JPH0763603A - 振動センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組付けの作業性に優れた振動センサを提供す
る。 【構成】 センサハウジング２は、上端部に形成したか
しめ部３に続けてキャップ嵌着孔４が連成され、該キャ
ップ嵌着孔４の中心に軸部５が一体成形される。該軸部
５の先端部には雄ネジ６が設けられる。軸部５には、先
ずインシュレータ８を装着する。そして、下側の電極板
１１、圧電素子１５、上側の電極板１７、リング状イン
シュレータ２１、ウエイト２２、ウエーブワッシャ２３
の順に前記インシュレータ８の筒体１０に挿通し、先端
部の雄ネジ６に締付ナット２４を螺合して挟持する。ウ
エイト２２に雌ネジを形成することにより、締付ナット
２４を省略できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、センサハウジング内に
挟持した圧電素子により機械的振動を電気信号に変換し
て端子から外部に取出す振動センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−２１８９２７号公報に記載さ
れるような環状圧電素子を、ウエイトとともに取付ボル
トに挿通し、該取付ボルトをケースにねじ込んで固定し
たノッキングセンサーが実開昭５８−１８０４２７号公
報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ノッキングセンサ
ーの組付けに際しては、挿通した圧電素子、ウエイト等
が抜け落ちないように支えるとともに、取付ボルトを反
転してケースにねじ込むため、組付けの作業性が悪く効
率的でないという問題点があった。本発明は上記問題点
を解決するためになされたもので、組付けの作業性に優
れた振動センサを提供することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の振動センサは、センサハウジング内に挟持し
た圧電素子により機械的振動を電気信号に変換して端子
から外部に取出す振動センサにおいて、前記センサハウ
ジングに軸部を一体成形するとともに先端部に雄ネジを
設け、少なくとも圧電素子とウエイトを前記軸部に挿通
して、前記雄ネジに螺合する締付ナットにより挟持した
ことを特徴とする。

【０００５】

【作用】上記構成の振動センサの少なくとも圧電素子と
ウエイトは、センサハウジングに一体成形した軸部に挿
通され、該軸部の先端部に形成した雄ネジに締付ナット
を螺合して締め付けることにより挟持される。また、前
記ウエイト形成した雌ネジを前記雄ネジに螺合するよう
にして前記締付ナットを省略することができる。

【０００６】

【実施例】本発明の第１実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は振動センサ１の断面図である。図１に示すよ
うにセンサハウジング２は、上端部に形成したかしめ部
３に続けてキャップ嵌着孔４が連成され、該キャップ嵌
着孔４の中心に軸部５が一体成形される。該軸部５の先
端部には雄ネジ６が設けられる。そして、センサハウジ
ング２の底面から突出する取付用雄ネジ７が形成されて
いる。

【０００７】軸部５には、先ずインシュレータ８を装着
する。インシュレータ８は図２に示すように、キャップ
嵌着孔４内に装着される絶縁性のリング状基盤９と、前
記軸部５の外周を覆う絶縁性の筒体１０とから形成され
ている。そして、下側の電極板１１、圧電素子１５、上
側の電極板１７、リング状インシュレータ２１、ウエイ
ト２２、ウエーブワッシャ２３の順に前記筒体１０に挿
通し、先端部の雄ネジ６に締付ナット２４を螺合して挟
持する。

【０００８】図３は下側の電極板１１、圧電素子１５及
び上側の電極板１７の斜視図である。下側の電極板１１
はリング状の導電性金属板１２に端子接続部１３を形成
し、該端子接続部１３に当接突部１４が設けてある。圧
電素子１５は、中心に軸挿通孔１６を設けた円盤状のＰ
ＺＴ素子であり、厚さ方向に一様に分極されている。ま
た、上側の電極板１７はリング状の導電性金属板１８か
ら下向きに折曲され、さらに逆向きに折曲されて水平姿
勢となる端子接続部１９が設けられ、該折曲部１９に当
接突部２０が設けてある。リング状インシュレータ２１
は、上側の電極板１７とウエイト２２との間を絶縁す
る。上記下側の電極板１１の当接突部１４と上側の電極
板１７の当接突部２０とは、径方向で対向するように位
置決めされる。

【０００９】前記キャップ嵌着孔４に嵌着されるキャッ
プ２５は、樹脂成形によりキャップ部２６、フランジ部
２７及びコネクタ連結部２８が一体成形される。そし
て、キャップ部２６の形状に沿って折曲される一対の端
子２９ａ，２９ｂが埋設されている。端子２９ａ，２９
ｂはコネクタ連結部２８の連結凹部２８ａ内に一端部を
突出し、他端の先端部に形成した当接部３０ａ，３０ｂ
を径方向で対向させキャップ部２６の下端に露出させ
る。キャップ２５はフランジ部２７の下端にＯリング３
１を嵌め、該フランジ部２７にセンサハウジング２のか
しめ部３をかしめて嵌着されるが、図示しない位置決め
突部等を用いて位置決めすることにより、当接部３０
ａ，３０ｂは前記下側の電極板１１及び上側の電極板１
７の当接突部１４及２０にそれぞれ当接される。

【００１０】上記構成の振動センサ１は、軸部５がセン
サハウジング２に一体成形されていることにより、取付
ボルトが必要でなくなる。従って、組み付けに際して取
付ボルトにインシュレータ８や下側の電極板１１、圧電
素子１５、上側の電極板１７、リング状インシュレータ
２１、ウエイト２２、ウエーブワッシャ２３等を挿通す
るとともに、それらの各部品が抜け落ちないように反転
させてセンサハウジング２にねじ込む工程を省略でき、
一方向組み付けにより作業性が向上するとともに、自動
化が可能になる等の利点がある。また、端子２９ａ，２
９ｂがコネクタ連結部２８の連結凹部２８ａ内に突出す
る部分と、キャップ部２６の下端に露出する当接部３０
ａ，３０ｂを除いて、キャップ部２６内に埋設されてい
るから、振動検出の際端子の振動が抑えられ前記当接部
３０ａ，３０ｂと下側及び上側の電極板１１、１７の当
接突部１４、２０との接触が確保でき、振動センサの信
頼性を高めることができる利点がある。

【００１１】図４は第１実施例の変形例を示す振動セン
サ４１の断面図である。前記第１実施例と同様に、先ず
センサハウジング４２に一体成形した軸部４５にインシ
ュレータ４８を装着する。そして、インシュレータ４８
の筒部５０に下側の電極板５１、圧電素子５５、上側の
電極板５７、リング状インシュレータ６１、ウエイト６
２の順に挿通し、先端部の雄ネジ４６に締付ナット６４
を螺合して挟持する。圧電素子５５の両面に接触配置さ
れる下側の電極板５１と上側の電極板５７は、図５に示
すようにそれぞれ導電性金属板からリング状の電極部５
１ａ、５７ａと直線状の端子部５１ｂ、５７ｂを打ち抜
き、該端子部５１ｂ、５７ｂを折曲して形成したもので
ある。

【００１２】上記のように各部品を組付けたセンサハウ
ジング４２は、樹脂成形型（図示せず）にセットされモ
ールド成形により各部品を埋設する樹脂封止を行う。そ
して、樹脂封止部７１と一体成形されるコネクタ連結部
７２の連結凹部７２ａ内に、端子部５１ｂ及び５７ｂの
先端を突出させる。

【００１３】上記構成の振動センサ４１は、リング状の
電極部５１ａ、５７ａと帯状の端子部５１ｂ、５７ｂを
打ち抜いた導電性金属板により下側の電極板５１及び上
側の電極板５７を形成するとともに、樹脂封止により成
形したから締付ナット６４の緩みを防止するウエーブワ
ッシャも省略でき、部品点数の削減のみならず組付け工
数の削減が可能になる利点がある。

【００１４】また、厚さ方向に施す分極方向を左右で逆
方向とした圧電素子７５（図６）の上面若しくは下面の
何れかに接触配置する電極板７７は、図７に示すように
左右対称形に円弧状の電極部７７ａと直線状の端子部７
７ｂを打ち抜き、該端子部７７ｂを折曲して形成する。
尚、上記各実施例の軸部５、４５の断面形状は、円形の
みならず多角形形状の断面であってもよい。

【００１５】図８は本発明の第２実施例を示す断面図で
ある。構成及び作用上前記第１実施例と略同一となる振
動センサ１００の部品及び部位には同一の符号を付し
て、その詳細な説明を省略し、異なる部分について以下
に説明する。キャップ嵌着孔４の中心に一体成形される
軸部１０５は断面６角形をなし、中間部から先端部に亙
って雄ネジ１０６が形成されている。インシュレータ１
０８は、軸部１０５に外嵌される６角形の絶縁性の筒体
１１０と、該筒体１１０に挿通して嵌着孔４の孔底の全
面を覆う絶縁性の基盤１０９とから構成される。

【００１６】筒体１１０には下側の電極板１１、圧電素
子１５、上側の電極板１７、リング状インシュレータ２
１、スペーサ１２２の順に挿通し、先端部の雄ネジ１０
６にウエイト１２３に形成した雌ネジ１２４を螺合して
該ウエイト１２３を締付け前記各部品を挟持する。ウエ
イト１２３の締付は、図示しない締付具をウエイト１２
３の締付用穴１２３ａに差し込んで行う。上記下側の電
極板１１及び上側の電極板１７のリング状の導電性金属
板１２及び１８の孔形状は６角形とし、前記６角形の筒
体１１０に挿通することにより、当接突部１４と当接突
部２０とが径方向で対向するように位置決めされる。リ
ング状インシュレータ２１及びスペーサ１２２の孔形状
も６角形としてある。

【００１７】前記キャップ嵌着孔４に嵌着されるキャッ
プ２５のキャップ部２６に、内向きのフランジ１３１を
形成した金属製リング１３０が埋設されている。金属製
リング１３０の外周１３２はキャップ部２６の外周と面
一となって露出している。さらに、キャップ部２６には
０リング装着段部１３３が形成され０リング１３４が装
着されている。キャップ嵌着孔４の底部内周に絶縁性樹
脂のリング状のスペーサ１３５を嵌めた後、該キャップ
嵌着孔４へキャップ２５を嵌め込み、キャップ部２６の
下端に露出し径方向で対抗させた端子２９ａ，２９ｂの
当接部３０ａ，３０ｂを、前記下側の電極板１１及び上
側の電極板１７の当接突部１４及２０にそれぞれ当接さ
せる。そして、キャップ部２６に嵌め０リング１３４に
当接させたワッシャ１３６をかしめ部３によりかしめて
嵌着する。

【００１８】上記構成の振動センサ１００は、前記した
第１実施例の振動センサ１と同様の利点を有するととも
に、ウエイト１２３に雌ネジ１２４を形成したから締付
ナットを省略でき、さらに部品点数の低減が可能にな
る。また、キャップ部２６に埋設した金属製リング１３
０の外周１３２が、キャップ部２６の外周と面一となっ
て露出しているから、キャップ２５をキャップ嵌着孔４
内にがた動きのないように密嵌することができる。従っ
て、伝達される振動によりキャップ２５自体が振動して
振動検出信号に外乱を生じさせることがなく、振動検出
の信頼性を向上することができる。

【００１９】上記各実施例の振動センサ１、４１及び１
００は、それぞれ取付用雄ネジ７を、図８に示すように
エンジンブロック８１にネジ込んで取付け、ノッキング
センサとして用いられる。エンジンの振動は圧電素子に
より振動に応じた電気信号に変換されコネクタ連結部に
連結するワイヤハーネス８２により外部に取り出され、
電子制御ユニット８３に入力される。電子制御ユニット
８３では、該電気信号を所定のプログラムにより演算解
析しノック判定処理を行うとともに、点火時期制御信号
を出力する。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明の振動センサ
は、少なくとも圧電素子とウエイトをセンサハウジング
に一体成形した軸部に挿通し、該軸部の先端部に形成し
た雄ネジにナットを螺合して締め付けることにより挟持
するものであるから、取付ボルトに挿通した圧電素子や
ウエイトが抜け落ちないように、該取付ボルトを反転し
てセンサハウジングにねじ込む作業が省略でき、一方向
組付けが可能となって組付け作業の効率化とともに自動
化をも実現できる効果がある。また、ウエイト形成した
雌ネジを雄ネジに螺合するようにして締付ナットを省略
することができ、組み付けの作業効率をより高めること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る振動センサの断面図である。

【図２】インシュレータの斜視図である。

【図３】下側及び上側の電極板と圧電素子の斜視図であ
る。

【図４】第１実施例の変形例を示す振動センサの断面図
である。

【図５】電極板の平面図である。

【図６】圧電素子の分極方向を示した斜視図である。

【図７】電極板の平面図である。

【図８】第２実施例に係る振動センサの断面図である。

【図９】振動センサの使用態様を示した概略図である。

【符号の説明】

１，４１，１００...振動センサ ２，４２...センサハウジング ５，４５，１０５...軸部 ６，４６，１０６...雄ネジ １５，５５，７５...圧電素子 ２２，６２，１２３...ウエイト ２４，６４...締付ナット １２４...雌ネジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサハウジング内に挟持した圧電素子
   により機械的振動を電気信号に変換して端子から外部に
   取出す振動センサにおいて、 前記センサハウジングに軸部を一体成形するとともに先
   端部に雄ネジを設け、少なくとも圧電素子とウエイトを
   前記軸部に挿通して、前記雄ネジに螺合する締付ナット
   により挟持したことを特徴とする振動センサ。
2. 【請求項２】 前記ウエイト形成した雌ネジを前記雄ネ
   ジに螺合するようにして前記締付ナットを省略したこと
   を特徴とする請求項１記載の振動センサ。