JP3402504B2 - Vibration sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子を用いて振動
を検出する装置に関する。本装置は、例えば自動車用内
燃機関の点火時期制御用途を決定するためのノックセン
サなどに採用される。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for detecting vibration using a piezoelectric element. The present device is used, for example, as a knock sensor for determining the ignition timing control application of an internal combustion engine for an automobile.

【０００２】[0002]

【従来の技術】特開平２−２１８９２７号公報は、圧電
素子、ウエイト及び皿ばねからなる振動検出部を有する
ノッキング検出装置（ノックセンサともいう）を開示し
ている。このノックセンサでは、振動検出部を覆って樹
脂からなるコネクタが成形され、このコネクタにニード
ル形状のターミナルが固定されている。また、コネクタ
は振動検出部の外表面に密着する筒状の基体部と、この
基体部から斜め横方向に突出する雌カプラ嵌入用の接続
筒部とからなり、ターミナルの基端は圧電素子の電極面
に軟質の接続金属層を通じて電気的に接続され、ターミ
ナルの先端部はコネクタの接続筒部内に突出している。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-218927 discloses a knocking detection device (also referred to as a knock sensor) having a vibration detection portion including a piezoelectric element, a weight and a disc spring. In this knock sensor, a connector made of resin is formed so as to cover the vibration detecting portion, and a needle-shaped terminal is fixed to this connector. Further, the connector is composed of a tubular base portion that is in close contact with the outer surface of the vibration detecting portion and a female coupler fitting connecting tubular portion that projects obliquely laterally from the base portion, and the base end of the terminal is a piezoelectric element. It is electrically connected to the electrode surface through a soft connecting metal layer, and the tip of the terminal projects into the connecting tube of the connector.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した公報のノック
センサでは、本来は軸方向の振動だけを検出するべき振
動検出部がターミナルやコネクタと機械的に接触してい
るので、これらターミナルやコネクタの非軸方向振動
（本明細書では支持軸部の軸心を含む仮想平面上におけ
る回転モーメント方向の振動）およびコネクタの固有振
動により拡大された軸方向振動が振動検出部（特に圧電
素子）に伝達されて、ノイズ振動信号を発生させるとい
う問題があった。In the knock sensor of the above-mentioned publication, the vibration detecting portion, which should originally detect only the vibration in the axial direction, is in mechanical contact with the terminal or connector. Non-axial vibration (vibration in the direction of the rotation moment on the virtual plane including the axis of the support shaft in this specification) and axial vibration magnified by the natural vibration of the connector are transmitted to the vibration detector (particularly the piezoelectric element). Therefore, there is a problem in that a noise vibration signal is generated.

【０００４】特に、上記した公報のセンサでは、ターミ
ナルやコネクタの接続筒部が斜め横方向へ突出している
ので、上記非軸方向振動が大きいという問題があった。
また、上記した公報のセンサでは、振動検出部とターミ
ナルとコネクタとが特にコネクタと振動検出部との密着
により強く機械的に結合されるので、これら振動検出部
とターミナルとコネクタとからなる機械振動系の上記非
軸方向振動が振動検出部（特に圧電素子）に伝達され
て、ノイズ振動信号を発生させるという問題があった。In particular, in the sensor of the above-mentioned publication, there is a problem that the above-mentioned non-axial vibration is large because the connecting cylinder portion of the terminal and the connector projects obliquely in the lateral direction.
Further, in the sensor disclosed in the above publication, the vibration detecting portion, the terminal and the connector are strongly mechanically coupled to each other due to the close contact between the connector and the vibration detecting portion. There has been a problem that the non-axial vibration of the system is transmitted to the vibration detector (particularly the piezoelectric element) to generate a noise vibration signal.

【０００５】本発明は、ターミナルやコネクタから振動
検出部に加えられる共振振動および非軸方向振動（回転
モーメント方向の振動）を低減して高ＳＮ比の振動検出
が可能な振動センサを実現することを、その課題として
いる。また、上記した公報のセンサでは、ターミナルの
基端を軟質の接続金属層を通じて圧電素子の電極面に接
続することにより、ターミナルの非軸方向振動の影響の
低減を図っているが、このような対策は、長期の振動に
よる接続金属層とターミナルとの間の電気接続部の信頼
性の低下や製造工程の複雑化を招来するという問題もあ
り、また、コネクタから振動検出部に直接伝達される非
軸方向振動を低減できないという問題も残った。The present invention realizes a vibration sensor capable of detecting a vibration having a high SN ratio by reducing the resonance vibration and the non-axial vibration (vibration in the rotation moment direction) applied from the terminal or the connector to the vibration detecting portion. Is the task. In the sensor of the above publication, the influence of non-axial vibration of the terminal is reduced by connecting the base end of the terminal to the electrode surface of the piezoelectric element through the soft connecting metal layer. The countermeasure has a problem that the reliability of the electrical connection portion between the connection metal layer and the terminal is deteriorated due to long-term vibration and the manufacturing process is complicated, and the signal is directly transmitted from the connector to the vibration detection portion. The problem that non-axial vibration cannot be reduced remains.

【０００６】本発明は、信頼性の向上及び製造工程の簡
単化を図るとともに上記非軸方向振動を低減して高ＳＮ
比の振動検出が可能な振動センサを実現することを、そ
の課題としている。The present invention improves reliability and simplifies the manufacturing process, reduces the non-axial vibration, and increases the SN.
The challenge is to realize a vibration sensor that can detect the vibration of the ratio.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の振動センサは、
振動体に固定されるベースと、前記ベースの素子載置面
に立設される支持軸部と、電気絶縁樹脂からなるととも
に、前記ベースに固定される基体部及び前記基体部から
突出される雌カプラ嵌入用の接続筒部を備えるコネクタ
と、前記ベース及び前記コネクタが作る内部空間に収容
されるとともに圧電素子及びウエイトを含んで前記支持
軸部に嵌着される振動検出部と、前記コネクタに固定さ
れるとともに先端部が前記接続筒部内へ突出する端子部
を有する信号電圧導出用のターミナルとを備える振動セ
ンサにおいて、前記コネクタの基体部は、碗状金属体か
らなる前記ベースの前記周壁と、前記周壁に囲まれた前
記振動検出部と、前記支持軸部とに密着して形成され、
前記ターミナルの前記端子部は、前記圧電素子の前記電
極面に押圧される略輪板状の基部と一体に形成されて前
記振動検出部と前記ベースの前記周壁との間にて前記基
部の外周端から軸方向へ延設され、かつ、前記コネクタ
の前記接続筒部は、前記端子部の先端部を囲んで軸方向
へ延設されていることを特徴としている。The vibration sensor of the present invention comprises:
A base fixed to the vibrating body, a support shaft portion erected on the element mounting surface of the base, an electrically insulating resin, and a base portion fixed to the base and a female protruding from the base portion. A connector including a connecting tube portion for inserting a coupler, a vibration detecting portion that is housed in an internal space formed by the base and the connector and that is fitted to the support shaft portion including a piezoelectric element and a weight, and the connector. In a vibration sensor including a terminal for deriving a signal voltage, which is fixed and has a tip portion protruding into the connecting tube portion, the base portion of the connector is a bowl-shaped metal body.
Consisting of the peripheral wall of the base and the front surrounded by the peripheral wall
The vibration detection portion and the support shaft portion are formed in close contact with each other,
Wherein the terminal portion of the terminal, before being formed integrally with a substantially ring-shaped base portion which is pressed against the electrode surface of the piezoelectric element
The axially extending from the outer peripheral end of the base portion between the vibration detecting portion and the peripheral wall of the base, and the connecting cylinder portion of the connector surrounds the tip portion of the terminal portion in the axial direction. It is characterized by being extended to.

【０００８】好適な態様において、前記ベースの前記周
壁は、前記コネクタの基体部に埋設されている。好適な
態様において、前記コネクタ以外の前記各部品を組付け
たサブアセンブリを金型内にセットした後、前記支持軸
部、ウエイト及び圧電素子の露出表面に面するキャビテ
ィに樹脂を注入して前記コネクタを形成する。In a preferred embodiment, the perimeter of the base is
The wall is embedded in the base portion of the connector . In a preferred aspect, after setting the sub-assembly in which each of the parts other than the connector is assembled in a mold, a resin is injected into a cavity facing the exposed surface of the support shaft portion, the weight and the piezoelectric element, and Form a connector.

【０００９】好適な態様において、前記端子部は、途中
で前記支持軸部の方向へ屈曲する屈曲部を有する。ベー
スと支持軸部は一体に形成することもでき、また、ベー
スに支持軸部を螺入などにより固定してもよい。支持軸
部は、有頭の螺子棒でもナット付きの無頭の螺子棒でも
よい。In a preferred aspect, the terminal portion has a bent portion that is bent in the direction of the support shaft portion on the way. The base and the support shaft portion may be integrally formed, or the support shaft portion may be fixed to the base by screwing or the like. The support shaft portion may be a headed screw rod or a headless screw rod with a nut.

【００１０】振動検出部は、圧電素子及びウエイトの他
にこれら圧電素子及びウエイトを押圧する弾性体を付加
してもよい。このような弾性体の付加により圧電素子及
びウエイトの固有共振周波数を変更してその共振ピーク
を検出するべき軸方向振動の帯域内とすれば、検出感度
が向上する。上記圧電素子は、ＰＺＴ素子の他、市販の
他の種類の圧電素子を用いることができる。In addition to the piezoelectric element and the weight, the vibration detector may be provided with an elastic body for pressing the piezoelectric element and the weight. The detection sensitivity is improved by changing the natural resonance frequency of the piezoelectric element and the weight by adding such an elastic body so that the resonance peak is within the band of the axial vibration to be detected. As the piezoelectric element, other types of commercially available piezoelectric elements can be used in addition to the PZT element.

【００１１】上記弾性体としては、皿ばね、コイルば
ね、ゴム、スプリングワッシャなどの内の一つまたはそ
れらの組合せを採用することができる。ターミナルは、
例えば銅やアルミを主成分とする良導電性の金属を素材
として形成される。一例において、ターミナルは、銅板
を打ち抜き加工した後、その端子部を屈曲加工して形成
される。ターミナルの基部は輪板形状を有することがで
きる他、その一部を切り欠いてもよい。As the elastic body, one of a disc spring, a coil spring, rubber, a spring washer or a combination thereof can be adopted. The terminal is
For example, it is formed by using a metal having good conductivity, which is mainly composed of copper or aluminum, as a material. In one example, the terminal is formed by punching a copper plate and then bending the terminal portion. The base portion of the terminal may have a wheel plate shape, or a part thereof may be cut out.

【００１２】[0012]

【作用及び発明の効果】振動検出部の圧電素子に加えら
れる軸方向振動によって圧電素子は印加応力に応じた信
号電圧を発生し、この信号電圧は圧電素子の電極面から
ターミナルの基部、端子部を通じて外部に出力される。
コネクタは、ベースに固定されて振動検出部を囲覆する
とともに、ターミナルを固定する。The piezoelectric element generates a signal voltage according to the applied stress by the axial vibration applied to the piezoelectric element of the vibration detecting section, and this signal voltage is applied from the electrode surface of the piezoelectric element to the base of the terminal and the terminal section. Is output to the outside through.
The connector is fixed to the base to surround the vibration detecting unit and also fixes the terminal.

【００１３】特に本発明では、ターミナルの端子部が圧
電素子の電極面密着用の基部と一体に形成されて基部の
外周端から軸方向へ延設されているので、以下の作用効
果を奏する。第一に、ターミナルの端子部の共振振動お
よび非軸方向振動（例えば支持軸部の軸心を中心点とす
る）は、ターミナルの基部を通じて圧電素子に回転モー
メント方向の振動力（非軸方向振動）を生じさせ、この
回転モーメント方向の振動力は圧電素子にノイス振動信
号を発生する。この回転モーメント方向の振動（非軸方
向振動）は、ターミナルの端子部の重心と支持軸部の軸
心との間の径方向寸法と端子部の質量とを掛けた値に比
例する。In particular, according to the present invention, since the terminal portion of the terminal is formed integrally with the base portion for adhering the electrode surface of the piezoelectric element and is extended in the axial direction from the outer peripheral end of the base portion, the following operational effects are exhibited. First, the resonance vibration and non-axial vibration of the terminal portion of the terminal (for example, centering on the shaft center of the support shaft portion) cause vibration force (non-axial vibration) to the piezoelectric element through the base portion of the terminal. ), And the vibration force in the direction of the rotational moment generates a Neuss vibration signal in the piezoelectric element. The vibration in the rotational moment direction (non-axial vibration) is proportional to the value obtained by multiplying the radial dimension between the center of gravity of the terminal portion of the terminal and the shaft center of the support shaft portion by the mass of the terminal portion.

【００１４】本発明のセンサの端子部はターミナルの基
部の外周端から軸方向へ延設されるので、ターミナルの
端子部が斜め横方向又は横方向へ突出している従来のセ
ンサに比較して、格段に上記径方向寸法が小さくなる。
したがって、本発明のセンサは従来のセンサに比べて、
ターミナルの端子部の軸方向振動によりターミナルの基
部を通じて圧電素子に印加される回転モーメント方向の
振動力（非軸方向の振動）が低減され、誤振動信号が低
減される。Since the terminal portion of the sensor of the present invention extends axially from the outer peripheral end of the base portion of the terminal, as compared with the conventional sensor in which the terminal portion of the terminal projects obliquely laterally or laterally, The radial dimension is markedly reduced.
Therefore, the sensor of the present invention is
Due to the axial vibration of the terminal portion of the terminal, the vibration force in the rotational moment direction (non-axial vibration) applied to the piezoelectric element through the base portion of the terminal is reduced, and the false vibration signal is reduced.

【００１５】なお、端子部の所定点がコネクタに固定さ
れており、コネクタの振動がターミナルの端子部に非軸
方向振動を与える場合においても、本発明のセンサは上
記説明と同じ理由で従来のセンサよりこの非軸方向振動
を大幅に低減することができる。もちろん、上記公報の
センサのように、ターミナルの端子部を軟質金属膜を通
じて圧電素子の電極面に接続して、端子部から圧電素子
への振動の伝達を抑制するのも一案であるが、この解決
策は、振動による電気的接続不良、工程延長を招くとい
う重大な欠点が派生してしまう。これに対し、本発明の
センサでは、ターミナルは直接、確実に圧電素子の電極
面に当接することができ、かつ、ターミナルの加工も容
易であるという利点を有するにもかかわらず、ターミナ
ルの端子部から圧電素子へ加えられる上記非軸方向振動
を低減できるものである。Even when the predetermined point of the terminal portion is fixed to the connector and the vibration of the connector gives a non-axial vibration to the terminal portion of the terminal, the sensor of the present invention is the same as the conventional one for the same reason as described above. This non-axial vibration can be significantly reduced by the sensor. Of course, like the sensor of the above publication, it is an idea to connect the terminal portion of the terminal to the electrode surface of the piezoelectric element through the soft metal film to suppress the transmission of vibration from the terminal portion to the piezoelectric element. This solution has serious drawbacks such as poor electrical connection due to vibration and extension of process. On the other hand, in the sensor of the present invention, the terminal can directly and surely come into contact with the electrode surface of the piezoelectric element, and the terminal can be easily processed, but the terminal portion of the terminal The above-mentioned non-axial vibration applied from the piezoelectric element to the piezoelectric element can be reduced.

【００１６】第二に、本発明ではターミナルの端子部が
基部の外周端から軸方向へ延設されているので、端子部
の先端部を包囲するコネクタの接続筒部は軸方向へ形成
することができ、その結果としてコネクタの接続筒部の
重心と支持軸部の軸心との間の径方向（支持軸部の軸心
に直角な方向）の寸法が短縮できる。すなわち、接続筒
部が軸方向へ形成される本発明のコネクタは、接続筒部
（及び端子部）が支持軸部に対し斜設（または横向き）
に形成される従来のコネクタと比較して、支持軸部の軸
心を基準とするコネクタの重心のずれ量（支持軸部の軸
心とコネクタの重心との間の径方向寸法）を短縮するこ
とができるという利点を有している。したがって、上記
径方向寸法に比例するコネクタの上記非軸方向振動（回
転モーメント方向の振動）により、コネクタからターミ
ナルを通じて又は直接に振動検出部特に圧電素子に加え
られる力を低減でき、上記ノイズ振動信号を低減できる
利点がある。また同じ理由で、振動検出部とコネクタと
ターミナルとからなる機械振動系の非軸方向振動（回転
モーメント方向の振動）により圧電素子に印加される力
を低減することができる。Secondly, in the present invention, since the terminal portion of the terminal is extended in the axial direction from the outer peripheral end of the base portion, the connecting cylinder portion of the connector surrounding the tip portion of the terminal portion should be formed in the axial direction. As a result, the dimension in the radial direction (the direction perpendicular to the axial center of the support shaft portion) between the center of gravity of the connecting cylinder portion of the connector and the axial center of the support shaft portion can be shortened. That is, in the connector of the present invention in which the connecting tube portion is formed in the axial direction, the connecting tube portion (and the terminal portion) is obliquely (or laterally) with respect to the support shaft portion.
The amount of deviation of the center of gravity of the connector with respect to the shaft center of the support shaft portion (the radial dimension between the shaft center of the support shaft portion and the center of gravity of the connector) is shortened compared to the conventional connector formed in It has the advantage of being able to. Therefore, due to the non-axial vibration (vibration in the direction of the rotation moment) of the connector proportional to the radial dimension, the force applied from the connector to the vibration detecting portion, particularly the piezoelectric element, directly or through the terminal can be reduced, and the noise vibration signal can be reduced. Can be reduced. Further, for the same reason, it is possible to reduce the force applied to the piezoelectric element due to the non-axial vibration (vibration in the direction of the rotation moment) of the mechanical vibration system including the vibration detector, the connector, and the terminal.

【００１７】特に、コネクタと振動検出部とが密着する
構造を採用する場合、特にこの効果は大きい。好適な上
記態様の製造方法によれば、コネクタの製造及び組付け
が簡単で気密性に優れしかも誤振動信号が少ない振動セ
ンサの製造方法を実現できる。好適な態様において、タ
ーミナルの端子部は、途中で支持軸部の方向へ屈曲する
屈曲部を有する。このようにすれば、支持軸部の軸心か
らの端子部又は接続筒部の偏心半径を更に削減すること
ができ、その結果として、ターミナル又はコネクタから
圧電素子に加えられる非軸方向振動が減少し、ノイズ振
動信号が一層、削減される。This effect is particularly great when a structure in which the connector and the vibration detecting portion are in close contact is adopted. According to the preferred manufacturing method of the above aspect, it is possible to realize a manufacturing method of a vibration sensor which is easy to manufacture and assemble a connector, has excellent airtightness, and has a small false vibration signal. In a preferred aspect, the terminal portion of the terminal has a bent portion that is bent in the direction of the support shaft portion on the way. By doing so, the eccentric radius of the terminal portion or the connecting cylinder portion from the axis of the support shaft portion can be further reduced, and as a result, the non-axial vibration applied to the piezoelectric element from the terminal or connector is reduced. However, the noise vibration signal is further reduced.

【００１８】[0018]

【実施例】以下、本発明のノックセンサの一実施例を図
１及び図２を参照して説明する。図１はその軸方向断面
正面図、図２は平面図を示す。このノックセンサは、ね
じ部１０が自動車用内燃機関（図示せず）に螺入される
ベース１と、ベース１の素子載置面１１に立設されるね
じ（支持軸部）２と、ねじ２に嵌着されて素子載置面１
１に押圧される振動検出部３とを備え、振動検出部３
は、両端に電極面を有する輪板状のＰＺＴ素子（圧電素
子）３１及びウエイト３２からなる。ＰＺＴ素子３１は
図４に示すように軸方向に分極されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the knock sensor of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of an axial cross section thereof, and FIG. 2 is a plan view thereof. This knock sensor includes a base 1 into which a screw portion 10 is screwed into an internal combustion engine for an automobile (not shown), a screw (support shaft portion) 2 provided upright on an element mounting surface 11 of the base 1, and a screw. Element mounting surface 1 that is fitted to 2
And a vibration detecting unit 3 that is pressed by 1.
Is composed of a ring-shaped PZT element (piezoelectric element) 31 and weights 32 having electrode surfaces at both ends. The PZT element 31 is polarized in the axial direction as shown in FIG.

【００１９】ウエイト３２は所定の質量を有する穴明き
の鋼鉄円柱からなり、ＰＺＴ素子３１はウエイト３２と
素子載置面１１の間に挟持されている。ＰＺＴ素子３１
の両主面には銀電極が焼付けされている。ＰＺＴ素子３
１と素子載置面１１との間には、ターミナル４の基部４
１が挟持されており、基部４１と素子載置面１１との間
には電気絶縁用の輪板状の樹脂フィルムからなるインシ
ュレータ５が介設されている。ＰＺＴ素子３１とウエイ
ト３２との間にはターミナル６の基部６１が挟持されて
おり、基部６１とウエイト３２との間には電気絶縁用の
輪板状の樹脂フィルムからなるインシュレータ７が介設
されている。。The weight 32 is made of a perforated steel cylinder having a predetermined mass, and the PZT element 31 is sandwiched between the weight 32 and the element mounting surface 11. PZT element 31
Silver electrodes are baked on both main surfaces. PZT element 3
1 and the element mounting surface 11 between the base 4 of the terminal 4.
1 is sandwiched between the base 41 and the element mounting surface 11, and an insulator 5 made of a ring-shaped resin film for electrical insulation is interposed. The base portion 61 of the terminal 6 is sandwiched between the PZT element 31 and the weight 32, and the insulator 7 made of a ring-shaped resin film for electrical insulation is interposed between the base portion 61 and the weight 32. ing. .

【００２０】ベース１は、底部からねじ部１０が垂下す
る上端開口の碗状金属体からなり、その周壁１３には樹
脂を素材とするコネクタ８が密着されている。コネクタ
８は、下端開口の基体部８１と、基体部８１の上面から
立設される接続筒部８２とからなり、基体部８１は、ベ
ース１、振動検出部３及びねじ２に密着している。The base 1 is made of a bowl-shaped metal body having an opening at the upper end from which a screw portion 10 hangs down from the bottom portion, and a connector 8 made of resin is closely attached to the peripheral wall 13 thereof. The connector 8 is composed of a base portion 81 having a lower end opening, and a connecting cylinder portion 82 provided upright from the upper surface of the base portion 81. The base portion 81 is in close contact with the base 1, the vibration detecting portion 3 and the screw 2. .

【００２１】ターミナル４は、図３に示すように、ＰＺ
Ｔ素子３１の下側電極面に密着するリング状の基部４１
と、基部４１の外周端から垂直（軸方向）に立設される
直線状の端子部４２とからなる。端子部４２の中央部４
２ａは、ねじ２に接近する方向へ向けて斜め上へ屈曲さ
れており、これにより、コネクタ８の接続筒部８２はね
じ（支持軸部）２の軸心に接近して配置可能となってい
る。The terminal 4 is connected to the PZ as shown in FIG.
A ring-shaped base portion 41 that adheres to the lower electrode surface of the T element 31
And a linear terminal portion 42 vertically (axially) standing from the outer peripheral end of the base portion 41. Central part 4 of the terminal part 42
2a is bent obliquely upward toward the direction of approaching the screw 2, whereby the connecting tube portion 82 of the connector 8 can be arranged close to the axis of the screw (supporting shaft portion) 2. There is.

【００２２】ターミナル６はＰＺＴ素子３１の上側電極
面に密着するリング状の基部６１と、基部６１の一端か
ら垂直（軸方向）に立設される直線状の端子部６２とか
らなり、ターミナル４と同一形状に形成されているが、
図１では、ターミナル６の端子部６２はターミナル４の
端子部４２の裏側に重なっている。ターミナル４、６の
端子部４２、６２の先端部は、コネクタ８の基体部８１
の上部を貫通して接続筒部８２の内部に突出している。
８４は、両端子部４２、６２にＰＺＴ素子３１と並列に
接続される抵抗である。The terminal 6 is composed of a ring-shaped base portion 61 that is in close contact with the upper electrode surface of the PZT element 31, and a linear terminal portion 62 that stands vertically (axially) from one end of the base portion 61. It is formed in the same shape as
In FIG. 1, the terminal portion 62 of the terminal 6 overlaps the back side of the terminal portion 42 of the terminal 4. The tips of the terminal portions 42 and 62 of the terminals 4 and 6 are the base portion 81 of the connector 8.
Through the upper part of the connecting tube portion 82 to project inside.
Reference numeral 84 is a resistor connected to both terminal portions 42 and 62 in parallel with the PZT element 31.

【００２３】以下、上記説明したノックセンサの動作を
説明する。図示しないエンジンの振動はベース１を通じ
て、振動検出部３に伝達され、振動検出部３に加えられ
る軸方向振動力に応じてＰＺＴ素子３１は信号電圧を発
生し、この信号電圧は両ターミナル４、６を通じて外部
回路（図示せず）に導出される。The operation of the knock sensor described above will be described below. The vibration of the engine (not shown) is transmitted to the vibration detection unit 3 through the base 1, and the PZT element 31 generates a signal voltage according to the axial vibration force applied to the vibration detection unit 3, and this signal voltage is applied to both terminals 4, 6 is led to an external circuit (not shown).

【００２４】このノックセンサの組立は、まず、ねじ２
に、ウエイト３２、インシュレータ７、ターミナル６の
基部６１、ＰＺＴ素子３１、ターミナル４の基部４１の
順に嵌着する。なお、ＰＺＴ素子３１及びウエイト３２
は最初は軸方向に変位自在となっているが、ねじ２をイ
ンシュレータ５が敷かれたベース１の中央軸孔１２に螺
入するにつれてＰＺＴ素子３１及びウエイト３２は所定
の力で圧縮付勢される。To assemble this knock sensor, first, screw 2
Then, the weight 32, the insulator 7, the base 61 of the terminal 6, the PZT element 31, and the base 41 of the terminal 4 are fitted in this order. The PZT element 31 and the weight 32
Is initially displaceable in the axial direction, but as the screw 2 is screwed into the central shaft hole 12 of the base 1 provided with the insulator 5, the PZT element 31 and the weight 32 are compressed and urged by a predetermined force. It

【００２５】その後、このサブアセンブリを金型に入れ
て、コネクタ８を樹脂成形する。以下、上記説明した本
実施例のノックセンサの作用効果を説明する。第一に、
ターミナル４又は６の端子部４２又は６２の非軸方向振
動（例えば支持軸部の軸心を中心点とする）は、ターミ
ナル４、６の基部４１又は６１を通じてＰＺＴ素子（圧
電素子）３１に回転モーメント方向の振動力（主にねじ
２の軸心Ｍ（図１参照）を含む面内における非軸方向振
動）を生じさせ、この回転モーメント方向の振動力はＰ
ＺＴ素子３１にノイス振動信号電圧を発生する。この回
転モーメント方向の振動（非軸方向振動）は、ターミナ
ルの端子部の重心と支持軸部の軸心との間の径方向寸法
と端子部の質量とを掛けた値に比例する。Thereafter, this subassembly is put into a mold and the connector 8 is resin-molded. The operational effects of the knock sensor of the present embodiment described above will be described below. Primarily,
Non-axial vibration of the terminal portion 42 or 62 of the terminal 4 or 6 (for example, centering on the shaft center of the support shaft portion) rotates to the PZT element (piezoelectric element) 31 through the base portion 41 or 61 of the terminal 4 or 6. A vibration force in the moment direction (a non-axial vibration mainly in the plane including the shaft center M of the screw 2 (see FIG. 1)) is generated, and the vibration force in the rotation moment direction is P
A noise vibration signal voltage is generated in the ZT element 31. The vibration in the rotational moment direction (non-axial vibration) is proportional to the value obtained by multiplying the radial dimension between the center of gravity of the terminal portion of the terminal and the shaft center of the support shaft portion by the mass of the terminal portion.

【００２６】本実施例の端子部４２又は６２はターミナ
ル４又は６の基部４１又は６１の外周端からＰＺＴ素子
３１及びウエイト３２に近接しつつ軸方向へ延設される
ので、上記径方向寸法を小さくすることができる。した
がって、誤振動信号が低減される。第二に、ターミナル
４、６の端子部４２、６２が基部４１、６１の外周端か
ら軸方向へ延設されているので、端子部４２、６２の先
端部を包囲するコネクタ８の接続筒部８２を軸方向へ形
成することができ、その結果としてコネクタ８の重心と
ねじ２の軸心Ｍとの間の径方向寸法が短縮できる。Since the terminal portion 42 or 62 of this embodiment is axially extended from the outer peripheral end of the base portion 41 or 61 of the terminal 4 or 6 while being close to the PZT element 31 and the weight 32, the above-mentioned radial dimension is set. Can be made smaller. Therefore, the false vibration signal is reduced. Secondly, since the terminal portions 42 and 62 of the terminals 4 and 6 are extended in the axial direction from the outer peripheral ends of the base portions 41 and 61, the connecting tubular portion of the connector 8 that surrounds the distal end portions of the terminal portions 42 and 62. 82 can be formed in the axial direction, and as a result, the radial dimension between the center of gravity of the connector 8 and the axis M of the screw 2 can be shortened.

【００２７】したがって、上記径方向寸法に比例するコ
ネクタ８の非軸方向振動（回転モーメント方向の振動）
により、コネクタ８からターミナル４、６を通じて又は
直接に振動検出部３特にＰＺＴ素子３１に加えられる振
動を低減でき、上記ノイズ振動信号を低減できる。また
同じ理由で、振動検出部３とコネクタ８とターミナル
４、６とからなる機械振動系の非軸方向振動（回転モー
メント方向の振動）によりＰＺＴ素子３１に印加される
力を低減することができる。Therefore, the non-axial vibration of the connector 8 (vibration in the direction of the rotational moment) is proportional to the radial dimension.
Thus, the vibration applied from the connector 8 to the vibration detecting unit 3 and especially the PZT element 31 through the terminals 4 and 6 or directly can be reduced, and the noise vibration signal can be reduced. Further, for the same reason, the force applied to the PZT element 31 due to the non-axial vibration (vibration in the direction of the rotational moment) of the mechanical vibration system including the vibration detection unit 3, the connector 8 and the terminals 4 and 6 can be reduced. .

【００２８】特に、この実施例では、コネクタ８と振動
検出部３とが密着する構造を採用しているのでコネクタ
８から振動検出部３への振動伝達特性が大きくなり、コ
ネクタ８と振動検出部３との機械的結合度が大きいが、
コネクタ８の上記偏心距離の削減により、ＰＺＴ素子３
１に印加される非軸方向振動（回転モーメント方向の振
動）は低減される。In particular, in this embodiment, since the structure in which the connector 8 and the vibration detecting portion 3 are in close contact with each other is adopted, the vibration transmission characteristic from the connector 8 to the vibration detecting portion 3 is increased, and the connector 8 and the vibration detecting portion 3 are increased. Although the degree of mechanical coupling with 3 is large,
By reducing the eccentric distance of the connector 8, the PZT element 3
The non-axial vibration (vibration in the direction of the rotation moment) applied to 1 is reduced.

【００２９】更に、本実施例の製造方法によれば、コネ
クタの製造及び組付けが簡単で気密性に優れしかも誤振
動信号が少ない振動センサの製造方法を実現できる。好
適な態様において、ターミナル４、６の端子部４２、６
２は、途中でねじ２の方向へ屈曲する屈曲部４２ａ，６
２ａを有する。このようにすれば、ねじ２の軸心Ｍを基
準とする端子部４２や６２又はコネクタ８の偏心半径を
更に削減することができ、その結果として、ＰＺＴ素子
３１に印加される非軸方向振動を更に低減することがで
きる。Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to realize a manufacturing method of the vibration sensor which is easy to manufacture and assemble the connector, is excellent in airtightness, and has a small false vibration signal. In the preferred embodiment, the terminal portions 42, 6 of the terminals 4, 6 are
2 is a bent portion 42a, 6 which is bent in the direction of the screw 2 on the way.
2a. By doing so, the eccentric radius of the terminal portions 42 and 62 or the connector 8 with the axial center M of the screw 2 as a reference can be further reduced, and as a result, the non-axial vibration applied to the PZT element 31. Can be further reduced.

【００３０】（変形態様）以下に上記した実施例の変形
態様を説明する。なお、図示する場合、実施例１の構成
要素と基本機能が共通の構成要素には同一符号を付す。
図５は、ＰＺＴ素子３１の上端面をウエイト３２及びね
じ２を通じて接地し、ＰＺＴ素子３１の下端面をターミ
ナル４に電気的に接続したものである。このようにすれ
ば、ターミナル６の非軸方向振動の悪影響を防止するこ
とができる。(Modification) A modification of the above-described embodiment will be described below. In the drawing, the same reference numerals are given to the constituent elements having the same basic functions as those of the first embodiment.
In FIG. 5, the upper end surface of the PZT element 31 is grounded through the weight 32 and the screw 2, and the lower end surface of the PZT element 31 is electrically connected to the terminal 4. By doing so, it is possible to prevent the adverse effect of the non-axial vibration of the terminal 6.

【００３１】図６は、ＰＺＴ素子３１の下端面をベース
１を通じて接地し、ＰＺＴ素子３１の上端面をターミナ
ル４に電気的に接続したものである。このようにすれ
ば、ターミナル６の非軸方向振動の悪影響を防止するこ
とができ、更に、ターミナル４の端子部４２が短いの
で、この端子部４２の非軸方向振動の悪影響を低減する
ことができる。In FIG. 6, the lower end surface of the PZT element 31 is grounded through the base 1, and the upper end surface of the PZT element 31 is electrically connected to the terminal 4. By doing so, the adverse effect of the non-axial vibration of the terminal 6 can be prevented, and further, since the terminal portion 42 of the terminal 4 is short, the adverse effect of the non-axial vibration of the terminal portion 42 can be reduced. it can.

【００３２】なお、この態様において、ターミナル４は
ウエイト３２とＰＺＴ素子３１との間に配設し、ターミ
ナル４とウエイト３２との間にインシュレータを配設す
ることもできる。図７は、図１の実施例において、カバ
ー８３をベース１の上面に被せた後で、コネクタ８を成
形することにより、コネクタ８がねじ２、ウエイト３
２、ＰＺＴ素子３１に付着するのを防止するものであ
る。また、この実施例ではウエイト３２を圧縮弾性付勢
するコイルスプリング３３をねじ２に嵌着している。In this embodiment, the terminal 4 may be arranged between the weight 32 and the PZT element 31, and the insulator may be arranged between the terminal 4 and the weight 32. FIG. 7 shows that in the embodiment shown in FIG. 1, the connector 8 is molded after the cover 83 is placed on the upper surface of the base 1 so that the connector 8 is screwed by the screws 2 and the weights 3.
2. It is intended to prevent the PZT element 31 from being attached. Further, in this embodiment, a coil spring 33 for biasing the weight 32 in a compression elastic manner is fitted to the screw 2.

【００３３】図８は、図７のコイルスプリング３３の代
わりに皿ばね３３を用いている。もちろん、これらコイ
ルスプリング３３や皿ばね３３の代わりにゴムやスプリ
ングワッシャなどの弾性体を採用することも可能であ
る。図７、図８の態様では、ターミナル４、６の端子部
４２、６２がコネクタ８に固定されている。この場合に
も、コネクタ８の振動がターミナル４、６の端子部４
２、６２に非軸方向振動を与えるが、上記説明と同じ理
由で従来のセンサよりこの非軸方向振動を大幅に低減す
ることができる。In FIG. 8, a disc spring 33 is used instead of the coil spring 33 of FIG. Of course, instead of the coil spring 33 and the disc spring 33, it is possible to adopt an elastic body such as rubber or a spring washer. In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the terminal portions 42 and 62 of the terminals 4 and 6 are fixed to the connector 8. Also in this case, the vibration of the connector 8 causes the vibration of the terminals 4 and 6 to occur.
Although non-axial vibration is applied to 2, 62, this non-axial vibration can be significantly reduced as compared with the conventional sensor for the same reason as described above.

【００３４】また、上記各実施例によれば、ターミナル
４、６の端子部４２、６２を従来のように軟質金属膜を
通じてＰＺＴ素子３１の電極面に接続しなくても、端子
部４２、６２からＰＺＴ素子３１への非軸方向振動を抑
制しつつ、信頼性向上、製造工程短縮を図ることができ
る。Further, according to each of the above-mentioned embodiments, the terminal portions 42, 62 of the terminals 4, 6 are not required to be connected to the electrode surface of the PZT element 31 through the soft metal film as in the conventional case. It is possible to improve reliability and shorten the manufacturing process while suppressing non-axial vibration from the PZT element 31 to the PZT element 31.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本実施例のノックセンサの軸方向断面正面図で
ある。FIG. 1 is an axially sectional front view of a knock sensor of this embodiment.

【図２】図１のノックセンサの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the knock sensor of FIG.

【図３】図１のターミナル４の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a terminal 4 of FIG.

【図４】図１のＰＺＴ素子３１の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the PZT element 31 of FIG.

【図５】変形態様のノックセンサの軸方向断面正面図で
ある。FIG. 5 is a front view in axial section of a knock sensor according to a modification.

【図６】変形態様のノックセンサの軸方向断面正面図で
ある。FIG. 6 is a front view in axial section of a knock sensor according to a modification.

【図７】変形態様のノックセンサの軸方向断面正面図で
ある。FIG. 7 is an axially sectional front view of a knock sensor of a modified mode.

【図８】変形態様のノックセンサの軸方向断面正面図で
ある。FIG. 8 is an axially sectional front view of a knock sensor of a modified mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１はベース、２はねじ（支持軸部）、３は振動検出部、
４、６はターミナル、３１はＰＺＴ素子（圧電素子）、
３２はウエイト。1 is a base, 2 is a screw (support shaft portion), 3 is a vibration detecting portion,
4, 6 are terminals, 31 is a PZT element (piezoelectric element),
32 is a weight.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01H 11/08 H04R 31/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01H 11/08 H04R 31/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】振動体に固定されるベースと、前記ベース
の素子載置面に立設される支持軸部と、電気絶縁樹脂か
らなるとともに、前記ベースに固定される基体部及び前
記基体部から突出される雌カプラ嵌入用の接続筒部を備
えるコネクタと、前記ベース及び前記コネクタが作る内
部空間に収容されるとともに圧電素子及びウエイトを含
んで前記支持軸部に嵌着される振動検出部と、前記コネ
クタに固定されるとともに先端部が前記接続筒部内へ突
出する端子部を有する信号電圧導出用のターミナルとを
備える振動センサにおいて、前記コネクタの基体部は、碗状金属体からなる前記ベー
スの前記周壁と、前記周壁に囲まれた前記振動検出部
と、前記支持軸部とに密着して形成され、 前記ターミナルの前記端子部は、前記圧電素子の前記電
極面に押圧される略輪板状の基部と一体に形成されて前
記振動検出部と前記ベースの前記周壁との間にて前記基
部の外周端から軸方向へ延設され、かつ、前記コネクタ
の前記接続筒部は、前記端子部の先端部を囲んで軸方向
へ延設されていることを特徴とする振動センサ。1. A base part fixed to the vibrating body, a support shaft part standing upright on an element mounting surface of the base, an electrically insulating resin, and a base part fixed to the base and the base part. A connector provided with a connecting cylindrical portion for fitting a female coupler, and a vibration detecting portion that is housed in an internal space formed by the base and the connector and that is fitted to the supporting shaft portion including a piezoelectric element and a weight. And a terminal for deriving a signal voltage having a terminal portion fixed to the connector and having a tip portion protruding into the connection cylinder portion, wherein the base portion of the connector is made of a bowl-shaped metal body. Base
And the vibration detection unit surrounded by the peripheral wall.
When the close contact with the support shaft portion is formed, the terminal portion of the terminal, before being formed integrally with a substantially ring-shaped base portion which is pressed against the electrode surface of the piezoelectric element
The axially extending from the outer peripheral end of the base portion between the vibration detecting portion and the peripheral wall of the base, and the connecting cylinder portion of the connector surrounds the tip portion of the terminal portion in the axial direction. A vibration sensor characterized by being extended to. 【請求項２】前記ベースの前記周壁は、前記コネクタの
基体部に埋設されている請求項１記載の振動センサ。2. The peripheral wall of the base is the connector of the connector.
The vibration sensor according to claim 1, wherein the vibration sensor is embedded in the base portion . 【請求項３】前記コネクタ以外の前記各部品を組付けた
サブアセンブリを金型内にセットした後、前記支持軸
部、ウエイト及び圧電素子の露出表面に面するキャビテ
ィに樹脂を注入して前記コネクタを形成する請求項２記
載の振動センサの製造方法。3. A subassembly in which each of the parts other than the connector is assembled is set in a mold, and then a resin is injected into a cavity facing the exposed surface of the support shaft portion, the weight and the piezoelectric element. The method for manufacturing a vibration sensor according to claim 2, wherein a connector is formed.