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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung entspricht der für Deutschland eingeleiteten Phase der PCT/
JP 2014- 063 479, welche die Priorität der unveröffentlichten japanischen Anmeldung
JP 2013-132832 beansprucht. Besagte PCT/
JP 2014- 063 479 wurde als
WO 2014- 208 223 A1 veröffentlicht und als
JP 6 181 663 B2 erteilt.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen nicht resonanten Klopfsensor zur Erfassung des Auftretens eines Klopfens in einem Verbrennungsmotor.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Es ist ein nicht resonanter Klopfsensor bekannt, der durch ein Fixierelement wie etwa eine Schraube an einer Anbringungsposition an einem Verbrennungsmotor fixiert ist, um das Auftreten eines Klopfens in den Verbrennungsmotor zu erfassen. Der Klopfsensor weist ein piezoelektrisches Element als Sensorelement und ein Tragelement, das eingerichtet ist, um das piezoelektrische Element zu tragen, auf. Eine Einsetzöffnung ist durch die Mitte des Tragelements gebildet, damit der Klopfsensor durch Einsetzen des Fixierelements wie etwa der Schraube in die Durchgangsöffnung an der Anbringungsposition an dem Verbrennungsmotor fixiert werden kann.
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Der Klopfsensor weist auch ein Paar von Elektroden auf, um ein erfasstes Klopfsignal an eine externe Vorrichtung auszugeben. Diese Elektroden sind durch einen Metallfilmwiderstand miteinander verbunden (siehe zum Beispiel das Patentdokument 1). Ein solcher Metallfilmwiderstand wird in verschiedenen Sensoren verwendet (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 2 bis 4).
DE 689 11 078 T2 offenbart einen Klopfsensor vom Nichtresonanztyp für einen Verbrennungsmotor.
DE 30 33 028 A1 offenbart einen Präzisionswiderstand mit einem Metallfilm, der das Widerstandsmaterial bildet und ein Verfahren zur Herstellung des Präzisionswiderstandes.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
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- Patentdokument 1: JP 2006- 300 605 A
- Patentdokument 2: JP 3 772 558 B2
- Patentdokument 3: JP 4 417 186 B2
- Patentdokument 4: JP H09- 7 438 A
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Probleme, die die Erfindung lösen soll
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Der Metallfilmwiderstand, der in dem Klopfsensor verwendet wird, ist von jener Art, die einen Widerstandskörper aufweist, der mit einem Metallfilm ausgeführt ist und durch einen äußeren Überzugsfilm aus Epoxidharz bedeckt ist. Doch diese Art von Metallfilmwiderstand erleidet unter Einwirkung von Wärme während der Bildung eines Gehäuses des Klopfsensors oder während der Wärmezyklusprüfung des Klopfsensors eine starke Beschädigung und weist daher ein Problem hinsichtlich der Wärmebeständigkeit auf.
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Genauer verursacht die Einwirkung einer starken Wärme ein Verschmelzen zwischen dem Epoxidharz, das als das Material des äußeren Überzugsfilms des Metallfilmwiderstands verwendet wird, und dem Nylon-6,6 (nachstehend als „Nylon 66“ bezeichnet) als das Material des Metallfilms des Metallfilmwiderstands und des Gehäuses des Klopfsensors. Wenn sich danach der äußere Überzugsfilm mit Veränderungen der Außentemperatur ausdehnt und zusammenzieht, dehnt sich der verschmolzene Metallfilm in Synchronisation mit dem äußeren Überzugsfilm aus bzw. zieht er sich mit diesem zusammen und wird er dadurch von dem Widerstandkörper abgetrennt. Durch diese Abtrennung des Metallfilms weicht die Widerstandsfähigkeit des Metallfilmwiderstands von ihrem gewünschten Wert ab und überschreitet sie diesen.
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Angesichts des Obigen ist ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Klopfsensors, dessen Wärmebeständigkeit verbessert werden kann.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Klopfsensor mit einem Tragelement, einem piezoelektrischen Element, einem Paar von Elektrodenteilen, einem Widerstand und einem Gehäuse bereitgestellt. Das Tragelement weist einen zylinderförmigen Körperbereich auf. Das piezoelektrische Element ist zu einer Ringform ausgeführt und um einen Außenumfang des Körperbereichs des Tragelements herum angeordnet. Das Paar von Elektrodenteilen ist um den Außenumfang des Körperbereichs des Tragelements herum angeordnet und so auf das piezoelektrische Element gestapelt, dass ein elektrisches Signal von dem piezoelektrischen Element an eine externe Vorrichtung ausgegeben wird. Der Widerstand weist einen Widerstandskörper auf, der mit einem Metallfilm ausgeführt ist, und ist parallel an das Paar von Elektroden angeschlossen. Das Gehäuse ist aus einem Harzmaterial gebildet und so an der Außenseite des Tragelements angeordnet, dass es wenigstens den Widerstand, das piezoelektrische Element und die Elektrodenteile umgibt. Der Widerstand weist auch einen äußeren Überzugsfilm auf, der aufgebracht ist, um den Metallfilm zu bedecken. Der äußere Überzugsfilm ist aus einem Harzmaterial mit einer höheren Wärmeverformungstemperatur als jener des Harzmaterials des Gehäuses gebildet.
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Bei dem obigen Klopfsensor ist der Widerstand durch den äußeren Überzugsfilm aus z.B. einem Kunstharz mit einer höheren Wärmeverformungstemperatur als jener des Harzmaterials des Gehäuses bedeckt. Daher wird selbst unter Einwirkung von Wärme während der Bildung des Gehäuses des Klopfsensors oder während der Wärmezyklusprüfung des Klopfsensors verhindert, dass der äußere Überzugsfilm an das Gehäuse und den Metallfilm geschmolzen wird. Dementsprechend ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Abtrennung des äußeren Überzugsfilms von dem Widerstandskörper zu verringern und den gewünschten Widerstandswert des Widerstands beizubehalten.
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Bei dem obigen Klopfsensor kann der Widerstand mit einem Paar von Kappen und einem inneren Überzugsfilm versehen sein. Das Paar von Kappen ist jeweils aus einem Metallmaterial mit einem Beschichtungsfilm ausgeführt, um den Widerstandskörper zu halten und die elektrischen Verbindungen mit den jeweiligen Elektrodenteile vorzunehmen. Der innere Überzugsfilm ist zwischen dem äußeren Überzugsfilm und dem Metallfilm aufgebracht und aus einem Harzmaterial gebildet, dessen Aufbau dichter als jener des äußeren Überzugsfilms ist.
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Die Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors wird durch die Bildung des inneren Überzugsfilms, dessen Aufbau dichter als jener des äußeren Überzugsfilms ist, erleichtert. In dem Fall, in dem der Überzugsfilm auf die Kappe des Widerstands aufgebracht ist, besteht die Möglichkeit, dass der Überzugsfilm durch Einwirkung von Wärme auf den Klopfsensor geschmolzen werden kann. Wenn zwischen dem äußeren Überzugsfilm und dem Metallfilm jedoch der dichte innere Überzugsfilm gebildet ist, wird das geschmolzene Überzugsmetall außerhalb des inneren Überzugsfilms gehalten. Daher kann verglichen mit dem Fall, in dem kein innerer Überzugsfilm gebildet ist, eine Schwankung des Widerstandswerts des Widerstands, die durch einen Kontakt des geschmolzenen Beschichtungsmetalls mit dem Metallfilm verursacht wird, leicht verhindert werden.
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Der innere Überzugsfilm kann so angeordnet sein, dass er wenigstens die Ränder der Kontaktbereiche zwischen dem Metallfilm und den Kappen bedeckt.
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Die Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors wird durch die Anordnung des inneren Überzugsfilms über den Rändern der Kontaktbereiche zwischen dem Metallfilm und den Kappen weiter erleichtert. Selbst wenn der Beschichtungsfilm der Kappe durch Einwirkung von Wärme auf den Klopfsensor geschmolzen wird, wird das geschmolzene Beschichtungsmaterial im Allgemeinen in dem gleichen Bereich behalten und mit der Abnahme der Sensortemperatur an der ursprünglichen Position verfestigt. Das Eindringen des geschmolzenen Beschichtungsmaterials von dem Rand des Kontaktbereichs wird verhindert, wodurch eine Schwankung des Widerstandswerts des Widerstands unterdrückt wird. Daher kann noch leichter verhindert werden, dass der Widerstandswert des Widerstands durch die Wirkung von Wärme verändert wird.
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Bei dem obigen Klopfsensor kann ein beliebiges Material aus Nylon 66, Polybutylenterephthalat und Polyphenylensulfid passend als das Harzmaterial des Gehäuses verwendet werden; und kann Silikonharz passend als das Harzmaterial des äußeren Überzugsfilms verwendet werden.
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Wenn jedes aus Nylon 66, Polybutylenterephthalat und Polyphenylensulfid mit Silikonharz verglichen wird, ist die Wärmeverformungstemperatur von Silikonharz höher als bei Nylon 66, Polybutylenterephthalat und Polyphenylensulfid. Aus diesem Grund führt die Verwendung eines beliebigen Materials aus Nylon 66, Polybutylenterephthalat und Polyphenylensulfid als das Harzmaterial des Gehäuses und Silikonharz als das Harzmaterial des äußeren Überzugsfilms des Widerstands zu einer Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors. Da der Widerstand durch den äußeren Überzugsfilm aus Silikonharz, dessen Wärmeverformungstemperatur höher als bei dem Harzmaterial des Gehäuses ist, bedeckt ist, wird selbst bei Einwirkung von Wärme während der Bildung des Gehäuses aus einem beliebigen Material aus Nylon 66, Polybutylenterephthalat und Polyphenylensulfid oder während der Wärmezyklusprüfung des Klopfsensors verhindert, dass der äußere Überzugsfilm an das Gehäuse und den Metallfilm geschmolzen wird. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit der Abtrennung des äußeren Überzugsfilms von dem Widerstandskörper zu verhindern und den gewünschten Widerstandswert des Widerstands beizubehalten.
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Wirkungen der Erfindung
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Wie oben erwähnt ist der Klopfsensor nach dem einen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Überzugsfilm, der den Widerstand bedeckt, aus dem Harzmaterial mit einer höheren Wärmeverformungstemperatur als jener des Gehäuses gebildet ist. Dies macht es selbst bei Einwirkung von Wärme weniger wahrscheinlich, dass der äußere Überzugsfilm an das Gehäuse geschmolzen werden wird. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit der Abtrennung des Metallfilms von dem Widerstandskörper zu verringern und den gewünschten Widerstandswert des Widerstands beizubehalten, so dass die Wärmebeständigkeit des Klopfsensors verbessert wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die das Aussehen eines Klopfsensors nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Schnittansicht, die den inneren Aufbau des Klopfsensors von 1 zeigt.
- 3 ist eine auseinandergezogene Ansicht, die den inneren Aufbau des Klopfsensors von 2 zeigt.
- 4 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Widerstands in dem Klopfsensor von 2 zeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klopfsensor
- 10
- Tragelement
- 11
- Körperbereich
- 20
- unterer Elektrodenteil (Elektrodenteil)
- 30
- piezoelektrisches Element
- 40
- oberer Elektrodenteil (Elektrodenteil)
- 70
- Widerstand
- 71
- Widerstandskörper
- 73
- Kappe
- 74
- innerer Überzugsfilm
- 75
- äußerer Überzugsfilm
- 72
- Metallfilm
- 80
- Gehäuse
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 ein nicht resonanter Klopfsensor nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (nachstehend einfach als „Klopfsensor“ bezeichnet) beschrieben.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Klopfsensor 1 dazu geeignet, das Auftreten eines Klopfens in einem Verbrennungsmotor zu erfassen. Wie in 1 gezeigt, weist der Klopfsensor 1 verschiedene Sensoraufbaubestandteile auf, die in ein Gehäuse 8 eingebaut sind. Das Gehäuse 8 ist aus einem Isolationsmaterial wie etwa einem synthetischen Formharz gebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht das Gehäuse 8 aus Nylon.
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Wie in 2 gezeigt, weist der Klopfsensor 1 ein Tragelement 10, einen unteren Elektrodenteil (als Elektrodenteil) 20, ein piezoelektrisches Element 30, einen oberen Elektrodenteil (als Elektrodenteil) 40, ein Gewichtselement 50, eine Mutter 60 und einen Widerstand 70 als die Sensoraufbaubestandteile auf. Diese Sensoraufbaubestandteile sind wie oben erwähnt in das Gehäuse 8 eingebaut.
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Das Gehäuse 80 definiert die Außenform des Klopfsensors 1 und umfasst einen zylinderförmigen Elementaufnahmebereich 81, der mit einem abgeschrägten oberen Ende (die Oberseite in 1; auch im Folgenden) ausgeführt ist, und einen Anschlussbereich 82, der an ein externes Anschlussstück zum Anschluss an eine externe Vorrichtung wie etwa eine Vorrichtung zur Steuerung des Zündungszeitpunkts angeschlossen ist. Der Anschlussbereich 82 springt von einer äußeren Umfangswand des Elementaufnahmebereichs 81 nach außen vor.
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Das Tragelement 10 ist aus Eisen gebildet und umfasst, wie in 2 und 3 gezeigt, einen Körperbereich 11 und einen Flanschbereich 12. Der Körperbereich 11 des Tragelements 10 weist eine zylinderförmige Form auf, deren Mitte entlang der Richtung einer Achse L ausgerichtet ist. Der Flanschbereich 12 des Tragelements 10 springt von einem unteren Ende des Körperbereichs 11 (der Unterseite von 2 und 3) in einer Ringform radial nach außen vor.
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Eine Durchgangsöffnung 13 ist in der Richtung der Achse L durch den Körperbereich 11 gebildet. In einem oberen Endbereich einer äußeren Umfangsfläche des Körperbereichs 11 ist eine Vertiefung 14 gebildet. In einer äußeren Umfangsfläche des Flanschbereichs 12 ist eine Vertiefung 15 gebildet. Diese Vertiefungen 147 und 15 werden zur Steigerung der Haftung des Körperbereichs 11 und des Gehäuses 80 verwendet. In der äußeren Umfangsfläche des Körperbereichs 11 ist an einer Position, die niedriger als die Vertiefung 14 liegt, eine Gewinderille 16 gebildet, damit eine Mutter 60 mit der Gewindenut 16 in Eingriff gebracht werden kann.
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Der untere Elektrodenteil 20 umfasst einen ringförmigen Ringbereich 21 und einen Klemmenbereich 22, der von dem Ringbereich 21 vorspringt. Der Ringbereich 21 umgibt den Außenumfang des Körperbereichs 11, während er mit einer unteren Fläche des piezoelektrischen Elements 30 in Kontakt steht und dadurch elektrisch mit dem piezoelektrischen Element 30 verbunden ist.
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Der Klemmenbereich 22 stellt eine elektrische Verbindung von der unteren Fläche des piezoelektrischen Elements 30 (d.h., dem Ringbereich 21) zu dem Anschlussbereich 82 bereit und bildet einen Pfad zur Ausgabe eines elektrischen Signals von der unteren Fläche des piezoelektrischen Elements 30. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Klemmenbereich 22 an einer vorherbestimmten Position der Höhe des Anschlussbereichs 82 entsprechend nach oben gebogen.
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Das piezoelektrische Element 30 ist aus einem Material mit einem piezoelektrischen Effekt gebildet. Beispiele für ein derartiges piezoelektrisches Material sind piezoelektrische Keramikmaterialien wie etwa Bleizirkonattitanat (PZT) und Bariumtitanat; piezoelektrische Kristallmaterialien wie etwa Quarzkristall; und organische piezoelektrische Materialien wie etwa Polyvinylidenfluorid. Das piezoelektrische Element 30 ist so angeordnet, dass der untere Elektrodenteil 20 zwischen dem piezoelektrischen Element 30 und dem Flanschbereich 12 eingeklemmt wird. Ferner weist das piezoelektrische Element eine ringförmige Form und einen rechteckigen Querschnitt auf, damit es den Außenumfang des Körperbereichs 11 umgibt.
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Der obere Elektrodenteil 40 umfasst einen ringförmigen Ringbereich 41 und einen Klemmenbereich 42, der von dem Ringbereich 41 vorspringt. Der Ringbereich 41 umgibt den Außenumfang des Körperbereichs 11, während er mit einer oberen Fläche des piezoelektrischen Elements 30 in Kontakt steht und dadurch elektrisch mit dem piezoelektrischen Element 30 verbunden ist.
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Der Klemmenbereich 42 stellt eine elektrische Verbindung von der oberen Fläche des piezoelektrischen Elements 30 (d.h., dem Ringbereich 41) zu dem Anschlussbereich 82 bereit und bildet einen Pfad zur Ausgabe eines elektrischen Signals von der oberen Fläche des piezoelektrischen Elements 30. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Klemmenbereich 42 ebenfalls an einer vorherbestimmten Position der Höhe des Anschlussbereichs 82 entsprechend nach oben gebogen.
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Das Gewichtselement 50 ist aus einem Metallmaterial wie etwa Messing gebildet. Wie im Fall des piezoelektrischen Elements 30 weist das Gewichtselement 50 eine ringförmige Form und einen rechteckigen Querschnitt auf, damit es den Außenumfang des Körperbereichs 11 umgibt. Hier wird das Gewichtselement 50 verwendet, um eine Last auf das piezoelektrische Element 30 auszuüben. Das Gewichtselement 50 ist so an der Oberseite des piezoelektrischen Elements 30 angeordnet, dass der obere Elektrodenteil 40 zwischen dem Gewichtselement 50 und dem piezoelektrischen Element 30 eingeklemmt wird.
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Die Mutter 60 ist mit einer Gewinderille zum Eingriff mit der Gewinderille 16 des Körperbereichs 11 ausgeführt und wird an dem Körperbereich 11 fixiert, indem die Mutter 60 mit der Gewinderille 16 in Eingriff gebracht und darauf gedreht wird (d.h., durch Aufschrauben der Mutter). Der Außenumfang der Mutter 60 ist zu einer vieleckigen Form, z.B. einer sechseckigen Form, ausgeführt, so dass das Fixieren der Mutter 60 durch ein Werkzeug erfolgen kann, das an eine derartige vieleckige Form angepasst ist.
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Nachstehend wird der Widerstand 70, bei dem es sich um das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfindung handelt, beschrieben werden. Der Widerstand 70 weist die Form eines Metallfilmwiderstands auf und ist parallel an den oberen und den unteren Elektrodenteil 40 und 20 angeschlossen, wie in 2 gezeigt ist. Wie in 4 gezeigt weist der Widerstand 70 einen Widerstandskörper 71, der mit einem Metallfilm 72 ausgeführt ist, Kappen 73, die den Widerstandskörper 71 halten, einen inneren Überzugsfilm 74, der den Widerstandkörper 71 und die Kappen 73 bedeckt, und einen äußeren Überzugsfilm 75, der den inneren Überzugsfilm 74 bedeckt, auf.
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Für den Aufbau des Widerstandskörpers 71 bestehen keine besonderen Beschränkungen. Der Widerstandskörper 71 kann jeden beliebigen bekannten Aufbau aufweisen. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht der Widerstandskörper 71 aus Keramik und ist er mit dem Metallfilm 72 bedeckt. Auch für die Art des Metallfilms 72 auf dem Widerstandkörper 71 bestehen keine besonderen Beschränkungen. Zum Beispiel kann der Metallfilm 72 ein Film aus einer Ni-Cr(Nickel-Chrom)-Legierung oder ein Metallglasurfilm sein.
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Die Kappen 73 halten den Widerstandskörper 71, indem sie ihn von beiden Seiten her einklemmen, und verbinden den Widerstandskörper 71 gleichzeitig mit dem oberen und dem unteren Elektrodenteil 40 und 20. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Kappen 73 jeweils durch Aufbringen eines Zinnbeschichtungsfilms auf einen Eisenrahmen gebildet.
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Der innere Überzugsfilm 74 ist aus Epoxidharz gebildet und mit einem dichteren Aufbau als der äußere Überzugsfilm 75 ausgeführt. Der innere Überzugsfilm 74 ist so aufgebracht, dass er den Widerstandskörper 71 und die Kappen 73 bedeckt und wenigstens an den Grenzen der Kontaktbereiche zwischen dem Metallfilm 72 des Widerstandkörpers 71 und den Kappen 73, das heißt, den Rändern der Kontaktbereiche, vorhanden ist.
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Der äußere Überzugsfilm 75 ist aus Silikonharz gebildet und weist eine höhere Wärmeverformungstemperatur als jene von Nylon 66 als das Material des Gehäuses 80 auf. Der äußere Überzugsfilm 75 ist so aufgebracht, dass er den inneren Überzugsfilm 74, den Widerstandskörper 71 und die Kappen 73 bedeckt und diese Bestandteile 71, 73 und 74 von einem Kontakt mit dem Gehäuse 80 abhält.
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Als nächstes wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 der Zusammenbauprozess des Klopfsensors 1 nach der vorliegenden Ausführungsform erklärt werden.
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Zum Zusammenbau des Klopfsensors 1 werden zuerst der untere Elektrodenteil 20, das piezoelektrische Element 30, der obere Elektrodenteil 40 und das Gewichtselement 50 in der angeführten Reihenfolge von der Unterseite zu der Oberseite gestapelt. Dabei werden der untere Elektrodenteil 20, das piezoelektrische Element 30, der obere Elektrodenteil 40 und das Gewichtselement 50 so angeordnet, dass sie den Außenumfang des Körperbereichs 11 des Tragelements 10 umgeben.
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Parallel mit der obigen Stapeltätigkeit werden der Klemmenbereich 22 des unteren Elektrodenteils 20 und der Klemmenbereich 42 des oberen Elektrodenteils 40 über den Widerstand 70 elektrisch miteinander verbunden.
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Anschließend wird die Mutter 60 so auf die Gewinderille 16 des Tragelements 10 geschraubt, dass der untere Elektrodenteil 20, das piezoelektrische Element 30, der obere Elektrodenteil 40 und das Gewichtselement 50 zwischen dem Flanschbereich 12 des Tragelements 10 und der Mutter 60 fixiert werden.
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Der Unteraufbau dieser Sensoraufbaubestandteile wird mit einer Spritzgussform umschlossen. Das Gehäuse 80 wird gebildet, indem Nylon 66 so in die Spritzgussform eingespritzt wird, dass die Sensoraufbaubestandteile abgedeckt werden. Dadurch wird der Klopfsensor 1 fertiggestellt.
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Bei dem Klopfsensor 1 liegt die untere Endfläche des Flanschbereichs 12 des Tragelements 10 an der Unterseite des Gehäuses 80 frei; und liegt die obere Endfläche des Körperbereichs 11 des Tragelements 11 an der Oberseite des Gehäuses 80 frei. Ferner liegen die Klemmenbereiche 22 und 42 des unteren und des oberen Elektrodenteils 20 und 40 in dem Anschluss 82 teilweise frei.
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Der Klopfsensor 1 ist so an dem Verbrennungsmotor angebracht, dass die untere Fläche des Klopfsensors 1 (genauer die untere Endfläche des Flanschbereichs 12 des Tragelements 10) in einem Kontakt mit der optimalen Stelle (im Allgemeinen dem Anbringungsbereich eines Zylinderblocks) des Verbrennungsmotors gehalten wird.
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Beim Auftreten einer abnormalen Schwingung wie einem Klopfen in dem Verbrennungsmotor wird die abnormale Schwingung durch den Flanschbereich 12 des Tragelements 10 zu dem piezoelektrischen Element 30 übertragen. Dann erzeugt das piezoelektrische Element 30 auf die abnormale Schwingung ansprechend ein elektrisches Signal. Das erzeugte elektrische Signal wird von den Klemmenbereichen 22 und 42 des unteren und des oberen Elektrodenteils 20 und 40 an die externe Vorrichtung ausgegeben.
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Bei dem wie oben aufgebauten Klopfsensor 1 ist der Widerstand 70 mit dem äußeren Überzugsfilm 75 aus Silikonharz mit einer höheren Wärmeverformungstemperatur als Nylon 66 als das Material des Gehäuses 80 bedeckt. Dadurch wird selbst bei Einwirkung von Wärme während der Bildung des Gehäuses 80 oder während der Wärmezyklusprüfung des Klopfsensors 1 verhindert, dass der äußere Überzugsfilm 75 an das Gehäuse 80 angeschmolzen wird. Entsprechend ist es möglich, den gewünschten Widerstandswert des Widerstands 70 beizubehalten, ohne eine Abtrennung des Metallfilms 72 zu verursachen, und die Wärmebeständigkeit des Klopfsensors 1 zu verbessern.
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Ferner ist der innere Überzugsfilm 74 mit einem dichteren Filmaufbau als jenem des äußeren Überzugsfilms 75 gebildet, um die Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors 1 zu erleichtern. In dem Fall, in dem wie bei der vorliegenden Ausführungsform eine Zinnbeschichtung auf die Kappe 73 des Widerstands 710 aufgebracht (plattiert) ist, besteht die Möglichkeit, dass der Beschichtungsfilm (Plattierfilm) durch Einwirkung von Wärme auf den Klopfsensor 1 geschmolzen wird. Wenn zwischen dem äußeren Überzugsfilm 75 und dem Metallfilm 72 jedoch der dichte innere Überzugsfilm 74 gebildet ist, wird das geschmolzene Beschichtungsmetall außerhalb des inneren Überzugsfilms 74 gehalten. Dadurch ist es verglichen mit dem Fall, in dem kein innerer Überzugsfilm 74 gebildet ist, möglich, eine Schwankung des Widerstandwerts des Widerstands 70, die durch einen Kontakt des geschmolzenen Beschichtungsmetalls (Plattiermetall) mit dem Metallfilm 72 verursacht wird, leicht zu verhindern.
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Darüber hinaus ist der innere Überzugsfilm 74 so angeordnet, dass er die Ränder der Kontaktbereiche zwischen dem Metallfilm 72 des Widerstandskörpers 71 und den Kappen 73 bedeckt, wodurch die Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors 1 weiter erleichtert wird. Selbst wenn der Beschichtungsfilm (Plattierfilm) der Kappe 73 durch Einwirkung von Wärme auf den Klopfsensor 1 geschmolzen wird, wird das geschmolzene Beschichtungsmaterial (Platteriermaterial) im Allgemeinen in dem gleichen Bereich behalten und mit der Abnahme der Sensortemperatur an der ursprünglichen Position verfestigt. Somit wird das Eindringen des geschmolzenen Beschichtungsmaterials (Plattiermaterials) von dem Rand des Kontaktbereichs verhindert, wodurch eine Schwankung des Widerstandswerts des Widerstands 70 unterdrückt wird. Daher kann noch leichter verhindert werden, dass der Widerstandswert des Widerstands 70 durch die Wirkung von Wärme verändert wird.
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Wenn Nylon 66 als das Material des Gehäuses 80 mit Silikonharz als das Material des äußeren Überzugsfilms 75 verglichen wird, ist die Wärmeverformungstemperatur des Silikonharzes höher als jene des Nylons 66. Aus diesem Grund führt die Verwendung eines jeden aus Nylon 66 als das Material des Gehäuses 80 und Silikonharz als das Material des äußeren Überzugs 75 des Widerstands 70 zu einer Verbesserung der Wärmebeständigkeit des Klopfsensors 1. Da der Widerstand 70 mit dem äußeren Überzugsfilm 75 aus Silikonharz, das eine höhere Wärmeverformungstemperatur als Nylon 66 als das Material des Gehäuses 80 aufweist, bedeckt ist, wird selbst unter Einwirkung von Wärme während der Bildung des Gehäuses 80 oder während der Wärmezyklusprüfung des Klopfsensors 1 verhindert, dass der äußere Überzugsfilm 75 an den Metallfilm 72 und das Gehäuse 80 geschmolzen wird. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit der Abtrennung des äußeren Überzugsfilms 75 von dem Widerstandskörper 71 zu verringern und den gewünschten Widerstandswert des Widerstands 70 beizubehalten.
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Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform für das Material des Gehäuses 80 Nylon 66 verwendet wird, bestehen für das Material des Gehäuses 80 keine besonderen Beschränkungen. Das Gehäuse 80 kann alternativ aus Polybutylenterephthalat oder Polyphenylensulfid gebildet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Es sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen der obigen Ausführungsformen möglich, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist der Aufbau des Klopfsensors 1 mit dem Widerstand 70 nicht auf die obige Art beschränkt. Es ist möglich, den Widerstand 70 auf eine beliebige andere Art von Klopfsensor anzuwenden.
