JP2563248B2

JP2563248B2 - ノツクセンサ

Info

Publication number: JP2563248B2
Application number: JP60112414A
Authority: JP
Inventors: 勝吾浅野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1996-12-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JPS61270627A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はエンジンのノッキングの有無を判定し点火時
期制御を行うノックコントロールシステム用のノックセ
ンサに関するものである。

ノックコントロールシステムとは、エンジンブロック
の振動を検出し、その振動波形よりノッキングの有無を
判定し、点火時期制御を行い、燃費を改善するシステム
である。

本発明はこのようなノックコントロールシステムにお
ける振動ピックアップとして用いるノックセンサに関す
るものである。

従来の技術第９図は従来のノックセンサを示している。以下にこ
の従来例の構成について説明する。第９図においては、
１は一端が開口した筐体であり、この筐体１の外周面は
ボルトのように６面を有する。２は筐体１の下部に一体
に形成されたネジ部であり、このネジ部２がエンジンの
ネジ穴に螺合される。３は導電性の基板であり、この基
板３の一端には複数の凸部４が形成され、また基板３の
他端の中央には円錐台形状の突起５が形成されている。
６は基板３および突起５を貫通するように形成された孔
である。７は金属性の振動板であり、この振動板７の中
心には孔が形成されている。この振動板７は上記基板３
の突起５の先端に溶接されている。８は圧電セラミック
であり、この圧電セラミック８の中央には孔が形成され
ている。この圧電セラミック８は上記振動板７に接着さ
れている。９は絶縁体からなるコネクタユニットであ
り、このコネクタユニット９は円筒部10と基板部11とか
らなり、基板部11の下面には、上記基板３の凸部４が嵌
合する凹部12が形成されている。13はコネクタユニット
９内に固定されたターミナルであり、このターミナル13
の一端より下方に延びたリード部14は基板３、振動板
７、圧電セラミック８の孔を貫通している。15は基板
３、振動板７、圧電セラミック８の孔に充填された絶縁
材である。16は金属箔であり、この金属箔16の中央を貫
通したリード部14とこの金属箔16とは半田付けされる。
また、金属箔16の外周部は圧電セラミック８に形成され
た銀電極に半田付けされる。17はＯリング、18は環状の
規制板である。

第９図において、エンジン振動はネジ部２、筐体１に
まず伝えられ、さらに基板３、振動板７の固定部に伝え
られる。そこで、振動板７、圧電セラミック８の厚さ、
径、材料、及び固定部の径等によって決定される共振周
波数において、振動板７と圧電セラミック８は最も大き
くたわみ、出力電圧は第10図に示す周波数特性を有す
る。さらに、第10図における3dBダウンの帯域幅は負荷
として並列に接続される電気抵抗Ｒ（Ｒ≒1/ω₀C₀ω_０
＝２πf₀f₀:共振周波数、C₀:圧電セラミックの容量）に
よって大きくできる。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記従来例においては、エンジンから
の振動伝達経路が、エンジン→筐体１→基板３→振動板
７→圧電セラミック８と長く、この振動伝達経路でエン
ジンの振動が減衰する欠点があった。

本発明は、上記従来の欠点を除去するものであり、振
動伝達経路を短くし、振動の減衰を少なくするととも
に、組立時における電気的接続を容易にすることを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するために、筐体側に振動
板、圧電セラミックを支持するとともに、この圧電セラ
ミックの一方の電極とコネクタ側のターミナルとの電気
的接続を圧電セラミックに接続されたコネクタ部材で行
うことを特徴とするものである。

作用本発明は、上記構成であり、エンジンの振動が、筐体
→振動板、圧電セラミックに伝達するため、振動伝達経
路が短くなり、振動減衰が少なくなり、また、ターミナ
ルと圧電セラミックの一方の電極との接続が、ターミナ
ルのリード部をコネクタ部材に挿入することにより、容
易に得られる。

実施例以下に本発明の一実施例について図面とともに説明す
る。まず、基台ブロックの構成について説明する。第１
図〜第５図において、20はネジ部21が一体に形成された
導電性の基台であり、この基台20の上面中央には、円錐
台形状の突起22が一体に形成されている。23は基台20の
上面中央に形成された孔であり、この孔23内に絶縁材か
らなるスリーブ24が挿入されている。25は第３図Ａ、Ｂ
にも示すように、中央に突部25aが形成された金属製の
振動板であり、この振動板25の突部25aには孔25bが形成
されている。この振動板25の突部25aは基台20の突起22
に溶接により固定される。26は振動板25の片面に接着さ
れた圧電セラミック、27は基台20の上面に形成された環
状溝内に収納されたＯリングである。

次にコネクタブロックの構成について説明する。28
は、絶縁材よりなるコネクタユニットであり、このコネ
クタユニット28の内部中央にはターミナル29が固定され
ている。30はコネクタユニット28の下部の径大部の外周
に固定された金属製のリング、31はコネクタユニット28
の孔32内に収納された抵抗器であり、この抵抗器31の一
方のリード線31aは上記ターミナル29のリード部29aにス
ポット溶接により接続され、他方のリード線31bはリン
グ30にスポット溶接により固定される。33はターミナル
29の下方への突出部の根元部に充填されたシール材、34
は抵抗器31が収納された孔32内に充填された防水用のシ
ール材、35は円筒状のコネクタ部材であり、このコネク
タ部材35は端子部材36に支持されている。端子部材36の
端部は圧電セラミック26の一方の電極に半田付けされて
いる。上記コネクタ部材35は、端子部材36を介して圧電
セラミック35に動き得る状態に支持される。37はコネク
タユニット28の上部外周に形成された溝に収容されたＯ
リングである。

上記基台ブロック、コネクタブロックを別々に組立て
ておき、コネクタブロックの下端面を基台ブロックの上
面に接触させた状態で、リング30と基台20とを全周リン
グプロジェクション溶接により一体化して完成する。こ
の完成状態においては、ターミナル29のリード部29aは
コネクタ部材35に挿入され、圧電セラミック26の一方の
電極とターミナル29とが、端子部材36、コネクタ部材35
を介して電気的に導通する。

上記ノックセンサの基台20のネジ部21は、エンジンブ
ロックのネジ穴に螺合される。圧電セラミック26の一方
の電極は、振動板25、基台20、エンジンブロックを介し
てアースに接続され、圧電セラミック26の他方の電極は
端子部材36、コネクタ部材35、リード部29a、ターミナ
ル29、コネクタ38を介して、ノッキングコントローラに
接続される。また抵抗器31の一方のリード線31bはリン
グ30、基台20、エンジンブロックを介してアースに接続
され、他方のリード線31aはターミナル29に接続され
る。

第５図は上記ノックセンサとノッキングコントローラ
との電気的接続関係を示している。抵抗器31は圧電セラ
ミック26に並列に接続され、またノッキングコントロー
ラ側においては、信号線とアースとの間に抵抗器39と直
流電源40とが直列に接続されている。

エンジンの振動は、基台20を介して振動板25、圧電セ
ラミック26に伝わり、圧電セラミック26が振動し、この
圧電セラミック26より、振動に応じた電気信号が発生
し、この電気信号がノッキングコントローラに入力され
る。

第５図において、ノックセンサ内蔵の抵抗器31の抵抗
値とノッキングコントローラ側の抵抗器39との抵抗値と
が6.8kΩで、かつ直流電源40の電圧を5Vとすると、通
常、抵抗器39の両端a,bには２〜3V程度の電圧が生じる
が、断線、ショート等が生じている場合、抵抗器39の端
子間に２〜3Vの電圧が生じない。このように、抵抗器39
の端子間の電圧を監視することにより、断線等が検知で
きる。従来例のように抵抗器31が内蔵されていない場合
には、エンジンの回転数が例えば1,500r.p.m以上に到達
し、ノッキングコントローラが作動しないと、断線等の
検知ができなかったが、上記実施例によれば、常時断線
等が検知できる。

なお、特に断線検知等を必要としない場合には、第８
図に示すように、コネクタユニット28の孔32内にシール
材41を充填して使用することができる。

第６図Ａ、Ｂおよび第７図Ａ、Ｂは本発明の他の実施
例における振動板を示している。第６図Ａ、Ｂに示す振
動板42は、環状の突条（ビード）43が形成されていると
ともに、中心に孔44が形成されている。また第７図Ａ、
Ｂに示す振動板45は、平板状の円板の中心に孔46が形成
されている。上記実施例におけるコネクタ部材35とし
て、絶縁筒体内に導電性接触片が内蔵されたソケット状
のコネクタ部材を用いてもよい。このソケット状のコネ
クタ部材を用いる場合、スリーブ24を省略してもよい。

発明の効果本発明によれば、振動板、圧電セラミックが基台に取
付けられているため、エンジンブロックからの振動伝達
経路が短くなり、ノッキング時の特徴周波数を直接的に
ピックアップできる。また、基台ブロックとコネクタブ
ロックとを一体化する際に、ターミナルのリード部と圧
電セラミックとがコネクタ部材、端子部材を介して接続
されるため、特にターミナルと圧電セラミックとの接続
作業を必要としない利点を有する。また、ターミナルと
圧電セラミックとの接続部がフレキシビリティーを持っ
ているため、温度、振動等の外部環境変化に対しても安
定に動作する利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるノックセンサの断面
図、第２図は同ノックセンサの分解断面図、第３図Ａ、
Ｂは同ノックセンサの振動板の平面図および側断面図、
第４図は同ノックセンサの側面図、第５図は同ノックセ
ンサとノッキングコントローラとの接続関係を示す図、
第６図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例の振動板の平面図お
よび側断面図、第７図Ａ、Ｂはさらに他の実施例の振動
板の平面図および側断面図、第８図は他の実施例の断面
図、第９図は従来のノックセンサの断面図、第10図は同
ノックセンサの特性図である。 20……基台、21……ネジ部、22……突起、23……孔、24
……スリーブ、25……振動板、26……圧電セラミック、
27……Ｏリング、28……コネクタユニット、29……ター
ミナル、30……リング、31……抵抗器、32……孔、33…
…シール材、34……シール材、35……コネクタ部材、36
……端子部材、37……Ｏリング、39……抵抗器、40……
直流電源。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】突起を有する基台と、中央部が上記突起に
固定された振動板と、この振動板の片面に設けられた圧
電セラミックと、この圧電セラミックの一方の電極に接
続された端子部材と、この端子部材に接続されたコネク
タ部材とで基台ブロックを構成し、ターミナルを有する
コネクタユニットと、このコネクタユニットの一端に設
けられたリングとでコネクタブロックを構成し、上記基
台に上記リングを固定して、上記基台ブロックとコネク
タブロックを一体化するとともに、上記ターミナルの一
端を上記コネクタ部材に挿入してなるノックセンサ
【請求項２】コネクタユニットに形成された孔内に抵抗
器が収納されているとともに、上記抵抗器の一方のリー
ド線がターミナルに接続され、他方のリード線がリング
に接続されたコネクタブロックを使用してなる特許請求
の範囲第１項記載のノックセンサ。