JP2004257834A

JP2004257834A - ノックセンサ

Info

Publication number: JP2004257834A
Application number: JP2003048168A
Authority: JP
Inventors: Kimio Uchida; 公雄内田; Satoshi Matsuura; 諭松浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: JP3885744B2

Abstract

【課題】高温時においてもシール性の低下が有効に防止でき、耐久性に優れるノックセンサ１の提供。
【解決手段】ノックセンサ１は、一端に設けた鍔部２１と、円筒状の筒部２３とからなる金属製の筒状芯金２を備える。鍔部２１の外周にシール溝３、３、他端部にシール溝４、４が周設されている。シール溝３およびシール溝４の断面は、溝口に向かって軸方向の幅が漸減するテーパー状の両溝側壁面３２、３３、４２、４３を有する。筒部２３の外周には圧電機構５が円筒状に配され、圧電機構５の外周は樹脂のモールド成形による被覆体７で被覆されている。モールド成形による樹脂はシール溝３、４内に入り込んでおり、ノックセンサ１が高温度になるとシール溝３、４内の侵入部が膨張して接合面の剥離を防止する。
【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非共振型ノックセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノックセンサは、図７に示す如く、鉄などの金属で形成され、一端に鍔部２１を有し、該鍔部（一端部）の外周および他端部の外周に断面が略矩形を呈する一つまたは複数のシール溝３、４が周設された筒状芯金２を備えている。筒状芯金２の外周には、エンジンブロックの振動を電気信号に変換するための圧電機構５が配され、該圧電機構５は、一端部および他端部のシール溝３、４に接合してモールド成形された樹脂からなる被覆体７により外周を気密および水密的に被覆されている。モールド成形された樹脂は、シール溝３、４内に入り込んで、気密および水密の作用（シール性）を果たしている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２２１８２０号公報（第１頁〜第７頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノックセンサは、シール溝３、４が略矩形の断面を有し、径方向に同一幅であった。このため、エンジンに装着されて高温度になると、樹脂製である被覆体７と金属製である筒状芯金２との熱膨張差により、接合部に隙間が生じる。また、被覆体７は樹脂製であるため、冷熱サイクルの繰り返しにより経時的に変形または劣化し、筒状芯金との接合強度が低下してシール性が失われ易い。この状態で洗車などによる高圧水がかかると、ノックセンサの内部に水が浸入して寿命が低下する。
この発明の目的は、高温時の熱膨張差による筒状芯金と被覆体との接合強度の低下を有効に防止でき、シール性に優れた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、一端部および他端部の外周にシール溝が周設された金属製の筒状芯金と、環状を呈し筒状芯金の外周に配された圧電機構と、前記一端部および他端部のシール溝に接合してモールド成形され圧電機構の外周を被覆する被覆体とからなるノックセンサにおいて、シール溝の溝口側に、軸方向の突出し部を設けたことを特徴とする。この構成では、ノックセンサが高温度になり被覆体の樹脂と筒状芯金の金属との熱膨張差が生じても、軸方向の突出し部によりシール溝内に入り込んだ樹脂を中心側に押圧する熱応力が生じる。このため、シール溝内の樹脂とシール溝壁とのシール性の低下が阻止される。
【０００６】
この発明のシール溝は、請求項２に記載の如く、切削加工などにより溝口に向かって縮小するテーパー状の両溝側壁を形成するか、または請求項３に記載の如く、シール溝間部の外周部を加工して軸方向の突出し部を設ける。シール溝間部の加工は、刃具の押し当てにより、チューリップ状の拡開、一方側への押し曲げ、中心方向に押圧して変形させるなどの方法が実用的である。なお、複数のシール溝を軸方向に列設することが望ましいが、単一のシール溝であってもよい。
【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の締結座１１への圧接面２Ａ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、中間部に外ネジ２２が切られた円筒状の筒部２３とからなる。鍔部２１の外周には所定の間隔で２つのシール溝３、３が周設され、シール溝３、３の間はシール溝間部３０となっている。筒部２３には、他端（図示上端）部に２つのシール溝４、４が周設され、シール溝４、４の間はシール溝間部４０となっている。
【０００８】
シール溝３およびシール溝４の断面は、溝口３Ａ、４Ａおよび円筒面となっている溝底壁面３１および４１と、外側に向かって軸方向の幅が漸減するテーパーとなっている軸方向の両溝側壁面３２、３３および４２、４３からなる。筒部２３の外周には環状隙間２４を介して圧電機構５が円筒状に配されている。この実施例では、両溝側壁面３２、３３および４２、４３が、軸方向の突出し部３４、４４を形成している。
【０００９】
圧電機構５は、円環状の圧電素子５１、該圧電素子５１の両面に重ねられた円環板状の電極板５２、５２、電極板５２、５２の外側に重ねられた円環板状の絶縁板５３、５３、および他端側（図示上側）の絶縁板に当接して配された円環状のウェイト６を有する。電極板５２、５２は、リード部５５、５５が延設され、リード部５５、５５に抵抗溶接で固定された抵抗１２を介して電気接続される。リード部５５、５５の先端にはコネクター１３が接続されている。
【００１０】
圧電機構５は、鍔部２１と、ウェイト６から他端側に延長され外ネジ２２に螺合した内ネジ６１を有する締結部６２との間に、所定の加圧力を付与され固定されている。この固定の際に、ウェイト６、圧電素子５１、電極板５２、５２および絶縁板５３、５３が所定の圧力で加圧されて同心的に保持される。
【００１１】
ウェイト６の一端側面には、略半円形状の溝６３が十字状に設けてあり、環状隙間２４と外部とを連通させている。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、圧電機構５の外周を絶縁および防水被覆している。被覆体７の一端部７２はシール溝３、３に外嵌し、他端部７１はシール溝４、４に外嵌している。一端部７２および他端部７１のモールド成形された樹脂は、シール溝３、４に入り込み緊密に嵌合して防水など気密性を保持する。また、モールド成形された樹脂は、半径方向溝６３を通じて環状隙間２４内にも充填される。
【００１２】
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、絶縁板５３、電極板５２、圧電素子５１、電極板５２、絶縁板５３を順次に外嵌めするとともに、治具を用いて同心に設定する。つづいて、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５５、５５間に抵抗１２を抵抗溶接で固定接続する。この状態で、樹脂のモールド成形により被覆体７と同時にコネクター１３を一体形成する。
【００１３】
ノックセンサ１は、筒状芯金２に挿通させたボルト１４によりエンジンブロック１０の締結座１１に締結されて使用される。内燃機関の運転により高温度となり、運転の停止により低温度となる。この際に、樹脂製である被覆体７と、鉄などの金属製筒状芯金２との間の熱膨張差により、高温時には一端部７２および他端部７１の径方向への膨張は、シール溝３、４の溝底壁面３１、４１の膨張より大きい。
【００１４】
このため、図２の（イ）に示す如く、シール溝３、４が、従来の如く断面が矩形で同一幅の場合は、図２の（ロ）に示す如く、半径方向の熱応力Ｆ１により溝底壁面と、被覆体７のシール溝３、４内への侵入部７３、７４との嵌合面に隙間が生じたり、接合強度が小さくなる。この状態で、飛散水などがノックセンサ１にかかると、内部に水分が浸入し圧電機構５の出力特性が損なわれ易い。
【００１５】
この発明では、図２の（ハ）に示す如く、テーパーとなっている軸方向の両溝側壁面３２、３３および４２、４３により、図２の（ニ）に示す如く、侵入部７３、７４を中心側に押し戻す分力Ｆ２が生じる。このため、溝底壁面３１、４１と侵入部７３、７４との嵌合面に隙間が生じることが防止できる。また、侵入部７３、７４と、両溝側壁面３２、３３および４２、４３との圧接力が増大し、シール性が保たれる。
【００１６】
図３は、第２実施例を示す。この実施例では、シール溝間部３０、４０の外周部をチューリップ状に拡開させて、軸方向の突出し部３５、４５を形成している。この構成では、筒状芯金を回転させながら楔状刃具１５をシール溝間部３０、４０の外周面の中央位置に押し付けることで形成できる。
【００１７】
図４は、第３実施例を示す。この実施例では、シール溝間部３０、４０を軸方向に曲げ加工して軸方向の突出し部３６、４６を形成している。この形状は、筒状芯金２を回転させながら刃具１６をシール溝間部３０の側面に押し付けることで形成できる。
【００１８】
図５は、第４実施例を示す。この実施例では、シール溝間部３０、４０の外周部を押圧して軸方向の突出し部３７、４７を形成している。この形状は、筒状芯金２を回転させながら刃具１７をシール溝間部３０、４０の外周面に押し付けることで形成できる。
【００１９】
図６は、第５実施例を示す。この実施例では、シール溝間部３０、４０の外周部の先端を加圧して広げ、軸方向の突出し部３８、４８を形成している。この形状は、筒状芯金２を回転させながら刃具１７をシール溝間部３０、４０の外周面に押し付けることで形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例にかかるノックセンサの断面図および要部拡大図である。
【図２】従来および第１実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図３】第２実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図４】第３実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図５】第４実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図６】第５実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図７】従来のノックセンサの断面図および要部拡大図である。
【符号の説明】
１ノックセンサ
２筒状芯金
３シール溝
３０溝間部
３２溝側壁（軸方向の突出し部）
３３溝側壁（軸方向の突出し部）
３４軸方向の突出し部
３Ａ溝口
４シール溝
４０溝間部
４２溝側壁面（軸方向の突出し部）
４３溝側壁面（軸方向の突出し部）
４４軸方向の突出し部
４Ａ溝口
５圧電機構
５１圧電素子
５２電極板
５３絶縁板
６ウェイト
７被覆体

Claims

一端部および他端部の外周にシール溝が周設された金属製の筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に配された圧電機構と、前記一端部および他端部のシール溝に接合してモールド成形され前記圧電機構の外周を被覆する被覆体とからなるノックセンサにおいて、
前記シール溝の溝口側に、軸方向の突出し部を設けた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、前記軸方向の突出し部は、前記溝口に向かって縮小するテーパー状の両溝側壁によって形成されてい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、前記シール溝は所定の間隔で形成された複数のシール溝からなり、前記軸方向の突出し部は、前記シール溝間部の外周部を軸方向に変形させて形成されたことを特徴とするノックセンサ。