CN103534564A - 爆震传感器 - Google Patents
爆震传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103534564A CN103534564A CN201280022887.3A CN201280022887A CN103534564A CN 103534564 A CN103534564 A CN 103534564A CN 201280022887 A CN201280022887 A CN 201280022887A CN 103534564 A CN103534564 A CN 103534564A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resin
- counterweight
- flange part
- sensor
- electrode plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 44
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 96
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 35
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 35
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 10
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 130
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 31
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 6
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 5
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003208 poly(ethylene sulfide) Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0681—Protection against excessive heat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/141—Monolithic housings, e.g. molded or one-piece housings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/18—Details, e.g. bulbs, pumps, pistons, switches or casings
- G10K9/22—Mountings; Casings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
提供即使在150℃以上操作温度下也展现令人满意的绝缘特性和优异的爆震检测特性的爆震传感器。爆震传感器包括传感器主体(10)和树脂成型体(30)。传感器主体(10)包括:具有筒状部(11A)和凸缘部(11B)的金属壳(11)、压电元件(14)、以与凸缘部(11A)将压电元件(14)夹在中间的方式配置的配重(17)、置于压电元件(14)和凸缘部(11B)之间的凸缘部侧电极板(13)、置于压电元件(14)和配重(17)之间的配重侧电极板(15)、置于凸缘部(11B)和凸缘部侧电极板(13)之间的凸缘部侧绝缘板(12)和置于配重(17)与配重侧电极板(15)之间的配重侧绝缘板(17)。树脂制树脂成型体(30)覆盖传感器主体(10)。树脂成型体(30)由PPS制成,并且凸缘部侧绝缘板(12)和配重侧绝缘板(16)由不含酯键的树脂制成,因此抑制了取决于温度的传感器电容的改变,并抑制了爆震的检测精度的降低。
Description
技术领域
本发明涉及使用压电元件的爆震传感器(knocking sensor)。
背景技术
在汽车等的内燃机上安装有检测爆震现象的爆震传感器。根据输出自爆震传感器的检测信号进行用于抑制爆震现象的发生的控制。具体地,进行根据爆震传感器的输出信号改变内燃机中的火花塞的点火正时的延迟控制。
作为上述种类的爆震传感器,已提出了多种构造。在这样的爆震传感器之中,已知具有图6和图7中示出的构造的爆震传感器(例如,见专利文献1和2)。爆震传感器101待安装在作为构成内燃机的组成部件之一的气缸体上。该爆震传感器是所谓中心孔式非共振型爆震传感器,其中,在传感器的中心部分形成有在将爆震传感器101安装在气缸体上时使用的安装孔111D。
如图7的分解图所示,爆震传感器101主要具有:金属壳111,其具有筒状部111A和形成在筒状部111A的下端的凸缘部111B。此外,爆震传感器101主要具有下绝缘板112、下电极板113、压电元件114、上电极板115、上绝缘板116、配重117和盘簧118,这些构件中的每一个均以环形形成。下绝缘板112、下电极板113、压电元件114、上电极板115、上绝缘板116、配重117和盘簧118被从凸缘部111B侧开始以该顺序顺次地装配到筒状部111A的外周上。
分别在下电极板113和上电极板115的径向外端部、以呈片状形状朝向径向外侧延伸的方式布置有上端子115A和下端子113A,电压待从上端子115A和下端子113A获取。在筒状部111A的外周面的上侧形成有外螺纹部111C。相对地,在螺母119的内表面形成有适于与外螺纹部111C配合的内螺纹部119A。当螺母119的内螺纹部119A与筒状部111A的外螺纹部111C配合时,螺母119朝向凸缘部111B前进,并且从下绝缘板112到盘簧118范围内的堆叠构件被螺母119压抵凸缘部111B以便被固定至凸缘部111B(见图6)。用树脂成型体130覆盖如此构造的传感器主体110,由此构造出爆震传感器101。
具有上述构造的爆震传感器101被以使得金属壳111的凸缘部111B的下表面与气缸体接触的方式附接,并且在该状态下使用。所以,爆震传感器101的金属壳111与气缸体电连接(接触),并且结果是,经由金属壳111、螺母119和盘簧118被电连接的配重117也经由金属壳111与气缸体电连接(接触)。
所以,在爆震传感器101中,下绝缘板112被布置为使金属壳111的凸缘部111B与下绝缘板112电绝缘的组成部件,并且上绝缘板116被布置为使上电极板115与配重117电绝缘的组成部件。因此,确保了压电元件114和金属壳111之间的绝缘以及压电元件114和配重117之间的绝缘。筒状绝缘套筒120被装配在筒状部111A的外周面与下电极板113、压电元件114和上电极板115之间。绝缘套筒120防止下电极板113、压电元件114和上电极板115与筒状部111A电连接。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]:日本特开2003-322580号公报
[专利文献2]:日本特开2008-144677号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为覆盖上述爆震传感器101的传感器主体110的树脂成型体130,通常使用诸如尼龙等由聚酰亚胺树脂形成的制品。爆震传感器101的操作温度为大约130℃。为了改善作为内燃机的发动机的燃料消耗,近年来以高温度操作发动机的趋势已经增加。当爆震传感器101与发动机的气缸体接触时爆震传感器101的温度升高。所以要求将爆震传感器101的操作温度升高至150℃或更高。
然而,在爆震传感器101具有由传统的聚酰亚胺树脂制成的树脂成型体130的情况中,存在着在150℃或更高的高温下绝缘电阻降低的问题。在这里,根据本发明人的研究发现,爆震传感器101的绝缘电阻取决于树脂成型体130的表面电阻和下绝缘板112及上绝缘板116的厚度(换言之,体积电阻)。
即,当聚焦于金属壳111的凸缘部111B与下电极板113之间时,由以下情况中的至少一个引起了由于温度升高而使爆震传感器101的绝缘电阻降低的现象:下绝缘板112自身起到导通路径(导通路径在下绝缘板112内部沿厚度方向延伸)的作用的情况;和树脂成型体130的内表面(更具体地,树脂成型体130的内侧表面并且与下绝缘板112接触的表面)起到导通路径的作用的情况。树脂成型体130被成型得厚,因此其表面起到导通路径的作用。所以,树脂成型体130的绝缘特性大大地受表面电阻的影响。
在这里,由于树脂成型体130覆盖传感器主体110,所以要求构件具有成型性(moldability)。此外,必须在和爆震传感器101一样的尺寸的受限尺寸范围内进行成型。所以,树脂材料的选择范围和树脂材料的形状及尺寸的设定范围受到限制,致使不易增加树脂成型体130的表面电阻。所以,为了使爆震传感器101能够用在150℃的高温条件下,重点在于增加在高温下树脂成型体130自身的表面电阻,并且使树脂成型体130的在爆震传感器101中的表面电阻升高。
作为下绝缘板112和上绝缘板116的材料,通常使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为“PET”)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(以下称为“PBT”)。然而,如上所述,即使使用了在高温时也展现出高表面电阻的材料作为树脂成型体130的材料,但是当使用PET、PBT等作为下绝缘板112和上绝缘板116的材料时,爆震传感器101的传感器电容在高温条件下也是变化的,由此引起偏离预定范围的问题。
在下绝缘板112和上绝缘板116中,当温度升高时,用作其材料的PET、PBT等分解,由此引起下绝缘板112和上绝缘板116的介电常数增加。根据以下表达式得出爆震传感器101的传感器电容C:其中,用Ce表示压电元件114的电容,用Cb表示下绝缘板112的电容,并用Ca表示上绝缘板116的电容。
C=Ce+1/{(1/Ca)+(1/Cb)}
所以,当下绝缘板112和上绝缘板116的介电常数升高并且下绝缘板112和上绝缘板116的电容增加时,爆震传感器101的传感器电容也增加。换言之,当下绝缘板112和上绝缘板116的介电常数被干扰时,爆震传感器101的传感器电容也被干扰,由此引起在内燃机中发生的爆震的检测精度可能被降低的问题。
于是,为了解决上述问题进行了本发明。本发明的目的是提供一种即使在150℃或更高的操作温度时也展现出令人满意的绝缘特性和优异的爆震检测特性的爆震传感器。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明提供以下手段。
本发明的爆震传感器包括:传感器主体,该传感器主体包括:金属壳,该金属壳包括形成为筒状的筒状部和从所述筒状部的一端部朝向径向外侧延伸的凸缘部;环形的压电元件,所述筒状部从所述压电元件的通孔穿过;环形的配重,所述筒状部从所述配重的通孔穿过,并且所述配重以与所述凸缘部一起将所述压电元件夹在中间的方式配置;凸缘部侧电极板,该凸缘部侧电极板被置于所述压电元件和所述凸缘部之间;配重侧电极板,该配重侧电极板被置于所述压电元件与所述配重之间;凸缘部侧绝缘板,该凸缘部侧绝缘板被置于所述凸缘部与所述凸缘部侧电极板之间,并且使所述凸缘部与所述凸缘部侧电极板电绝缘;和配重侧绝缘板,该配重侧绝缘板被置于所述配重和所述配重侧电极板之间,并且使所述配重与所述配重侧电极板电绝缘;以及树脂成型体,该树脂成型体由树脂制成并且覆盖所述传感器主体,其中,所述树脂成型体由聚苯硫醚制成,并且所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板由不含酯键的树脂制成。
根据本发明的爆震传感器,聚苯硫醚(以下称为“PPS”)被用作树脂成型体的材料,并且不含酯键的树脂被用作凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板的材料。与含有酯键的树脂相比,不含酯键的树脂在高温(例如,150℃)下几乎不分解。所以,与由含有酯键的树脂制成的凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板相比,由不含酯键的树脂制成的凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板即使在高温下在诸如介电常数和厚度等的特性方面也几乎不改变。结果,在本发明的爆震传感器中,抑制了归因于温度的传感器电容的改变,并且抑制了爆震的检测精度的降低。
此外,PPS在常温(例如,室温)下具有高的表面电阻率,并且在150℃时展现出1.0×1010Ω(或Ω/q)或更高的表面电阻率。所以,在本发明的爆震传感器中,即使在150℃或更高的操作温度下也能够抑制绝缘特性的劣化。
作为不含酯键的树脂,优选地可用的是PPS(包括由玻璃纤维进行了填料补强的PPS)、聚四氟乙烯(以下称为“PTFE”)、聚醚砜(以下称为“PES”)、聚醚醚酮(以下称为“PEEK”)以及具有250℃或更高的熔点的树脂。
在上述发明中,优选的是,至少所述配重侧绝缘板由密度比尼龙树脂的密度高的树脂制成。
当配重侧绝缘板的材料是密度比诸如尼龙66(以下称为“PA66”)等传统上用作配重侧绝缘板的材料的尼龙树脂密度高的树脂时,能够在不改变其体积的情况下增加配重侧绝缘板的重量。配重侧绝缘板被置于配重侧、即压电元件的上侧,并因此以与增加爆震传感器的输出的配重类似的方式起作用。也就是,当配重侧绝缘板的重量被增加时,能够在不增加爆震传感器的尺寸的情况下增加输出。
不仅配重侧绝缘板使用比尼龙树脂密度高的树脂作为其材料,而且凸缘部侧绝缘板也可以使用比尼龙树脂密度高的树脂作为其材料。根据该构造,能够使凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板共用化。所以,能够减少构成爆震传感器的组成部件的种类数量,并且能够降低制造成本。
在上述发明中,优选的是,所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板由聚苯硫醚制成。
当凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板的材料被选择为与树脂成型体的材料相同的PPS时,常温时凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板的绝缘电阻能够被设定为高的值,并且能够防止当温度升高时绝缘电阻降低。
在上述发明中,优选的是,所述树脂成型体被布置成与所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板的从所述传感器主体露出的部分直接接触。
根据本发明的爆震传感器,凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板的从传感器主体露出的部分(外表面)和树脂成型体在未夹有空气层的情况下彼此接触。所以,即使在发生了在金属壳与凸缘部侧绝缘板或与配重侧绝缘板之间施加过量电压的现象的情况中,也不会通过空气层发生放电,并且能够进一步确保金属壳与凸缘部侧绝缘板或与配重侧绝缘板之间的绝缘特性。在凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板由聚苯硫醚制成的情况中,树脂成型体和两个绝缘板由相同材料构造,并且其热膨胀系数相互一致。所以,即使在在爆震传感器中发生了温度改变的情况中,也能够维持凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板的从传感器主体露出的部分(外表面)与树脂成型体之间的接触状态。结果,从绝缘特性的观点看,该构造是更加优选的。
发明的效果
根据本发明的爆震传感器,树脂成型体由聚苯硫醚形成,并且凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板由不含酯键的树脂形成。所以,即使在高温下,凸缘部侧绝缘板和配重侧绝缘板在诸如介电常数和厚度等的特性方面也几乎不改变。所以,本发明获得了即使在150℃或更高的操作温度下绝缘特性也令人满意并实现了优异的爆震检测特性的效果。
附图说明
图1是沿轴向截取的示出了本发明的实施方式的爆震传感器的构造的截面图。
图2是示出图1中的传感器主体的构造的分解图。
图3是示出150℃时爆震传感器的绝缘电阻的曲线图。
图4是示出不同树脂的表面电阻率的曲线图。
图5是在将爆震传感器存放在高温环境下的测试中对电容的变化进行评价的表。
图6是沿轴向截取的示出了传统的爆震传感器的构造的截面图。
图7是示出图6中的传感器主体的构造的分解图。
具体实施方式
将参照图1至图5说明本发明的实施方式的爆震传感器1。图1是示出实施方式的爆震传感器1的构造的截面图,图2是示出图1中的传感器主体10的构造的分解图。
实施方式的爆震传感器1感应内燃机中爆震的发生。爆震传感器1是如图1所示在其中心部分具有在将爆震传感器安装在内燃机的气缸体上时使用的安装孔11D的所谓中心孔式非共振型爆震传感器。
爆震传感器1是用树脂成型体30覆盖后面将详细说明的传感器主体10而构造,并且作为整体被构造为短的筒形状。此外,以从形成为筒状的爆震传感器1的外周面的一部分朝向径向外侧突出的方式形成有连接部31。分别从下电极板13和上电极板15延伸的第一端子13A和第二端子15A被置于连接部31内(在图1中,仅示出了第一端子13A)。连接部31待与未示出的外部连接件连接。
如图2的分解图所示,爆震传感器1主要具有金属壳11,该金属壳由金属制成并且具有筒状部11A和形成在筒状部11A的下端的环形凸缘部11B。此外,爆震传感器1主要具有下绝缘板(凸缘部侧绝缘板)12、下电极板(凸缘部侧电极板)13、压电元件14、上电极板(配重侧电极板)15、上绝缘板(配重侧绝缘板)16、配重17和盘簧18,这些构件中的每一个均以环状形成。在下绝缘板12、下电极板13、压电元件14、上电极板15、上绝缘板16、配重17和盘簧18中的每一个的中心形成有供筒状部11A通过的通孔。下绝缘板12、下电极板13、压电元件14、上电极板15、上绝缘板16、配重17和盘簧18被从凸缘部11B侧开始以该顺序顺次地堆叠到筒状部11A的外周上。最靠近凸缘部11B配置的下绝缘板12被直接置于凸缘部11B上。
在金属壳11的筒状部11A的外周面的上部形成有外螺纹部11C。相对地,在螺母19的内表面形成有适于与外螺纹部11C配合的内螺纹部19A。当螺母19的内螺纹部19A与筒状部11A的外螺纹部11C配合并转动螺母19时,螺母19朝向凸缘部11B前进。下绝缘板12、下电极板13、压电元件14、上电极板15、上绝缘板16、配重17和盘簧18被螺母19压抵金属壳11的凸缘部11B以便固定至凸缘部11B。如上所述,传感器主体10由下绝缘板12、下电极板13、压电元件14、上电极板15、上绝缘板16、配重17、盘簧18和螺母19构造,这些构件被固定至金属壳11。
以筒状形成的绝缘套筒20被置于筒状部11A的外周面与下绝缘板12、下电极板13、压电元件14、上电极板15和上绝缘板16之间。绝缘套筒20防止下电极板13、压电元件14和上电极板15与筒状部11A电连接(接触)。
下绝缘板12是被置于金属壳11的凸缘部11B与下电极板13之间以防止凸缘部11B与下电极板13之间的电连接(导通)的构件。类似地,上绝缘板16是被置于上电极板15与配重17之间以防止上电极板15与配重17之间的电连接(导通)的构件。将通过由PPS形成上绝缘板16和下绝缘板12的示例来说明实施方式。作为构成上绝缘板16和下绝缘板12的材料,优选地使用不含酯键的树脂(例如,PPS、PTFE、PES、PEEK,等等),并且更优选地使用比尼龙树脂密度高的树脂。
树脂成型体30由成型性优异的PPS构造。PPS在150℃时具有1.0×1010Ω或更高的表面电阻率,并且在180℃时展现出1.0×1010Ω或更高的表面电阻率(参见后面将说明的图4)。所以当树脂成型体30由PPS构成时,即使传感器暴露于150℃或更高的高温下,也能够防止爆震传感器1的绝缘电阻降低。树脂成型体30通过注射成型而形成。在实施方式中,注射成型的条件等被适当地设定为使得树脂成型体30以与由不含酯键的树脂(特别地为PPS)所构成的下绝缘板12和上绝缘板16之中的暴露于传感器主体10的外侧的部分直接接触的方式布置。例如,树脂成型体30以与下绝缘板12的外周面和上绝缘板16的外周面直接接触的方式布置。
图3示出以具有不同树脂材料构成的树脂成型体30的方式制造出的爆震传感器1的绝缘电阻的测量结果。作为上绝缘板16和下绝缘板12,使用了具有0.35mm的厚度、14.72mm的内径和23.10mm的外径的由PET构成的板。
关于150℃时的绝缘电阻,首先,使用传统的尼龙树脂(PA66)作为树脂成型体30的爆震传感器(图3中用●表示的曲线)显示出低于10MΩ的电阻,并且使用根据本发明的PPS作为树脂成型体30的爆震传感器(图3中用○和◇表示的曲线)显示出10MΩ或更高的电阻。
在根据本发明的使用PPS作为树脂成型体30的爆震传感器中,将使用PET作为上绝缘板16和下绝缘板12的传感器(图3中用◇表示的曲线)和使用PPS的传感器(在图3中用○表示的曲线,并且代表实施方式)彼此进行比较。当温度超过150℃并到达180℃时,由PPS形成上绝缘板16和下绝缘板12的实施方式的爆震传感器1具有比由PET形成上绝缘板16和下绝缘板12的传感器的绝缘电阻高的绝缘电阻。换言之,归因于温度升高的绝缘电阻的减小程度较小。
图4示出不同树脂的表面电阻率。在绝缘电阻低于10MΩ的尼龙树脂(图4中的PA66)的情况中,150℃时的表面电阻率低于1.0×1010Ω。相比之下,在绝缘电阻等于或高于10MΩ的聚苯硫醚(图4中的PPS)的情况中,150℃时的表面电阻率等于或高于1.0×1010Ω。由此,已知当使用150℃时表面电阻率等于或高于1.0×1010Ω的树脂成型体时,爆震传感器能够在维持绝缘特性的情况下被用在150℃或更高的温度下。
在作为构造传统的上绝缘板116和下绝缘板112的材料的PET的情况中,表面电阻率随着温度的升高而迅速降低,并且在大约160℃时低于1.0×1010Ω。换言之,与诸如PA66和PPS等的其他树脂相比,在PET中,归因于温度改变的特性改变、特别是在150℃或更高的高温区域中的特性改变大。
根据JIS K6911,并且通过用构造树脂成型体30的材料来形成块体并制备在块体的表面布置多个环形电极的试样来获得表面电阻率。
测量出金属壳11与上电极板15之间的绝缘电阻、金属壳11与下电极板13之间的绝缘电阻、上电极板15与下电极板13之间的绝缘电阻以及上电极板15与配重17之间的绝缘电阻。采用他们之中最低的电阻作为爆震传感器的绝缘电阻。
接着,将说明在爆震传感器1的树脂成型体30、下绝缘板12和上绝缘板16的材料为由玻璃纤维进行了填料补强的PPS的情况中实施方式的爆震传感器1的电容的改变。图5是在将实施方式的爆震传感器1和比较例的爆震传感器存放在200℃的高温环境下的测试中对电容的改变进行评价的表。
比较例的爆震传感器与实施方式的爆震传感器1的不同之处在于,比较例的爆震传感器的下绝缘板12和上绝缘板16的材料是PET。同时,包括树脂成型体在内的其他组成部件在材料和形状方面均与实施方式的爆震传感器1相同。
在评价中,通过利用将传感器存放在高温环境下之前的爆震传感器的电容作为基准、基于在将传感器存放在高温环境下之后的爆震传感器的电容相对于基准的改变量是否超过±10%进行了合格(表中的○)或不合格(表中的×)的判定。即,如果改变量在±10%以内,则判定为合格(○),如果超过±10%,则判定为不合格(×)。
在将比较例的爆震传感器和实施方式的爆震传感器1(在图5中用“本发明”表示)在200℃的高温环境下存放100小时的情况中,在比较例的爆震传感器和实施方式的爆震传感器1两者中,电容相对于基准的改变量均在±10%以内并且均判定为合格(○)。相比之下,在当爆震传感器在高温环境下存放的时间段被延长至300小时的情况中,在传统的爆震传感器中,电容相对于基准的改变量超过±10%并判定为不合格(×),而在实施方式的爆震传感器1中,改变量维持在±10%以内并且判定为合格(○)。
根据如上所述构造的爆震传感器1,PPS被用作树脂成型体30的材料,并且作为不含酯键的树脂的PPS被用作下绝缘板12和上绝缘板16的材料。所以,在实施方式的爆震传感器1中,能够抑制归因于温度的传感器电容的改变,并且能够抑制爆震的检测精度的降低。具体地,与含有酯键的树脂相比,不含酯键的树脂在高温(例如,150℃)下几乎不分解。所以,与由含有酯键的树脂制成的下绝缘板12和上绝缘板16相比,即使在高温下,由不含酯键的树脂制成的下绝缘板12和上绝缘板16也在诸如介电常数和厚度等的特性上几乎不改变。结果,在实施方式的爆震传感器1中,能够抑制爆震的检测精度的降低。
此外,用于构造树脂成型体30、下绝缘板12和上绝缘板16的PPS在常温(例如,室温)下具有高的表面电阻率,并且在150℃时展现出1.0×1010Ω(或Ω/q)或更高的表面电阻率。所以,在实施方式的爆震传感器1中,即使在150℃或更高的操作温度下也能够抑制绝缘特性的劣化。
当上绝缘板16的材料是作为比传统上用作上绝缘板16的材料的(诸如PA66等)尼龙树脂密度高的树脂的PPS时,能够在不改变其体积的情况下增加上绝缘板16的重量。上绝缘板16被置于配重17侧,即,压电元件14的上侧,所以以与增加爆震传感器1的输出的配重17相同的方式起作用。也就是,当上绝缘板16的重量被增加时,能够在不增加爆震传感器1的尺寸的情况下增加输出。
不仅上绝缘板16使用PPS作为其材料,而且下绝缘板12也可以使用PPS作为其材料。根据该构造,能够使下绝缘板12和上绝缘板16共用化。所以,能够减少构成爆震传感器1的组成部件的种类数量,并且能够降低制造成本。
当下绝缘板12和上绝缘板16的材料被选择为与树脂成型体30的材料相同的PPS时,常温下下绝缘板12和上绝缘板16的绝缘电阻能够被设定成高的值,并且能够防止当温度升高时绝缘电阻降低。
在实施方式中,由PPS制成的树脂成型体30被布置成与由不含酯键的树脂(特别地,PPS)构成的下绝缘板12和上绝缘板16中的从传感器主体露出的部分(外表面)直接接触。所以,在实施方式的爆震传感器1中,下绝缘板12和上绝缘板16的外表面(主要是侧表面)与树脂成型体30在未夹有空气层的状态下彼此接触。所以,即使在意外地发生了在金属壳11与下绝缘板12或与上绝缘板16之间施加过量电压的现象的情况中,也不会通过空气层发生放电,并且能够进一步确保金属壳11与下绝缘板12或与上绝缘板16之间的绝缘特性。
当然,本发明不限于上述实施方式,并且包括落入本发明的精神和范围的各种变型和等同方式。例如,虽然上述实施方式采用了通过使用螺母19和盘簧18来保持配重17的构造,但是可以省略盘簧18,并且可以仅由螺母19进行保持。此外,可以通过使用将配重17和螺母19彼此形成为一体的单个构件或者换言之通过使用在内周面形成有内螺纹部19A的配重17,而省略螺母19。
通过配合将螺母19固定至金属壳11不是必须的,并且也可以通过焊接将螺母固定至金属壳11的上部。虽然上述实施方式采用了连接部31与树脂成型体30为一体的构造,但是连接部31可以与树脂成型体分开,并且可以通过经由线缆将树脂成型体30和连接部31彼此连接而从分开的连接部31获取压电元件14的输出。
附图标记说明
1 爆震传感器
10 传感器主体
11 金属壳
11A 筒状部
11B 凸缘部
12 下绝缘板(凸缘部侧绝缘板)
13 下电极板(凸缘部侧电极板)
14 压电元件
15 上电极板(配重侧电极板)
16 上绝缘板(配重侧绝缘板)
17 配重
30 树脂成型体
Claims (4)
1.一种爆震传感器,其包括:
传感器主体,该传感器主体包括:
金属壳,该金属壳包括形成为筒状的筒状部和从所述筒状部的一端部朝向径向外侧延伸的凸缘部,
环形的压电元件,所述筒状部从所述压电元件的通孔穿过,
环形的配重,所述筒状部从所述配重的通孔穿过,并且所述配重以与所述凸缘部一起将所述压电元件夹在中间的方式配置,
凸缘部侧电极板,该凸缘部侧电极板被置于所述压电元件和所述凸缘部之间,
配重侧电极板,该配重侧电极板被置于所述压电元件与所述配重之间,
凸缘部侧绝缘板,该凸缘部侧绝缘板被置于所述凸缘部与所述凸缘部侧电极板之间,并且使所述凸缘部与所述凸缘部侧电极板电绝缘,和
配重侧绝缘板,该配重侧绝缘板被置于所述配重和所述配重侧电极板之间,并且使所述配重与所述配重侧电极板电绝缘;以及
树脂成型体,该树脂成型体由树脂制成并且覆盖所述传感器主体,
其中,所述树脂成型体由聚苯硫醚制成,并且
所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板由不含酯键的树脂制成。
2.根据权利要求1所述的爆震传感器,其特征在于,
至少所述配重侧绝缘板由密度比尼龙树脂的密度高的树脂制成。
3.根据权利要求1或2所述的爆震传感器,其特征在于,
所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板由聚苯硫醚制成。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的爆震传感器,其特征在于,
所述树脂成型体被布置成与所述凸缘部侧绝缘板和所述配重侧绝缘板的从所述传感器主体露出的部分直接接触。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-108393 | 2011-05-13 | ||
JP2011108393A JP5778476B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | ノッキングセンサ |
PCT/JP2012/000796 WO2012157153A1 (ja) | 2011-05-13 | 2012-02-07 | ノッキングセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103534564A true CN103534564A (zh) | 2014-01-22 |
Family
ID=47176510
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280022887.3A Pending CN103534564A (zh) | 2011-05-13 | 2012-02-07 | 爆震传感器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140076028A1 (zh) |
EP (1) | EP2708860B1 (zh) |
JP (1) | JP5778476B2 (zh) |
CN (1) | CN103534564A (zh) |
WO (1) | WO2012157153A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5876448B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-03-02 | 日本特殊陶業株式会社 | ノッキングセンサ |
CN105339768B (zh) | 2013-06-25 | 2018-09-04 | 日本特殊陶业株式会社 | 爆震传感器 |
FR3064071B1 (fr) * | 2017-03-20 | 2019-07-26 | Continental Automotive France | Capteur accelerometre avec au moins une rondelle isolante a ailettes |
JP2019027919A (ja) * | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030200790A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-10-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Nonresonant type knock sensor |
CN101761902A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-06-30 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 隔爆引线连接器及隔爆灯具 |
CN101887773A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 住友电气工业株式会社 | 绝缘电缆、控制系统用部件以及控制系统用部件的制造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0512740Y2 (zh) * | 1988-01-11 | 1993-04-02 | ||
JPH01262336A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-19 | Mitsubishi Electric Corp | 振動検出器 |
JP2002038009A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-06 | Toray Ind Inc | ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物 |
WO2003062779A1 (fr) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Hitachi, Ltd. | Capteur de pression, element electronique de debitmetre et procede de fabrication associe |
JP3692092B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2005-09-07 | 日本特殊陶業株式会社 | ノッキングセンサ |
JP3888314B2 (ja) * | 2003-02-20 | 2007-02-28 | 株式会社デンソー | ノックセンサ |
JP3996542B2 (ja) * | 2003-05-08 | 2007-10-24 | アルプス電気株式会社 | 電極間の接続構造及び前記接続構造を用いたセンサ |
JP4068580B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2008-03-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 非共振型ノッキングセンサ |
US7191658B2 (en) * | 2004-06-11 | 2007-03-20 | Denso Corporation | Pressure-detecting device and method of manufacturing the same |
JP2008039571A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Denso Corp | 電流センサ |
JP2008128917A (ja) * | 2006-11-23 | 2008-06-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 非共振型ノッキングセンサの取付け構造 |
JP4691006B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-06-01 | 日本特殊陶業株式会社 | ノッキングセンサ |
DE102009022539A1 (de) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine |
-
2011
- 2011-05-13 JP JP2011108393A patent/JP5778476B2/ja active Active
-
2012
- 2012-02-07 WO PCT/JP2012/000796 patent/WO2012157153A1/ja active Application Filing
- 2012-02-07 EP EP12785096.4A patent/EP2708860B1/en active Active
- 2012-02-07 US US14/116,794 patent/US20140076028A1/en not_active Abandoned
- 2012-02-07 CN CN201280022887.3A patent/CN103534564A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030200790A1 (en) * | 2002-04-26 | 2003-10-30 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Nonresonant type knock sensor |
CN101887773A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 住友电气工业株式会社 | 绝缘电缆、控制系统用部件以及控制系统用部件的制造方法 |
CN101761902A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-06-30 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 隔爆引线连接器及隔爆灯具 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5778476B2 (ja) | 2015-09-16 |
WO2012157153A1 (ja) | 2012-11-22 |
JP2012237717A (ja) | 2012-12-06 |
EP2708860B1 (en) | 2016-11-02 |
EP2708860A4 (en) | 2015-12-30 |
EP2708860A1 (en) | 2014-03-19 |
US20140076028A1 (en) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102654095B (zh) | 内燃机的点火线圈装置 | |
CN103534564A (zh) | 爆震传感器 | |
CN105470441B (zh) | 母线模块 | |
ATE465535T1 (de) | Zündkerze für einen verbrennungsmotor | |
US20110128673A1 (en) | Chip-type electric double layer capacitor and method of manufacturing the same | |
JP2013539926A (ja) | 高電圧電気二重層コンデンサ装置および製造方法 | |
US20110102972A1 (en) | Chip-type electric double layer capacitor cell and method of manufacturing the same | |
CN105339768B (zh) | 爆震传感器 | |
CN103328944B (zh) | 爆震传感器 | |
JP2012054468A (ja) | コンデンサ | |
KR101700461B1 (ko) | 전기 다층형 구성요소 및 그를 포함한 회로 장치 | |
US8941385B2 (en) | Enhanced method of sensing ionization current in spark ignition internal combustion engines and related spark plug structures | |
CN103180915A (zh) | 多层陶瓷元件及用于制造多层陶瓷元件的方法 | |
US10707470B2 (en) | Energy storage arrangement, in particular for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an energy storage receptacle for an energy storage arrangement | |
US8295031B2 (en) | Electric double layer capacitor and method of manufacturing the same | |
JP5731747B2 (ja) | ノッキングセンサ | |
US9176093B2 (en) | Gas sensor | |
CN205723843U (zh) | 一种锂电池的安全组装保护结构 | |
US20080022984A1 (en) | Ignition coil | |
CN105745773B (zh) | 包括多个能量存储组件的能量存储模块 | |
CN201156472Y (zh) | 电力电容器 | |
JP6113366B2 (ja) | 圧力測定グロープラグ用のセンサモジュール | |
CN107078205A (zh) | 用于压电陶瓷传感器的保护电极 | |
CN215524821U (zh) | 一种新型高温三轴向压电式振动传感器 | |
JP2012092723A (ja) | 内燃機関用点火装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140122 |