JP2016121979A - Sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象の状態変化に応じて変化するセンサ信号を発生するセンサに関する。 The present invention relates to a sensor that generates a sensor signal that changes in accordance with a change in state of a measurement target.
測定対象の状態変化に応じて変化するセンサ信号を発生するセンサとしては、測定対象の状態変化に応じて変化するセンサ信号を発生する信号発生部と、センサ信号の伝達経路を形成する信号経路部と、信号経路部に接続される抵抗部と、樹脂により成形されると共に信号経路部と抵抗部との接続部を少なくとも覆う樹脂成形部と、を備える構成のセンサが知られている。 As a sensor that generates a sensor signal that changes in response to a change in the state of a measurement target, a signal generation unit that generates a sensor signal that changes in response to a change in the state of the measurement target, and a signal path unit that forms a transmission path for the sensor signal A sensor having a configuration including a resistance portion connected to the signal path portion and a resin molding portion that is molded with resin and covers at least the connection portion between the signal path portion and the resistance portion is known.
このような構成のセンサの具体例としては、内燃機関に発生するノッキングを検出するノッキングセンサなどが挙げられる(特許文献1、2)。
このノッキングセンサは、内燃機関でのノッキングの発生状況に応じて変化するセンサ信号(ノッキング検出信号)を発生する。ノッキング検出信号は、例えば、ノッキング判定装置において、ノッキングの有無を判定するために用いることができる。
Specific examples of the sensor having such a configuration include a knocking sensor that detects knocking occurring in an internal combustion engine (
This knocking sensor generates a sensor signal (knocking detection signal) that changes according to the state of occurrence of knocking in the internal combustion engine. The knocking detection signal can be used, for example, to determine the presence or absence of knocking in a knocking determination device.
また、抵抗部は、当該抵抗部と、センサに接続される外部のエンジン制御装置との間における電気経路の断線(破断)を検出するための異常検出抵抗として機能する。 The resistance unit functions as an abnormality detection resistor for detecting disconnection (breakage) of the electrical path between the resistance unit and an external engine control device connected to the sensor.
しかし、上記のセンサにおいては、センサの設置環境における温度変化によって、信号経路部と抵抗部との接続部が断線(破断)する場合がある。
つまり、温度変化によって樹脂成形部の寸法変化が生じた場合には、信号経路部と抵抗部との接続部に応力が生じて、信号経路部と抵抗部との接続部が断線する(破断する)可能性がある。
However, in the above sensor, the connection portion between the signal path portion and the resistance portion may be broken (broken) due to a temperature change in the installation environment of the sensor.
That is, when the dimensional change of the resin molded portion occurs due to a temperature change, stress is generated in the connection portion between the signal path portion and the resistance portion, and the connection portion between the signal path portion and the resistance portion is disconnected (breaks). )there is a possibility.
そして、このような断線(破断)が生じると、抵抗部が正常に機能しなくなる。
そこで、本発明は、温度変化が生じる設置環境においても、信号経路部と抵抗部との断線(破断)が生じがたいセンサを提供することを目的とする。
And when such a disconnection (break) arises, a resistance part will not function normally.
Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor in which disconnection (breakage) between a signal path portion and a resistance portion is unlikely to occur even in an installation environment in which a temperature change occurs.
本発明の第1の局面におけるセンサは、信号発生部と、信号経路部と、抵抗部と、樹脂成形部と、を備える。
信号発生部は、測定対象の状態変化に応じて変化するセンサ信号を発生する。信号経路部は、センサ信号の伝達経路を形成する。抵抗部は、信号経路部に接続される。
The sensor according to the first aspect of the present invention includes a signal generation unit, a signal path unit, a resistance unit, and a resin molding unit.
The signal generator generates a sensor signal that changes according to a change in the state of the measurement target. The signal path section forms a sensor signal transmission path. The resistance unit is connected to the signal path unit.
樹脂成形部は、樹脂により成形されると共に、信号経路部と抵抗部との接続部を少なくとも覆う。また、樹脂成形部は、ガラス繊維を含有してなり、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料で形成される。 The resin molding part is molded of resin and covers at least the connection part between the signal path part and the resistance part. Moreover, the resin molding part contains glass fiber, and is formed with the material whose linear expansion coefficient of a flow direction is 2 * 10 < -5 > [/ degreeC] or less.
流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料で形成された樹脂成形部は、温度変化の発生時における寸法変化量が一定範囲内に制限される。
このため、センサの設置環境における温度変化が発生しても、樹脂成形部の寸法変化量を抑制でき、信号経路部と抵抗部との接続部が樹脂成形部の寸法変化によって断線(破断)することを抑制できる。
In a resin molded part formed of a material having a linear expansion coefficient in the flow direction of 2 × 10 −5 [/ ° C.] or less, the amount of dimensional change when a temperature change occurs is limited within a certain range.
For this reason, even if the temperature change in the installation environment of the sensor occurs, the dimensional change amount of the resin molded portion can be suppressed, and the connection portion between the signal path portion and the resistance portion is disconnected (broken) by the dimensional change of the resin molded portion. This can be suppressed.
よって、このセンサによれば、温度変化が生じる設置環境においても、信号経路部と抵抗部との断線(破断)が生じがたくなる。
本発明の他の局面におけるセンサは、信号発生部と、信号経路部と、抵抗部と、樹脂成形部と、を備える。
Therefore, according to this sensor, even in an installation environment where a temperature change occurs, it is difficult for the signal path portion and the resistance portion to be disconnected (broken).
A sensor according to another aspect of the present invention includes a signal generation unit, a signal path unit, a resistance unit, and a resin molding unit.
信号発生部は、測定対象の状態変化に応じて変化するセンサ信号を発生する。信号経路部は、センサ信号の伝達経路を形成する。抵抗部は、信号経路部に接続される。
樹脂成形部は、樹脂により成形されると共に、信号経路部と抵抗部との接続部を少なくとも覆う。また、樹脂成形部は、ガラス繊維を含有してなり、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下であり、かつ、上記流動方向に対する直角の方向である直角方向の線膨張率が7×10−5[/℃]以下の材料で形成される。
The signal generator generates a sensor signal that changes according to a change in the state of the measurement target. The signal path section forms a sensor signal transmission path. The resistance unit is connected to the signal path unit.
The resin molding part is molded of resin and covers at least the connection part between the signal path part and the resistance part. In addition, the resin molded part contains glass fibers, the linear expansion coefficient in the flow direction is 2 × 10 −5 [/ ° C.] or less, and a perpendicular line that is perpendicular to the flow direction. It is formed of a material having an expansion coefficient of 7 × 10 −5 [/ ° C.] or less.
流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下であり、かつ、直角方向の線膨張率が7×10−5[/℃]以下の材料で形成された樹脂成形部は、温度変化の発生時における寸法変化量が一定範囲内に制限される。 A resin molded part formed of a material having a linear expansion coefficient in the flow direction of 2 × 10 −5 [/ ° C.] or less and a linear expansion coefficient in the perpendicular direction of 7 × 10 −5 [/ ° C.] or less, The amount of dimensional change when a temperature change occurs is limited within a certain range.
このため、センサの設置環境における温度変化が発生しても、樹脂成形部の寸法変化量を抑制でき、信号経路部と抵抗部との接続部が樹脂成形部の寸法変化によって断線(破断)することを抑制できる。 For this reason, even if the temperature change in the installation environment of the sensor occurs, the dimensional change amount of the resin molded portion can be suppressed, and the connection portion between the signal path portion and the resistance portion is disconnected (broken) by the dimensional change of the resin molded portion. This can be suppressed.
よって、このセンサによれば、温度変化が生じる設置環境においても、信号経路部と抵抗部との断線(破断)が生じがたくなる。
なお、抵抗部としては、当該抵抗部と、センサに接続される外部のエンジン制御装置との間における電気経路の断線(破断)を検出するための異常検出抵抗として機能するものや、抵抗部と信号発生部との間の短絡を検出するための異常検出抵抗として機能するものを挙げることができる。
Therefore, according to this sensor, even in an installation environment where a temperature change occurs, it is difficult for the signal path portion and the resistance portion to be disconnected (broken).
In addition, as a resistance part, what functions as an abnormality detection resistance for detecting the disconnection (break) of the electrical path between the said resistance part and the external engine control apparatus connected to a sensor, and a resistance part The thing which functions as an abnormality detection resistance for detecting the short circuit between signal generation parts can be mentioned.
また、「流動方向の線膨張率」とは、ガラス繊維を含有する樹脂の射出成形時にゲートから金型内に樹脂が射出されて流動する方向となる流動方向のサンプル(試験片)を用いて測定した線膨張率(線膨張係数)を意味する。また、「直角方向の線膨張率」とは、上記流動方向に対する直角の方向のサンプル(試験片)を用いて測定した線膨張率(線膨張係数)を意味している。 In addition, the “linear expansion coefficient in the flow direction” refers to a sample (test piece) in the flow direction in which the resin is injected from the gate into the mold during the injection molding of the resin containing glass fibers. It means the measured linear expansion coefficient (linear expansion coefficient). The term “linear expansion coefficient in the right-angle direction” means a linear expansion coefficient (linear expansion coefficient) measured using a sample (test piece) in a direction perpendicular to the flow direction.
次に、上述のセンサにおいては、樹脂成形部が、信号発生部、信号経路部、抵抗部を覆う構成であっても良い。
つまり、センサは、樹脂成形部が信号経路部および抵抗部のみを覆い、信号発生部が樹脂成形部の外部に備えられる構成に限られることはなく、樹脂成形部が、信号発生部、信号経路部、抵抗部を覆う構成であっても良い。
Next, in the above-described sensor, the resin molding unit may cover the signal generation unit, the signal path unit, and the resistance unit.
That is, the sensor is not limited to a configuration in which the resin molding part covers only the signal path part and the resistance part, and the signal generation part is provided outside the resin molding part. The structure which covers a part and a resistance part may be sufficient.
このようなセンサは、樹脂成形部の内部に、信号発生部、信号経路部、抵抗部が一体に備えられる構成となり、センサの設置箇所を1カ所に集約することが可能となる。
次に、上述のセンサにおいては、信号発生部は、圧電素子であり、測定対象は、内燃機関のノッキングであってもよい。
Such a sensor has a configuration in which a signal generation unit, a signal path unit, and a resistance unit are integrally provided inside the resin molding unit, and the installation locations of the sensors can be integrated into one location.
Next, in the above-described sensor, the signal generation unit may be a piezoelectric element, and the measurement target may be knocking of the internal combustion engine.
つまり、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサは、センサの設置箇所における温度変化が発生しやすいが、本発明をノッキングセンサに適用することで、信号経路部と抵抗部との断線(破断)が生じがたくなる。 In other words, the knocking sensor that detects knocking of the internal combustion engine is likely to cause a temperature change at the location where the sensor is installed. However, by applying the present invention to the knocking sensor, disconnection (breakage) between the signal path portion and the resistance portion is caused. It is difficult to produce.
本発明のセンサによれば、温度変化が生じる設置環境においても、信号経路部と抵抗部との断線(破断)が生じがたくなる。 According to the sensor of the present invention, disconnection (breakage) between the signal path portion and the resistance portion is unlikely to occur even in an installation environment in which a temperature change occurs.
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
In addition, this invention is not limited to the following embodiment at all, and it cannot be overemphasized that various forms may be taken as long as it belongs to the technical scope of this invention.
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
本発明が適用された非共振型ノッキングセンサ1(以下、単に「ノッキングセンサ1」ともいう。)について、図1を用いて説明する。図1は、非共振型ノッキングセンサ1の外観を表す正面図である。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
A non-resonant
図1に示すように、本実施形態の非共振型ノッキングセンサ1は、圧電素子23(図2参照)などの構成部品を内部に収納するケース61を備えている。
ケース61は、樹脂(具体的には、PA(ポリアミド))で構成されている。
As shown in FIG. 1, the non-resonant
The
ケース61は、上面側(図1における上側を示す。以下同じ。)がテーパ状に成形された円柱形状の素子収納部63と、外部機器(例えば、点火時期制御装置など)に繋がる外部コネクタを接続するコネクタ部65と、を備えている。コネクタ部65は、素子収納部63の外周壁から外向きに突出して形成される。
The
次に、ノッキングセンサ1の内部構造について、図2および図3を用いて説明する。図2は、ノッキングセンサ1の内部構造を示す断面図であり、図3は、抵抗素子27、下面側電極部材17a、上面側電極部材19aの位置関係を模式的に示した説明図である。
Next, the internal structure of the knocking
図2に示すように、ノッキングセンサ1は、支持部材11、下面側電極部材17a、圧電素子23、上面側電極部材19a、錘部材31、ナット21、抵抗素子27、ケース61を、主に備えて構成されている。なお、図2では、支持部材11と下面側電極部材17aとの間に配置されて両者間の絶縁を図るための下面側絶縁板、および、上面側電極部材19aと錘部材31との間に配置されて両者間の絶縁を図るための上面側絶縁板については、図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the knocking
支持部材11は、金属材料(例えば、SWCH25K炭素鋼)で形成され、軸線方向(
圧電素子23をその端面と直交する方向から見たときの方向:図2における上下方向)に延びる円筒形状の本体部12を有すると共に、本体部12のうち軸線方向における下端部から径方向外向きに突出する鍔部13を備えている。
The
The
本体部12の内部には、軸線方向に貫通する貫通孔71が備えられている。また、本体部12における外周面の上端部および鍔部13の外周面には、ケース61との密着性を高めるための溝部75,76が備えられている。そして、本体部12の外周面のうち溝部75の下面側(図1における下側を示す。以下同じ。)には、ナット21と螺合するネジ溝74が備えられている。
A through-
圧電素子23は、圧電効果を有する材料(チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)や、チタン酸バリウム等の各種セラミックス、水晶等の各種結晶、ポリフッ化ビニリデン等の各種有機材料、等)を備えて形成されている。圧電素子23は、本体部12の外周を取り囲む環状形状に形成されて、鍔部13の上面側に配置されている。
The
なお、圧電素子23は、内燃機関のノッキングの状態変化に応じて変化するノッキング信号(センサ信号)を発生するための信号発生部として備えられている。
錘部材31は、環状形状の金属材料(真鍮等の各種金属材料)により形成されている。錘部材31は、上面側電極部材19aの上面側において、本体部12の外周を取り囲むように配置されて、圧電素子23に対して荷重を印加するために備えられている。
The
The
ナット21は、環状形状の金属材料で形成されており、内周面に本体部12のネジ溝74と螺合するネジ溝(図示省略)が形成されて、本体部12に螺合固定できるように構成されている。なお、ナット21は、軸線方向に垂直な面における外周形状が多角形(例えば、六角形)に形成されており、工具などを用いて締め付け固定できるように構成されている。
The
上面側電極部材19aは、図3に示すように、円環状の環状部192と、この環状部192から突出する端子部191と、を備えている。
環状部192は、本体部12の外周を取り囲む環状形状に形成されており、図2に示すように、圧電素子23の上面に当接している。
As shown in FIG. 3, the upper surface
The
また、端子部191は、圧電素子23の上面(環状部192)からコネクタ部65までの区間を電気的に接続し、圧電素子23の上面から出力される電気信号の通電経路として使用される。この端子部191は、所定の位置でコネクタ部65の高さに合わせて上面側に曲げられている。ただし、端子部191が曲げられる方向は、軸線方向および端子部191の突出方向のみであって、この上面側電極部材19aを軸線方向から見たとき(図3の上面図の状態)において、端子部191は、仮想中心線200に対して平行であって一定距離離れて配置されている。
The
なお、仮想中心線200とは、環状部192が配置されている仮想平面上であって、環状部192の外周(および内周)が描く円弧の中心Oを通る直線を示すものとする。
そして、環状部192には、第1切欠部193および第2切欠部194が形成されている。
Note that the
A
第1切欠部193は、端子部191近傍であって仮想中心線200上の領域に形成されている。また、この第1切欠部193は、仮想中心線200上の領域において、環状部192を分断している。
The
一方、第2切欠部194は、環状部192の中心Oに対して端子部191とは対向する
位置に形成されている。しかもこの第2切欠部194は、仮想中心線200上の領域において、環状部192の外周側から環状部192の幅が半分程度になる形状に設定されている。つまり、この第2切欠部194は、第1切欠部193とは異なり、環状部192を分断することはない。
On the other hand, the
次に、下面側電極部材17aは、図3に破線にて示すように、円環状の環状部172と、この環状部172から突出する端子部171とを備えている。
下面側電極部材17aの環状部172は、前述の上面側電極部材19aを仮想中心線200を中心軸として反転させたものとなっている。即ち、環状部172は、上面側電極部材19aの環状部192と全く同様の構成であって、上面側電極部材19aの第1切欠部193および第2切欠部194と同様の第1切欠部173(図4参照)および第2切欠部174(図4参照)を備えている。
Next, as shown by a broken line in FIG. 3, the lower surface
The
一方、下面側電極部材17aの端子部171は、上面側電極部材19aの端子部191とはその長さや折り曲げられる位置が異なる(図4参照)。
そして、下面側電極部材17aの端子部171の先端部は、コネクタ部65において、上面側電極部材19aの端子部191の先端部と軸線方向位置が同一となるように配置されることになる。
On the other hand, the
And the front-end | tip part of the
この結果、下面側電極部材17a,上面側電極部材19aを軸線方向から見た場合においては、図3に示すように、下面側電極部材17aの端子部171および切欠部173,174と、上面側電極部材19aの端子部191および切欠部193,194とは、仮想中心線200に対して線対称に配置されることになる。
As a result, when the lower surface
また、下面側電極部材17aの端子部171と上面側電極部材19aの端子部191とは、抵抗素子27を介して電気的に接続されている。
抵抗素子27は、当該抵抗素子27と、ノッキングセンサ1に接続される外部のエンジン制御装置との間における電気経路の断線を検出するための異常検出抵抗として機能する。
Further, the
The
[1−2.組み立て作業]
次に、ノッキングセンサ1の組み立て作業について、図4を用いて説明する。図4はノッキングセンサ1の内部に備えられる構成部品の一部の分解斜視図である。なお、図4では、下面側電極部材17a、上面側電極部材19a、抵抗素子27の電気的な接続状態を表すために、抵抗素子27を模式的に図示している。
[1-2. Assembly work]
Next, assembly work of the knocking
図4に示すように、ノッキングセンサ1の組み立て作業においては、まず、支持部材11における本体部12の外周を取り囲むように、下面側から上面側に向けて、下面側絶縁板(図示省略)、下面側電極部材17a、圧電素子23、上面側電極部材19a、上面側絶縁板(図示省略)、および錘部材31を、この順に積層する作業を行う。
As shown in FIG. 4, in the assembly operation of the knocking
このとき、下面側電極部材17aの端子部171と、上面側電極部材19aの端子部191とを、抵抗素子27を介して電気的に接続する作業を行う。
次に、ナット21を支持部材11のネジ溝74に螺合する作業を行い、支持部材11の鍔部13とナット21との間で、下面側絶縁板(図示省略)、下面側電極部材17a、圧電素子23、上面側電極部材19a、上面側絶縁板(図示省略)、錘部材31を、挟持固定する。
At this time, an operation of electrically connecting the
Next, an operation of screwing the
このあと、これらの構成部品を射出成形用金型で取り囲み、これらの構成部品を覆うようにガラス繊維を含有された樹脂を射出成形して、ケース61を形成する作業を行う。
このとき、ケース61は、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の絶縁材料で形成される。本実施形態では、ケース61を形成する絶縁材料として、ガラス繊維の含有率が45質量%の66ナイロンを用いる。また、ケース61は、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27a、および上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bを少なくとも覆うように形成されている。
Thereafter, these component parts are surrounded by an injection mold, and a resin containing glass fibers is injection-molded so as to cover these component parts, so that the
At this time, the
このようにして、非共振型ノッキングセンサ1は組み立てられる。
なお、ノッキングセンサ1は、ケース61の下面側から支持部材11の鍔部13の下面側の端部が露出し、ケース61の上面側からは支持部材11の本体部12の上面側の端部が露出するように形成される。また、コネクタ部65は、その内側において、下面側電極部材17aの端子部171および上面側電極部材19aの端子部191の一部が露出するように形成される。
In this way, the
Note that, in the knocking
このように構成された非共振型ノッキングセンサ1は、自身の下面(詳細には、支持部材11における鍔部13の下面)が内燃機関の最適な箇所(一般にはシリンダブロックの取付部)に当接するようにして、内燃機関に対して取り付けられる。
The non-resonant
なお、内燃機関でノッキングなどの異常振動が発生すると、その異常振動が支持部材11の鍔部13を介して圧電素子23に達し、その異常振動に応じて圧電素子23から出力される電気信号が、下面側電極部材17aの端子部171および上面側電極部材19aの端子部191から外部機器(例えば、エンジン制御装置)に対して出力される。
When abnormal vibration such as knocking occurs in the internal combustion engine, the abnormal vibration reaches the
このとき、下面側電極部材17aおよび上面側電極部材19aは、ノッキング信号の伝達経路を形成する。
[1−3.測定結果]
ここで、66ナイロン(PA66)におけるガラス含有率と線膨張率との相関関係を測定した測定結果について説明する。なお、線膨張率については、流動方向の線膨張率と、直角方向の線膨張率と、をそれぞれ測定した。
At this time, the lower surface
[1-3. Measurement result]
Here, the measurement result which measured the correlation of the glass content rate and linear expansion coefficient in 66 nylon (PA66) is demonstrated. In addition, about the linear expansion coefficient, the linear expansion coefficient of the flow direction and the linear expansion coefficient of the orthogonal direction were measured, respectively.
図5の測定結果によれば、ガラス含有率が高くなるに従い、流動方向の線膨張率および直角方向の線膨張率のいずれもが低下している。
なお、ノッキングセンサの設置環境での温度変化に伴うケース61の寸法変化量を、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aの断線(破断)や、上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bの断線(破断)が生じない範囲内に抑制するためには、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料でケース61を形成するとよい。
According to the measurement result of FIG. 5, as the glass content increases, both the linear expansion coefficient in the flow direction and the linear expansion coefficient in the perpendicular direction decrease.
Note that the amount of dimensional change of the
そのため、ケース61を66ナイロンで形成する場合には、ガラス含有率が40質量%以上の66ナイロンを用いることが望ましい。
次に、本実施形態のノッキングセンサ1の効果を確認するため、ノッキングセンサ1の抵抗不良率を測定した測定結果について説明する。
Therefore, when the
Next, in order to confirm the effect of the knocking
なお、本測定(以下、熱衝撃試験ともいう)では、180℃の環境下に30分間、−40℃の環境下に30分間にわたり設置する期間を1サイクルとして、複数サイクルにわたりノッキングセンサ1に熱衝撃を加えた。
In this measurement (hereinafter, also referred to as a thermal shock test), the knocking
また、抵抗不良率とは、熱衝撃試験を行ったノッキングセンサ1のうち、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aの断線(破断)、あるいは上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bの断線(破断)が生じたノッキングセンサの割合を意味している。換言すれば、熱衝撃試験を行ったノッキングセンサの全数のうち、断線(破
断)が生じたノッキングセンサの個数の割合が、抵抗不良率である。
Further, the resistance defect rate is the disconnection (breakage) of the joint 27a between the lower surface
ケース61を形成する材料として、ガラス繊維の含有率が45質量%の66ナイロンを用いた本実施形態のノッキングセンサ1では、サイクル数が250回以下では抵抗不良率が20%以下に抑えられており、サイクル数が400回でも抵抗不良率は65%以下に抑えられている。
In the knocking
[1−4.効果]
以上説明したように、本実施形態の非共振型ノッキングセンサ1は、ノッキング信号(センサ信号)を発生する圧電素子23と、ノッキング信号の伝達経路を形成する下面側電極部材17aおよび上面側電極部材19aと、下面側電極部材17aおよび上面側電極部材19aに接続される抵抗素子27と、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aおよび上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bを少なくとも覆うように形成されたケース61と、を備えている。
[1-4. effect]
As described above, the non-resonant
そして、ケース61は、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aおよび上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bを覆うとともに、ガラス繊維の含有率が45質量%の66ナイロンで形成されている。つまり、ケース61は、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料で形成されている。
The
このようなケース61を備えるノッキングセンサ1は、センサの設置環境における温度変化が発生しても、ケース61の寸法変化量を抑制でき、接合部27aや接合部27bがケース61の寸法変化によって断線(破断)することを抑制できる。
The knocking
よって、ノッキングセンサ1によれば、温度変化が生じる設置環境においても、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aの断線(破断)や、上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bの断線(破断)が生じがたくなる。
Therefore, according to the knocking
なお、一般に、内燃機関のノッキングを検出するノッキングセンサの設置箇所では温度変化が発生しやすいが、ノッキングセンサ1は、接合部27aの断線(破断)や接合部27bの断線(破断)が生じがたくなるため、抵抗素子27によってノッキングセンサ1の特性を外部機器(例えば、エンジン制御装置)に知らせることが可能となる。
In general, a temperature change is likely to occur at an installation location of a knocking sensor that detects knocking of the internal combustion engine. However, in the knocking
よって、ノッキングセンサ1によれば、自身の特性を外部機器(例えば、エンジン制御装置)に知らせることが可能となり、適切にノッキングを検出できる。
また、ノッキングセンサ1は、ケース61が、圧電素子23,下面側電極部材17a,上面側電極部材19a,抵抗素子27を覆うように構成されている。
Therefore, according to the knocking
The knocking
このような構成のノッキングセンサ1は、ケース61の内部に、圧電素子23,下面側電極部材17a,上面側電極部材19a,抵抗素子27が一体に備えられる構成となり、センサの設置箇所を1カ所に集約することが可能となる。
The knocking
[1−5.特許請求の範囲との対応関係]
ここで、特許請求の範囲と本実施形態とにおける文言の対応関係について説明する。
圧電素子23が信号発生部の一例に相当し、下面側電極部材17aおよび上面側電極部材19aが信号経路部の一例に相当し、抵抗素子27が抵抗部の一例に相当し、ケース61が樹脂成形部の一例に相当し、ノッキングセンサ1がセンサの一例に相当する。
[1-5. Correspondence with Claims]
Here, the correspondence of the words in the claims and the present embodiment will be described.
The
[2.他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[2. Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.
例えば、上述のノッキングセンサ1では、ケース61の材料として、ガラス繊維を含有させた66ナイロンを使用したが、樹脂は66ナイロン等のポリアミド樹脂に限定されず、PPS樹脂やPBT樹脂を用いてもよい。ただし、使用する樹脂に対するガラス繊維の含有率を適宜調整することによって、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下となるように材料を構成しても良く、より好ましくは、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下であり、かつ、直角方向の線膨張率が7×10−5[/℃]以下となるように材料を構成しても良い。
For example, in the knocking
このような材料で形成されたケースは、温度変化の発生時における寸法変化量が一定範囲内に制限される。このため、このケースを備えるノッキングセンサは、設置環境における温度変化が発生しても、ケースの寸法変化量を抑制でき、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aの断線(破断)や、上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bの断線(破断)が生じがたくなる。
In a case formed of such a material, the amount of dimensional change when a temperature change occurs is limited within a certain range. For this reason, the knocking sensor provided with this case can suppress the dimensional change amount of the case even if a temperature change occurs in the installation environment, and the disconnection (breakage) of the
よって、このようなケースを備えるノッキングセンサは、上述のノッキングセンサ1と同様に、温度変化が生じる設置環境においても、下面側電極部材17aと抵抗素子27との接合部27aの断線(破断)や、上面側電極部材19aと抵抗素子27との接合部27bの断線(破断)が生じがたくなる。
Therefore, the knocking sensor provided with such a case is similar to the above-described knocking
また、上述のノッキングセンサ1は、ケース61の内部に、圧電素子23,下面側電極部材17a,上面側電極部材19a,抵抗素子27が一体に備えられる構成であるが、本発明のセンサは、このような構成に限られることはない。例えば、図6に示す第2ノッキングセンサ101のように、圧電素子23(信号発生部)を覆う素子側ケース163と、抵抗素子27(抵抗部)および一対の電極端子117(信号経路部)を覆うコネクタ側ケース165と、を備える構成であってもよい。
Further, the knocking
なお、第2ノッキングセンサ101のうち、ノッキングセンサ1と同様の構成については、同一符号を付している。
第2ノッキングセンサ101は、素子部141およびコネクタ部143が接続ケーブル145を介して接続されている。
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the knocking
In the second knocking
素子部141は、支持部材11、下面側電極部材117a、圧電素子23、上面側電極部材119a、錘部材31、ナット21、素子側ケース163を、主に備えて構成されている。このうち、下面側電極部材117aおよび上面側電極部材119aは、ノッキングセンサ1の下面側電極部材17aおよび上面側電極部材19aと同様の構成であり、下面側電極部材117aおよび上面側電極部材119aの各端部は、接続ケーブル145における芯線(図示省略)に電気的に接続されている。なお、図6では、支持部材11と下面側電極部材117aとの間に配置されて両者間の絶縁を図るための下面側絶縁板、および、上面側電極部材119aと錘部材31との間に配置されて両者間の絶縁を図るための上面側絶縁板については、図示を省略している。
The
素子側ケース163は、ガラス繊維を45質量%含有してなる66ナイロンで構成されている。素子側ケース163は、支持部材11、下面側電極部材117a、圧電素子23、上面側電極部材119a、錘部材31、ナット21を覆うように形成されている。
The
コネクタ部143は、抵抗素子27(抵抗部)、一対の電極端子117(信号経路部)、コネクタ側ケース165を、主に備えて構成されている。
抵抗素子27は、一対の電極端子117どうしを電気的に接続する状態で備えられている。一対の電極端子117は、接続ケーブル145の芯線(図示省略)を介して、下面側電極部材117aおよび上面側電極部材119aに電気的に接続されている。
The
The
コネクタ側ケース165は、ケース61と同様に、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料(樹脂材料)で形成されている。つまり、コネクタ側ケース165を形成する材料として、ガラス繊維の含有率が45質量%の66ナイロンを用いている。また、コネクタ側ケース165は、一方の電極端子117と抵抗素子27との接合部127a、および他方の電極端子117と抵抗素子27との接合部(図示省略)を少なくとも覆うように形成されている。
Similar to the
このような構成の第2ノッキングセンサ101は、ノッキングセンサ1と同様に、センサの設置環境における温度変化が発生しても、コネクタ側ケース165の寸法変化量を抑制でき、一対の電極端子117と抵抗素子27との接合部127aがコネクタ側ケース165の寸法変化によって断線(破断)することを抑制できる。
Similar to the knocking
よって、第2ノッキングセンサ101によれば、温度変化が生じる設置環境においても、一対の電極端子117と抵抗素子27との接合部127aの断線(破断)が生じがたくなる。
Therefore, according to the second knocking
ここで、特許請求の範囲と第2ノッキングセンサ101とにおける文言の対応関係について説明する。
圧電素子23が信号発生部の一例に相当し、一対の電極端子117が信号経路部の一例に相当し、抵抗素子27が抵抗部の一例に相当し、コネクタ側ケース165が樹脂成形部の一例に相当し、第2ノッキングセンサ101がセンサの一例に相当する。
Here, the correspondence relationship between the claims and the second knocking
The
また、本発明のセンサは、ノッキングセンサに限られることはなく、ガスセンサや温度センサなど、ノッキング以外の測定対象の状態変化を検出するセンサであってもよい。そのようなセンサのうち、信号経路部に接続される抵抗部を備えるセンサであれば、本願発明を適用できる。 The sensor of the present invention is not limited to a knocking sensor, and may be a sensor that detects a change in the state of a measurement target other than knocking, such as a gas sensor or a temperature sensor. Among such sensors, the present invention can be applied to any sensor provided with a resistance portion connected to the signal path portion.
1…非共振型ノッキングセンサ、11…支持部材、12…本体部、13…鍔部、17a…下面側電極部材、19a…上面側電極部材、21…ナット、23…圧電素子、27…抵抗素子、27a…接合部、27b…接合部、31…錘部材、61…ケース、63…素子収納部、65…コネクタ部、101…第2ノッキングセンサ、117…電極端子、117a…下面側電極部材、119a…上面側電極部材、127a…接合部、141…素子部、143…コネクタ部、145…接続ケーブル、163…素子側ケース、165…コネクタ側ケース。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記センサ信号の伝達経路を形成する信号経路部と、
前記信号経路部に接続される抵抗部と、
樹脂により成形されると共に、前記信号経路部と前記抵抗部との接続部を少なくとも覆う樹脂成形部と、
を備えるセンサであって、
前記樹脂成形部は、ガラス繊維を含有してなり、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下の材料で形成されること、
を特徴とするセンサ。 A signal generator that generates a sensor signal that changes in response to a change in the state of the measurement target;
A signal path portion forming a transmission path of the sensor signal;
A resistor connected to the signal path;
A resin molded part that is molded with resin and covers at least a connection part between the signal path part and the resistance part;
A sensor comprising:
The resin molded part contains glass fiber and is formed of a material having a linear expansion coefficient in the flow direction of 2 × 10 −5 [/ ° C.] or less,
Sensor characterized by.
前記センサ信号の伝達経路を形成する信号経路部と、
前記信号経路部に接続される抵抗部と、
樹脂により成形されると共に、前記信号経路部と前記抵抗部との接続部を少なくとも覆う樹脂成形部と、
を備えるセンサであって、
前記樹脂成形部は、ガラス繊維を含有してなり、流動方向の線膨張率が2×10−5[/℃]以下であり、かつ、前記流動方向に対する直角の方向である直角方向の線膨張率が7×10−5[/℃]以下の材料で形成されること、
を特徴とするセンサ。 A signal generator that generates a sensor signal that changes in response to a change in the state of the measurement target;
A signal path portion forming a transmission path of the sensor signal;
A resistor connected to the signal path;
A resin molded part that is molded with resin and covers at least a connection part between the signal path part and the resistance part;
A sensor comprising:
The resin molded part contains glass fiber, and the linear expansion coefficient in the flow direction is 2 × 10 −5 [/ ° C.] or less, and the linear expansion in the direction perpendicular to the flow direction is perpendicular to the flow direction. A rate of 7 × 10 −5 [/ ° C.] or less;
Sensor characterized by.
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ。 The resin molding part covers the signal generation part, the signal path part, and the resistance part,
The sensor according to claim 1 or 2, wherein
前記測定対象は、内燃機関のノッキングであること、
を特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載のセンサ。 The signal generator is a piezoelectric element,
The measurement object is knocking of an internal combustion engine;
The sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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Citations (3)
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JP2005249601A (en) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Nonresonant knocking sensor |
JP2011073374A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Unitika Ltd | Method for manufacturing polyamide resin composition molded object, and molded object obtained thereby |
-
2015
- 2015-02-17 JP JP2015028810A patent/JP2016121979A/en active Pending
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