JP2724401B2 - 非共振型ノックセンサ - Google Patents
非共振型ノックセンサInfo
- Publication number
- JP2724401B2 JP2724401B2 JP1038925A JP3892589A JP2724401B2 JP 2724401 B2 JP2724401 B2 JP 2724401B2 JP 1038925 A JP1038925 A JP 1038925A JP 3892589 A JP3892589 A JP 3892589A JP 2724401 B2 JP2724401 B2 JP 2724401B2
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- Japan
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- piezoelectric element
- polarized
- vibration
- electrodes
- connector
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、内燃機関に取り付けられ、そのノッキング
の発生を電気的に検出する非共振型ノックセンサに関す
る。
の発生を電気的に検出する非共振型ノックセンサに関す
る。
＜従来技術＞ 内燃機関に取り付けられる合成樹脂製ケース内に、表
裏面に電極を備えた環状圧電素子を挟圧状に保持し、該
合成樹脂製ケースの側面に、前記圧電素子の表裏面電極
と電気的に接続する接続端子杆を囲繞してなる筒状コネ
クター部を突設した非共振型ノックセンサは、特開昭61
−153530号等、種々提案されている。
裏面に電極を備えた環状圧電素子を挟圧状に保持し、該
合成樹脂製ケースの側面に、前記圧電素子の表裏面電極
と電気的に接続する接続端子杆を囲繞してなる筒状コネ
クター部を突設した非共振型ノックセンサは、特開昭61
−153530号等、種々提案されている。
このものは、ノッキングの発生にともない、合成樹脂
製ケース内に挟持された圧電素子に、該ノッキング周波
数に対応する厚み方向の歪を生じさせて、電極間に信号
電圧を発生させ、これをコネクター部の接続端子杆から
取り出すようにしてなるものである。
製ケース内に挟持された圧電素子に、該ノッキング周波
数に対応する厚み方向の歪を生じさせて、電極間に信号
電圧を発生させ、これをコネクター部の接続端子杆から
取り出すようにしてなるものである。
ところで、コネクター部及びこれと嵌合する雌カプラ
で発生する振動は、コネクタ部を伝播して、圧電素子に
至ることとなる。このため、第５図イの様に、この振動
に伴いノイズ信号ｎを生じ、誤検知の原因となるという
欠点があった。
で発生する振動は、コネクタ部を伝播して、圧電素子に
至ることとなる。このため、第５図イの様に、この振動
に伴いノイズ信号ｎを生じ、誤検知の原因となるという
欠点があった。
そこで、上記欠点を除去するために、環状圧電素子の
コネクター部に対応する部分に非分極部を形成し、コネ
クター部から伝播した振動によっては圧電素子から出力
を生じさせないようにしたもの（実願昭63−120062号）
が提案された。
コネクター部に対応する部分に非分極部を形成し、コネ
クター部から伝播した振動によっては圧電素子から出力
を生じさせないようにしたもの（実願昭63−120062号）
が提案された。
＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、第６図に示す様に、このような非共振型ノ
ックセンサＳは、シリンダヘッド又はシリンダブロック
等の機関壁面ＥにボルトＢよって螺着され、機関振動の
大きさに比例した電気出力を生じるが、機関の振動が同
図に示す様に通常の縦振動V1のほかに、不要なうねり振
動V2を伴っていると、上記先行考案のノックセンサでは
安定した電気出力が得られないという新たな問題が生じ
た。
ックセンサＳは、シリンダヘッド又はシリンダブロック
等の機関壁面ＥにボルトＢよって螺着され、機関振動の
大きさに比例した電気出力を生じるが、機関の振動が同
図に示す様に通常の縦振動V1のほかに、不要なうねり振
動V2を伴っていると、上記先行考案のノックセンサでは
安定した電気出力が得られないという新たな問題が生じ
た。
即ち、前記うねり振動によって圧電素子の非分極部
と、これとは反対側の分極部とに圧電素子の中心を支点
とする変位（応力）が交互に加わり、前記非分極部から
は電荷を生じないが、分極部から電荷を生じることとな
り、これが不要なうねり振動V2に応答して出力を不安定
にし、第５図ロにも示される通り、特定の周波数で異常
信号ｍを生じることとなる。尚、非分極部が無い通常の
圧電振動子では、うねり振動により、中心を支点として
両側位置で逆極性の電荷が発生し、このため相殺し合っ
て、該うねり振動による影響は小さい。
と、これとは反対側の分極部とに圧電素子の中心を支点
とする変位（応力）が交互に加わり、前記非分極部から
は電荷を生じないが、分極部から電荷を生じることとな
り、これが不要なうねり振動V2に応答して出力を不安定
にし、第５図ロにも示される通り、特定の周波数で異常
信号ｍを生じることとなる。尚、非分極部が無い通常の
圧電振動子では、うねり振動により、中心を支点として
両側位置で逆極性の電荷が発生し、このため相殺し合っ
て、該うねり振動による影響は小さい。
本発明は、上記の先行技術に生じる問題点を解決し、
ノッキングの発生を正確に知り得るようにすることを目
的とするものである。
ノッキングの発生を正確に知り得るようにすることを目
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、内燃機関に取り付けられる円筒状合成樹脂
製ケース内に、表裏面に電極を備えた環状圧電素子を挟
圧状に保持すると共に、該合成樹脂製ケースの側面に、
前記圧電素子の表裏面電極と電気的に接続する接続端子
杆を筒壁に囲繞してなる筒状コネクター部を突設したも
のにおいて、 前記環状圧電素子のコネクター部に臨む部分と、その
反対側部分とに非分極部を形成したことを特徴とするも
のである。
製ケース内に、表裏面に電極を備えた環状圧電素子を挟
圧状に保持すると共に、該合成樹脂製ケースの側面に、
前記圧電素子の表裏面電極と電気的に接続する接続端子
杆を筒壁に囲繞してなる筒状コネクター部を突設したも
のにおいて、 前記環状圧電素子のコネクター部に臨む部分と、その
反対側部分とに非分極部を形成したことを特徴とするも
のである。
＜作用＞ コネクター部からの振動は、圧電素子に対して方向性
があり、環状圧電素子のコネクター部に臨む部分に振動
が伝播するが、かかる部分は非分極部となっているの
で、出力を生じない。
があり、環状圧電素子のコネクター部に臨む部分に振動
が伝播するが、かかる部分は非分極部となっているの
で、出力を生じない。
ところで、機関振動に伴う不要なうねを生じた場合
は、コネクター部に臨む部分の反対側にも逆方向の変位
を生じるが、該部分にも、非分極部が形成されているか
ら、該部分により上記の異常信号ｍを生じることは無
い。
は、コネクター部に臨む部分の反対側にも逆方向の変位
を生じるが、該部分にも、非分極部が形成されているか
ら、該部分により上記の異常信号ｍを生じることは無
い。
尚、前記両非分極部間の二つの分極部にもうねり振動
が交互に加わるが、発生する電荷が逆極性のため相殺し
合い電荷は生じない。
が交互に加わるが、発生する電荷が逆極性のため相殺し
合い電荷は生じない。
＜実施例＞ 第１図について非共振型ノックセンサの一例を説明す
る。
る。
１は合成樹脂製ケースであって、本体部２は円筒状を
しており、その中心に金属製スリーブ４が装着されてい
る。前記金属製スリーブ４は、下部に鍔部５が形成さ
れ、かつ筒部６の上部周囲に螺子７が形成されている。
さらに、その筒部６上端と、鍔部５の周囲には、複数の
係合段が形成され、合成樹脂製ケース１との連結強度を
向上させるようにしている。
しており、その中心に金属製スリーブ４が装着されてい
る。前記金属製スリーブ４は、下部に鍔部５が形成さ
れ、かつ筒部６の上部周囲に螺子７が形成されている。
さらに、その筒部６上端と、鍔部５の周囲には、複数の
係合段が形成され、合成樹脂製ケース１との連結強度を
向上させるようにしている。
前記筒部６に外嵌して、鍔部５上には、表裏に電極板
9a,9bを介して表裏面に電極8a,8bが形成された環状圧電
素子８を配置し、該圧電素子８上に、絶縁板10、重り1
1、ワッシャー12を順次積層し、更にその上部に、前記
螺子７に螺合してナット13を配設し、その螺子締めによ
り、前記各部材を鍔部５とナット13間で挟圧保持してい
る。そして、前記金属製スリーブ４の周囲には、合成樹
脂製ケース１がモールド成形される、前記合成樹脂製ケ
ース１には、その本体部２の周面から、筒状のコネクタ
ー部17が形成され、その筒壁16で、内部に突出する二本
の接続端子杆14,14（一本は隠れて見えない）を囲繞し
ている。前記接続端子杆14,14は、合成樹脂製ケース１
内で、内蔵抵抗15を介して前記した圧電素子８の上下の
電極板9a,9bに夫々接続され、ノッキングの発生に伴う
圧電素子８の厚み方向の歪に対応して、電位差を生ず
る。この電位差を信号電圧として取り出すために、前記
コネクター部17には、雌カプラ19が嵌着し、前記接続端
子杆14,14と接続する。
9a,9bを介して表裏面に電極8a,8bが形成された環状圧電
素子８を配置し、該圧電素子８上に、絶縁板10、重り1
1、ワッシャー12を順次積層し、更にその上部に、前記
螺子７に螺合してナット13を配設し、その螺子締めによ
り、前記各部材を鍔部５とナット13間で挟圧保持してい
る。そして、前記金属製スリーブ４の周囲には、合成樹
脂製ケース１がモールド成形される、前記合成樹脂製ケ
ース１には、その本体部２の周面から、筒状のコネクタ
ー部17が形成され、その筒壁16で、内部に突出する二本
の接続端子杆14,14（一本は隠れて見えない）を囲繞し
ている。前記接続端子杆14,14は、合成樹脂製ケース１
内で、内蔵抵抗15を介して前記した圧電素子８の上下の
電極板9a,9bに夫々接続され、ノッキングの発生に伴う
圧電素子８の厚み方向の歪に対応して、電位差を生ず
る。この電位差を信号電圧として取り出すために、前記
コネクター部17には、雌カプラ19が嵌着し、前記接続端
子杆14,14と接続する。
圧電素子８の構成につき更に説明する。
圧電素子８のコネクター部17側に臨む部分ｘと、その
反対側部分ｙとには、あらかじめ非分極部α，αが形成
されている。この非分極部αの形成手段を第２図〜第４
図で示す。
反対側部分ｙとには、あらかじめ非分極部α，αが形成
されている。この非分極部αの形成手段を第２図〜第４
図で示す。
第２図は、分極用の電極ともなる電極8a,8bのうち対
称位置となる二部分で電極8aを切除して、電極の無い部
分20,20を形成しておいて、該電極8a,8b間に直流電圧を
印加して分極したものであって、電極のない部分20,20
に非分極部α，αを生じさせたものである。
称位置となる二部分で電極8aを切除して、電極の無い部
分20,20を形成しておいて、該電極8a,8b間に直流電圧を
印加して分極したものであって、電極のない部分20,20
に非分極部α，αを生じさせたものである。
第３図は、電極8a,8b間に直流電圧を印加し、圧電素
子８の全体を厚み方向に分極しておいて、対称位置とな
る二部分を半田鏝等でキューリ点温度に近い温度（チタ
ン酸鉛の場合には400℃近辺）に加熱して、消極させて
非分極部α，αを生じさせたものである。
子８の全体を厚み方向に分極しておいて、対称位置とな
る二部分を半田鏝等でキューリ点温度に近い温度（チタ
ン酸鉛の場合には400℃近辺）に加熱して、消極させて
非分極部α，αを生じさせたものである。
第４図は、電極8a,8b間に直流電圧を印加し、圧電素
子８の全体を厚み方向に分極しておいて、対称位置とな
る二部分の電極8aにスリット21,21を形成して、独立電
極22,22を形成し、該独立電極22,22と電極8b間に逆方向
の直流電圧を印加して、分極を消去して非分極部α，α
を生じさせたものである。
子８の全体を厚み方向に分極しておいて、対称位置とな
る二部分の電極8aにスリット21,21を形成して、独立電
極22,22を形成し、該独立電極22,22と電極8b間に逆方向
の直流電圧を印加して、分極を消去して非分極部α，α
を生じさせたものである。
上記構成において、圧電素子８のコネクタ部17に臨む
部分ｘに形成した非分極部αは、コネクタ部17から伝播
する振動によって、電荷を生じないようにするものであ
り、またこの非分極部αと、反対側部分ｙに形成した非
分極部αは、機関より伝播うるうねり振動によって非分
極部αより電荷を生じないようにするものである。
部分ｘに形成した非分極部αは、コネクタ部17から伝播
する振動によって、電荷を生じないようにするものであ
り、またこの非分極部αと、反対側部分ｙに形成した非
分極部αは、機関より伝播うるうねり振動によって非分
極部αより電荷を生じないようにするものである。
そこで、非分極部α，αの無い従来構成の圧電素子を
適用した上記構成のものと、非分極部αをコネクター部
17に対応する部分に設けた圧電素子を適用しものと、非
分極部α，αをコネクター部17に臨む部分と、その反対
側とに設けた圧電素子を適用しものとを、コネクター部
17からの振動による影響を調べた結果、非分極部αをコ
ネクター部17に対応する部分と、その反対側に設けたも
の（第５図ハ）は、非分極部αをコネクター部17に対応
する部分に設けたもの（第５図ロ）に比して異常信号ｍ
が除去され、非分極部α，αの無いもの（第５図イ）に
比してノイズ信号ｎが除去されていることが確認され
た。
適用した上記構成のものと、非分極部αをコネクター部
17に対応する部分に設けた圧電素子を適用しものと、非
分極部α，αをコネクター部17に臨む部分と、その反対
側とに設けた圧電素子を適用しものとを、コネクター部
17からの振動による影響を調べた結果、非分極部αをコ
ネクター部17に対応する部分と、その反対側に設けたも
の（第５図ハ）は、非分極部αをコネクター部17に対応
する部分に設けたもの（第５図ロ）に比して異常信号ｍ
が除去され、非分極部α，αの無いもの（第５図イ）に
比してノイズ信号ｎが除去されていることが確認され
た。
＜発明の効果＞ 本発明は、上述の様に、圧電素子８のコネクター部17
に臨む部分ｘと、その反対側部分ｙに、非分極部αを形
成したから、コネクター部からの振動が圧電素子８に伝
播しても出力を生ずることがなく、該振動によるノイズ
信号ｎの発生を抑止できるだけでなく、機関に発生する
不要なうねり振動が圧電素子に伝播しても異常信号ｍを
出力することが無く、通常の縦振動のみに応答して出力
を生じ、正確なノッキング検出に寄与し得る等の優れた
効果がある。
に臨む部分ｘと、その反対側部分ｙに、非分極部αを形
成したから、コネクター部からの振動が圧電素子８に伝
播しても出力を生ずることがなく、該振動によるノイズ
信号ｎの発生を抑止できるだけでなく、機関に発生する
不要なうねり振動が圧電素子に伝播しても異常信号ｍを
出力することが無く、通常の縦振動のみに応答して出力
を生じ、正確なノッキング検出に寄与し得る等の優れた
効果がある。
第１図は本発明に係る非共振型ノックセンサ縦断側面
図、第２図〜第４図は非分極部αの形成手段を示す圧電
素子８の斜視図、第５図イは非分極部α，αの無い圧電
素子を適用したノックセンサの周波数−出力電圧特性を
示すグラフ、第５図ロは非分極部αをコネクター部17に
臨む部分にのみ形成したノックセンサの周波数−出力電
圧特性を示すグラフ、第５図ハは本発明に係る周波数−
出力電圧特性を示すグラフ、第６図はノックセンサＳに
伝播する振動態様を示す説明図である。 １……合成樹脂製ケース ８……圧電素子、8a,8b……電極 14……接続端子杆 16……筒壁 17……コネクター部 α……非分極部
図、第２図〜第４図は非分極部αの形成手段を示す圧電
素子８の斜視図、第５図イは非分極部α，αの無い圧電
素子を適用したノックセンサの周波数−出力電圧特性を
示すグラフ、第５図ロは非分極部αをコネクター部17に
臨む部分にのみ形成したノックセンサの周波数−出力電
圧特性を示すグラフ、第５図ハは本発明に係る周波数−
出力電圧特性を示すグラフ、第６図はノックセンサＳに
伝播する振動態様を示す説明図である。 １……合成樹脂製ケース ８……圧電素子、8a,8b……電極 14……接続端子杆 16……筒壁 17……コネクター部 α……非分極部
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関に取り付けられる円筒状合成樹脂
製ケース内に、表裏面に電極を備えた環状圧電素子を挟
圧状に保持すると共に、該合成樹脂製ケースの側面に、
前記圧電素子の表裏面電極と電気的に接続する接続端子
杆を筒壁で囲繞してなる筒状コネクター部を突設したも
のにおいて、 前記環状圧電素子のコネクター部に臨む部分と、その反
対側部分とに非分極部を形成したことを特徴とする非共
振型ノックセンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038925A JP2724401B2 (ja) | 1989-02-18 | 1989-02-18 | 非共振型ノックセンサ |
| US07/394,363 US4964294A (en) | 1988-09-12 | 1989-08-15 | Non-resonating type knock sensor |
| DE89308326T DE68911078T2 (de) | 1988-09-12 | 1989-08-16 | Klopfsensor vom Nichtresonanztyp. |
| EP89308326A EP0359409B1 (en) | 1988-09-12 | 1989-08-16 | Non-resonating type knock sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038925A JP2724401B2 (ja) | 1989-02-18 | 1989-02-18 | 非共振型ノックセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02218927A JPH02218927A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2724401B2 true JP2724401B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=12538804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038925A Expired - Fee Related JP2724401B2 (ja) | 1988-09-12 | 1989-02-18 | 非共振型ノックセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724401B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2550077Y2 (ja) * | 1991-05-16 | 1997-10-08 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関のノックセンサ |
| JP2549303Y2 (ja) * | 1991-05-16 | 1997-09-30 | 株式会社ユニシアジェックス | 内燃機関のノックセンサ |
-
1989
- 1989-02-18 JP JP1038925A patent/JP2724401B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02218927A (ja) | 1990-08-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |