JP2523239Y2 - 環状圧電センサ - Google Patents

環状圧電センサ

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JP2523239Y2
JP2523239Y2 JP10017391U JP10017391U JP2523239Y2 JP 2523239 Y2 JP2523239 Y2 JP 2523239Y2 JP 10017391 U JP10017391 U JP 10017391U JP 10017391 U JP10017391 U JP 10017391U JP 2523239 Y2 JP2523239 Y2 JP 2523239Y2
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儀明 松原
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、エンジンのシリンダー
ヘッドに保持し、ノッキングや燃料噴射によるシリンダ
内の圧力変動を圧電素子によって検知するためのシリン
ダ内圧力検出装置に用いられる圧電センサに関する。
【0002】
【従来の技術】この種従来のシリンダ内圧力検出装置と
しては、図5で示すように、環状圧電素子とその上下の
緩衝リング等とを積み重ねてなる集積体を金属製外皮で
包んで構成した環状の圧電センサSをプラグ装着部Rに
座定して点火プラグTの挟圧力により圧電センサ内の圧
電素子に歪を与えて出力信号を取り出すようにしたもの
が種々提案されている。さらに詳しく説明すると、プラ
グ装着部Rは、シリンダヘッドPの外面から燃焼室Qに
向かって順次穿設された径大のプラグ挿入孔r1と、プ
ラグ座r2 と、径小のプラグ螺合孔r3 とからなり、前
記プラグ挿入孔r1 より点火プラグTが挿入され、その
雄螺子t1 を螺合孔r3 に螺子込んで、必要に応じてガ
スケットリングを介してシート面t2 との間でプラグ座
2 上の圧電センサSを強圧し、その火花放電部t3
燃焼室Q内に臨ませるようにしている。
【0003】そして前記シリンダーヘッドPの振動によ
り圧電センサS内の圧電素子に圧縮歪を生じさせ、該振
動に同期する出力信号を圧電素子から取出すものであ
り、ノッキングや燃料噴射時期の検出に用いられる。
【0004】ところで、上述のように圧電センサSを点
火プラグの締付けにより挟圧する形式のものにあって、
圧電センサSは点火プラグTの取付け時に締付けトルク
が直接、若しくはガスケットリングを通して作用し、圧
縮応力のほか捩り応力も重畳して加わる。このため、特
性が劣化したり、剪断強度の小さい圧電素子を容易に破
壊したりする。そこで、通常、種々の構造の回止め部材
と共に併用されているが、この回止め部材の使用はセン
サ構造を複雑にし、生産性、経済性を損ない、価格を高
騰するほか、圧電センサSを背高化して燃焼室内に突出
する点火プラグTの火花放電部t3 を所定位置に設定す
ることが困難となる等の問題を生ずる。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】そこで、外周壁を内周
壁に対して偏心させて、外周壁の周部に径方向へ張出す
回止め周縁を形成した金属製外皮により、少なくとも環
状圧電素子と、最下部に配置される偏心リング板とを含
む集積体を包み込んで金属製外皮の繋ぎ目を偏心リング
板の下面に位置させてなる構成の圧電センサSが提案さ
れた。この圧電センサSはその偏心構成により、径方向
へ張出す回止め周縁が形成され、上述のように回止め部
材を使用することなく、締付けトルクにより捩り応力が
圧電センサSに加わらないようにし得るものである。と
ころで、かかる構成にあっては、径方向へ張出す回止め
周縁をプラグ挿入孔r1 の内周面に衝接させて、その回
り止めを施すものであるから、圧電センサSの外周面か
ら電気的引出し部材を突設することができない。そこ
で、集積体の周縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙の
位置で、リード線を電気的に引出すこととなるが、この
リード線又は、該リード線に外嵌する保護パイプが点火
プラグのすぐ側部を通るために、前記点火プラグを締付
けるための締付け工具を点火プラグに嵌装させることが
できず、点火プラグTの装着が困難となるという問題を
生ずる。本考案は、外周壁を内周壁に対して偏心させた
圧電センサにおいて、点火プラグTの装着を容易とし得
る電気的取り出し手段を備えたものを提供することを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案は、外周壁を内周
壁に対して偏心させて、外周壁の周部に径方向へ張出す
回止め周縁を形成した金属製外皮により、少なくとも環
状圧電素子と、最下部に配置される偏心リング板とを含
む集積体を包み込んで金属製外皮の繋ぎ目を偏心リング
板の下面に位置させてなり、シリンダヘッドのプラグ装
着部に形成されたプラグ座と点火プラグとの間に挟圧保
持されてシリンダ内圧力を検出する環状圧電センサにお
いて、集積体の周縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙
に位置する金属製外皮の上隅部に外方へ下降傾斜する傾
斜面を形成し、該傾斜面に引出し孔を形成して、該引出
し孔に出力信号を取り出すための導電材が挿通する金属
製案内パイプを前記傾斜面に固着して、該案内パイプを
外方へ傾斜させて配設したことを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】前記傾斜面に金属製案内パイプを固定すること
により、該金属製案内パイプは傾斜面の傾斜角に応じて
外側方へ傾斜する。このため該金属製案内パイプ内を挿
通する電極板の接続枝又はリード線等の導電材が側方へ
延出することとなる。尚、導電材として接続枝を用いた
場合にはこれにリード線を接続する。而して、傾斜した
前記案内パイプの案内作用によりリード線は点火プラグ
の側方へ離間して引出され、このため前記点火プラグの
締付け工具は、リード線又はこれに外嵌される保護パイ
プと衝接することはなく、点火プラグの取付け作業を容
易に施し得ることとなる。
【0008】
【実施例】図1に従って圧電センサSの構成を説明する
と、1は集積体であって、夫々環状に形成した圧電素子
2,電極リング3,アルミナ等からなる絶縁板4を介し
て積み重ね、さらにその上面に銅,アルミニュウム、ス
テンレス等の金属材料からなるリング板5を、下面に同
材料の偏心リング板6を配置して構成され、そして図3
のように前記集積体1を金属製外皮7で包み込み、その
下縁を絞り加工によりカシメて、図1のように集積体1
を金属製外皮7で囲繞して、その繋ぎ目13を前記偏心
リング板6の下面に位置させている。尚、リング板5,
偏心リング板6の角縁には面取を施し、外皮7との密着
性を良好とするようにしても良い。
【0009】前記圧電センサSは、金属製外皮7の外周
壁7aの形状をシリンダヘッドPのプラグ装着部R内に
形成されたプラグ座r2 の外周とほぼ一致させ、かつプ
ラグ螺合孔r3 の中心Lを前記プラグ座rの中心Dと偏
位させて、前記金属製外皮7の内周壁7bの円弧中心を
外周壁7aの円弧中心と偏心させプラグ螺合孔r3 の中
心L(点火プラグTの軸心)と一致するようにしてい
る。これにより圧電センサSの平面(底面)形状は、図
4で示すようにその径方向の幅が全周に渡って異なった
環状となり、その外周壁7aの偏位面に回止め周縁αが
形成される。そして、前記集積体1は内周壁7bに沿っ
て配設させている。ここで、上部の金属リング板5は圧
電素子2,3と同様の、内縁と外縁とが同心となる環状
をしているが、前記偏心リング板6は金属製外皮7の偏
心形状に合致させて、その内縁と外縁の中心を夫々偏位
させており、これにより偏心リング板6で底板を構成す
るようにしている。
【0010】かかる構成にあって、前記金属製外皮7内
で、円弧中心の偏位によって形成される集積体1の周縁
と外周壁7aの内面間には間隙sが生ずるが、図3に示
すようにその最大間隙sの直上位置で前記金属製外皮7
の上隅部に外方へ所定の角度(平面に対し15°〜40°が
好ましい)で下降傾斜する傾斜面7cが形成されてい
る。そして、該傾斜面7cに引出し孔8が穿設されてい
る。
【0011】次に圧電センサSの電気的取り出し手段を
説明する。前記電極リング板3には接続枝3aが延成さ
れ、接続枝3aを前記金属製外皮7内で、円弧中心の偏
位によって形成される前記間隙sに位置させ、前記間隙
sの直上の傾斜面7cの引出し孔8から図3で示すよう
に該接続枝3aを引出し、金属製案内パイプ9に接続枝
3aを挿通してから、該案内パイプ9を前記引出し孔8
の周囲に半田付、鑞付等の手段により傾斜面7cに対し
て略直交状に固着する。この案内パイプ9は金属製外皮
7の傾斜面7cに対し前もって接合しておくこともでき
る。これにより前記案内パイプ9は圧電センサSの側方
へ突出することとなり、前記接続枝3aも、該案内パイ
プ9の案内作用により側方へ傾斜することとなる。そし
てさらに該接続枝3aに信号搬送用リード線10を半田
付11によって接続して、保護パイプ12を外嵌し、該
保護パイプ12の下部を湾曲させて垂直状とする。これ
によって保護パイプ12は点火プラグTの側方へ離間し
て立上がり、信号搬送用リード線10は上方へ引出さ
れ、該リード線10から出力信号が取り出されることと
なる。尚、保護パイプ12を用いないで、絶縁材に被覆
されたリード線10を直接上方へ引出しても良い。
【0012】このように案内パイプ9により点火プラグ
Tの側方へ離間して保護パイプが引出されるために、前
記点火プラグTを固定するための締付け工具を該点火プ
ラグTに装着することができることとなり、その固定作
業を容易に施すことができる。
【0013】上述のように電気的取り出し手段を付加さ
れた環状圧電センサSは上述のようにプラグ座r2 上に
取付けられる。そして、その上下面に点火プラグTによ
り圧電センサSに圧力が加わった場合に、該圧力は金属
製外皮7の上下面に直接作用し、リング板5,偏心リン
グ板6を介して圧電素子2に作用し、該圧電素子2に前
記圧力変動に比例する電圧が発生して、該電圧は電極リ
ング板3から信号搬送用リード線10を介して出力信号
として取出される。
【0014】かかる構成にあって、圧電センサSは点火
プラグTの取付け時にそのシート面t2 に圧接して剪断
応力により締付けトルクが作用し、圧縮応力のほか捩り
応力も重畳して加わる。ところが点火プラグTの軸心
(プラグ螺合孔r3 の中心L)と前記プラグ座r2 の中
心D(圧電センサSの外周面の中心)とは偏位してお
り、このため、圧電センサSの外周面に形成された回止
め周縁αはプラグ挿入孔r1 の内周壁に衝接して回動不
能となる。従って圧電センサSには圧縮応力のみが付与
されることとなり、回止め部材を用いなくても剪断応力
による圧電素子2の破壊等が阻止される。
【0015】
【考案の効果】本考案の環状圧電センサSは、集積体1
の周縁と外周壁7aの内面との間の間隙sに位置する金
属製外皮7の上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面7cを
形成し、該傾斜面7cに引出し孔8を形成して、該引出
し孔8に出力信号を取り出すための導電材(3a)が挿
通する金属製案内パイプ9を前記傾斜面7cに固着して
外方傾斜させたから、金属製案内パイプ9内を挿通する
導電材(3a)は側方へ延出することとなり、案内パイ
プ9の案内作用によりリード線10又はこれに外嵌する
保護パイプ12は点火プラグTの側方へ離間して引出さ
れ、このため点火プラグTの締付け工具は、リード線1
0又はこれに外嵌される保護パイプ12と衝接すること
はなく、点火プラグTの取付け作業を容易に施し得るこ
ととなる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例に係る圧電センサSの取付け状
態を示す縦断正面図である。
【図2】図1の部分切欠平面図である。
【図3】金属製外皮7に案内パイプ9を固着する前の圧
電センサSの縦断側面図である。
【図4】圧電センサSの底面図である。
【図5】従来の実施例に係るシリンダ内圧力検出装置を
概略的に示した縦断正面図である。
【符号の説明】
S 圧電センサ R プラグ装着孔 r1 プラグ挿入孔 r2 プラグ座 1 集積体 2 圧電素子 5,6 金属リング 7 金属製外皮 7c 傾斜面 8 引出し孔 9 案内パイプ 10 信号搬送用リード 12 保護パイプ s 間隙 α 回り止め周縁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−118946(JP,A) 実開 昭63−70049(JP,U) 実開 昭63−193337(JP,U) 実開 昭62−65529(JP,U) 実開 平4−124788(JP,U) 実開 昭61−5443(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外周壁を内周壁に対して偏心させて、外
    周壁の周部に径方向へ張出す回止め周縁を形成した金属
    製外皮により、少なくとも環状圧電素子と、最下部に配
    置される偏心リング板とを含む集積体を包み込んで金属
    製外皮の繋ぎ目を偏心リング板の下面に位置させてな
    り、シリンダヘッドのプラグ装着部に形成されたプラグ
    座と点火プラグとの間に挟圧保持されてシリンダ内圧力
    を検出する環状圧電センサにおいて、 集積体の周縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙に位置
    する金属製外皮の上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面を
    形成し、該傾斜面に引出し孔を形成して、該引出し孔に
    出力信号を取り出すための導電材が挿通する金属製案内
    パイプを前記傾斜面に固着して、該案内パイプを外方へ
    傾斜させて配設したことを特徴とする環状圧電センサ。
JP10017391U 1991-04-09 1991-11-08 環状圧電センサ Expired - Fee Related JP2523239Y2 (ja)

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US07/863,005 US5323643A (en) 1991-04-09 1992-04-06 Device for detecting change in internal pressure of cylinder
KR1019920005835A KR100186878B1 (ko) 1991-04-09 1992-04-08 실린더내 압력 검출장치

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