CN104903688A - 非共振型爆震传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制内部的绝缘性降低并且能够谋求降低制造成本的非共振型爆震传感器。非共振型爆震传感器(1)包括传感器主体和树脂成形体(3)，该传感器主体具有：主体配件(9)，其包括配件侧筒状部(13)和配件侧凸缘部(15)；压电元件(17)；配重体(19)，在其与配件侧凸缘部之间隔有压电元件；以及固定部(31)，其具有第3贯通孔(31h)，配件侧筒状部贯穿于该第3贯通孔，该固定部(31)朝向配件侧凸缘部按压配重体而将该配重体固定，其中，固定部具有使树脂流入到处于配件侧筒状部与压电元件之间的内部空间(20)的流路(31r)，流路具有与第3贯通孔连接的形态和相对第3贯通孔独立地设置的形态这两者中的至少一形态并且沿着固定部的周向断续地设有多个。

Description

非共振型爆震传感器

技术领域

本发明涉及用于检测内燃机的爆震振动的非共振型爆震传感器。

背景技术

在汽车等的内燃机配置有用于检测爆震现象的爆震传感器，根据自爆震传感器输出的检测信号进行抑制爆震现象发生的控制。具体而言，根据爆震传感器的输出信号，进行改变内燃机的火花塞的点火时期的延迟(日文：遅角)控制。

作为所述爆震传感器，已知有在中心部具有用于向内燃机的缸体等安装的安装孔的、所谓中心孔式非共振型爆震传感器(专利文献1)。该爆震传感器构成为：包括主体配件，该主体配件具有筒状部和位于该筒状部的一端的凸缘部，在筒状部的外周自凸缘部侧起依次套装有环状的绝缘构件、环状的压电元件和环状的配重体(日文：ウェイト)。并且，通过将配重体螺纹紧固于筒状部的外周面的外螺纹部来卡定配重体，从而将压电元件夹持并固定在凸缘部与配重体之间。而且，通过利用树脂覆盖在主体配件上组装绝缘构件、压电元件、配重体等而得到的内部部件(传感器主体)整体，而构成爆震传感器。其中，筒状部的内表面形成为所述安装孔。

在此，为了确保筒状部的外周面与压电元件的内周面之间绝缘，而在配重体的内螺纹处设置多个沿着轴线方向的缺口部来作为供树脂流入的通路，从而不需要另外设置树脂注入孔、树脂注入槽，谋求降低制造成本。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－185414号公报(图1)

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于配重体，为了确保重量而采用厚壁，因此通常通过金属的锻造和切削加工，或者金属粉末的烧结来进行制造。因此，若在配重体上加工内螺纹以及作为树脂的流入通路的缺口部，则存在这样的问题：加工成本大幅度上升，反而导致爆震传感器的制造成本升高。

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制内部的绝缘性降低并且能够谋求降低制造成本的非共振型爆震传感器。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的非共振型爆震传感器包括传感器主体和利用树脂覆盖该传感器主体而形成的树脂成形体，该传感器主体具有：主体配件，其包括配件侧筒状部和配件侧凸缘部，该配件侧筒状部形成为筒状，该配件侧凸缘部自该配件侧筒状部的一端部朝向径向外侧延伸；压电元件，其具有第1贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第1贯通孔；配重体，其具有第2贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第2贯通孔，并且在该配重体与所述配件侧凸缘部之间隔有所述压电元件；以及固定部，其具有第3贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第3贯通孔，该固定部固定于所述配件侧筒状部的外周面，并且朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体而将该配重体固定，其中，在所述压电元件的内周面与所述配件侧筒状部的外周面之间、以及所述配重体的内周面与所述配件侧筒状部的外周面之间具有环状的内部空间，所述固定部具有使所述树脂流入到处于所述配件侧筒状部的外周面与所述压电元件的内周面之间的所述内部空间的流路，所述流路具有与所述第3贯通孔连接的形态和相对所述第3贯通孔独立地设置的形态这两者中的至少一形态，并且沿着所述固定部的周向断续地设有多个。

采用该非共振型爆震传感器，利用固定部固定配重体并且在固定部设有作为树脂的流入通路的流路，因此不需要在配重体上加工内螺纹部、作为树脂的流入通路的缺口部，从而能够可靠地抑制内部的绝缘性降低并且能够降低制造成本。

其中，流路为“与第3贯通孔连接的形态”包括自固定部的外表面与第3贯通孔连接的形态(图4中的设于固定侧筒状部33t的延伸流路33r，延伸流路33r通过自固定侧筒状部33t的外表面切出缺口而与第3贯通孔连接)以及自固定部的第3贯通孔的孔壁朝向径向外侧扩径的形态(图2中的流路31r以及图4中的设于固定侧凸缘部33f的流路31r)这两者。

也可以是，所述固定部包括一个板状的构件，所述流路是在板厚方向上贯通所述固定部而成的。

采用该非共振型爆震传感器，能够减少固定部的零部件个数，进而能够降低制造成本。

也可以是，所述固定部具有固定侧筒状部和固定侧凸缘部，该固定侧筒状部具有所述第3贯通孔且固定于所述配件侧筒状部的外周面，该固定侧凸缘部自该固定侧筒状部的靠所述配重体侧的端部朝向径向外侧延伸并且朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体，在所述固定侧筒状部设有沿着所述配件侧筒状部的外周面延伸的延伸流路，该延伸流路与所述流路连接。

采用该非共振型爆震传感器，固定侧筒状部外套于配件侧筒状部，因此固定侧筒状部成为引导件并且与配件侧筒状部以较大的面积接触，从而能够精度较佳且可靠地将固定部固定于配件侧筒状部。另外，设于固定侧筒状部的延伸流路沿着配件侧筒状部的外周面延伸，因此树脂容易沿着配件侧筒状部的轴线方向流入。

也可以是，所述固定侧筒状部的除形成有所述延伸流路的区域以外的区域固定于所述配件侧筒状部的外周面。

采用该非共振型爆震传感器，固定侧筒状部能够可靠地固定于配件侧筒状部的外周面，并且固定侧筒状部的形成有流路的区域未固定于配件侧筒状部的外周面，因此不会妨碍树脂流入。

也可以是，在所述配件侧筒状部的外表面设有外螺纹部，所述固定部具有螺母部和垫圈部，该螺母部螺纹紧固于所述配件侧筒状部的所述外螺纹部，该垫圈部位于所述螺母部与所述配重体之间，能够在板厚方向上弹性挠曲而朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体，所述流路设在所述垫圈部的比所述螺母部靠径向外侧的位置。

采用该非共振型爆震传感器，能够使用以往一直被使用的螺母部和垫圈部，因此能够降低零部件成本，并且由于垫圈部的流路设在与螺母部互不干扰的位置，因此树脂容易流入内部空间。

发明的效果

采用本发明，能够得到一种能够抑制内部的绝缘性降低并且能够谋求降低制造成本的非共振型爆震传感器。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的非共振型爆震传感器的外观的主视图。

图2是本发明的第1实施方式的非共振型爆震传感器的分解立体图。

图3是本发明的第1实施方式的非共振型爆震传感器的剖视图。

图4是本发明的第2实施方式的非共振型爆震传感器的分解立体图。

图5是本发明的第2实施方式的非共振型爆震传感器的剖视图。

图6是本发明的第3实施方式的非共振型爆震传感器的分解立体图。

图7是本发明的第3实施方式的非共振型爆震传感器的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图3说明本发明的第1实施方式的非共振型爆震传感器。

图1表示非共振型爆震传感器的外观，图2表示非共振型爆震传感器的分解立体图，图3表示沿轴线方向剖切非共振型爆震传感器而得到的剖视图。

在图1中，非共振型爆震传感器1是在中心部具有用于向内燃机的缸体等安装的安装孔11(参照图2、图3)的、所谓中心孔式非共振型爆震传感器。非共振型爆震传感器1由作为树脂模制材料的合成树脂(例如尼龙66)制的树脂成形体3覆盖。该树脂成形体3包括元件收纳部5和连接器部7，该元件收纳部5为圆柱形状，其上部成形为锥形，该连接器部7用于连接来自未图示的点火时期控制装置的连接器。

如图2和图3所示，非共振型爆震传感器1包括由金属材料(例如SPHD、SWCH25K)形成的主体配件9，主体配件9具有：配件侧筒状部13，其为圆筒形状，具有供螺栓插入的安装孔11；以及配件侧凸缘部15，其自配件侧筒状部13的一端部(图1中的下侧)朝向径向外侧延伸。在配件侧筒状部13的外周面设有外螺纹部13s。

在该主体配件9的配件侧凸缘部15的厚度方向(面方向)的一面(图1中的上表面)侧载置有压电元件17，该压电元件17具有能够供配件侧筒状部13的外周贯穿的贯通孔(第1贯通孔)，该压电元件17呈环状(圆筒形状)，由压电陶瓷(例如PZT)形成。

并且，在压电元件17的上表面侧载置有配重体19，该配重体19具有能够供配件侧筒状部13的外周贯穿的贯通孔(第2贯通孔)，该配重体19呈环状(圆筒形状)，由具有能够发挥增重效果的比重的金属材料(例如SMF4050)形成。其中，配重体19的贯通孔的内表面未设有内螺纹部。

在配件侧凸缘部15与压电元件17之间、以及配重体19与压电元件17之间，即在压电元件17的厚度方向的两侧以分别与压电元件17相接触的方式配置有由导电材料(例如黄铜)形成的输出端子21、23。其中，输出端子21、23的与压电元件17相接触的部分为环状，自该环状部的一端向径向外侧延伸有长片状的引线部。

另外，在配件侧凸缘部15与输出端子21之间、以及输出端子23与配重体19之间分别配置有由具有绝缘性的膜状的合成树脂(例如PET)形成的环状的绝缘体25、27，以使输出端子21与主体配件9的凸缘部15不发生短路，输出端子23与配重体19不发生短路。

另外，在压电元件17、配重体19、输出端子21(环状部分)、输出端子23(环状部分)、绝缘体25和绝缘体27这六者的内周面与配件侧筒状部13的外周面之间形成有环状的内部空间20(参照图3)，在该环状的内部空间20内也填充有所述树脂。

此外，在配重体19的上表面侧安装有固定部31，该固定部31具有能够供配件侧筒状部13的外周贯穿的贯通孔31h(第3贯通孔)，该固定部31呈环状(圆板状)，朝向配件侧凸缘部15方向(同图中的下方)按压配重体19而将该配重体19固定。

固定部31由弹性的金属材料(例如SK－5M)形成，在贯通孔31h的内表面设有内螺纹部31s。而且，在贯通孔31h的径向的4个部位分别形成有半圆状的流路31r，作为供树脂流入所述内部空间20的通路(参照图3中的箭头)，各流路31r延伸至内螺纹部31s的径向外侧且在固定部31自身的板厚方向贯通。

其中，将主体配件9、压电元件17、配重体19、固定部31以及根据需要还包括绝缘体25、27称作“传感器主体”。并且，将轴线方向作为“面方向”。

另外，在本实施方式中，固定部31自身的外周侧朝向配重体19侧(同图中的下方)下降，该固定部31在从轴线方向剖面进行观察时呈“日文ハ字”状。因此，在固定部31利用内螺纹部31s螺纹固定于配件侧筒状部13的外周面的外螺纹部13s时，固定部31的外周侧在比内螺纹部31s靠下方侧的位置与配重体19的上表面接触，从而在固定部31的弹性作用下使得配重体19被固定部31弹性按压。由此，即使绝缘体25、27因时间流逝而发生蠕变变形而导致所述传感器主体在面方向上收缩，固定部31也能沿面方向弹性膨胀而防止在配重体19与固定部31之间产生间隙，从而能够可靠地固定配重体19。

然而，在选择不易发生蠕变变形的材料作为绝缘体25、27的情况下，固定部31也可以不是“日文ハ字”状而是平板状，只要结合非共振型爆震传感器整体的成本、使用环境来选择绝缘体25、27的材料即可。例如，若选择聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)等树脂作为绝缘体25、27的材料，则不易发生蠕变变形，但成本升高。另一方面，若选择PET作为绝缘体25、27的材料，则成本降低，但具有蠕变变形变大的倾向。

如以上那样，在本实施方式中，利用固定部31固定配重体19并且在固定部31设有作为树脂的流入通路的流路31r，因此不需要在配重体19上加工内螺纹部、作为树脂的流入通路的缺口部，从而能够可靠地抑制内部的绝缘性降低并且能够降低非共振型爆震传感器整体的制造成本。

另外，若在固定部31的面方向上带有弹性地固定配重体19，则即使绝缘体25、27因时间流逝而发生蠕变变形，也能够可靠地固定配重体19，从而能够选择低成本的材料作为绝缘体25、27来进一步降低非共振型爆震传感器整体的制造成本。

其中，流路31r的个数、形状及位置并不限定于所述那样，流路31r只要至少设有一个即可。

接着，参照图4～图5说明本发明的第2实施方式的非共振型爆震传感器。其中，对于第2实施方式的非共振型爆震传感器1B，除固定部33的结构不同以外，其余的部分与第1实施方式的非共振型爆震传感器1的相同，因此对同一部分的结构标注同一附图标记并省略说明。

如图4所示，在配重体19的上表面侧安装有固定部33。固定部33具有：固定侧筒状部33t，其形成为筒状；以及固定侧凸缘部33f，其自固定侧筒状部33t的靠配重体19侧的端部朝向径向外侧延伸。固定侧筒状部33t的内侧为能够供配件侧筒状部13的外周贯穿的贯通孔33h，并且大致圆板状的固定侧凸缘部33f用于朝向配件侧凸缘部15方向(同图中的下方)按压配重体19而将该配重体19固定。

固定部33由弹性的金属材料(例如SK－5M)形成，在固定侧筒状部33t的在径向上相对的两个位置沿轴线方向形成有切缝(延伸流路33r)，该切缝与朝向固定侧凸缘部33f的径向外侧延伸至比外周缘靠内侧的规定位置的流路31r连接。该流路31r也在固定部33的板厚方向上贯通，从而形成供树脂流入所述内部空间20内的通路(参照图5中的箭头)。

如以上那样，利用固定部33固定配重体19并且在固定部33设有作为树脂的流入通路的延伸流路33r，因此不需要在配重体19上加工内螺纹部、作为树脂的流入通路的缺口部，从而能够可靠地抑制内部的绝缘性降低并且能够降低非共振型爆震传感器整体的制造成本。另外，在第2实施方式中，固定侧筒状部33t外套于配件侧筒状部13，因此固定侧筒状部33t成为引导件并且与配件侧筒状部13以较大的面积接触，从而能够精度较佳且可靠地将固定部33固定于配件侧筒状部13的外周面。

在此，在第2实施方式中，在配件侧筒状部13的外周面未设有外螺纹部13s，在贯通孔33h的内表面也未设有内螺纹部。并且，将固定侧筒状部33t外套于配件侧筒状部13，利用固定侧凸缘部33f向下方按压配重体19，并且针对固定侧筒状部33t的除形成有延伸流路33r的区域以外的区域自外侧在焊接部W处进行焊接(激光焊接等)，或者，将固定侧筒状部33t的除形成有延伸流路33r的区域以外的区域朝向径向内侧弯边，从而能够将固定侧筒状部33t固定于配件侧筒状部13的外周面。由此，不需要在配件侧筒状部13的外周面加工外螺纹部，从而能够进一步降低非共振型爆震传感器整体的制造成本。

另外，在第2实施方式中，也可以将固定侧凸缘部33f形成为：自身的外周侧朝向配重体19侧下降，在从轴线方向剖面进行观察时呈“日文ハ字”状，由此，如已说明的那样，即使绝缘体25、27发生蠕变变形也能够可靠地固定配重体19。

延伸流路33r的个数、形状及位置并不限定于所述那样，延伸流路33r只要至少设有一个即可。另外，也可以仅在固定侧凸缘部33f设有流路，但若在靠近所述内部空间20的固定侧筒状部33t也设有延伸流路33r，则容易使树脂流入。

接着，参照图6～图7说明本发明的第3实施方式的非共振型爆震传感器。其中，对于第3实施方式的非共振型爆震传感器1C，除固定部35的结构不同以外，其余的部分与第1实施方式的非共振型爆震传感器1的相同，因此对同一部分的结构标注同一附图标记并省略说明。

如图6所示，在配重体19的上表面侧安装有固定部35。固定部35具有：六角螺母(螺母部)35N，其能螺纹紧固于配件侧筒状部13的外螺纹部13s；以及垫片(垫圈部)35W，其位于螺母部35N与配重体19之间。螺母部35N的内侧为能够供配件侧筒状部13的外周贯穿的贯通孔35h，在贯通孔35h的内表面设有内螺纹部35s。另外，垫圈部35W用于朝向配件侧凸缘部15方向(同图中的下方)按压配重体19而将该配重体19固定。

垫圈部35W由弹性的金属材料(例如SK－5M)形成，能够在板厚方向上弹性挠曲。另外，在垫圈部35W的比螺母部35N靠径向外侧的沿着周向的位置形成有多个圆孔状的流路35r。该流路35r在垫圈部35W的板厚方向上贯通，从而形成供树脂流入所述内部空间20内的通路(参照图7中的箭头)。其中，“比螺母部35N靠径向外侧”是指，流路35r的至少一部分位于相对图7所示的螺母部35N的最大直径(螺母部35N的外接圆的直径)35D而言，处于径向外侧的位置。由此，使树脂不受螺母部35N干扰地容易自外部流入。

如以上那样，利用固定部35固定配重体19并且在固定部35设有作为树脂的流入通路的流路35r，因此不需要在配重体19上加工内螺纹部、作为树脂的流入通路的缺口部，从而能够可靠地抑制内部的绝缘性降低并且能够降低非共振型爆震传感器整体的制造成本。另外，能够使用以往一直被使用的作为通用品的螺母部35N和垫圈部35W，因此能够降低零部件成本，并且由于垫圈部35W的流路35r设在与螺母部35N互不干扰的位置，因此树脂容易流入内部空间20内。

在此，垫圈部35W形成为：自身的外周侧朝向配重体19侧下降，在从轴线方向剖面进行观察时呈“日文ハ字”状，因此，如已说明的那样，即使绝缘体25、27发生蠕变变形也能够可靠地固定配重体19。

流路35r的个数、形状及位置并不限定于所述那样，流路35r只要至少设有一个即可。

本发明并不限定于所述实施方式，不言而喻，包含在本发明的思想和范围内的各种变形以及等同例均包括在本发明内。

例如，固定部的形状并不限定于所述那样。

附图标记说明

1、1B、1C、非共振型爆震传感器；3、树脂成形体；9、主体配件；13、配件侧筒状部；13s、外螺纹部；15、配件侧凸缘部；17、压电元件；19、配重体；20、内部空间；31、33、35、固定部；31h、33h、35h、第3贯通孔；31r、35r、流路；33r、延伸流路；33t、固定侧筒状部；33f、固定侧凸缘部；35N、螺母部；35W、垫圈部。

Claims (5)

1.一种非共振型爆震传感器，该非共振型爆震传感器包括传感器主体和利用树脂覆盖该传感器主体而形成的树脂成形体，

该传感器主体具有：

主体配件，其包括配件侧筒状部和配件侧凸缘部，该配件侧筒状部形成为筒状，该配件侧凸缘部自该配件侧筒状部的一端部朝向径向外侧延伸；

压电元件，其具有第1贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第1贯通孔；

配重体，其具有第2贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第2贯通孔，并且在该配重体与所述配件侧凸缘部之间隔有所述压电元件；以及

固定部，其具有第3贯通孔，所述配件侧筒状部贯穿于该第3贯通孔，该固定部固定于所述配件侧筒状部的外周面，并且朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体而将该配重体固定，

该非共振型爆震传感器的特征在于，

在所述压电元件的内周面与所述配件侧筒状部的外周面之间、以及所述配重体的内周面与所述配件侧筒状部的外周面之间具有环状的内部空间，

所述固定部具有使所述树脂流入到处于所述配件侧筒状部的外周面与所述压电元件的内周面之间的所述内部空间的流路，所述流路具有与所述第3贯通孔连接的形态和相对所述第3贯通孔独立地设置的形态这两者中的至少一形态，并且沿着所述固定部的周向断续地设有多个。

2.根据权利要求1所述的非共振型爆震传感器，其中，

所述固定部包括一个板状的构件，所述流路是在板厚方向上贯通所述固定部而成的。

3.根据权利要求1或2所述的非共振型爆震传感器，其特征在于，

所述固定部具有固定侧筒状部和固定侧凸缘部，该固定侧筒状部具有所述第3贯通孔且固定于所述配件侧筒状部的外周面，该固定侧凸缘部自该固定侧筒状部的靠所述配重体侧的端部朝向径向外侧延伸并且朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体，

在所述固定侧筒状部设有沿着所述配件侧筒状部的外周面延伸的延伸流路，该延伸流路与所述流路连接。

4.根据权利要求3所述的非共振型爆震传感器，其特征在于，

所述固定侧筒状部的除形成有所述延伸流路的区域以外的区域固定于所述配件侧筒状部的外周面。

5.根据权利要求1所述的非共振型爆震传感器，其特征在于，

在所述配件侧筒状部的外表面设有外螺纹部，

所述固定部具有螺母部和垫圈部，该螺母部螺纹紧固于所述配件侧筒状部的所述外螺纹部，该垫圈部位于所述螺母部与所述配重体之间，能够在板厚方向上弹性挠曲而朝向所述配件侧凸缘部按压所述配重体，

所述流路设在所述垫圈部的比所述螺母部靠径向外侧的位置。