合が生ずることを防ぐことができる。
(実施例1)
本発明の実施例にかかるセンサコネクタ及びこれを用いたガスセンサにつき、図1〜図7を用いて説明する。
本例のセンサコネクタ1は、図1、図6に示すごとく、センサ本体61のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピン2と、該複数の端子ピン2を収容するハウジング3と、上記端子ピン2を上記ハウジング3に固定するためのリテーナ4とを有する。
図1に示すごとく、センサコネクタ1は、上記センサ本体61のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗5を、上記ハウジング3の内部に配設している。
上記識別抵抗5は、リテーナ4がハウジング3に組み付けられた状態で着脱することができるよう、リテーナ4に取り付けられている。
図1、図3に示すごとく、リテーナ4は、識別抵抗5を保持する抵抗保持部45を設けてなると共に、識別抵抗5を挿通可能なリテーナ開口部42を有する。
また、図6に示すごとく、上記センサコネクタ1は、被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するセンサ本体61におけるセンシング部に、リード線62を介して電気的に接続されている。このセンサ本体61とリード線62とセンサコネクタ1とによってガスセンサ6が構成されている。
センサ本体61は、金属製の保護カバー611内に、固体電解質体に一対のセンサ電極を設けたガスセンサ素子と、絶縁性セラミック基板にヒータパターンを形成したヒータとを有する(図示略)。
上記センサコネクタ1に組み付けられた一対の端子ピン2は、上記リード線62と接続され、上記センシング部に電気的に接続されている。
また、図1、図5に示すごとく、上記センサコネクタ1には、ヒータ用の一対の端子ピン20が配設されている。該端子ピン20は、リード線620を介して上記ヒータに接続されている。
図1、図2に示すごとく、ハウジング3は、リテーナ4を嵌入させることができる嵌入凹部31と、上記識別抵抗5を収容する抵抗収容部32と、識別抵抗5の後端部54を嵌入させる抵抗嵌入部33とを設けてなる。
また、上記ハウジング3は、端子ピン2、20及びこれらに接続されたリード線62、620を挿通する電極挿入管34を4本設けてなる。
また、上記ハウジング3は、後述するリテーナ4における連結部47の爪部471に係合可能な係合部37を、上記電極挿入管34の側面に設けてなる。
図1、図3に示すごとく、リテーナ4は、略長方形の上記リテーナ開口部42における対向する一対の辺に、一対の上記抵抗保持部45を立設してなる。該抵抗保持部45は、その後端部付近に爪部451を設けてなり、後述する識別抵抗5に設けた係合部53と係合するよう構成されている(図1)。
また、上記リテーナ4は、該リテーナ4を上記ハウジング3に固定するための一対の連結部47を有する。該連結部47は、その後端部に爪部471を設けてなり、上記ハウジング3に設けた係合部37と係合するよう構成されている。
また、上記リテーナ4は、上記端子ピン2、20を挿通させつつ保持するための電極保持孔44を、端子ピン2、20の位置に対応する4箇所に設けている。
図1、図4に示すごとく、識別抵抗5は、抵抗本体51と一対の端子ピン52とを有する。上記抵抗本体51は、側面に一対の係合部53を設けてなる。該係合部53は、上記リテーナ4の抵抗保持部45における爪部451に係合する(図1)。
上記センサコネクタ1を組み立てるに当っては、図7に示すごとく、ハウジング3とリテーナ4とが仮組みされたものを用意する(ステップS1)。この時点において、ハウジング3とリテーナ4とは互いに固定されておらず、前後にスライド可能な遊嵌状態にある。
次いで、図5に示すごとく、リード線62、620が接続された端子ピン2、20を、上記ハウジング3における電極挿入管34から挿入する(ステップS2)。このとき、電極挿入管34とリード線62、620との間に、ゴム栓11を介在させることにより、リード線62、620と電極挿入管34との間の隙間を密閉する。
次いで、上記リテーナ4をハウジング3の後方(奥)に向かって押し込んで、リテーナ4の連結部47の爪部471を、ハウジング3の係合部37に係合させることにより、リテーナ4とハウジング3とを固定する(ステップS3)。このとき、上記リテーナ4の電極保持孔44に4本の端子ピン2、20を挿通させた状態で、リテーナ4を押し込む。これにより、端子ピン2、20を、ハウジング3における正確な位置に固定する。
次いで、リード線62、620に接続されたセンサ本体61のセンシング部に、所定の濃度の被測定ガスを供給しつつ、上記端子ピン2から一定の電圧をかける。そして、上記センサ本体61に流れる電流値を測定することにより、センサ本体61の特性を測定する(ステップS4)。
次いで、この測定結果に応じた抵抗値を有する識別抵抗5を、図5、図1に示すごとく、リテーナ4のリテーナ開口部42を通してハウジング3の抵抗収容部32に収容すると共に、識別抵抗5の後端部54をハウジング3の抵抗嵌入部33に嵌入させる。そして、識別抵抗5の係合部53を、リテーナ4の抵抗保持部45の爪部451に係合させる。これにより、識別抵抗5を着脱可能な状態で、ハウジング3内に組付ける(ステップS5)。
以上により、図1に示すセンサコネクタ1が組み立てられる。
また、上記識別抵抗5は、上述のごとくガスセンサ6のセンサ本体61のセンサ特性を反映した抵抗値を有する。そして、ガスセンサ6を使用して被測定ガス中の特定ガス濃度を測定する際には、上記識別抵抗5に所定の電圧をかけて抵抗値を読み取り、センサ本体61のセンサ特性の情報を制御装置に送る。これにより、実際の測定値を補正した補正値を算出して、正確な特定ガス濃度を割り出す。
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記センサコネクタ1における識別抵抗5は、リテーナ4がハウジング3に組み付けられた状態で着脱することができるよう、リテーナ4に取り付けられている。そのため、組付け後に、識別抵抗5を取り外す作業が容易となる。これにより、例えば、間違った識別抵抗5を配設してしまった場合に、正しい識別抵抗5に交換する作業が容易となる。
また、上述のごとく、識別抵抗5を、リテーナ4がハウジング3に組み付けられた状態で着脱することができる構造とすることにより、リテーナ4を固定した後にセンサ特性を測定して、その後、この測定結果に基き識別抵抗5を取り付けることができる。そのため、端子ピン2、20がリテーナ4によってハウジング3に固定された状態で測定することができ、その測定作業を容易に行うことができる。これにより、生産効率を向上させることができる。
また、識別抵抗5を設けないセンサコネクタの製造工程との共通化が可能となるため、生産効率を向上させることができる。即ち、識別抵抗5を設けない場合には、例えば、まず、リテーナ4が仮組みされたハウジング3に、端子ピン2、20を組付ける。次いで、リテーナ4をハウジング3に押し込むことにより固定する。次いで、センサ特性を測定する(図7のステップS1〜S4)。
上記センサコネクタ1においては、リテーナ4がハウジング3に組み付けられたままの状態で、識別抵抗5を着脱することができるような構成となっていることから、識別抵抗5を最後に組付けることができる。従って、上記の識別抵抗5を設けない場合の製造工程における最終工程として、識別抵抗5の組付けを行うことが可能である(図7のステップS5)。これにより、識別抵抗5を設けない場合との製造工程の共通化が可能となる。即ち、図7のステップS1〜S4の工程を共通化することができる。
また、上記のごとく、識別抵抗5を最後に組付けることができるため、リテーナ4が仮組みされたハウジング3に対して、他の部品を組み付けていくことができ、組付け性を向上させることができる。
また、上記リテーナ4は、図1、図3に示すごとく、抵抗保持部45を設けてなるため、ハウジング3に固定されたリテーナ4に識別抵抗5を取り付けることができる。それ故、識別抵抗5を、リテーナ4を取り外すことなく着脱可能に取り付けることが容易となる。
また、リテーナ4は、リテーナ開口部42を有するため、識別抵抗5をリテーナ開口部42に挿通した状態で、識別抵抗5を配設することができる。それ故、センサコネクタ1の小型化を図ることができる。
以上のごとく、本例によれば、組付け性、生産性に優れたセンサコネクタ及びこれを用いたガスセンサを提供することができる。
(実施例2)
本例は、図8〜図11に示すごとく、識別抵抗5を保持する抵抗保持部35を、ハウジング3に設けた例である。
上記抵抗保持部35は、図9に示すごとく、ハウジング3の抵抗収容部32の底面321から立設されており、先端部付近に爪部351を有する。
また、図11に示すごとく、識別抵抗5の側面には、上記抵抗保持部35の爪部351に係合可能な係合部53が形成されている。
また、図10に示すごとく、リテーナ4には、識別抵抗5を挿通することができるリテーナ開口部42が形成されているが、該リテーナ開口部42における対向する一対の辺に抵抗保持部(図3の符号45参照)は形成されていない。
そして、図8に示すごとく、識別抵抗5は、ハウジング2の抵抗保持部35に保持された状態で、センサコネクタ1内に組み付けられる。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合にも、リテーナ4をハウジング3に組付けたままの状態で着脱可能に、識別抵抗5が組み付けられている。それ故、組付け性、生産性に優れたセンサコネクタ及びこれを用いたガスセンサを提供することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例3)
本例は、図12〜図16に示すごとく、ハウジング3の後端面36に、識別抵抗5を挿通可能な後端開口部361を設けた例である。
即ち、図13に示すごとく、組付け前の状態においては、ハウジング3に設けた抵抗収容部32が貫通した状態にある。
また、図12、図16に示すごとく、センサコネクタ1は、上記後端開口部361を密閉するシール部材12を有する。該シール部材12はゴムシート等からなる。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、識別抵抗5をハウジング3の後方から挿入配置することができる。これにより、リテーナ4を取り外すことなく、容易に識別抵抗5の着脱を行うことができる。即ち、シール部材12を配設した後であっても、リテーナ4に比べて充分に着脱容易なシール部材12を外して、識別抵抗5を着脱することができる。
また、上記センサコネクタ1は、後端開口部361を密閉するシール部材12を有するため、センサコネクタ1の内部に、水分、その他異物が侵入することを防ぐことができる。それ故、センサコネクタ1内において短絡等の不具合が生ずることを防ぐことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
実施例1における、センサコネクタを先端側から見た平面図、及びそのA−A線矢視断面図。 実施例1における、ハウジングを先端側から見た平面図、及びそのB−B線矢視断面図。 実施例1における、リテーナを先端側から見た平面図、及びそのC−C線矢視断面図。 実施例1における、識別抵抗を先端側から見た平面図、及び正面図。 実施例1における、識別抵抗の取り付け前の状態を表すセンサコネクタの斜視図。 実施例1における、ガスセンサの全体説明図。 実施例1における、センサコネクタの組付け工程のフロー図。 実施例2における、センサコネクタを先端側から見た平面図、及びそのD−D線矢視断面図。 実施例2における、ハウジングを先端側から見た平面図、及びそのE−E線矢視断面図。 実施例2における、リテーナを先端側から見た平面図、及びそのF−F線矢視断面図。 実施例2における、識別抵抗を先端側から見た平面図、及び正面図。 実施例3における、センサコネクタを先端側から見た平面図、及びそのG−G線矢視断面図。 実施例3における、ハウジングを先端側から見た平面図、及びそのH−H線矢視断面図。 実施例3における、リテーナを先端側から見た平面図、及びそのI−I線矢視断面図。 実施例3における、識別抵抗を先端側から見た平面図、及び正面図。 実施例3における、シールゴムの平面図及び断面図。 従来例における、センサ抵抗の組付け方法の斜視説明図。 従来例における、センサコネクタの組付け工程のフロー図。 ガスセンサのセンサ出力特性を説明する線図。
符号の説明
1 センサコネクタ
2、20 端子ピン
3 ハウジング
4 リテーナ
42 リテーナ開口部
45 抵抗保持部
5 識別抵抗
6 ガスセンサ
61 センサ本体
62、620 リード線

Claims (10)

  1. センサ本体のセンシング部に電気的に接続される複数の端子ピンと、該複数の端子ピンを収容するハウジングと、上記端子ピンを上記ハウジングに固定するためのリテーナとを有するセンサコネクタであって、
    該センサコネクタは、上記センサ本体のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗を、上記ハウジングの内部に配設しており、
    上記識別抵抗は、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、上記ハウジング又は上記リテーナに取り付けられていることを特徴とするセンサコネクタ。
  2. 請求項1において、上記リテーナは、上記識別抵抗を保持する抵抗保持部を設けてなることを特徴とするセンサコネクタ。
  3. 請求項1又は2において、上記リテーナは、上記識別抵抗を挿通可能なリテーナ開口部を有することを特徴とするセンサコネクタ。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記ハウジングは、該ハウジングの後端面に、上記識別抵抗を挿通可能な後端開口部を有することを特徴とするセンサコネクタ。
  5. 請求項4において、上記センサコネクタは、上記後端開口部を密閉するシール部材を有することを特徴とするセンサコネクタ。
  6. 被測定ガス中の特定ガスの濃度を検出するセンサ本体と、該センサ本体のセンシング部に電気的に接続されたセンサコネクタとを有するガスセンサであって、
    上記センサコネクタは、上記センシング部に電気的に接続された複数の端子ピンと、該複数の端子ピンを収容するハウジングと、上記端子ピンを上記ハウジングに固定するためのリテーナと、上記センサ本体のセンサ出力特性を識別するための識別抵抗を、上記ハウジングの内部に配設しており、
    上記識別抵抗は、上記リテーナが上記ハウジングに組み付けられた状態で着脱することができるよう、上記ハウジング又は上記リテーナに取り付けられていることを特徴とするガスセンサ。
  7. 請求項6において、上記リテーナは、上記識別抵抗を保持する抵抗保持部を設けてなることを特徴とするガスセンサ。
  8. 請求項6又は7において、上記リテーナは、上記識別抵抗を挿通可能なリテーナ開口部を有することを特徴とするガスセンサ。
  9. 請求項6〜8のいずれか一項において、上記ハウジングは、該ハウジングの後端面に、上記識別抵抗を挿通可能な後端開口部を有することを特徴とするガスセンサ。
  10. 請求項9において、上記センサコネクタは、上記後端開口部を密閉するシール部材を有することを特徴とするガスセンサ。
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