JP2008128917A - 非共振型ノッキングセンサの取付け構造 - Google Patents

Abstract

【目的】 センサをなす主体部材がヤング率が小さい樹脂からなり、主体部材の筒状部を軸方向に圧縮してセンサをエンジンに取り付ける構造のもので、耐久試験後においても、センサの性能上必要な取付け軸力より低下することを防止できるようにする。
【構成】圧電素子２１が、主体部材１１の筒状部１２に外嵌されてフランジ１３上で圧縮されてなる非共振型ノッキングセンサ１で、主体部材１１が樹脂製のものを、内燃機関に、筒状部１２の内側空孔にボルト２００を通して、筒状部１２を軸Ｇ方向に圧縮した状態として取付けたセンサの取付け構造。このとき、ボルト２００による筒状部１２の軸Ｇ方向の取付け軸力Ｆｔを５０００Ｎ以上とすると共に、該筒状部は、この取付け時における該筒状部の軸方向の全縮み（δ）が、該筒状部の軸方向の全長の２％以下となるように形成したものを使用した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ノッキングセンサに関し、詳しくは、内燃機関のノッキングを検知する非共振型ノッキングセンサを内燃機関に取付ける構造に関する。

このような非共振型ノッキングセンサ（以下、ノッキングセンサ又は単にセンサともいう）の一例としては、次のものが知られている。すなわち、図４に示したように、筒状部１２の下端の外周にフランジ１３を有する主体部材１１における、その筒状部１２の外周であって、そのフランジ１３の上に、下から順に、絶縁材２５、電極板４２、環状に形成された圧電素子２１、電極板４１、及び絶縁材２６を配置し、上の絶縁材２６の上にリング状の錘（ウエイト）５１を配置している。そして、錘５１の上にバネ性を有する座金（皿ばね）５３を配置し、その上で、筒状部１２の外周に形成されたネジ１５にナット等のネジ部材５５をねじ込んで締め付けることにより、その圧電素子２１を所定の力でフランジ１３上で挟み付けた構造のものとされている（特許文献１）。図４に示したものは、各部品の周囲を樹脂からなるケース３１で覆っている。

このような非共振型ノッキングセンサ１は、錘５１によってノック振動に応じた振動荷重を圧電素子２１に加え、その圧電素子２１にノック振動に応じた電圧信号（検出信号）を発生させる構成とされており、電圧信号を、圧電素子２１の表裏両面の電極板４１，４２に接続された出力端子（接続端子）６６から外部回路に取出して、その外部回路にてノッキングを検出し、点火時期等を制御することにより、その発生を抑制するのに使用される。

そして、このような非共振型ノッキングセンサ１は、主体部材１１の筒状部１２の内側空孔をなすセンサ取付け孔１７に挿通されるボルト（センサ取付け部材）２００によるねじ込みにより、内燃機関のエンジンブロック１０１の外部表面１０２に取り付けられる。これにより、非共振型ノッキングセンサ１を構成する錘５１や圧電素子２１は、内燃機関に発生する振動と一体となって振動する。そして、この振動の際に、非共振型ノッキングセンサ１全体に加速度が加わるが、その際に主に錘５１によって圧電素子２１に荷重が加えられ、その結果、圧電素子２１の表裏両面の電極板４１，４２に接続された出力端子６６からは、内燃機関に発生する振動と同様の波形を有する検出信号が外部に出力されることになる。

ところで、圧電素子２１に振動に応じて発生する出力（電圧信号）Ｖを大きくして、ノッキング判定の性能の向上を図るため、錘５１の重量の増大化ではなく、主体部材１１を従来の鉄や黄銅等の金属製からなるものから、比重の小さい樹脂製のものに変えて、その重量低減を図ることが提案されている（特許文献２、３）。

ところで、この種のノッキングセンサは、上記もしたように、筒状部１２のセンサ取付け孔１７に通されるボルト２００によるねじ込み方式により、エンジンブロック１０１に取付けられるのが普通である。このような取付け法において、センサ特性を発揮させるためには、エンジンブロック１０１とセンサ１とが一体となって振動する必要があるため、センサ１は所定の取付け力（固定力）でエンジンブロック１０１に取付けられる必要がある。一方、自動車の組み立て工程において、種々の部品をボルト等のネジ部材で固定する場合には、その部品のサイズ、重量等に基づいて、使用されるべきボルトの径と共に、標準的な締付け力又は取付け軸力が規定されており、このような規定値が用いられる。例えば、ノッキングセンサ１では、その種類にもよるが、主体部材１１の筒状部１２における内、外径がそれぞれ、８．５ｍｍ、１２．５ｍｍのものでは、Ｍ８（直径８ミリのメールネジ）のボルトを用い、基本的に１３７５０Ｎの取付け軸力（締付け力）が得られるように締付けることが規定ないし推奨されている。
特開２００２−２５７６２４号公報 特開２００４−０８５２５５号公報 特開２００６−０９０８６５号公報

ところが、主体部材１１を樹脂製のものとしてなるセンサ１の場合、このような推奨取付け軸力で、それをエンジンに取付けて耐久試験（熱サイクル試験）をすると、センサ性能に出力異常が見られるということがあった。具体的には、主体部材１１に、ガラス繊維を３０重量％含有のポリアミド樹脂製としたものを用いて耐久試験として熱サイクル試験（＋１５０℃と−４０℃で、それぞれ３０分保持するサイクルを１０００回）を行い、出力異常のあったものについて、その試験後におけるセンサの取り付け状態を確認したところ、次のようであった。すなわち、出力異常のあったものは、エンジンに対する取付け軸力（固定力）が、センサ１の取付け当初の１３７５０Ｎから１５００Ｎ程度まで極端に低下していたり、場合によっては、取り付け自体に弛緩が生じているものがあった。こうしたことから、主体部材１１を樹脂化して、錘の重量を増大することなくセンサの高出力化を図るということは、実用上において問題を生じるおそれがあった。

このような取付け軸力の低下の原因を検討してみると、次のようなことが判明した。というのは、主体部材１１が樹脂製のものからなるセンサ１では、それが従来の金属製のものと同様の取付け軸力が得られるように締付けた場合には、その筒状部１２をなす樹脂のヤング率が鉄等の金属と比べると小さいこと等から、熱サイクル試験過程でクリープ等により、圧縮歪が増大して塑性変形（縮み）が大きくなることが主要因であると考えられる。実際、取付け軸力が、当初の１３７５０Ｎから１５００Ｎ程度まで減少していたものでは、２．５％の塑性変形（縮み）があった。一方、上記したような１３７５０Ｎという取付け軸力は、Ｍ８ボルトを用いて、広く一般の部品を取り付けるのに適切とされている一般的な推奨値である。他方、センサの性能発揮上において必要とされるエンジンに対する固定力という点から見ると、ボルトの径は関係なく、本願発明者による各種の試験からすると、センサに必要な取付け軸力Ｆｎは４８００Ｎ程度付与されていれば問題ないと考えられる。このことは、クリープによる塑性変形後において、この程度の取付け軸力が残存していればよいことを意味する。因みに、Ｍ６ボルトを用いる場合の取付け軸力の推奨値は、７６６０Ｎとされている。

本発明は、かかる知見に基づくもので、センサをなす主体部材がヤング率が鉄や黄銅より小さい樹脂からなり、そのような主体部材の筒状部を軸方向に圧縮してセンサをエンジンに取り付ける場合でも、耐久試験後においても、必要な取付け軸力より低下することを防止できるセンサの取付け構造を提供することをその目的とする。

本願発明者は、このようなセンサの性能発揮上において必要な取付け軸力Ｆｎを考慮しつつ、主体部材１１が樹脂製のものからなるセンサ１では、その取付け初期における取付け軸力を、主体部材１１が金属からなるものに適用されていた一般推奨値とは別に、主体部材１１に作用する圧縮力による歪みないし縮み量が適切値になるように設定すれば、クリープ等に基づく歪み（塑性変形）を低減でき、耐久試験を経ても取付け軸力の極端な低下は防止でき、４８００Ｎ程度の取付け軸力を保持できると考えた。そこで、樹脂製の主体部材１１のサンプルを含む複数のセンササンプルを作って、エンジンに取り付けてそれぞれ耐久試験をし、その試験後のセンサの取付け異常の有無から、次のような結論を得た。すなわち、センサを、主体部材１１の筒状部１２を軸Ｇ方向に圧縮する形で、エンジンに取り付けるときにおけるその取付け軸力Ｆｔを５０００Ｎ以上とすると共に、この取付け時における該筒状部の軸方向の全縮み（δ）が、該筒状部の全長の２％以下となるように形成した筒状部を使用したときは、耐久試験後においても必要な取付け軸力Ｆｎ（４８００Ｎ程度）より低下することはなく、したがって、このような条件の下でセンサの取り付けを行えば主体部材が樹脂製のものからなるセンサにおいても、実用上の問題を回避できる。

そこで、本発明の第１の手段は、センサ自体を内燃機関に取付けるのに用いられるセンサ取付け部材を通すためのセンサ取付け孔を内側空孔として有する筒状部及び該筒状部の軸方向の一端側において外側に張り出し形成されたフランジを備えてなる主体部材と、
前記筒状部に外嵌される環状の圧電素子とを含み、
前記圧電素子が、前記主体部材の筒状部に外嵌されて前記フランジ上に載置されてなる非共振型ノッキングセンサであって、前記主体部材が樹脂製とされてなるものを、
前記フランジにおける圧電素子載置面と反対側の端面を内燃機関の外部表面に着座させるようにし、前記筒状部のセンサ取付け孔内にセンサ取付け部材を通して、該筒状部を前記フランジが形成されてなる端部と反対側の他端側から軸方向に圧縮した状態となるようにして取付けてなる、非共振型ノッキングセンサの取付け構造において、
その取付け時における該筒状部の軸方向の取付け軸力Ｆｔ（Ｎ）を５０００Ｎ以上とすると共に、該筒状部は、この取付け時における該筒状部の軸方向の全縮み（δ）が、該筒状部の軸方向の全長の２％以下となるように形成したものを使用したことを特徴とする。

そして、請求項２に記載の発明は、前記主体部材が、ヤング率Ｅが８ＧＰａ以上ある樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の非共振型ノッキングセンサの取付け構造である。

本発明において、センサの取付け時における該筒状部の軸方向の全縮み（δ）が、該筒状部の軸方向の全長の２％以下となるようにその筒状部を形成するには、取付け軸力Ｆｔ（Ｎ）と、筒状部を含む主体部材をなす樹脂のヤング率Ｅと、筒状部の横断面積（軸方向に垂直な断面の断面積）Ｓが与えられれば、軸方向の歪みε=Ｆｔ／Ｓ×Ｅが求められることから、この歪みεに基づいて、取付け軸力Ｆｔと全縮み（δ）から筒状部の横断面積Ｓを適宜設定し、筒状部を形成すればよい。なお、筒状部の形態（形状）については、種々の形態を採ることができ、例えば、外周にネジを形成したものや肉厚を所々変化させたものを採ることができる。ただし、いずれの形態を採る場合にも、上記関係式（ε=Ｆｔ／Ｓ×Ｅ）を考慮して、軸方向の全縮み（δ）がセンサの取付け時において、軸方向の全長の２％以下となるように筒状部を形成する必要がある。また、本発明において、樹脂製とは、樹脂を主成分として含む（換言すれば、主体部材全体をみて樹脂が最も多い含有量を占める）素材からなるものをいい、これにガラス繊維等の別素材が含有されているものも含む。

本発明の請求項１に記載のノッキングセンサの取付け構造によれば、取付け時における、全縮み（δ）が筒状部の全長の２％以下と小さい一方で、取付け軸力Ｆｔは、ノッキングセンサの特性ないし性能を発揮させる上で必要な取付け軸力Ｆｎ（４８００Ｎ）以上の５０００Ｎ以上あるから、センサの取付け軸力としては十分である。しかも、試験結果から、このような取付け条件とした場合には、熱サイクル試験におけるクリープによる圧縮歪み（塑性変形）が発生するとしても、その進行ないし発生量は僅かであり、その試験後においても、極端な取付け軸力の低下はなく、ノッキングセンサの特性ないし性能を発揮させる上で必要な取付け軸力Ｆｎである４８００Ｎ程度は保持される。

本発明は、上記もしたように、試験結果による知見からなされたものであるため、その効果については、実施の形態においてさらに詳述する。このように、本発明によれば、主体部材を樹脂化してなるノッキングセンサとして実用化が可能となり、重量の増大を招くことなく、出力増大を図ることのできるセンサの実用化が図られる。

本発明において、樹脂のヤング率Ｅは、大きいほど強度的には好ましい素材といえるが、エンジニアリングプラスチックとして使用される樹脂のＥは、８ＧＰａ程度のものが種類も多く、入手容易でもある。そして、この程度のヤング率Ｅであれば、横断面積（軸方向に垂直な断面の断面積）Ｓの極端な増大、すなわち、筒状部における肉厚の極端な増大を招かないので、センサ自体の極端な大型化を招くこともなく、筒状部を形成できる。したがって、請求項２に記載のように、前記主体部材は、ヤング率Ｅが８ＧＰａ以上ある樹脂からなることとするのが好ましい。

本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図３に基いて詳細に説明する。図１は、本形態を説明するのに用いる非共振型ノッキングセンサ１の全体の断面図である。すなわち、本形態のセンサ１をなす主体部材１１は、中央に垂直に設けられた円筒状の筒状部１２の一端（図１下端）側の外周に同心で円形の一定厚さのフランジ１３を突出状に備えている。そして、筒状部１２の軸（高さ）Ｇ方向における中間部位を含む上方にはその外周面にネジ（平行ネジ）１５が形成されている。また、詳しくは後述するが外側には、圧電素子２１等が外嵌、配置されると共に、その外側を覆うようにインサート成形により、樹脂（６−６ナイロン）製のケース（アウターケース）３１がモールド成形により形成されている。なお、主体部材１１は本形態では例えばガラス繊維３０重量％含有のポリアミド樹脂（ヤング率Ｅ：９ＧＰａ）製とされており、その内側の貫通した空孔がセンサ取付け孔１７をなしている。

また、本形態では、筒状部１２はその内外周面が同心とされている。そして、外周面のうち、筒状部１２の上端（面）１２ａ寄り部位には、周方向に沿う２つの凹溝１８が形成されている。ただし、その凹溝１８の溝底の径は、ネジ１５の谷の径Ｄａ１と同じか微量（０．１ｍｍ程度）小さく設定されている。因みにこの径Ｄａ１は、１２．５ｍｍとされている。なおこの凹溝１８は、モールド成形されるケース３１をなす樹脂が入り込んで主体部材１１と強固に一体化するためのものである。そして、図２に示されるように、ネジ１５の図示下端点Ｋから、フランジ１３の上面１３ａまでの部位Ｌ２における筒状部１２の外径Ｄａ２は、１３．８ｍｍとされており、ネジ１５の外径と同じに設定されている。

一方、本形態では、フランジ１３の端面（図示下端面）１３ｂが、内燃機関１０１の表面１０２に着座される面（着座面）をなすところであるが、この端面（着座面）１３ｂは、は筒状部１１の端面１２ｂと面一とされている。そして、本形態において筒状部１２の内径Ｄｂは同一径で、直径８．５ｍｍとされている。また、フランジ１３の外径Ｄａ３は、例えば２３ｍｍとされている。なお、筒状部１２の全長（全高）Ｌは、１４ｍｍとされている。また、本形態では筒状部１２における上下の両端面１２ａ、１２ｂとも、その内周面とのなす角Ｃに４５度の微小面取りＣが付与されている。このような本形態では、筒状部１２がその軸Ｇ方向に力Ｆｔで圧縮された際の全縮みδは、図２に示した長さ領域Ｌ１における縮みδ１と、長さ領域Ｌ２における縮みδ２と、フランジ１３の厚さ領域Ｌ３における縮みδ３とを合計したものとなる。因みに、このような各領域における縮みは、計算上は、概略次のようにして求められる。すなわち、長さ領域Ｌ１における縮みは、Ｄａ１とＤｂとから求められる横断面積Ｓ１の円筒における歪みから概ね求められる。また、長さ領域Ｌ２、Ｌ３における縮みは、筒状部１２の外周面から突出するフランジ１３が圧縮歪みの低減にあまり寄与しないと考えられるため、Ｄａ２とＤｂとから求められる横断面積Ｓ２の円筒における歪みから概ね求められる。

さて、このような主体部材１１の筒状部１２の外周面には、一定厚さ（高さ）で円環状をなす圧電素子２１が同心状に外嵌され、フランジ１３の上面（圧電素子載置面）１３ａに載置されている。この圧電素子２１は表裏（上下）両面に、電極層（図示せず）が焼成して形成され、その表裏両面にはそれぞれ当接状に電極板４１、４２が配置されている。また、圧電素子２１の表面（図示上面）上の電極板４１の上には、一定厚さで円環状をなす金属製の錘５１が配置され、バネ座金５３を介し、ナット５５を筒状部１２の外周面に形成されたネジ１５にねじ込むことで、圧電素子２１が錘５１とフランジ１３との間に、それぞれの電極板４１、４２を介して一定の面圧で加圧されて保持されている。なお、本形態では、主体部材１１が電気的絶縁性のあるポリアミド樹脂製とされていることから、圧電素子２１の裏面に配置されている電極板４２と、フランジ１３との間や、圧電素子２１の表面に配置されている電極板４１と、錘５１との間、さらに、圧電素子２１の内周面と筒状部１２の外周面との間には、従来の金属製の主体部材を用いた場合のような絶縁材は設けられていない。

また、本形態では、樹脂製のケース（アウターケース）３１の外側（図示右側）において、コネクタ部６１がフランジ１３の図示した側端面（内燃機関への取付け用着座面）１３ｂに対して、２０〜３０度で斜め上向きに延びる形で一体的に形成されている。このコネクタ部６１は根元部位を除いて有底筒６２に形成され、その底部である先端向き端面６３に突出状に、一対の外部接続端子（ピン端子又はフラットバー端子）６６が形成され、これらは圧電素子２１の表裏両面（電極層）に、圧接状にある電極板４１、４２を介してそれぞれ電気的に接続されており、電圧信号を取出すように構成されている。

このような本形態のセンサ１では、上記したことからも明らかであるが、次のようにして組立てられる（図１、２参照）。すなわち、主体部材１１のフランジ１３上であって、筒状部１２の外側に、電極板４２、圧電素子２１、電極板４１、錘５１、及びバネ座金５３をセット（組立て）し、ナット５５を筒状部１２のネジ１５に螺合して、所定のトルクでねじ込む。その後、このような仕掛品（半製品）のうち、フランジ１３の外周面の下端寄り部位から、筒状部１２の外周面の上端寄り部位の範囲にある各部品の外側をくるむように、主体部材１１にセットされた各部品をインサートした形で、絶縁樹脂によるケース（アウターケース）３１をコネクタ部６１と共にモールド成形する。図１のものでは、ケース３１の外周面の上端寄り部位が面取り状として形成されている。なお、フランジ１３の外周面にも、筒状部１２の上端寄り部位の外周面に設けられているのと同様の凹溝が設けられており、モールド成形されるケース３１をなす樹脂が入り込んで強固に一体化するようにされている。このような本形態のセンサ１では、筒状部１２及びフランジ１３の下側端面（着座面）１２ｂ、１３ｂがセンサ１の裏面をなし、内燃機関（エンジン）１０１の外部表面１０２に取り付けられる際の取付け用の着座面とされる。

しかして、このような本形態のセンサ１を内燃機関１０１に取り付ける際には、図３に示したように、筒状部１２の内側空孔であるセンサ取付け孔１７を、内燃機関（エンジンブロック）１０１の取付けねじ孔部位１０５に対応させて、フランジ１３の着座面１３ｂをその外部表面１０２に着座させる。そして、その状態において、筒状部１２のうち、フランジ１３のある端部と反対側の端部側から、その内側のセンサ取付け孔１７内に、センサ取付け部材として、例えばボルト２００を挿通して、その頭部Ｔでもって、筒状部１２に所定の軸力Ｆｔ、例えば、７６６０Ｎが付与されるように所定トルクでねじ込む。このねじ込みにおいては、ボルト２００の頭部Ｔの下面が筒状部１２の図示上端面１２ａを押し、筒状部１２の図示下端面１２ｂは、内燃機関（エンジンブロック）の外部表面１０２にて支持される形となる。そして、該筒状部１２はその軸Ｇ方向に軸力Ｆｔが７６６０Ｎ圧縮された状態となり、内燃機関（エンジンブロック）１０１にボルト締めにより取付けられる。このような本形態では、 この取付けにより、筒状部１２はその軸Ｇ方向の全長がＬからＬｂと縮むが、その全縮み（δ）が、筒状部１２の軸Ｇ方向の全長Ｌの２％以下となるように設定されている。なお、内燃機関（エンジンブロック）の外部表面１０２の取付け側に、例えば植え込みボルトが立設されている場合には、そのボルトが、主体部材１１のセンサ取付け用のセンサ取付け孔１７に挿入されるように嵌め込み、非共振型ノッキングセンサ１を内燃機関の外部表面１０２に着座させる。そして、筒状部１１の上端１２ａから突出するそのボルトの上方よりナットを螺合し、上記したボルト２００の場合と同様にしてねじ込めばよい。

上記したセンサ１の取り付け構造において、センサ１は、その作動上において問題のない固定力（必要な取付け軸力４８００Ｎ以上）を上回る取り付け軸力Ｆｔ（７６６０Ｎ）でエンジンに取り付けられている。また、本形態では、主体部材１１をなす樹脂のヤング率Ｅは、９ＧＰａであり、センサ１の取付け時における筒状部１２の軸Ｇ方向の全縮み（δ）が、筒状部１２の軸Ｇ方向の全長Ｌの２％以下となっている。したがって、エンジンへの取付け当初も、実際に使用されて、クリープによる塑性変形が発生して、取付け軸力の低下が見られたとしても、それは従来のような極端な低下となることはなく、必要な取付け軸力Ｆｎである４８００Ｎは維持される。したがって、センサとしての作用上において支障が出ることが防止される。

このような本形態のセンサ１の取り付け構造における性能を確認するため、筒状部１２における内径Ｄｂと、ネジ径（ネジ１５の谷の径Ｄａ１）の異なる主体部材１１を含むセンサ（サンプル）を作り、筒状部のネジ部における横断面積Ｓと取り付け軸力Ｆｔが異なる条件で、これらをエンジンに取付けて耐久試験をした。また、主体部材１１をなす樹脂はヤング率が異なる２種類とした。また、試験は、取付け時における筒状部１２の全縮みδを２％以内とした実施例と、２％を超えるようにした比較例とを用い、その試験後における性能（センサに必要な取付け軸力Ｆｎ（４８００Ｎ）の維持）を確認した。なお、試験は、熱サイクル試験（＋１５０℃と−４０℃で、それぞれ３０分保持するサイクルを１０００回）を１０００時間行ったものであり、耐久性の良否の判定（結果）は、試験終了後におけるセンサの取付け軸力が、４８００Ｎ以上ある場合を良好（○）とし、４８００Ｎ未満である場合を不良（×）とした。結果は、表１に示したとおりである。

表１に示した通り、取付け時における筒状部１２の全縮みδが２％以内の場合には、耐久試験後においても、センサの取り付け軸力は必要な取り付け軸力Ｆｎ（４８００Ｎ）以上あり、良好な結果（○印）が得られた。これに対して、取付け時における筒状部１２の全縮みδが２％を超える場合には、耐久試験後に、センサの取り付け軸力が４８００Ｎ未満となり、不良（×印）と判断された。すなわち、本発明のセンサの取り付け構造においては、センサの作動上、一応の安全を加味した取付け軸力Ｆｔ（５０００Ｎ以上）で初期の取り付けがなされている。一方で、そのような取付け軸力Ｆｔではあるが、全縮みδが２％以内となるように、所定のヤング率を有する素材からなる樹脂により、所定の横断面積を有するように形成された筒状部１２を有する主体部材１１が使用されている。このような関係においては、主体部材１１が、従来の金属製のものよりもヤング率の小さい低強度の樹脂からなるとしても、取り付け後、熱サイクルがかかるとしても問題がないことが確認された。上記のような取付け条件とした場合には、筒状部１２内には過大な圧縮応力の発生もないことから、熱サイクルがかけられたとしても、塑性変形も微量に止められる。これにより、耐久試験後においても、センサの取り付け軸力の大きな低下、ないし筒状部の弾性の大きな低下はなく、必要な取り付け軸力Ｆｎ（４８００Ｎ）を残存させ得たものと考えられる。かくして、本発明のセンサによれば、錘５１の重量増によることなく、主体部材１１の軽量化による高出力化が可能となったことに加えて、素材面に基づく低コスト化も期待される。

なお、エンジニアリングプラスチック（樹脂）のヤング率Ｅは、例えばガラス繊維３０％含有の場合次のようである。ポリアミド樹脂においては９ＧＰａ、ポリフェニレンサルファイド樹脂においては９ＧＰａ、ポリアミドＭＸＤ６樹脂（製品名：レニー、三菱エンジニアプラスチックス株式会社製）においては１７ＧＰａである。上記もしたように、このような樹脂は、比較的低コストで入手も容易である。

上記においては、錘を配置して、バネ座金を介してナット締めすることで圧電素子に圧力を付与する構造のノッキングセンサにおいて具体化したが、本発明は、このような構造のノッキングセンサに限定されるこものではない。圧電素子が、主体部材の筒状部に外嵌されて、筒状部に張り出し形成されたフランジに載置され、しかも、筒状部の軸Ｇ方向に圧縮された状態の下で、主体部材に固定されてなる非共振型ノッキングセンサであって、その主体部材が樹脂製とされてなるものに広く適用できる。また、圧電素子に圧力を付与する手段としては、独立の錘を用いることなく、ナット自体の締付け力で圧電素子に圧力を付与したものとすることもできる。ネジを用いることなく、例えば、主体部材の筒状部の外周面に、圧電素子に圧力を付与可能の環状部材を圧入し、或いは圧入とカシメ等の手段でそれを固定することでも、同様に付与できるためである。なお、センサ取付け部材は、上記においてはボルト（ナット）を使用した場合で説明したが、センサ自体を内燃機関に取付けるのに用いられ、その筒状部をフランジが形成されてなる端部と反対側の他端側から軸Ｇ方向に圧縮した状態となるようにして取付けることができる部材であればよい。

実施の形態の非共振型ノッキングセンサを示す断面図である。 図１のノッキングセンサの分解図。 図１のノッキングセンサをエンジンの外部表面に取り付けている状態において、主体部材の筒状部にセンサの取付け軸力（圧縮力）Ｆｔが付与されている状態の説明用図。 従来の非共振型ノッキングセンサおよびそれが内燃機関に取付けられている状態の断面図。

符号の説明

１ 非共振型ノッキングセンサ
１１ 主体部材
１２ 筒状部
１２ａ 筒状部の一端（面）
１２ｂ 筒状部の他端（面）
１３ フランジ
１３ｂ フランジにおける圧電素子載置面と反対側の端面
１７ センサ取付け孔
１８ 凹溝
２１ 圧電素子
１０１ 内燃機関
１０２ 内燃機関の外部表面
２００ ボルト（センサ取付け部材）
Ｇ 筒状部の軸
Ｌ 筒状部の軸方向の全長

Claims (2)

1. センサ自体を内燃機関に取付けるのに用いられるセンサ取付け部材を通すためのセンサ取付け孔を内側空孔として有する筒状部及び該筒状部の軸方向の一端側において外側に張り出し形成されたフランジを備えてなる主体部材と、
   前記筒状部に外嵌される環状の圧電素子とを含み、
   前記圧電素子が、前記主体部材の筒状部に外嵌されて前記フランジ上に載置されてなる非共振型ノッキングセンサであって、前記主体部材が樹脂製とされてなるものを、
   前記フランジにおける圧電素子載置面と反対側の端面を内燃機関の外部表面に着座させるようにし、前記筒状部のセンサ取付け孔内にセンサ取付け部材を通して、該筒状部を前記フランジが形成されてなる端部と反対側の他端側から軸方向に圧縮した状態となるようにして取付けてなる、非共振型ノッキングセンサの取付け構造において、
   その取付け時における該筒状部の軸方向の取付け軸力Ｆｔ（Ｎ）を５０００Ｎ以上とすると共に、該筒状部は、この取付け時における該筒状部の軸方向の全縮み（δ）が、該筒状部の軸方向の全長の２％以下となるように形成したものを使用したことを特徴とする非共振型ノッキングセンサの取付け構造。
2. 前記主体部材が、ヤング率Ｅが８ＧＰａ以上ある樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の非共振型ノッキングセンサの取付け構造。

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