KR930008302B1 - 진동검출기 - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도, 제 2 도는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서, 제 1a 도는 그 일부의 평면도, 제 1b 도는 같은 부분의 단면도, 제 2a 도는 요부평면도, 제 2b 도는 같은 부분의 단면도이다.
제 3 도, 제 4 도는 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 제 3a 도는 그 일부의 평면도, 제 2b 도는 같은 부분의 단면도, 제 4a 도는 요부평면도, 제 4b 도는 같은 부분의 단면도이다.
제 5 도, 제 6 도는 또 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 제 5 도는 그 일부의 평면도, 제 6a 도는 요부평면도, 제 6b 도는 같은 부분의 단면도이다.
제 7 도∼제 11 도는 본 발명의 효과를 비교 설명하기 위해 본 발명 이외의 구조를 나타내는 것으로서, 제 7 도, 제 8 도는 제 1 예이고, 제 7a 도는 그 일부의 단면도, 제 7b 도는 제 7a 도의 B부분의 상세도, 제 7c 도는 같은 평면도이다. 제 8 도는 주파수특성선도(線圖), 제 9 도, 제 10 도는 제 2 예이고, 제 9a 도는 그 요부평면도, 제 9b 도는 제 9a 도의 B부분의 상세도, 제 9c 도는 그 일부의 단면도, 제 9d 도는 제 9c 도의 D부분의 상세도이고, 제 10 도는 주파수특성선도이다. 제 11 도는 제 3 예이고, 제 11a 도는 그 일부의 단면도, 제 11b 도는 요부평면도이다.
제 12 도는 종래의 진동검출기의 일부단면의 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 케이스 1a : 나사
2 : 진동판 2c : 돌출부
2d : 구멍 2e : 절제부
2f : 바닥 3 : 압전소자
3a : 구멍 3b : 주변
5 : 하우징
본 발명은, 내연기관의 진동을 검출해서 노킹을 검지하기 위한 진동검출기, 특히, 진동판에 압전소자를 접착시켜 형성한 진동검출부를 갖춘 진동검출기에 관한 것이다. 제 12 도는, 종래의 이와같은 종류의 진동검출기를 나타낸 것으로서, 이 도면에 있어서 강재(鋼材)로 된 케이스(1)은 내연기관(도시생략)에 장착하기 위한 나사(1a)와 부착면(1c)를 갖고 있다. 금속제로 이루어진 진동판(2)는, 진동을 전기신호로 변환시키는 디스크형상의 압전소자(3)가 동심으로 접착되어 있는 진동면(2a) 및 케이스(1)에 고정시키기 위한 주변부(2b)를 갖고 있다.
수지재 하우징(5)는 강제단자(鋼製端子)(6)을 포함해서 일성형되어 있고, 진동판(2)를 고정하기 위한 주변부(5a)를 갖고 있으며, 단자(6)과 압전소자(3)하면의 기준전극을 절연하고 있다. 단자(6)와 압전소자(3)의 상면 전극과는 리드선(4)에 의해 접속되어 있다. 또, 케이스(1)의 내부에는 진동판(2), 접시스프링(7), 하우징(5)을 순차적으로 삽입하고, 케이스(1)의 코킹부(1b)에 의하여 서로를 고정시키고, 이 고정부에서 진동판(2)를 고정시키고 있다.
종래의 진동검출기는 상기와 같이 구성되고, 케이스(1)의 나사(1a)에 의해 진동검출기의 부착면(1c)가 내연기관에 접착 고정되며, 내연기관의 운전상태에 따라 발생하는 진동은 부착면(1c)를 통해서 진동검출기로 전달된다. 진동에 의해 케이스(1)로부터 진동판(2)와 압전소자(3)으로 이루어진 진동검출기로 진동이 전달되고, 압전소자(3)은 진동에 의해 응력을 받게되면 이에 비례한 검출신호를 발생하고, 진동판접착측 전극을 기준으로 단자(6)으로부터 검출신호를 출력한다. 케이스(1)은 금속재이므로, 진동판(2)와 동(同)전위이다. 진동검출기는 이것이 내연기관의 노킹진동성분과 공진할 경우 최대출력을 발생하는 공진주파수를 갖는 구조로 되어 있다. 진동검출부는, 진동판(2) 및 압전소자(3)의 직경과 두께로 결정되는 고유진동수(fo)에서 가장 감도가 좋고, 출력이 최대치로 되기 때문이다. 이 fo는 진동검출기의 가장 중요한 특성이고, 따라서 이의 편차는 작게할 필요가 있다.
이상과 같은 종래의 진동검출기는, 진동판과 디스크형상의 압전소자가 서로 편심되어 조립될 경우가 있고, 이에 따라서 fo의 편차가 발생한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해소시키기 위해 이루어진 것으로서, 진동판과 압전소자의 편심결합을 방지하고 fo의 편차를 극소화시킬 수 있는 진동검출기를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 진동검출기는, 진동판의 중심에 돌출부나 구멍, 또는 주변부의 원주에 등(等)간격으로 형성한 절제부(切除部)에 의한 압전소자위치 결정수단이 형성되어 있다.
본 발명에 있어서는, 위치결정수단에 의해, 진동판과 압전소자가 정확하게 서로 동심을 결합하게 된다.
제 1 도, 제 2 도는 본 발명의 한 실시예를 나타내고, 진동판(2)의 중심에 돌출부(2c)가 일체적으로 형성되어 있다. 압전소자(3)의 중심에는 상기 돌출부(2c)와 끼워맞춰지는 구멍(3a)가 형성되어 있다.
이상의 구성에 의해, 제 2 도에 나타나 있는 바와같이, 진동판(2)에 압전소자(3)을 접착시킬 경우, 돌출부(2c)에 구멍(3a)를 끼워맞춤으로써 양자는 편심되는 일없이 결합되고, fo의 편차는 극소화 된다.
제 3 도, 제 4 도는 다른 실시예를 나타내는 것이고, 진동판(2)의 중심에 구멍(2d)를 형성하고, 압전소자(3)의 중심에도 구멍(2d)와 같은 직경의 구멍(3a)를 형성한 것이다.
이상과 같이 구성된 것을, 제 4 도에 나타나 있는 바와같이, 구멍(2d)와 (3a) 끼리를 겹쳐 접합시켜 접착시킨 것으로서, 조립에 있어서는, 접착지그에 편을 세워두고, 핀을 구멍(2d), (3a)에 통해두고 진동판(2)에 압전소자(3)을 접착시킨다. 이 경우, 핀에 접착제가 붙을 염려가 있으므로 핀은 불소수지가공을 한 것을 사용하는 것이 바람직스럽다.
이와같은 구성에 의해, fo의 편차를 제 2 도의 것 이상으로 작게할 수 있다. 이것은 제 1 도에 있어서의 진동판(2)의 돌출부(2c)의 뿌리부분이 성형때문에 R형상을 이루게 되고, 압전소자(3)의 위치가 그 분량만큼 변위하기 때문이다.
이에 대해, 본 실시예에 있어서는 구멍(2d), (3a)에 핀을 꼽아 결합시키므로 구멍과 핀의 직경차 만큼의 편심량의 변동이 발생할 뿐이므로 앞서의 실시예의 경우보다 fo의 편차는 작게 된다.
제 5 도, 제 6 도는 또다른 실시예를 나타내고, 진동판(2)에는 그 주변부에 적어도 3개의 복수개의 절제부(2e)가 형성되고 있고, 절제부(2e)의 바닥(2f)는 압전소자(3)의 주변(3b)에 합치하도록 되어 있다. 절제부(2e)는, 진동판(2)의 균형적인 진동동작을 위해, 진동판(2)의 원주부에 등간격으로 형성한다. 압전소자(3)은 구멍이 없는 평편형상의 것으로도 좋기 때문에, 이 점에 있어서는 코스트가 싸게 된다.
이상과 같은 구성의 것은, 진동판(2)에 압전소자(3)을 접착시킴에 있어서, 제 6 도에 나타나 있는 바와같이, 진동판(2)을 절제부(2e)의 바닥(2f)에 접한 적어도 3개의 핀(8)을 세우고, 진동판(2)와 압전소자(3)이 서로 편심을 일으키지 않도록 접착시킨다.
이상과 같이 하여 fo의 편차는 제 4 도의 것과같은 정도로 작게되고, 내열성에 기인하는 내구성은, 절제부(2e)에 의해 보다 향상되는 이점이 있다.
이상으로 본 발명에 관한 몇가지의 실시예에 대해 설명했으나, 진동판(2)와 압전소자(3) 사이의 편심을 방지하는 것으로서 다음과 같은 수단도 생각된다.
제 7 도는, 진동판(2)의 동일 원주상에 적어도 3개의 복수개의 잘라 올린 부분(2g)를 형성하고, 잘라 올린부분(2g)의 내단에 압전소자(3)의 주변선을 접하도록 하여 위치결정시키는 것이다.
이와같은 구성을 이룬 것은, 제 8 도의 곡선(a)의 주파수특성을 나타낸고, a1으로 나타나 있는 공진특성의 흐트러짐이 나타나기 때문에 실제 사용이 될 수 없다.
또 제 9 도에 나타나 있는 것은, 절제부(2e)를 형성한 앞에 설명한 진동판(2)의 절제부의 바닥(2f)에 90°로 절곡시킨 절곡편(2h)를 적절한 수 형성하고, 절곡편(2h)의 안쪽에 압전소자(3)의 주변을 접하도록 하여 위치결정시키는 것이다.
이와같은 구조의 것에 있어서는 제 10 도에 나타나 있는 바와같이 주파수특성(b)에 흐트러짐(b1), (b2)가 나타나고, 실제 사용이 될 수 없다.
또, 제 11 도에 나타나 있는 바와같이, 진동판(2)에 단면이 반원형상이고 전체가 원환형의 돌출부(2i)를 형성하고, 이 돌출부(2i)의 내주에 압전소자(3)의 주변을 맞추어서 위치결정시키는 것이다.
이 경우도, 제 7 도, 제 9 도의 것과 같이 공지성이 흐트러지기 때문에 실제 사용이 될 수 없다.
이상으로, 제 7 도~제 11 도에 실제 사용이 될 수 없는 것들을 소개했으나, 이에 대해서 본 발명의 실시예에 의하면, 공진특성에 흐트러짐이 없고, fo의 편차를 극소로 줄일 수 있다.
이상으로 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 의하면, 진동판에 접착시키는 압전소자의 위치결정수단을 진동판에 형성토록한 방법에 의해, 진도판과 압전소자 상호간에 편심된 결합을 방지하고, 진동검출부의 공진주파수의 편차를 극소로 할 수 있고, 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (3)
- 피측정물에 장착하기 위한 나사(1a)를 갖추고 압전소자(3)를 진동판(2)에 접착하여서 된 진동-전기변환부를 수납하는 케이스가 있는 진동검출기에 있어서, 상기 진동판(2)과 상기 압전소자(3)의 적어도 한쪽에는 위치결정수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진동검출기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 위치결정수단은 진동판(2)의 중심에 설치한 돌출부(2c)와 압전소자(3)의 중심에 형성한 구멍(3a) 또는 진동판(2)의 중심에 형성한 구멍(2d)와 압전소자(3)의 중심에 형성한 구멍(3a)인 것을 특징으로 하는 진동검출기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 위치결정수단은 진동판(2)의 주변부 원주에 등간격을 설치한 절제부(2e)와 이 절제부의 바닥(2f)에 접하여 설치한 복수의 핀(8)인 것을 특징으로 하는 진동검출기.
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