JP2008175719A - ノックセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】加工の容易な上側ターミナルまたは下側のターミナルの一方または双方に樹脂流路を設けることにより、加工工具の耐久性の低減が阻止でき、生産性に優れたノックセンサを提供する。
【解決手段】上側ターミナル４および下側ターミナル５は、等間隔に４個の切り込み４５および５５が半径方向に形成されている。切り込み４５および５５は、外周に開口４６、５６を有し、内周端４７、５７はピエゾ素子３１、上側ターミナル４および下側ターミナル５の内周より内側に設定され、かつ、内周には連結部４８、５８が残されている。４個の切り込み４５および５５は、樹脂流路４０、５０となっており、モールド樹脂は樹脂流路４０、５０を通じて筒状隙間６に充填される。上側ターミナル４および下側ターミナル５を真鍮など銅合金の板材から打ち抜き成形する際に、外形と４個の切り込み４５および５５（樹脂流路４０、５０）とを同時に形成できるため、生産性の向上と製造コストの低減が実現できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンブロックなどに主に取付ボルトで締結されるセンタホール型非共振タイプのノックセンサに関する。

センタホール型非共振タイプのノックセンサは、内部がボルト挿通穴となっている筒部２２と、その下端に形成されたフランジ部２３とを有する金属製のベース２を備えている（図１参照）。この筒部２２の上位には外周ネジ２５が形成されている。筒部２２の下位外周には、円環状の圧電素子（ピエゾ素子）３１、その両面に重ねられた円環板状の上側ターミナル４および下側ターミナル５、上側ターミナル４の上面および下側ターミナル５の下面に重ねられた円環板状のインシュレータ３４、３５からなり、筒状に積層された圧電ユニット３が同心的に配されている。外周ネジ２５には、圧電ユニット３と略同形の環状を呈する当接面７６を備えたウェイト７が螺合されている。

この圧電ユニット３は、筒部２２の外周との間に筒状隙間６を有して配され、フランジ部２３と、ウェイト７との間に挟持されている。筒部２２の上端部外周、圧電ユニット３の外周およびフランジ部２３の外周は、樹脂モールド８により被覆されている。この樹脂モールド８は、ベース２のメッキから発生するウィスカによるベース２とターミナルなどの電気部材とのショートを防止するため、筒状隙間６にも充填される。筒状隙間６へのモールド樹脂の充填は、圧電ユニット３の外周と筒状隙間６とを連通する樹脂流路を通じてなされている。

この方式の従来のノックセンサは、図６（ａ）、（ｂ）に示す如く、ウェイト７の当接面７６に十字溝７７を設けて樹脂通路としている（例えば、特許文献１）。ウェイト７は、生産性および精度の観点から、冷間鍛造と切削加工とにより製造されている。しかるに十字溝７７を冷間鍛造により加工するには、部分的に大きな応力を加える必要があるため、加工に用いる型の寿命が通常の冷間鍛造よりも大幅に短くなっている。また、十字溝７７を切削により加工する場合においては、十字溝７７を構成する各溝が断続的であるため、断続切削により刃具の寿命が短くなるとともに、バリが生じる。このバリによるインシュレータ３４の破損など耐久性低下の原因になる不具合がある。
特開２０００−２４９５９８号公報

この発明の目的は、加工の容易な上側ターミナルまたは下側ターミナルの一方または双方に樹脂流路を設けることにより、加工工具の耐久性の低減が阻止でき、生産性に優れたノックセンサの提供にある。

請求項１の発明は、圧電ユニットを被覆するモールド樹脂を筒部と圧電ユニットとの間の筒状隙間にも充填するための樹脂流路を、上側ターミナルおよび下側ターミナルの双方または一方に形成したことを特徴とする。
この構成では、加工の容易な上側ターミナルまたは下側ターミナルに樹脂流路を形成しているので、ウェイトに樹脂流路を形成する場合に比較して、樹脂流路の形成が容易であり、生産性が優れるとともに製造コストが低減できる。

請求項２の発明では、樹脂流路は、下側ターミナルまたは上側ターミナルにプレス成形した半径方向の溝であることを特徴とする。半径方向の溝は、等間隔に４つ設けることが適当である。

請求項３の発明では、半径方向の溝にはエッジ処理がなされていることを特徴とする。樹脂流路は、プレス成形で外形および溝を同時に成形することが生産性の観点から有利であるが、打ち抜きの下側に位置する溝の縁に鋭角のエッジまたはバリが生じる場合がある。樹脂流路は、半径方向の溝で構成されるため、このエッジまたはバリが存在すると、インシュレータまたはピエゾ素子の表面を傷つけるエッジまたはバリを除去する処理が施されることが望ましい。このためには、対向ダイスの使用、振動シェービングなどの加工方法が有効であるが、その他の方法に寄ってもよい。

この発明の最良の実施形態を実施例１〜３とともに説明する。

図１はエンジンのシリンダブロックにボルトで締結されるノックセンサ１を示し、図２はノックセンサ１の内部機構の組み付け図を示す。ノックセンサ１は、内部が取付ボルトの挿通穴２１となっている円筒状の筒部２２と、筒部２２の下（図示下）端に設けられた円環状のフランジ部２３とからなるベース２を備えている。ベース２は、鉄を主体とする金属製であり、生産性の観点から一般的に冷間鍛造により製造されている。筒部２２は、フランジ部２３に近接した下位外周２４は円筒面となっており、その上位には外周ネジ２５が形成され、上端部には上下２段に周溝２６、２６が設けられている。フランジ部２３は円環板状を呈し、下面２７は平坦面となっており、外周には上下２段に周溝２８、２８が設けられている。

フランジ部２３の上面２９方向には、全体として略円筒状を呈する圧電ユニット３が、筒部２２の下位外周と同心的に設置されている。圧電ユニット３は、断面が矩形で円環状のピエゾ素子３１、いずれも円環板上を呈し、ピエゾ素子３１の上面３２および下面３３に重ねられる円環状の上側ターミナル４および下側ターミナル５、およびいずれも円環板上を呈し上側ターミナル４の上面および下側ターミナル５の下面に重ねられる上側インシュレータ３４および下側インシュレータ３５からなる。圧電ユニット３の内周３６と筒部２２の下位外周２４との間には、筒状隙間６が形成されている。

筒部２２の外周ネジ２５には、金属製の円筒状ウェイト７が螺合されている。ウェイト７は、径小で内ネジ７１が設けられた上筒部７２、径大で圧電ユニット３と略同一の外径および内径を有する下筒部７３と、上筒部７２および下筒部７３の連結部７４からなる。下筒部７３の外周には締結用の二面幅７５が設けられ、下筒部７３の内側は筒状隙間６の上室を形成している。下筒部７３の下面は平坦面であるとともに上側インシュレータ３４への当接面７６となっており、ウェイト７の内ネジ７１が外周ネジ２５に螺合され、圧電ユニット３は、フランジ部２３と当接面７６との間に所定の圧力で締結され、固定されている。

上側ターミナル４および下側ターミナル５は、真鍮板をプレスして打ち抜いた同一形状の成形品を使用しており、一方を裏返して使用している。上側ターミナル４および下側ターミナル５は、円環板状のターミナル部４１、５１、ターミナル部４１から外側に延長されたリード部４２、５２からなる。リード部４２は、根元付近で下または上に鍵状に折り曲げられ、中間位置から先端側部４３、５３は斜め上方に折り曲げられて出力端子となっている。この実施例では、上側ターミナル４および下側ターミナル５の内周４４、５４は、ピエゾ素子３１、上側ターミナル４および下側ターミナル５の内周より所定の寸法だけ径小に形成されており、等間隔に４個の切り込み４５および５５が半径方向に形成されている。切り込み４５および５５は、外周に開口４６、５６を有し、内周端４７、５７はピエゾ素子３１、上側ターミナル４および下側ターミナル５の内周より内側に設定され、かつ、内周には連結部４８、５８が残されている。

このノックセンサ１は、周溝２６、２６が設けられた筒部２２の上端部から周溝２８、２８が設けられたフランジ部２３の外周に亘って、圧電ユニット３の外周を覆うように樹脂モールド８が施されている。上下２段に周溝２６、２６および周溝２８、２８は、樹脂モールド８とベース２との結合強度の増大と水密性の確保の作用を有する。樹脂モールド８は、図３に示す如く、ベース２に圧電ユニット３をウェイト７で固定し、成形型８０内に設置し、モールド樹脂を充填する。この際に、４個の切り込み４５および５５は、樹脂流路４０、５０となっており、モールド樹脂は樹脂流路４０、５０を通じて筒状隙間６に充填される。筒状隙間６に充填された樹脂６１は、圧電ユニット３およびベース２の絶縁性を向上し耐久性を増大させる作用を有する。

この発明では、樹脂流路４０、５０を、加工が容易な上側ターミナル４および下側ターミナル５に設けているので、成形が容易で生産性に優れる利点がある。とくに、上側ターミナル４および下側ターミナル５を真鍮など銅合金の板材から打ち抜き成形する際に、外形と４個の切り込み４５および５５（樹脂流路４０、５０）とを同時に形成できるため、生産性の向上と製造コストの低減が実現できる。このため従来のノックセンサの如く、ウェイト７の当接面７６に鍛造や切削で形成する場合に比較して、鍛造に用いる型や断続切削により刃具の寿命が短くなる不具合は解消できる。

図４は実施例２にかかるノックセンサの上側ターミナル４および下側ターミナル５を示す。この実施例では、切り込み４５および５５の代わりに、上側ターミナル４および下側ターミナル５に内周膨出部４ａ、５ａおよび外周膨出部４ｂ、５ｂを設けるとともに、打ち抜き穴４ｃ、５ｃを形成して樹脂流路４０、５０を構成している。この実施例では、上側ターミナル４および下側ターミナル５は、樹脂流路４０、５０の形成位置の内外両側で連結部４ｄ、５ｄ、４ｅ、５ｅを有する。

この構成では、上側ターミナル４および下側ターミナル５の構造強度が増大できるとともに、内外の両側に連結部４ｄ、５ｄ、４ｅ、５ｅが存在するので、長期間の使用で切断に対する信頼性が向上する。また、上側ターミナル４および下側ターミナル５の径方向の幅を、樹脂流路４０、５０部の近傍を除いて小さくできるため、ノックセンサの軽量化を図ることも可能である。

図５は実施例３にかかるノックセンサの上側ターミナル４を示す。この実施例では、打ち抜き穴４ｃの下側角４ｆにエッジまたはバリの除去処理が施されている。これは、プレス成形で打ち抜き穴４ｃ、５ｃを形成すると、下側の角にエッジができ、このエッジがピエゾ素子３１または上側インシュレータ３４を傷つける恐れがある。この実施例の如く、下側角４ｆにエッジまたはバリの除去処理を施すことにより、ノックセンサの信頼性、耐久性が向上できる。このエッジまたはバリの除去処理は、プレス成形の後工程で行ってもよいが、対向ダイスを用いたり、振動シェービングにより、プレス成形と同工程で行うこともできる。

〔変形例〕
図４に示す実施例２において、上側ターミナル４および下側ターミナル５の内周または外周に設ける内周膨出部４ａ、５ａまたは外周膨出部４ｂ、５ｂは、いずれか一方であってもよく、この場合においても、ノックセンサの軽量化が可能である。

ノックセンサの断面図である。（実施例１） ノックセンサの内部機構の組付図である。（実施例１） ノックセンサの製造工程図である。（実施例１） 実施例２の要部の組付図である。（実施例２） 実施例３の要部断面図である。（実施例３） 従来のノックセンサの断面図である。

符号の説明

１ ノックセンサ
２ ベース
３ 圧電ユニット
４ 上側ターミナル
５ 下側ターミナル
６ 筒状隙間
７ ウェイト
８ 樹脂モールド

Claims (3)

1. 内部が取付ボルトの挿通穴となっている筒部および該筒部の下側に設けられたフランジ部を有する金属製ベースと、
   円環状のピエゾ素子、いずれも円環板上を呈し、前記ピエゾ素子の上面および下面に重ねられる円環状の上側ターミナルおよび下側ターミナル、およびいずれも円環板上を呈し前記上側ターミナルの上面および下側ターミナルの下面に重ねられる上側インシュレータおよび下側インシュレータを備え、前記フランジ部の上面に設置されるとともに前記筒部の下位外周と所定の筒状隙間を保持して同心的に配された圧電ユニットと、
   前記筒部の上位に取付けられるとともに、前記フランジとの間に前記圧電ユニットを保持するウェイトと、
   前記筒部の上端部の外周から前記フランジ部の外周に渡って施され、前記圧電ユニットを被覆するモールド樹脂とを有し、
   前記筒状隙間には樹脂流路を通じて前記モールド樹脂が充填されるノックセンサにおいて、
   前記樹脂流路を前記下側ターミナルまたは上側ターミナルに形成したことを特徴とするノックセンサ。
2. 請求項１に記載のノックセンサにおいて、前記樹脂流路は、前記下側ターミナルまたは上側ターミナルに成形した半径方向の溝であることを特徴とするノックセンサ。
3. 請求項２に記載のノックセンサにおいて、前記半径方向の溝は打ち抜きにより形成されるとともに、該溝の縁にはエッジ処理がなされていることを特徴とするノックセンサ。

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