JP2004251792A

JP2004251792A - ノックセンサ

Info

Publication number: JP2004251792A
Application number: JP2003043347A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsuura; 諭松浦; Kimio Uchida; 公雄内田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: JP3888314B2

Abstract

【課題】部品相互の位置ずれによる絶縁不良を防止することと、その為に要する組付工数を低減すること、および絶縁体の組付け忘れを防止することが可能なノックセンサの提供。
【解決手段】ノックセンサ１は、一端がシリンダブロック１０への圧接面１１となっている筒状芯金２を備えている。筒部２２の外周には円環状を呈する圧電素子３が同心的に配され、その軸方向の両面には電極板４、４が重ねられている。電極板４は、圧電素子３側（内側）面４Ａは圧電素子３への当接面となっており、反対側（外側）面４Ｂには絶縁層５が一体に設けられ、円環状のウェイト６が重ねて配されている。さらに樹脂のモールド成形によりコネクター１３と被覆体７が形成され、被覆体７でウェイト６、圧電素子３および電極板４、４の外周を絶縁および防水被覆している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のエンジンブロックにボルトなどの締結具で締結され、、燃焼室内の異常燃焼を検出するノックセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノックセンサは、図６に示す如く、一端に鍔部２１を有する筒状芯金２と、該筒状芯金２の外周に配された環状の圧電素子３および該圧電素子３の両面に当接する環状の電極板４、４と、他端側（図示上側）の電極板４に当接したウェイト６とを備えている。圧電素子３、電極板４、４およびウェイト６は、前記鍔部２１と筒状芯金２の他端側に設けたネジである保持機構６０との間に保持され、外周を樹脂のモールド成形による被覆体７（図１参照）で被覆されている（特許文献１参照）。筒状芯金２およびウェイト６は鉄などの金属製であり、各電極板４、４と鍔部２１またはウェイト６との間にはそれぞれ厚さが０．１８〜０．２５ｍｍの円環板状絶縁体５０、５０が介装されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６１−１５３５３０号公報（第１頁−第３頁、図１−図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノックセンサは、電極板と鍔部、および電極板とウェイトとの間に、独立部品である絶縁体を挟み込んで、電極板と芯筒またはウェイトとの絶縁を行っている。このため、部品点数および組付工数の増大によりコストアップの原因となっている。また、鍔部、独立部品である絶縁体、電極板および圧電素子の各相対的な位置ずれによる絶縁不良を防止するために、それぞれの部品の公差設計や寸法管理に膨大な工数を要している。更に、これらのうち独立部品である絶縁体の組付け忘れが懸念されている。
この発明の目的は、電極板と絶縁体とを一部品で構成し、部品点数および組付工数の低減によりコストダウンが可能であり、上記の位置ずれによる絶縁不良を防止することと、その為に要する上記工数を低減すること、および絶縁体の組付け忘れを防止することが可能なノックセンサの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、一端が内燃機関への圧接面となっている筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に同心的に配された圧電素子と、該圧電素子の両面に重ねて設置されるとともに圧電素子と反対側面が絶縁された一対の電極板と、該一対の電極板の一方で他端側電極板に当接して配されるウェイトと、前記筒状芯金に前記圧電素子、前記一対の電極板およびウェイトを同心的に保持させる保持機構と、前記圧電素子、一対の電極板、ウェイトおよび保持機構の外周を被覆する被覆体とからなり、前記筒状芯金を挿通させた締結具により内燃機関に締結されるノックセンサにおいて、前記電極板の絶縁は前記電極板に付着させた絶縁層で行うことを特徴とする。この構成により、独立部品である絶縁体を低減できるとともに、保持機構で圧電素子を固定する際に同心に保持する部品点数が５個から３個に低減できるため、組付工程も容易になる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、絶縁層を電極板に接着した絶縁シートで形成している。絶縁シートの接着は製法が簡単でありコストダウンに有効である。また、鍔部、独立部品である絶縁体、電極板および圧電素子の各相対的な位置ずれによる絶縁不良を防止するとともに、それに必要な部品の公差設計や寸法管理に要している膨大な工数も低減できる。更に、これらのうち独立部品である絶縁体の組付け忘れの防止も可能となる。また、請求項３に記載の如く、電極板のリード部に金メッキを施す作業において、打ち抜き前にマスキングした黄銅板を打ち抜くが、このマスキングテープを絶縁シートとして利用することにより、絶縁シートを同心に貼着する作業が不用になり、組付作業が簡単になる。なお、請求項４に記載の如く、電極板に絶縁材を塗装して絶縁層を形成しても良い。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図１、図２に示す第一実施例とともに説明する。ノックセンサ１は、一端（図示下端）が内燃機関のシリンダブロック１０への圧接面１１となっている鉄などの金属製筒状芯金２を備えている。筒状芯金２は、一端に設けた鍔部２１と、筒部２２とからなる。鍔部２１の外周には２つの周溝２３、２３が設けられている。筒部２２には、中間部に外ネジ２４が切られ、他端（図示上端）部に２つの周溝２５、２５が形成されている。
【０００８】
筒部２２の外周には断面が矩形の円環状を呈する圧電素子３が同心的に配されている。圧電素子３の軸方向の両面には、黄銅製の電極板４、４が重ねられている。電極板４は、略同一平面形状を有し円環板状を呈する電極部４１と、該電極部４１から延設されたリード部４２、およびリード部４２の一部に設けた金メッキ部４３とからなり、リード部４２には鍵状の折り曲げ部４４が設けてある。
【０００９】
圧電素子３および電極板４、４は、筒部２２と同心を有するとともに、絶縁のための環状隙間２６を隔てて配置されている。電極部４１の圧電素子３側（内側）面４Ａは圧電素子３への当接面となっており、圧電素子３と反対側（外側）面４Ｂには絶縁層５が設けられている。筒部２２の他端側（図示上側）には、電極板４と同一平面形状を呈する円環状のウェイト６が重ねて配されている。
【００１０】
この第一実施例では、ウェイト６の他端側には内ネジ６１を有する径小部６２が延設され、外ネジ２４に螺合している。鍔部２１と内ネジ６１および外ネジ２４とは保持機構６０を構成し、ウェイト６、圧電素子３および一対の電極板４、４を所定の圧力で加圧して同心的に保持させている。電極板４、４は、リード部４２、４２に電気抵抗溶接で固定された抵抗１２を介して電気接続されている。
【００１１】
ウェイト６の電極板４との接合面には、略半円形の溝６３が十字状に設けてあり、環状隙間２６と外部とを連通させている。リード部４２、４２の先端にはコネクター１３が接続されている。この状態で、樹脂のモールド成形により、被覆体７が形成され、ウェイト６、圧電素子３および電極板４、４の外周を絶縁および防水被覆している。モールド成形の樹脂は、溝６３を通じて環状隙間２６内にも充填される。
【００１２】
保持機構６０としては、内ネジ６１を有する径小部６２が、ウェイト６とは別体のナットであってもよい。内ネジ６１および外ネジ２４の組み合わせ以外に、図４に示す第二実施例の如く、筒部２２の他端側に形成したワッシャー溝６６にワッシャー６７を嵌め込み、ワッシャー６７とウェイト６との間に環状板バネ６８を介装していてもよい。また、ワッシャー６７の代わりに、筒部２２の他端部に留め金６９を圧入してもよく、ナットで環状板バネ６８の上端を押圧させてもよい。
【００１３】
図３は、絶縁層付き電極板の製造工程を示す。図３の（イ）に示す如く、素材の黄銅製帯板４０の所定部分（電極部４１部分）にマスキングテープ５１、５２を貼着する。マスキングテープ５１と５２は、これらマスキングテープ５１と５２の全幅分の寸法を持つ一枚のマスキングテープ５１を貼着した後、テープカッターにてマスキングテープ５１と５２とに分断してもよい。つぎに図３の（ロ）に示す如く電極板４を打ち抜いて、マスキングテープ５１を有する電極部４１およびリード部４２を形成する。つづいて、リード部４２の先端の金メッキ部４３に金メッキを施し、その後に折り曲げ部４４を形成して図３の（ハ）に示す電極板４を製造する。
【００１４】
電極部４１の片面のマスキングテープ５１とマスキングテープ５２を剥離するが、圧電素子３と反対側の面４Ｂのマスキングテープ５１は、そのまま残し、絶縁層５として利用する。マスキングテープ５１としては、エポキシフィルムテープ、ポリアミドフィルムテープ、フッ素樹脂フィルムテープ、ポリエステルフィルムテープ等が使用できる。これにより、電極部４１に正確にテープなどの絶縁フィルムを貼着する作業が省略できる。
【００１５】
このノックセンサ１は、つぎのようにして組み立てられる。筒状芯金２に、絶縁層５を下に一方の電極板４を外嵌めし、つぎに圧電素子３、さらに絶縁層５を上側に他方の電極板４を重ねる。この際に治具を用いて一対の電極板４、４および圧電素子３を同心に設定し、ウェイト６を螺合して所定の加圧力で締め、固定する。つぎに、リード部４２、４２間に抵抗１２を電気抵抗溶接して接続する。つぎに、樹脂のモールド成形によりコネクター１３と被覆体７を形成する。
【００１６】
絶縁層５は、図５に示す如く、絶縁材５３を電極板４に塗装して形成してもよく、以下の塗装方法がある。
１）絶縁粉体を吹き付け、硬化処理する。これには、エポキシ樹脂粉体の吹き付け塗装、ＰＰＳ粉体の吹き付け塗装などがある。
２）溶剤系絶縁材を塗装、硬化処理する。たとえば、溶剤系アクリル樹脂を、吹き付けなどで塗装する。
３）水溶性絶縁材を塗装、硬化処理する。たとえば、水溶性アクリル樹脂を、吹き付けなどで塗装する。
４）アクリル樹脂を電着塗装する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ノックセンサの断面図である。
【図２】ノックセンサ内部の組み付け図である。
【図３】絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図４】他の実施例の絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図５】他の実施例の絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図６】従来のノックセンサ内部の組み付け図である。
【符号の説明】
１ノックセンサ
１１圧接面
２筒状芯金
２４外ネジ（締結具）
３圧電素子
４電極板
５絶縁層
５１マスキングテープ
６ウェイト
６０保持機構
６１内ネジ（締結具）
７被覆体

Claims

一端が内燃機関への圧接面となっている筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に同心的に配された圧電素子と、該圧電素子の両面に重ねて設置されるとともに圧電素子と反対側面が絶縁された一対の電極板と、該一対の電極板の一方で他端側電極板に当接して配されるウェイトと、前記筒状芯金に前記圧電素子、前記一対の電極板およびウェイトを同心的に保持させる保持機構と、前記圧電素子、一対の電極板、ウェイトおよびの外周を被覆する被覆体とからなり、前記筒状芯金を挿通させた締結具により内燃機関に締結されるノックセンサにおいて、
前記電極板の絶縁は前記電極板に付着させた絶縁層で行うことを特徴とするノックセンサ。
請求項１に記載のノックセンサにおいて、前記絶縁層は前記電極板に接着した絶縁シートであることを特徴とするノックセンサ。
請求項２に記載のノックセンサにおいて、前記絶縁シートは、前記電極板のメッキの際に使用されるマスキングテープであることを特徴とするノックセンサ。
請求項１に記載のノックセンサにおいて、前記絶縁層は前記電極板に絶縁材を塗装して形成されたことを特徴とするノックセンサ。