JP7027251B2 - Knocking sensor - Google Patents
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Description
本発明は、圧電素子を用いたノッキングセンサに関する。 The present invention relates to a knocking sensor using a piezoelectric element.
自動車等の内燃機関のノッキング現象を検出するノッキングセンサが知られており、ノッキングセンサの検出に応じて点火プラグの点火時期の遅角制御が行われている。
上記したノッキングセンサとして、内燃機関のシリンダブロック等へ取付けるための取付孔を中心部に有する、いわゆるセンターホール式非共振型のノッキングセンサが知られている。このノッキングセンサは、筒状部と筒状部の一端に位置する鍔部とを有する主体金具を備え、筒状部の外周に鍔部側から順に、それぞれ環状の絶縁部材、圧電素子、ウェイト、及びナットを嵌め込んで構成されている。そして、筒状部の外周面の雄ネジ部にナットを螺合することによりウェイトを係止し、鍔部とウェイトとの間に圧電素子を挟んで固定している。さらに、主体金具に絶縁部材、圧電素子、ウェイト等を組み付けた内部部品全体が樹脂によって被覆されることで、ノッキングセンサは構成されている。なお、筒状部の内面が上記した取付孔となっている(特許文献1)。
又、筒状部の外周面を塑性変形して突出させ、ウェイトを筒状部に係止する技術も開示されている(特許文献2)。
A knocking sensor that detects a knocking phenomenon of an internal combustion engine of an automobile or the like is known, and the retard angle control of the ignition timing of the spark plug is performed according to the detection of the knocking sensor.
As the knocking sensor described above, a so-called center hole type non-resonant type knocking sensor having a mounting hole for mounting on a cylinder block or the like of an internal combustion engine at the center is known. This knocking sensor is provided with a main metal fitting having a cylindrical portion and a flange portion located at one end of the tubular portion, and an annular insulating member, a piezoelectric element, and a weight are provided on the outer periphery of the tubular portion in order from the flange portion side. And a nut is fitted. Then, the weight is locked by screwing a nut into the male screw portion on the outer peripheral surface of the tubular portion, and the piezoelectric element is sandwiched and fixed between the flange portion and the weight. Further, the knocking sensor is configured by covering the entire internal component in which the insulating member, the piezoelectric element, the weight, etc. are assembled to the main metal fitting with the resin. The inner surface of the tubular portion is the mounting hole described above (Patent Document 1).
Further, there is also disclosed a technique of plastically deforming and projecting the outer peripheral surface of the tubular portion to lock the weight to the tubular portion (Patent Document 2).
ところで、近年、ノッキングセンサの検出出力の向上が求められており、その方策として、ウェイトの重量増で振動を大きくさせることや、圧電素子の材料に鉛を含ませて検出値を増大させることが考えられる。
しかしながら、更に高い出力を求める場合、これらの方策では不十分である。
そこで、本発明は、検出出力を向上させたノッキングセンサの提供を目的とする。
By the way, in recent years, improvement of the detection output of the knocking sensor has been required, and as a countermeasure, it is possible to increase the vibration by increasing the weight of the weight or to increase the detection value by including lead in the material of the piezoelectric element. Conceivable.
However, these measures are not sufficient when higher output is required.
Therefore, an object of the present invention is to provide a knocking sensor with improved detection output.
上記課題を解決するため、本発明の第1の態様のノッキングセンサは、軸線方向に延び、筒状部と該筒状部の一端側に位置し、筒状部の周方向外側に向かって突出する鍔部とを有する主体金具と、前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部に面する側と反対側に天面を有する環状のウェイトと、前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部と前記ウェイトとの間に挟まれる環状の圧電素子と、前記鍔部と前記圧電素子との間に介在する絶縁体とを備えたノッキングセンサであって、前記筒状部の外周面には、前記筒状部の内面から周方向外側に向かって塑性変形しつつ突出し、前記ウェイトの天面に直接又は他部材を介して接して該ウェイトを係止する突出部が設けられ、前記筒状部は、前記突出部と前記鍔部との間に前記軸線方向に延びる延設部を有し、該延設部には最大厚みを有する最大厚み部と、前記最大厚みよりも厚みが薄い薄肉部が形成され、前記延設部と前記ウェイトとの間には合成樹脂が充填されてなる。 In order to solve the above problems, the knocking sensor according to the first aspect of the present invention extends in the axial direction, is located on the cylindrical portion and one end side of the tubular portion, and protrudes outward in the circumferential direction of the tubular portion. A main metal fitting having a flange portion, an annular weight having a top surface on the side opposite to the side facing the flange portion, and an annular weight fitted on the outer periphery of the tubular portion. A knocking sensor including an annular piezoelectric element sandwiched between the flange portion and the weight and an insulator interposed between the flange portion and the piezoelectric element, and is an outer peripheral surface of the cylindrical portion. Is provided with a protruding portion that protrudes from the inner surface of the tubular portion toward the outside in the circumferential direction while being plastically deformed, and is in contact with the top surface of the weight directly or via another member to lock the weight. The tubular portion has an extension portion extending in the axial direction between the protrusion portion and the flange portion, and the extension portion has a maximum thickness portion having a maximum thickness and a thickness greater than the maximum thickness. A thin thin-walled portion is formed , and a synthetic resin is filled between the extended portion and the weight .
このノッキングセンサによれば、筒状部のウェイトの固定位置である突出部と、鍔部との間の延設部に、最大厚み部と、これよりも厚みが薄く剛性の低い薄肉部が介在し、ウェイトが振動すると薄肉部が撓んで振動を増幅するので、ウェイトを重量増しなくても検出出力を向上させることができる。又、低出力の圧電素子(例えば、鉛フリー圧電素子)を使用したセンサの出力を向上させることができる。 According to this knocking sensor, a maximum thickness portion and a thin portion thinner and less rigid are interposed in the extending portion between the protruding portion, which is the fixed position of the weight of the tubular portion, and the flange portion. However, when the weight vibrates, the thin portion bends and the vibration is amplified, so that the detection output can be improved without increasing the weight of the weight. Further, it is possible to improve the output of the sensor using a low output piezoelectric element (for example, a lead-free piezoelectric element).
又、本発明の第2の態様のノッキングセンサは、軸線方向に延び、筒状部と該筒状部の一端側に位置し、筒状部の周方向外側に向かって突出する鍔部とを有する主体金具と、前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部に面する側と反対側に天面を有する環状のウェイトと、前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部と前記ウェイトとの間に挟まれる環状の圧電素子と、前記鍔部と前記圧電素子との間に介在する絶縁体とを備えたノッキングセンサであって、前記筒状部の外周面には、雄ネジ部が設けられ、さらに該雄ネジ部にネジ止めされて前記ウェイトの天面に接することで該ウェイトを係止するナットを備え、前記筒状部は、前記雄ネジ部において前記軸線方向に最も前記鍔部側の部位である雄ネジ部先端と前記鍔部との間に前記軸線方向に延びる延設部を有し、該延設部には最大厚みを有する最大厚み部と、前記最大厚みよりも厚みが薄い薄肉部が形成され、前記延設部と前記ウェイトとの間には合成樹脂が充填されてなる。
Further, the knocking sensor of the second aspect of the present invention extends in the axial direction and has a cylindrical portion and a flange portion located on one end side of the tubular portion and projecting outward in the circumferential direction of the tubular portion. The main metal fitting to be held, an annular weight fitted on the outer periphery of the tubular portion and having a top surface on the side opposite to the side facing the flange portion, and an annular weight fitted on the outer periphery of the tubular portion, the flange portion and the said A knocking sensor including an annular piezoelectric element sandwiched between a weight and an insulator interposed between the flange portion and the piezoelectric element, and a male screw is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion. A portion is provided, further provided with a nut that is screwed to the male screw portion and is screwed to the top surface of the weight to lock the weight, and the cylindrical portion is the most axially oriented in the male screw portion. An extension portion extending in the axial direction is provided between the tip of the male screw portion, which is a portion on the flange portion side, and the flange portion, and the extension portion has a maximum thickness portion having a maximum thickness and a maximum thickness portion. A thin-walled portion having a thickness thinner than that is formed , and a synthetic resin is filled between the extending portion and the weight .
このノッキングセンサによれば、筒状部のウェイトの固定位置近傍の雄ネジ部先端と、鍔部との間の延設部に、最大厚み部と、これよりも厚みが薄く剛性の低い薄肉部が介在し、ウェイトが振動すると薄肉部が撓んで振動を増幅するので、ウェイトを重量増しなくても検出出力を向上させることができる。又、低出力の圧電素子(例えば、鉛フリー圧電素子)を使用したセンサの出力を向上させることができる。 According to this knocking sensor, there is a maximum thickness part and a thin part that is thinner and less rigid than the maximum thickness part in the extension part between the tip of the male screw part near the fixed position of the weight of the tubular part and the flange part. When the weight vibrates, the thin portion bends and the vibration is amplified, so that the detection output can be improved without increasing the weight of the weight. Further, it is possible to improve the output of the sensor using a low output piezoelectric element (for example, a lead-free piezoelectric element).
本発明のノッキングセンサにおいて、前記薄肉部が前記鍔部に繋がってもよい。
このノッキングセンサによれば、筒状部から切削等の加工で薄肉部を形成する場合に、鍔部の上面を位置合わせに利用できるので、加工が容易になる。
In the knocking sensor of the present invention, the thin-walled portion may be connected to the flange portion.
According to this knocking sensor, when a thin-walled portion is formed from a tubular portion by cutting or the like, the upper surface of the flange portion can be used for alignment, so that the machining becomes easy.
本発明のノッキングセンサにおいて、前記薄肉部の厚みが前記最大厚みの1/2以上であってもよい。
このノッキングセンサによれば、薄肉部の強度や耐久性の確保が要求される場合に対応できる。
In the knocking sensor of the present invention, the thickness of the thin portion may be ½ or more of the maximum thickness.
According to this knocking sensor, it is possible to cope with a case where it is required to secure the strength and durability of the thin-walled portion.
本発明のノッキングセンサにおいて、前記延設部の前記軸線方向の長さに対し、前記薄肉部の前記軸線方向の長さが1/2以下であってもよい。
このノッキングセンサによれば、薄肉部の強度や耐久性の確保が要求される場合に対応できる。
In the knocking sensor of the present invention, the length of the thin-walled portion in the axial direction may be ½ or less with respect to the length of the extended portion in the axial direction.
According to this knocking sensor, it is possible to cope with a case where it is required to secure the strength and durability of the thin-walled portion.
この発明によれば、検出出力を向上させたノッキングセンサが得られる。 According to the present invention, a knocking sensor having an improved detection output can be obtained.
まず、図1~図4を参照し、本発明の第1の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Aについて説明する。
図1はノッキングセンサ1Aの外観を示し、図2はノッキングセンサ1Aを軸方向に破断した断面図を示し、図3はノッキングセンサ1Aの内部構造の分解図を示し、図4はノッキングセンサ1Aの変形例の部分拡大断面図を示している。
図1において、ノッキングセンサ1Aは、内燃機関のシリンダブロック等へ取付けるための取付孔11(図2参照)を中心部に有する、いわゆるセンターホール式非共振型のノッキングセンサである。ノッキングセンサ1Aは、樹脂モールド材料である合成樹脂(例えばナイロン66)製のケース3により覆われている。このケース3は、上部がテーパ状に成形された円柱形状の素子収納部5と、図示しない点火時期制御装置からのコネクタを接続するコネクタ部7とから構成されている。
First, the
FIG. 1 shows the appearance of the
In FIG. 1, the
図2及び図3に示すように、ノッキングセンサ1Aは、軸線O方向に延び、金属材料(例えばSPHD、SWCH25K)からなる主体金具9を備えており、主体金具9は、ボルトを挿通するための取付孔11を有する円筒形状の筒状部13と、筒状部13の一端側(図1の下側)にて外周面から周方向外側に張り出す鍔部15とを有している。
この主体金具9の鍔部15の厚み方向の一面(図1の上面)側には、筒状部13の外周に嵌められる環状(円筒形状)で、圧電セラミックス(例えばPZT)からなる圧電素子17が載置されている。
また、圧電素子17の上面側には、筒状部13の外周に嵌められる環状(円筒形状)で、錘としての効果を発揮する比重を有する金属材料(例えばSMF4050)からなるウェイト19が載置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
On one side (upper surface in FIG. 1) of the
Further, on the upper surface side of the
鍔部15と圧電素子17との間、及びウェイト19と圧電素子17との間、即ち圧電素子17の厚み方向の両側には、導電材料(例えば黄銅)からなる出力端子21、23が、それぞれ圧電素子17と接するように配置されている。なお、出力端子21、23のうち圧電素子17と接する部分は環状である。
また、鍔部15と出力端子21との間、及び出力端子23とウェイト19との間には、絶縁性を有するフィルム状の合成樹脂(例えばPET)からなる環状の絶縁体25、27がそれぞれ配置され、出力端子21、23が主体金具9の鍔部15やウェイト19と短絡しないようにされている。
Further, between the
なお、圧電素子17とウェイト19と出力端子21、23(環状部分)と絶縁体25、27との内周面と、筒状部13の外周面との間には、環状の空間20が形成されており、この環状の空間20にも上記合成樹脂が充填されている。更に、主体金具9には、金属材料(例えばSK-5M)からなり、ウェイト19を鍔部15方向(同図下方)へ押圧する環状の板バネ29が取り付けられている。
板バネ29は、外周面から円錐台状に斜めに立ち上がり、径方向内側へ向かって水平に延びる形状になっていて、この水平部の中央が開口する。
なお、ウェイト19の上面(図1の上面)19aに板バネ29の下面の少なくとも一部が接しており、ウェイト19の上面19aが特許請求の範囲の「天面」に相当する。又、板バネ29が特許請求の範囲の「他部材」に相当する。又、鍔部15と出力端子21との間の絶縁体25が特許請求の範囲の「絶縁体」に相当する。
An
The
At least a part of the lower surface of the
さらに、板バネ29の上側の位置において、筒状部13の外周面には、筒状部13の内面13aから周方向外側に向かって塑性変形して突出する突出部13pが設けられている。又、突出部13pに対応する筒状部13の内面13aには凹部13rが形成されている。
そして、突出部13pが板バネ29の上面に接することによって、板バネ29が下方に押圧され、さらに板バネ29の弾性力によりウェイト19が係止され、ウェイト19と鍔部15との間の積層構造体(圧電素子17、出力端子21、23、絶縁体25、27)が主体金具9に固定される。
つまり、本実施形態においては、突出部13pが板バネ29を介してウェイト19の天面19aに接し、主体金具9の鍔部15に向けてウェイト19を押圧するようにして、ウェイト19を間接的に主体金具9に係止している。
なお、突出部13pは、筒状部13の外周面から0.1~0.2mm程度突出していればよい。
Further, at the position above the
Then, when the protruding
That is, in the present embodiment, the protruding
The protruding
以上のように、ナットを用いず、筒状部13に設けた突出部13pによってウェイト19を主体金具9に係止することで、ナットの部品コストを削減し、ノッキングセンサ1Aのコストを低下することができる。
As described above, by locking the
ここで、図2に示すように、筒状部13は、突出部13pの下面と、鍔部15の上面との間に軸線O方向に延びる延設部R1を有している。そして、延設部R1には最大厚みt1を有する最大厚み部W1と、最大厚みt1よりも厚みt2が薄い薄肉部W2が形成されている。
このようにすると、筒状部13のウェイト19の固定位置である突出部13pと、鍔部15との間の延設部R1に、最大厚み部W1とこれよりも厚みt2が薄く剛性の低い薄肉部W2が介在し、ウェイト19が振動すると薄肉部W2が撓んで振動を増幅するので、ウェイト19を重量増しなくても検出出力を向上させることができる。又、低出力の圧電素子(例えば、鉛フリー圧電素子)を使用したセンサの出力を向上させることができる。
なお、延設部R1は、軸線O方向に沿って突出部13pのうち最も鍔部15側の位置と、鍔部15のうち最も突出部13p側の位置との間の領域である。
Here, as shown in FIG. 2, the
By doing so, the maximum thickness portion W1 and the thickness t2 are thinner and the rigidity is lower in the extending portion R1 between the protruding
The extending portion R1 is a region along the axis O direction between the position of the protruding
なお、本実施形態では、薄肉部W2の厚みt2が最大厚みt1の1/2以上である。このようにすると、薄肉部W2の強度や耐久性の確保が要求される場合に対応できる。
また、本実施形態では、延設部R1の軸線O方向の長さに対し、薄肉部W2の軸線O方向の長さが1/2以下である。このようにすると、薄肉部W2の強度や耐久性の確保が要求される場合に対応できる。
In this embodiment, the thickness t2 of the thin portion W2 is ½ or more of the maximum thickness t1. By doing so, it is possible to cope with the case where it is required to secure the strength and durability of the thin-walled portion W2.
Further, in the present embodiment, the length of the thin portion W2 in the axis O direction is ½ or less with respect to the length of the extension portion R1 in the axis O direction. By doing so, it is possible to cope with the case where it is required to secure the strength and durability of the thin-walled portion W2.
なお、図2の薄肉部W2は、延設部R1の軸線O方向の中央部付近で筒状部13の外周面から段状に縮径し、薄肉部W2が軸線O方向のどの位置でも同径となっている。
但し、例えば図4の変形例に示すように、延設部R1の厚みが軸線O方向に沿って変化してもよく、この場合は、最小厚みt2を有する部位を薄肉部W2とみなす。
The thin-walled portion W2 in FIG. 2 has a stepwise reduced diameter from the outer peripheral surface of the
However, for example, as shown in the modified example of FIG. 4, the thickness of the extending portion R1 may change along the axis O direction, and in this case, the portion having the minimum thickness t2 is regarded as the thin-walled portion W2.
次に、図5~図6を参照し、本発明の第2の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Bについて説明する。
図5はノッキングセンサ1Bを軸方向に破断した断面図を示し、図6はノッキングセンサ1Bの内部構造の分解図を示している。
なお、第2の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Bは、突出部13pを設けるのではなく、主体金具9Bの筒状部13Bに雄ネジ部13sを設けると共に、雄ネジ部13sにネジ止めされるナット31を設けた点が、第1の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Aと異なるが、その他の構成は同一であるので同一構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
Next, the knocking
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the knocking
The knocking
図5において、主体金具9Bの筒状部13Bの後端側の外面に雄ネジ部13sが設けられている。そして、板バネ29の上部にナット31が配置され、ナット31は雄ネジ部13sにネジ止めされている。
従って、ナット31を締め付けることで、板バネ29が下方に押圧され、さらに板バネ29の弾性力によりウェイト19が係止され、ウェイト19と鍔部15Bとの間の積層構造体(圧電素子17、出力端子21、23、絶縁体25、27)が主体金具9に固定される。
このように、ナットを用いてウェイト19を主体金具9Bに係止することで、突出部13pを形成するための特別な装置や治具を用いずに、組み付けができる。
In FIG. 5, a
Therefore, by tightening the
In this way, by locking the
ここで、図5に示すように、筒状部13Bは、雄ネジ部13sにおいて軸線O方向に最も鍔部15B側の部位である雄ネジ部先端と、鍔部15Bの上面との間の延設部R1に、雄ネジ部13sにおける最小厚みをなす最大厚みt3よりも厚みt4が薄い薄肉部W3が形成されている。
この場合も、筒状部13Bのウェイト19の固定位置近傍の雄ネジ部13s先端と、鍔部15Bの上面との間に、軸線O方向に延びる延設部R1を有している。そして、延設部R1には最大厚みt3を有する最大厚み部W3と、最大厚みt3よりも厚みt4が薄い薄肉部W4が形成されている。
このようにすると、延設部R1に、最大厚み部W3と、これよりも厚みt4が薄く剛性の低い薄肉部W4が介在し、ウェイト19が振動すると薄肉部W4が撓んで振動を増幅するので、ウェイト19を重量増しなくても検出出力を向上させることができる。又、低出力の圧電素子(例えば、鉛フリー圧電素子)を使用したセンサの出力を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 5, the
Also in this case, there is an extension portion R1 extending in the axis O direction between the tip of the
In this way, the maximum thickness portion W3 and the thin-walled portion W4 having a thinner thickness t4 and lower rigidity are interposed in the extending portion R1, and when the
なお、最大厚みt3は、雄ネジ部13sの谷部の厚みである。
又、本実施形態では、薄肉部W4が鍔部15Bの上面に繋がっている。このようにすると、筒状部13Bから切削等の加工で薄肉部W4を形成する場合に、鍔部15Bの上面を位置合わせに利用できるので、加工が容易になる。
又、振れ幅を大きくしてセンサの出力を向上させる点からは、図5のように、延設部R1においてウェイト19から一番離れた鍔部15との境目に薄肉部W4が位置するのが良い。
The maximum thickness t3 is the thickness of the valley portion of the
Further, in the present embodiment, the thin-walled portion W4 is connected to the upper surface of the
Further, from the viewpoint of increasing the swing width to improve the output of the sensor, as shown in FIG. 5, the thin-walled portion W4 is located at the boundary between the extension portion R1 and the
次に、図7を参照し、本発明の第1の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Aの製造方法の一例を説明する。
まず、主体金具粗形材9xを用意する。この主体金具粗形材9xは、内面13aに凹部13rが形成されず、外周面に突出部13pが形成されていない筒状部13xと、筒状部13xの一端側(下側)に上述の鍔部15とを有している(図3参照)。そして、筒状部13xの外周側に嵌めるようにして、鍔部15上に、絶縁部材25、出力端子21、圧電素子17、出力端子23、絶縁部材27、ウェイト19、板バネ29を順次載置する。
さらに、筒状部13xの内面に、鍔部15側(下方)からプレス治具110を挿入する(図7(a))。プレス治具110は、4つの切り欠き部によって4つに分割された個片から構成され、各個片の下端側に位置する張出部110fを1つの環状保持リング140によって保持させた集合体より形成されており、内側に後述するピストン130を内挿可能な略円形の孔を有する略円筒状の形態をなしている。なお、プレス治具110を構成する各個片の張出部110fが鍔部15の下面に当接して挿入深さを位置決めするようになっている。
Next, with reference to FIG. 7, an example of a method for manufacturing the knocking
First, the main metal fitting rough shape material 9x is prepared. The main metal fitting rough material 9x has a tubular portion 13x in which a
Further, the
又、プレス治具110(各個片)の上端側には周方向外側に突出する凸部110pと、軸方向に延びる4つの切り欠き部(図示せず)とが形成されており、凸部110pは切り欠き部で周方向に4つに分離されている。従って、切り欠き部が閉じたり開いたりすることにより、凸部110pが周方向に縮径及び拡径可能になっていて、プレス治具110を筒状部13xの内面に挿入した際には筒状部13xの内面に押圧されて凸部110pが周方向に縮径する。
Further, on the upper end side of the press jig 110 (each piece), a
次に、円筒ピン120を上方から下ろし、円筒ピン120の下面にて板バネ29を押圧し、板バネ29の上面が水平になるように弾性変形させる(図7(b))。
次に、円筒ピン120を下ろした状態で、プレス治具110の上端側(プレス治具110の内側の孔)に、上方からピストン130を挿入する(図7(c))。ピストン130は先端に向かって狭まるテーパ状をなし、プレス治具110にピストン130を挿入すると、プレス治具110の上端側が押し広げられ、各個片が周方向外側に向かって移動し、凸部110pが拡径する(図7(d))。
Next, the
Next, with the
このため、凸部110pに接する筒状部13xの内面が周方向外側に向かって塑性変形して突出し、凹部13rを形成する。この際、凹部13rの位置(すなわち、凸部110pの位置)は、押圧された状態の板バネ29の上面とほぼ同一であるので、板バネ29の上面側に突出部13pが形成される。そして、円筒ピン120を離すと、板バネ29が弾性的に戻り、突出部13pに接しながら板バネ29の弾性力によりウェイト19の天面19aを鍔部15側へ押圧し、上述の積層構造体が主体金具9に固定される。
このようにしてノッキングセンサ1Aを組み立てた後、主体金具9を含む上述の積層構造体を覆うように樹脂モールド材料(合成樹脂)を射出し固化させることにより、ケース3を形成し、ノッキングセンサ1Aが完成する。
Therefore, the inner surface of the tubular portion 13x in contact with the
After assembling the knocking
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
薄肉部の断面形状や厚みは特に限定されない。
絶縁体の種類としては、上述のフィルム状の合成樹脂の他、セラミック材でもよく、絶縁性接着剤を塗布してもよい。又、上記実施形態では、突出部13pが板バネ29を介してウェイト19の天面19aに接し、ウェイト19を係止したが、これは合成樹脂製の絶縁体25、27が熱クリープにより薄くなって軸方向に隙間が生じることから、この隙間を板バネ29の弾性変形で埋めるためである。一方、熱クリープが生じないセラミック等の絶縁体を用いる場合には、板バネ29を用いず、突出部13pをウェイト19の天面19aに直接接しさせてウェイト19を係止してもよい。
板バネ29に代えて、環状の皿バネを他部材に用いてもよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments and extends to various modifications and equivalents included in the idea and scope of the present invention.
The cross-sectional shape and thickness of the thin-walled portion are not particularly limited.
As the type of the insulator, in addition to the above-mentioned film-shaped synthetic resin, a ceramic material may be used, or an insulating adhesive may be applied. Further, in the above embodiment, the protruding
Instead of the
図2に示す構造の第1の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1A、及び図5に示す構造の第2の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Bを、それぞれ薄肉部W2,W4の厚みt2、t4を変えて複数製造した。
又、比較のため、それぞれ薄肉部W2,W4を設けない従来のノッキングセンサを製造した。
得られた各ノッキングセンサにつき、一定の振動を与えてセンサの出力電圧を測定した。
そして、センサの出力電圧を、従来のノッキングセンサの出力電圧を1としたときの相対値で求めた。
The knocking
Further, for comparison, a conventional knocking sensor without thin-walled portions W2 and W4, respectively, was manufactured.
For each of the obtained knocking sensors, a constant vibration was applied and the output voltage of the sensor was measured.
Then, the output voltage of the sensor was obtained as a relative value when the output voltage of the conventional knocking sensor was 1.
図8は、第1の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Aの(最大厚みt1/薄肉部W2の厚みt2)を横軸とし、センサの出力電圧の相対値を縦軸としたときのデータを示す。なお、薄肉部が無い従来のノッキングセンサの場合、t1/t2=1である。
同様に、図9は、第2の態様の実施形態に係るノッキングセンサ1Bの(最大厚みt3/薄肉部W3の厚みt4)を横軸とし、センサの出力電圧の相対値を縦軸としたときのデータを示す。なお、薄肉部が無い従来のノッキングセンサの場合、t3<t4であるので、t1/t2<1である。
図8、図9から明らかなように、薄肉部を設けることで、薄肉部の無い従来のセンサに比べ、センサの出力電圧が向上することがわかる。又、薄肉部の厚みを薄くするほど、センサの出力電圧がさらに向上することがわかる。
(t1/t2)≦1.3、かつ(t3/t4)≦1.3であると、センサの出力電圧が確実に向上する。
FIG. 8 shows data when the (maximum thickness t1 / thickness t2 of the thin portion W2) of the knocking
Similarly, FIG. 9 shows the case where the (maximum thickness t3 / thickness t4 of the thin portion W3) of the knocking
As is clear from FIGS. 8 and 9, it can be seen that the output voltage of the sensor is improved by providing the thin-walled portion as compared with the conventional sensor having no thin-walled portion. Further, it can be seen that the output voltage of the sensor is further improved as the thickness of the thin portion is reduced.
When (t1 / t2) ≦ 1.3 and (t3 / t4) ≦ 1.3, the output voltage of the sensor is surely improved.
1A、1B ノッキングセンサ
9、9B 主体金具
13、13B 筒状部
13p 突出部
13s 雄ネジ部
15、15B 鍔部
17 圧電素子
19 ウェイト
19a ウェイトの天面
25 絶縁体
29 他部材
31 ナット
O 軸線
P1、P2 接点の最先端の部位
R1 延設部
W1、W3 最大厚み部
W2、W4 薄肉部
t1、t3 最大厚み
t2、t4 薄肉部の厚み
1A,
Claims (5)
前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部に面する側と反対側に天面を有する環状のウェイトと、
前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部と前記ウェイトとの間に挟まれる環状の圧電素子と、
前記鍔部と前記圧電素子との間に介在する絶縁体とを備えたノッキングセンサであって、
前記筒状部の外周面には、前記筒状部の内面から周方向外側に向かって塑性変形しつつ突出し、前記ウェイトの天面に直接又は他部材を介して接して該ウェイトを係止する突出部が設けられ、
前記筒状部は、前記突出部と前記鍔部との間に前記軸線方向に延びる延設部を有し、該延設部には最大厚みを有する最大厚み部と、前記最大厚みよりも厚みが薄い薄肉部が形成され、
前記延設部と前記ウェイトとの間には合成樹脂が充填されてなるノッキングセンサ。 A main metal fitting that extends in the axial direction and has a cylindrical portion and a flange portion that is located on one end side of the tubular portion and protrudes outward in the circumferential direction of the tubular portion.
An annular weight that is fitted around the outer circumference of the tubular portion and has a top surface on the side opposite to the side facing the flange portion.
An annular piezoelectric element fitted to the outer periphery of the tubular portion and sandwiched between the flange portion and the weight.
A knocking sensor provided with an insulator interposed between the flange portion and the piezoelectric element.
The outer peripheral surface of the tubular portion protrudes from the inner surface of the tubular portion while being plastically deformed toward the outside in the circumferential direction, and is in contact with the top surface of the weight directly or via another member to lock the weight. Protruding part is provided,
The tubular portion has an extension portion extending in the axial direction between the protrusion portion and the flange portion, and the extension portion has a maximum thickness portion having a maximum thickness and a thickness greater than the maximum thickness. A thin thin part is formed ,
A knocking sensor in which a synthetic resin is filled between the extension portion and the weight .
前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部に面する側と反対側に天面を有する環状のウェイトと、
前記筒状部の外周に嵌め込まれ、前記鍔部と前記ウェイトとの間に挟まれる環状の圧電素子と、
前記鍔部と前記圧電素子との間に介在する絶縁体とを備えたノッキングセンサであって、
前記筒状部の外周面には、雄ネジ部が設けられ、さらに該雄ネジ部にネジ止めされて前記ウェイトの天面に接することで該ウェイトを係止するナットを備え、
前記筒状部は、前記雄ネジ部において前記軸線方向に最も前記鍔部側の部位である雄ネジ部先端と前記鍔部との間に前記軸線方向に延びる延設部を有し、該延設部には最大厚みを有する最大厚み部と、前記最大厚みよりも厚みが薄い薄肉部が形成され、
前記延設部と前記ウェイトとの間には合成樹脂が充填されてなるノッキングセンサ。 A main metal fitting that extends in the axial direction and has a cylindrical portion and a flange portion that is located on one end side of the tubular portion and protrudes outward in the circumferential direction of the tubular portion.
An annular weight that is fitted around the outer circumference of the tubular portion and has a top surface on the side opposite to the side facing the flange portion.
An annular piezoelectric element fitted to the outer periphery of the tubular portion and sandwiched between the flange portion and the weight.
A knocking sensor provided with an insulator interposed between the flange portion and the piezoelectric element.
A male screw portion is provided on the outer peripheral surface of the tubular portion, and a nut that is screwed to the male screw portion and is in contact with the top surface of the weight to lock the weight is provided.
The tubular portion has an extension portion extending in the axial direction between the tip of the male screw portion, which is the portion of the male screw portion closest to the flange portion in the axial direction, and the flange portion. A maximum thickness portion having a maximum thickness and a thin wall portion thinner than the maximum thickness are formed in the setting portion.
A knocking sensor in which a synthetic resin is filled between the extension portion and the weight .
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