JP2917638B2 - ノックセンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのノックキン
グの有無を判定し点火時期制御を行い燃費を改善するノ
ックコントロールシステムにおいて、振動ピックアップ
として使用するノックセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のノックセンサを示してい
る。以下この従来例の構成について説明する。図６にお
いて、１０１は一端が開口した筐体であり、この筐体１
０１の外周面はボルトのように６面を有する。１０２は
筐体１０１の下部に一体に形成されたネジ部であり、こ
のネジ部１０２がエンジンに設けられたネジ穴にネジ込
まれる。１０３は導電性の基板であり、この基板１０３
の一端には複数の凸部１０４が形成され、また基板１０
３の他端の中央には円錐台形状の突起１０５が形成され
ている。１０６は基板１０３および突起１０５を貫通す
るように形成された中心孔である。１０７は金属性の振
動板であり、この振動板１０７の中心には中心孔が形成
されている。この振動板１０７は基板１０３の突起１０
５の先端に溶接されている。１０８は圧電セラミックで
あり、この圧電セラミック１０８の中央には中心孔が形
成されている。この圧電セラミック１０８は振動板１０
７に接合されている。１０９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１０９は円筒部
１１０と基板部１１１とからなり、基板部１１１の下面
には基板１０３の凸部１０４が篏合する凹部１１２が形
成されている。１１３はコネクタユニット１０９内に固
定されたターミナルであり、このターミナル１１３の一
端より下方に延びたリード部１１４は基板１０３、振動
板１０７、圧電セラミック１０８の中央孔を貫通してい
る。１１５はリード端子であり、このリード端子１１５
の中央を貫通したリード部１１４とハンダ付けされる。
また、リード端子１１５の両端部は圧電セラミック１０
８に形成された銀電極にハンダ付けされる。１１６はシ
ール材であり、ターミナル１１３のリード部１１４がコ
ネクタユニット１０９から突出する付け根に塗布され
る。１１７はＯリングであり、コネクタユニット１０９
の基板部１１１と筐体１０１のすきまに挿入されてい
る。１１８は規制板であり、この規制板１１８はコネク
タユニット１０９の基板部１１１の上面に規制されてい
る。１１９は筐体１０１の開口した外周部であり、１２
０はターミナル１１３より電気信号をノックコントロー
ラ（図示せず）に取り出すコネクタである。

【０００３】次に、従来のノックセンサの組み立て手順
について説明する。先ず基板１０３の突起１０５の先端
に振動板１０７および圧電セラミック１０８が固定され
た状態で、基板１０３とターミナル１１３が固定された
コネクタユニット１０９とが組合せられる。次に、圧電
セラミック１０８の中心孔より突出したターミナル１１
３のリード部１１４とリード端子１１５とが組み合わせ
られる。この状態で、リード端子１１５とリード部１１
４およびリード端子１１５と圧電セラミック１０８に形
成された銀電極がハンダ付けされる。さらに、筐体１０
１と基板１０３とを溶接した後に、コネクタユニット１
０９の基板部１１１と筐体１０１のすきまにＯリング１
１７を挿入し、筐体１０１の開口した外周部１１９をカ
ーリングしてノックセンサとして完成させる。

【０００４】この完成されたノックセンサがネジ部１０
２によりエンジンに固定されると、圧電セラミック１０
８の片面の電極は、振動板１０７、基板１０３、筐体１
０１、エンジン本体を介してアースに接続され、圧電セ
ラミック１０８の他方の電極は、リード端子１１５、タ
ーミナル１１３、コネクタ１２０を介して電気的に導電
しており、ノックコントローラに接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のノックセンサでは、ターミナル１１３のリード部１
１４と圧電セラミック１０８とがリード端子１１５を介
してハンダ付けにより接続されているために、ハンダ量
のばらつきによって、ノックセンサの特性に影響を及ぼ
すという問題があった。また、圧電セラミック１０８に
はハンダ付けのために銀が塗布されており、ハンダ付け
の際に銀食われという症状により接合不良を起こし、さ
らに、ハンダと圧電セラミック１０８との膨脹係数の差
によりハンダ付け面に熱応力が発生してハンダ付け面に
クラックが発生するという問題があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であり、ターミナルと圧電セラミックの接続にハンダを
使用することなく、確実に接続することのできる優れた
ノックセンサを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題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、圧電セラミックとコネクタユニットのリ
ード部との接続にリード端子を使用せず、ワイヤボンデ
ィング接続を行い、コネクタユニットのリード部をコネ
クタユニットと一体形成された管で覆い、基板の中心部
のリード部を貫通させる孔に圧入させ、リード部を管と
ともに固定する手段を設け、ワイヤボンディングの際の
リード部の超音波による振動を無くするようにしたもの
である。

【０００８】

【作用】本発明は上記のような構成であり、圧電セラミ
ックとコネクタユニットのリード部との接続を、ハンダ
でなく、ワイヤボンディング接続することにより、熱応
力によるハンダ付け面のクラックや圧電セラミックの銀
食われという症状による接合不良を解決できるととも
に、ワイヤボンディングする際に、リード部をコネクタ
ユニットに一体形成された管で覆い、この管を基板中心
部のリード部を貫通させる孔に圧入させ、リード部を管
とともに固定することにより、リード部をワイヤボンデ
ィングする際の超音波振動による強度の低下を解決する
ことができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の第１の実施例について図１と
共に説明する。図１は本発明の第１の実施例の断面図を
示すものである。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がエンジン筐体に設けられたネジ穴にネジ込まれ
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４箇所形成され、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中心孔であ
る。７は金属性の振動板であり、この振動板７の中心に
は中心孔が形成されている。この振動板７は基板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の中央には中心孔が形成され
ている。この圧電セラミック８は振動板７に接合されて
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の下面には基板３の凸部４が篏合する
凹部１２が４箇所形成されている。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は後述の管
部１５、振動板７、圧電セラミック８の中央孔を貫通し
ている。１５はコネクタユニット９の管部であり、リー
ド部１４を内部に固定し外径部は基板３の中心孔６に圧
入されている。１６は２本のワイヤであり、それぞれ一
端は管部１５より突出したリード部１４の先端にボンデ
ィングされ、他端は圧電セラミック８に形成された銀電
極にボンディングされる。１７はシール剤であり、リー
ド部１４がコネクタユニット９の管部１５から突き出る
根元部分およびリード部１４とワイヤ１６のボンディン
グ部分に塗布されている。１８はＯリングであり、コネ
クタユニット９の基板部１１と筐体１のすきまに挿入さ
れている。１９は規制板であり、この規制板１９はコネ
クタユニット９の基板部１１の上面に規制されている。
２０は筐体１の開口した外周部であり、２１はターミナ
ル１３より電気信号を外部のノックコントローラ（図示
せず）に取り出すコネクタである。

【００１０】次に、上記第１の実施例のノックセンサの
組み立て手順について説明する。先ず基板３の突起５の
先端に振動板７および圧電セラミック８が固定された状
態で、基板３の中心孔６に管部１５が圧入されてコネク
タユニット９と基板３とが組合せられる。次に、圧電セ
ラミック８の中心孔より突出したターミナル１３のリー
ド部１４とワイヤ１６がボンディング接続され、圧電セ
ラミック８に形成された銀電極とワイヤ１６がボンディ
ング接続され、さらに、リード部１４がコネクタユニッ
ト９の管部１５から突き出る根元部分およびリード部１
４とワイヤ１６のボンディング部分にシール剤１７が塗
布される。次に、筐体１と基板３とを全周リングプロジ
ェクション溶接した後に、コネクタユニット９の基板部
１１と筐体１のすきまにＯリング１８を挿入し、筐体１
の開口した外周部２０をカーリングしてノックセンサと
して完成させる。この完成されたノックセンサがネジ部
２によりエンジンに固定されると、圧電セラミック８の
片面の電極は、振動板７、基板３、筐体１、エンジン本
体を介してアースに接続され、圧電セラミック８の他方
の電極は、ワイヤ１６、リード部１４、ターミナル１
３、コネクタ２１を介して電気的に導電しており、ノッ
クコントローラに接続される。

【００１１】次に、本発明の第２の実施例について図２
とともに説明する。図２において、第１の実施例と同一
の構成については同一符号を附して説明を省略する。２
２はポッティング剤であり、コネクタユニット９の管部
１５より突出したリード部１４の根元部分のみに塗布さ
れる。これにより、上記第１の実施例と同様の効果を有
するものである。

【００１２】第３図は本発明におけるノックセンサの上
面図、第４図は同側面図、第５図は同ノックセンサの特
性図である。

【００１３】

【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、ターミナルのリード部と圧電セラミックをワイヤボ
ンディングしたものであり、圧電セラミック上に加わる
ハンダ重量のバラツキが無くなるため、ノックセンサの
特性のバラツキが少なくなるという効果を有する。さら
に、ハンダ付けが無くなるため圧電セラミック上に塗布
された銀電極の銀食われ症状が無くなると同時に、熱応
力による圧電セラミック界面のクラック発生を防止する
ことができるという効果を有する。

【００１４】また、コネクタユニットに一体に形成され
た管部は基板に設けられた孔に圧入することにより固定
されており、ターミナルは固定されているため、ターミ
ナルのリード部をワイヤボンディングする際に、超音波
振動による接合強度の低下を防止することができると同
時に、治具等で固定する必要も無いので作業効率の向上
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるノックセンサの
断面図

【図２】同第２の実施例におけるノックセンサの断面図

【図３】同第１および第２の実施例におけるノックセン
サの上面図

【図４】同第１および第２の実施例におけるノックセン
サの側面図

【図５】同第１および第２の実施例におけるノックセン
サの特性図

【図６】従来のノックセンサの断面図

【符号の説明】

１ 筐体 ２ ネジ部 ３ 基板 ７ 振動板 ８ 圧電セラミック １３ ターミナル １４ リード部 １５ 管部 １６ ワイヤ １７ シール剤

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端からリード部が延びた電気信号出力
   端子と、前記リード部を覆う管部が一体形成され、前記
   電気信号出力端子を保持するコネクタユニットと、中央
   に前記管部が挿入された貫通孔を有しこの貫通孔の一方
   の縁部が突起した基板と、中央に貫通孔を有し貫通孔の
   一方の縁部が前記突起に固定された振動板と、中央に貫
   通孔を有し前記振動板に接合されるとともに、ワイヤボ
   ンディングにより前記リード部と接続された圧電セラミ
   ックと、一端のみが開口した空洞部を有し、前記基板と
   前記振動板と前記圧電セラミックとを内包するととも
   に、前記コネクタユニットの外周と開口部の内周との隙
   間を埋める密閉用環状樹脂部材及び前記コネクタユニッ
   トにより前記開口部が封止された筐体と、を具備するこ
   とを特徴とするノックセンサ。
2. 【請求項２】 一端からリード部が延びた電気信号出力
   端子と、前記リード部を覆う管部を有し、前記電気信号
   出力端子を保持するコネクタユニットと、中央に前記管
   部が圧入された貫通孔を有しこの貫通孔の一方の縁部が
   突起した基板と、中央に貫通孔を有し貫通孔の一方の縁
   部が前記突起に固定された振動板と、中央に貫通孔を有
   し前記振動板に接合されるとともに、ワイヤボンディン
   グにより前記リード部と接続された圧電セラミックと、
   一端のみが開口した空洞部を有し、前記基板と前記振動
   板と前記圧電セラミックとを内包するとともに、前記コ
   ネクタユニットの外周と開口部の内周との隙間を埋める
   密閉用環状樹脂部材及び前記コネクタユニットにより前
   記開口部が封止された筐体と、を具備することを特徴と
   するノックセンサ。
3. 【請求項３】 前記リード部が前記コネクタユニットの
   前記管部から突出する根元にシール剤を塗布したことを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載のノックセンサ。