JP3483232B2 - ノッキング検出センサ - Google Patents
ノッキング検出センサInfo
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジン等
の内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出セン
サに関する。
の内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車等のエンジンで発生するノ
ッキングの検出センサとして、そのノッキングに伴う振
動を、圧電素子等の検出素子を用いて検出する形式のも
のが広く用いられている。このようなノッキング検出セ
ンサにおいては、ケーシング内に薄板状の圧電素子が収
容されており、振動付加に伴う検出素子からの出力が、
該検出素子に接続された端子によりケーシング外に取り
出される構造のものが一般的である。この場合、水等が
ケーシング内に侵入しないように、その気密性を保持し
つつ端子をケーシング外に取り出す必要があり、そのた
めのセンサ構造が各種提案されている。
ッキングの検出センサとして、そのノッキングに伴う振
動を、圧電素子等の検出素子を用いて検出する形式のも
のが広く用いられている。このようなノッキング検出セ
ンサにおいては、ケーシング内に薄板状の圧電素子が収
容されており、振動付加に伴う検出素子からの出力が、
該検出素子に接続された端子によりケーシング外に取り
出される構造のものが一般的である。この場合、水等が
ケーシング内に侵入しないように、その気密性を保持し
つつ端子をケーシング外に取り出す必要があり、そのた
めのセンサ構造が各種提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】まず、特開平３−２９
１５４５号公報に開示されたセンサにおいては、ケーシ
ングを２部分に分けて構成し、そのうちの第一部分に検
出素子を固定するとともに、第二部分にはこれを貫通す
る端子を一体に設け、端子の末端部を検出素子に対して
ハンダ付け等により結線した後、ケーシングの両部分を
カシメ等により接合して密封する構造となっている。し
かしながらこの構造では、端子は、ケーシングの第二部
分と一体化された状態で、第一部分側に固定された検出
素子に結線しなければならず、ケーシングが邪魔になっ
てハンダ付け等の結線作業が極めて行いにくい欠点があ
る。
１５４５号公報に開示されたセンサにおいては、ケーシ
ングを２部分に分けて構成し、そのうちの第一部分に検
出素子を固定するとともに、第二部分にはこれを貫通す
る端子を一体に設け、端子の末端部を検出素子に対して
ハンダ付け等により結線した後、ケーシングの両部分を
カシメ等により接合して密封する構造となっている。し
かしながらこの構造では、端子は、ケーシングの第二部
分と一体化された状態で、第一部分側に固定された検出
素子に結線しなければならず、ケーシングが邪魔になっ
てハンダ付け等の結線作業が極めて行いにくい欠点があ
る。
【０００４】一方、実開平４−１３１７３０号公報に開
示されたセンサ構造においては、２部分に分けて形成さ
れたケーシングの第一部分側に検出素子が固定され、そ
の検出素子に対し第二部分とは別体の端子が先に結線さ
れる。そして、第二部分に形成された挿通孔にその端子
を通して該第二部分を第一部分に被せ、両者をかしめ等
により接合・一体化した後、挿通孔と端子との間に樹脂
等を充填して全体が密封されるようになっている。これ
によれば、端子はケーシングと一体化されていないた
め、検出素子との結線は比較的行いやすいが、挿通孔と
端子との間に樹脂を充填する方法では、気密性が必ずし
も十分に確保できない難点がある。
示されたセンサ構造においては、２部分に分けて形成さ
れたケーシングの第一部分側に検出素子が固定され、そ
の検出素子に対し第二部分とは別体の端子が先に結線さ
れる。そして、第二部分に形成された挿通孔にその端子
を通して該第二部分を第一部分に被せ、両者をかしめ等
により接合・一体化した後、挿通孔と端子との間に樹脂
等を充填して全体が密封されるようになっている。これ
によれば、端子はケーシングと一体化されていないた
め、検出素子との結線は比較的行いやすいが、挿通孔と
端子との間に樹脂を充填する方法では、気密性が必ずし
も十分に確保できない難点がある。
【０００５】本発明は、ケーシングの気密性が十分に確
保され、しかも振動検出素子と端子との結線作業を行い
やすい構造のノッキング検出センサを提供することにあ
る。
保され、しかも振動検出素子と端子との結線作業を行い
やすい構造のノッキング検出センサを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明
は、内燃機関で発生するノッキングを検出するためのセ
ンサ（ノッキング検出センサ）に係るものであり、ノッ
キングに伴う振動を検出する振動検出素子と、一端側が
振動検出素子に接続されて、その検出出力を取り出す端
子と、その端子と一体的に設けられてこれを保持する端
子ホルダと、振動検出素子及び端子ホルダを収容すると
ともに、端子の他端側を外側に突出させるための端子挿
通孔が形成されたケーシングと、端子ホルダとケーシン
グとの間において端子を取り囲むように配置され、端子
挿通孔からケーシング内側へ流体が漏れ込むことを阻止
するシール部材とを備えたことを特徴とする。
は、内燃機関で発生するノッキングを検出するためのセ
ンサ（ノッキング検出センサ）に係るものであり、ノッ
キングに伴う振動を検出する振動検出素子と、一端側が
振動検出素子に接続されて、その検出出力を取り出す端
子と、その端子と一体的に設けられてこれを保持する端
子ホルダと、振動検出素子及び端子ホルダを収容すると
ともに、端子の他端側を外側に突出させるための端子挿
通孔が形成されたケーシングと、端子ホルダとケーシン
グとの間において端子を取り囲むように配置され、端子
挿通孔からケーシング内側へ流体が漏れ込むことを阻止
するシール部材とを備えたことを特徴とする。
【０００７】上記構成によれば、端子と一体化された端
子ホルダとケーシングとの間にシール部材が配置され
て、これがケーシングに形成された端子挿通孔からの水
等の漏れ込を阻止するため、センサの気密性が向上す
る。また、端子を振動検出素子に結線した後、これを上
記挿通孔に通してケーシングの組み立てを行えばよいの
で、振動検出素子と端子との結線作業を極めて行いやす
い。
子ホルダとケーシングとの間にシール部材が配置され
て、これがケーシングに形成された端子挿通孔からの水
等の漏れ込を阻止するため、センサの気密性が向上す
る。また、端子を振動検出素子に結線した後、これを上
記挿通孔に通してケーシングの組み立てを行えばよいの
で、振動検出素子と端子との結線作業を極めて行いやす
い。
【０００８】より具体的には、ケーシングは、振動検出
素子が固定される第一部分と、端子挿通孔が形成された
第二部分とを含んで構成することができる。この場合、
ケーシングの第一部分に振動検出素子を固定し、端子ホ
ルダと一体化された端子の一方の端部を振動検出素子に
対し結線・接続する。そして、端子の他方の端部を端子
挿通孔に挿通しながらケーシングの第二部分を第一部分
に被せ、その状態でケーシングの第一部分及と第二部分
とを接合・一体化する構成とすることができる。こうす
れば、振動検出素子と端子との結線作業をさらに行いや
すくすることができる。
素子が固定される第一部分と、端子挿通孔が形成された
第二部分とを含んで構成することができる。この場合、
ケーシングの第一部分に振動検出素子を固定し、端子ホ
ルダと一体化された端子の一方の端部を振動検出素子に
対し結線・接続する。そして、端子の他方の端部を端子
挿通孔に挿通しながらケーシングの第二部分を第一部分
に被せ、その状態でケーシングの第一部分及と第二部分
とを接合・一体化する構成とすることができる。こうす
れば、振動検出素子と端子との結線作業をさらに行いや
すくすることができる。
【０００９】次に、シール部材は、端子ホルダとケーシ
ングとの間で少なくとも部分的に圧縮されることによ
り、端子ホルダとの間及びケーシングとの間で、上記端
子を囲んで閉じた形状のシール面を形成する柔軟弾性部
材とすることができる。これにより、センサの気密性が
さらに向上する。
ングとの間で少なくとも部分的に圧縮されることによ
り、端子ホルダとの間及びケーシングとの間で、上記端
子を囲んで閉じた形状のシール面を形成する柔軟弾性部
材とすることができる。これにより、センサの気密性が
さらに向上する。
【００１０】また、ケーシング内面に、端子挿通孔を取
り囲むように凸条部を形成することができる。該凸条部
は、柔軟弾性部材と当接してこれに食い込むことによ
り、該柔軟弾性部材との間で上記閉じた形状のシール面
を形成するものとなる。該構成によれば、凸条部を柔軟
弾性部材に食い込ませることにより、センサの気密性が
さらに向上する。また、凸条部の柔軟弾性部材に対する
食込量の調整も容易に行うことができ、柔軟弾性部材の
圧縮率を最適の値に調整すれば、センサの気密性はさら
に良好となる。
り囲むように凸条部を形成することができる。該凸条部
は、柔軟弾性部材と当接してこれに食い込むことによ
り、該柔軟弾性部材との間で上記閉じた形状のシール面
を形成するものとなる。該構成によれば、凸条部を柔軟
弾性部材に食い込ませることにより、センサの気密性が
さらに向上する。また、凸条部の柔軟弾性部材に対する
食込量の調整も容易に行うことができ、柔軟弾性部材の
圧縮率を最適の値に調整すれば、センサの気密性はさら
に良好となる。
【００１１】この場合、柔軟弾性部材は、流動性を有す
る未硬化のゴム材料を注型・硬化させることにより、端
子と一体的に形成されたゴム部材とすることができる。
ゴム材料で構成された柔軟弾性部材を注型により端子と
一体化することで、端子とゴム材料との間に一種の接着
効果が生じる。これにより、端子と端子ホルダとの間に
隙間が形成されていても、ゴム材料が上記接着効果によ
り、該隙間からケーシング内へ水等が漏れ込むことを阻
止するので、センサの気密性がさらに向上する。このよ
うな接着効果は、ゴム材料として、特にシリコンゴムを
使用した場合に顕著となる。なお、ここでいう「シリコ
ンゴム」とは、ゴムの分子構造において、その主鎖が主
にオルガノシロキサン結合により形成される合成ゴムを
総称するものであり、特にビニルシリコンゴム（ビニル
メチルシリコンゴム）、フェニルシリコンゴム（フェニ
ルメチルシリコンゴム）、ふっ化シリコンゴム等が、圧
縮永久歪率が小さく、耐久性及びシーリング性に優れて
いるので、本発明に好適に使用することができる。ここ
で、シリコンゴムは常温硬化性のものを使用してもよい
が、加熱硬化性のものを用いれば、シール部材の形成を
より効率的に行うことができる。
る未硬化のゴム材料を注型・硬化させることにより、端
子と一体的に形成されたゴム部材とすることができる。
ゴム材料で構成された柔軟弾性部材を注型により端子と
一体化することで、端子とゴム材料との間に一種の接着
効果が生じる。これにより、端子と端子ホルダとの間に
隙間が形成されていても、ゴム材料が上記接着効果によ
り、該隙間からケーシング内へ水等が漏れ込むことを阻
止するので、センサの気密性がさらに向上する。このよ
うな接着効果は、ゴム材料として、特にシリコンゴムを
使用した場合に顕著となる。なお、ここでいう「シリコ
ンゴム」とは、ゴムの分子構造において、その主鎖が主
にオルガノシロキサン結合により形成される合成ゴムを
総称するものであり、特にビニルシリコンゴム（ビニル
メチルシリコンゴム）、フェニルシリコンゴム（フェニ
ルメチルシリコンゴム）、ふっ化シリコンゴム等が、圧
縮永久歪率が小さく、耐久性及びシーリング性に優れて
いるので、本発明に好適に使用することができる。ここ
で、シリコンゴムは常温硬化性のものを使用してもよい
が、加熱硬化性のものを用いれば、シール部材の形成を
より効率的に行うことができる。
【００１２】また、端子ホルダに、ケーシング内面に対
向する側において端子を囲むように凹部を形成し、シー
ル部材は、その凹部に対し未硬化・流動状態のゴム材料
を注型・固化させることにより、端子及び端子ホルダと
一体に形成されたゴム部材とすることができる。これに
より、シール部材の端子との一体成形を極めて簡単に行
うことができる。
向する側において端子を囲むように凹部を形成し、シー
ル部材は、その凹部に対し未硬化・流動状態のゴム材料
を注型・固化させることにより、端子及び端子ホルダと
一体に形成されたゴム部材とすることができる。これに
より、シール部材の端子との一体成形を極めて簡単に行
うことができる。
【００１３】次に、上記シール部材に使用されるゴム材
料は、下記の条件を満たすものを使用することが望まし
い。 一方の端面側に開口部が形成され、他方の端面側が閉
じた中空円筒に対し、前記ゴム材料の板材を挟み付けた
状態で、その開口部を板状の遮蔽部材により塞ぐ。 さらに、その板材を前記遮蔽部材と中空円筒との間で
所定の圧縮率Ｃで圧縮しながら、該遮蔽部材又は中空円
筒に形成された気体導入通路から中空円筒内に圧力２ｋ
ｇｆ／ｃｍ2で空気を導入する。そして、導入された空
気の漏れ出しが生じないための圧縮率Ｃの最小値をＣmi
n、同じく最大値をＣmax、及びゴム材料の圧縮永久歪率
Ｒpとした場合に、 Ｃmax（１−Ｒp）／（１−ＣmaxＲp）＞Ｃmin‥‥‥(1) を満たすゴム材料を使用する。
料は、下記の条件を満たすものを使用することが望まし
い。 一方の端面側に開口部が形成され、他方の端面側が閉
じた中空円筒に対し、前記ゴム材料の板材を挟み付けた
状態で、その開口部を板状の遮蔽部材により塞ぐ。 さらに、その板材を前記遮蔽部材と中空円筒との間で
所定の圧縮率Ｃで圧縮しながら、該遮蔽部材又は中空円
筒に形成された気体導入通路から中空円筒内に圧力２ｋ
ｇｆ／ｃｍ2で空気を導入する。そして、導入された空
気の漏れ出しが生じないための圧縮率Ｃの最小値をＣmi
n、同じく最大値をＣmax、及びゴム材料の圧縮永久歪率
Ｒpとした場合に、 Ｃmax（１−Ｒp）／（１−ＣmaxＲp）＞Ｃmin‥‥‥(1) を満たすゴム材料を使用する。
【００１４】なお、圧縮永久歪率Ｒpは、下記の方法に
よって測定されるものとする。 ゴム材料を厚さｔ0 mmの円柱状に形成する。 そのゴム材料を、厚さがｔ3 mmとなるまで圧縮する。 その圧縮状態でゴム材料を１３０℃まで加熱して２４
時間保持し、その後室温まで冷却して除荷後、３０分放
置する。 除荷・放置後のゴム材料の厚さがｔ1のときの圧縮永
久歪率Ｒpを、 Ｒp＝（ｔ0−ｔ1）／（ｔ0−ｔ3）‥‥‥ (2) として求める。
よって測定されるものとする。 ゴム材料を厚さｔ0 mmの円柱状に形成する。 そのゴム材料を、厚さがｔ3 mmとなるまで圧縮する。 その圧縮状態でゴム材料を１３０℃まで加熱して２４
時間保持し、その後室温まで冷却して除荷後、３０分放
置する。 除荷・放置後のゴム材料の厚さがｔ1のときの圧縮永
久歪率Ｒpを、 Ｒp＝（ｔ0−ｔ1）／（ｔ0−ｔ3）‥‥‥ (2) として求める。
【００１５】以下、(1)式の意味について説明する。一
般に、ゴム材料を圧縮した状態で長時間放置すると、材
料の経時変化に伴い、その圧縮弾性歪の少なくとも一部
が圧縮永久歪に転じ、例えばゴム材料をシール部材等に
使用した場合に、そのシール性が失われる原因の一つと
なる。圧縮永久歪の大きさはゴムの材質によって異な
り、上述の(2)式で表される圧縮永久歪率Ｒpは、該材料
にどの程度圧縮永久歪が生じやすいかの指標となる。
般に、ゴム材料を圧縮した状態で長時間放置すると、材
料の経時変化に伴い、その圧縮弾性歪の少なくとも一部
が圧縮永久歪に転じ、例えばゴム材料をシール部材等に
使用した場合に、そのシール性が失われる原因の一つと
なる。圧縮永久歪の大きさはゴムの材質によって異な
り、上述の(2)式で表される圧縮永久歪率Ｒpは、該材料
にどの程度圧縮永久歪が生じやすいかの指標となる。
【００１６】一方、ゴム材料をシール部材に用いた場
合、そのシール性を確保するための最小の圧縮率が存在
し、本発明では上記及びで測定したＣmin（以下、
下限圧縮率という）をその指標として採用する。シール
性は、Ｃminを超える一定の範囲内では圧縮率Ｃが増加
するに従い大きくなるが、Ｃが一定以上に大きくなると
ゴムに破壊が生じて逆にシール性が低下する。前述のＣ
max（以下、上限圧縮率という）は、その限界の圧縮率
に対応するものである。
合、そのシール性を確保するための最小の圧縮率が存在
し、本発明では上記及びで測定したＣmin（以下、
下限圧縮率という）をその指標として採用する。シール
性は、Ｃminを超える一定の範囲内では圧縮率Ｃが増加
するに従い大きくなるが、Ｃが一定以上に大きくなると
ゴムに破壊が生じて逆にシール性が低下する。前述のＣ
max（以下、上限圧縮率という）は、その限界の圧縮率
に対応するものである。
【００１７】さて、ゴム材料を下限圧縮率Ｃminまで圧
縮した場合、初期状態ではその圧縮歪のほぼすべてが弾
性歪となることでシール性が確保されているが、これを
長期間放置すると、その一部が永久歪に転じてシール性
が損なわれてしまうことになる。そこで、発生が見込ま
れる永久歪の分だけ初期圧縮率を大きく設定しておけ
ば、経時変化後もシール性は確保できることとなる。こ
こで、初期状態で生じている圧縮率（以下、初期圧縮率
という）Ｃのうち、永久歪の発生により圧縮永久歪率Ｒ
pで換算される分だけ減少すると考えると、その減少後
の圧縮率ＣE（以下、補正圧縮率という）は、以下のよ
うにして求められる。
縮した場合、初期状態ではその圧縮歪のほぼすべてが弾
性歪となることでシール性が確保されているが、これを
長期間放置すると、その一部が永久歪に転じてシール性
が損なわれてしまうことになる。そこで、発生が見込ま
れる永久歪の分だけ初期圧縮率を大きく設定しておけ
ば、経時変化後もシール性は確保できることとなる。こ
こで、初期状態で生じている圧縮率（以下、初期圧縮率
という）Ｃのうち、永久歪の発生により圧縮永久歪率Ｒ
pで換算される分だけ減少すると考えると、その減少後
の圧縮率ＣE（以下、補正圧縮率という）は、以下のよ
うにして求められる。
【００１８】すなわち、図１０に示すように、除荷状態
で厚さｔ0のゴム材料シートを圧縮して厚さｔ3（ｔ0＞
ｔ3）となった場合、初期圧縮率Ｃは、 Ｃ＝（ｔ0−ｔ3）／ｔ0 ‥‥‥(3) であり、また、経時変化後の除荷状態の厚さをｔ1とし
たとき、補正圧縮率ＣEは、 ＣE＝（ｔ1−ｔ3）／ｔ1 ‥‥‥(4) となる。ここで、 ｔ3＝（１−Ｃ）×ｔ0 ‥‥‥(5) ｔ1＝ｔ0−Ｒp（ｔ0−ｔ3） ‥‥‥(6) であるから、(4)〜(6)より、補正圧縮率ＣEは、 ＣE＝Ｃ（１−Ｒp）／（１−ＣＲp） ‥‥‥(7) となる。
で厚さｔ0のゴム材料シートを圧縮して厚さｔ3（ｔ0＞
ｔ3）となった場合、初期圧縮率Ｃは、 Ｃ＝（ｔ0−ｔ3）／ｔ0 ‥‥‥(3) であり、また、経時変化後の除荷状態の厚さをｔ1とし
たとき、補正圧縮率ＣEは、 ＣE＝（ｔ1−ｔ3）／ｔ1 ‥‥‥(4) となる。ここで、 ｔ3＝（１−Ｃ）×ｔ0 ‥‥‥(5) ｔ1＝ｔ0−Ｒp（ｔ0−ｔ3） ‥‥‥(6) であるから、(4)〜(6)より、補正圧縮率ＣEは、 ＣE＝Ｃ（１−Ｒp）／（１−ＣＲp） ‥‥‥(7) となる。
【００１９】従って、経時変化後においてもシール性を
確保できるための条件は、 ＣE＞Ｃmin ‥‥‥(8) で表される。そして、(7)、(8)より、 Ｃ（１−Ｒp）／（１−ＣＲp）＞Ｃmin ‥‥‥(9) となる。すなわち、(9)式を満たすように、ゴム材料
（すなわちシール部材）の初期圧縮率Ｃを設定しておけ
ば、経時変化後の圧縮率（補正圧縮率）ＣEは少なくと
も下限圧縮率Ｃminよりは大きくなり、シール性が確保
されるのである。従って、シール部材は、ノッキング検
出センサに組み込んだときの圧縮率が(9)を満たすよう
に設定することが、長期間に渡って良好なシール性を維
持する上で望ましいといえる。
確保できるための条件は、 ＣE＞Ｃmin ‥‥‥(8) で表される。そして、(7)、(8)より、 Ｃ（１−Ｒp）／（１−ＣＲp）＞Ｃmin ‥‥‥(9) となる。すなわち、(9)式を満たすように、ゴム材料
（すなわちシール部材）の初期圧縮率Ｃを設定しておけ
ば、経時変化後の圧縮率（補正圧縮率）ＣEは少なくと
も下限圧縮率Ｃminよりは大きくなり、シール性が確保
されるのである。従って、シール部材は、ノッキング検
出センサに組み込んだときの圧縮率が(9)を満たすよう
に設定することが、長期間に渡って良好なシール性を維
持する上で望ましいといえる。
【００２０】ここで、ゴム材料の初期圧縮率Ｃを無制限
に大きくできるのであれば、Ｒpの値に応じてＣを十分
大きく設定することで、必ず(9)を満足できるようにす
ることができる。ところが、Ｃの値は実際には、上限圧
縮率Ｃmaxを超えて設定するとゴム材料に破壊が生じて
シール性が損なわれることから、Ｃmax以下の範囲で設
定しなければならない。従って、(9)においてＣ＝Ｃmax
とすれば、前述の(1)が得られる。すなわち、過度の圧
縮に伴うゴムの破損等が生じない範囲で、経時変化後も
十分なシール性を確保するためには、上記(1)式を満足
するゴム材料を使用することが望ましいといえるわけで
ある。なお、ゴム材料は、Cmaxの値が０．６（６０％）
以上のゴム材料を使用することがシール部材の耐久性を
確保する上で望ましく、Cmaxの値が０．８（８０％）以
上のものを使用すればさらによい。
に大きくできるのであれば、Ｒpの値に応じてＣを十分
大きく設定することで、必ず(9)を満足できるようにす
ることができる。ところが、Ｃの値は実際には、上限圧
縮率Ｃmaxを超えて設定するとゴム材料に破壊が生じて
シール性が損なわれることから、Ｃmax以下の範囲で設
定しなければならない。従って、(9)においてＣ＝Ｃmax
とすれば、前述の(1)が得られる。すなわち、過度の圧
縮に伴うゴムの破損等が生じない範囲で、経時変化後も
十分なシール性を確保するためには、上記(1)式を満足
するゴム材料を使用することが望ましいといえるわけで
ある。なお、ゴム材料は、Cmaxの値が０．６（６０％）
以上のゴム材料を使用することがシール部材の耐久性を
確保する上で望ましく、Cmaxの値が０．８（８０％）以
上のものを使用すればさらによい。
【００２１】ここで、本発明のノッキング検出センサを
組み立てた場合に、シール部材の圧縮量は、例えば、ケ
ーシング内面と端子ホルダとの間に形成される隙間量や
シール部材の厚さ、さらには前述の凸条部のシール部材
に対する食い込み深さ等のばらつきによって変化するこ
とがある。この場合、シール部材の設定初期圧縮率Ｃを
Ｃmaxに近付け過ぎると、上記ばらつき等によりＣがＣm
axを超えてしまうことも考えられ、ゴム材料が破損して
シール性が損なわれてしまう心配がある。そのため、初
期圧縮率ＣはＣmaxよりも小さく設定することが望まし
いといえる。しかしながら、(1)式を満足するゴムの材
質として、その左辺の値と右辺の値との差が小さすぎる
ものを選定した場合、上記ばらつきの影響等により初期
圧縮率ＣがＣmaxを少しでも下回れば(9)式の条件が満足
されなくなり、シール性が損なわれる可能性が生ずる。
組み立てた場合に、シール部材の圧縮量は、例えば、ケ
ーシング内面と端子ホルダとの間に形成される隙間量や
シール部材の厚さ、さらには前述の凸条部のシール部材
に対する食い込み深さ等のばらつきによって変化するこ
とがある。この場合、シール部材の設定初期圧縮率Ｃを
Ｃmaxに近付け過ぎると、上記ばらつき等によりＣがＣm
axを超えてしまうことも考えられ、ゴム材料が破損して
シール性が損なわれてしまう心配がある。そのため、初
期圧縮率ＣはＣmaxよりも小さく設定することが望まし
いといえる。しかしながら、(1)式を満足するゴムの材
質として、その左辺の値と右辺の値との差が小さすぎる
ものを選定した場合、上記ばらつきの影響等により初期
圧縮率ＣがＣmaxを少しでも下回れば(9)式の条件が満足
されなくなり、シール性が損なわれる可能性が生ずる。
【００２２】そこで、本発明者らは、(1)においてＣmax
を０．５で置き換えた下記(10)式： ０．５×（１−Ｒp）／（１−０．５Ｒp）＞Ｃmin ‥‥‥(10) を満足するゴム材料を選定することにより、そのような
ばらつきの影響を軽減することができ、ひいてはセンサ
の気密性をより安定に確保できることを見い出したので
ある。すなわち、上限圧縮率を実際の値Ｃmaxよりも低
く、具体的には０．５（５０％）に見積った状態でもな
お(1)式を満足するゴム材料を使用することで、ばらつ
き等によりＣが実際のＣmaxの値を超えてしまったり、
あるいは逆に経時変化後の圧縮率（補正圧縮率）ＣEが
Ｃminを下回ってしまう確率が減少し、ひいてはシール
性をより安定に確保することができる。
を０．５で置き換えた下記(10)式： ０．５×（１−Ｒp）／（１−０．５Ｒp）＞Ｃmin ‥‥‥(10) を満足するゴム材料を選定することにより、そのような
ばらつきの影響を軽減することができ、ひいてはセンサ
の気密性をより安定に確保できることを見い出したので
ある。すなわち、上限圧縮率を実際の値Ｃmaxよりも低
く、具体的には０．５（５０％）に見積った状態でもな
お(1)式を満足するゴム材料を使用することで、ばらつ
き等によりＣが実際のＣmaxの値を超えてしまったり、
あるいは逆に経時変化後の圧縮率（補正圧縮率）ＣEが
Ｃminを下回ってしまう確率が減少し、ひいてはシール
性をより安定に確保することができる。
【００２３】上述の条件に適合するシリコンゴムの市販
品としては、例えば東芝シリコーン（株）製のＴＳＥ３
２５１等を好適に使用することができる。なお、シリコ
ンゴム以外のゴム材料、例えば各種フッ素系ゴム（フッ
化ビニリデン系ゴムなど）、あるいは天然ゴム、クロロ
プレンゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用すること
も可能である。
品としては、例えば東芝シリコーン（株）製のＴＳＥ３
２５１等を好適に使用することができる。なお、シリコ
ンゴム以外のゴム材料、例えば各種フッ素系ゴム（フッ
化ビニリデン系ゴムなど）、あるいは天然ゴム、クロロ
プレンゴム、エチレンプロピレンゴム等を使用すること
も可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施例たるノッキング検出センサ（以下、単にセンサと
もいう）１の断面構造を示しており、振動検出素子２、
端子３、端子ホルダ４、ケーシング５、シール部材６等
を備えて構成されている。
に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の一
実施例たるノッキング検出センサ（以下、単にセンサと
もいう）１の断面構造を示しており、振動検出素子２、
端子３、端子ホルダ４、ケーシング５、シール部材６等
を備えて構成されている。
【００２５】振動検出素子２は、圧電性セラミックスに
より円板状に形成され、ケーシング５の下側部（第一部
分）を構成する主体金具７の凹部７ａ内に収容されてい
る。主体金具７の下面中央からは、下側に突出して取付
部７ｂが形成されており、その外周面にはセンサ１を図
示しないエンジンブロック等に取り付けるためのねじ部
７ｃが形成されている。一方、凹部７ａの底面中央に
は、上記取付部７ｂ内に進入するねじ孔７ｄが形成され
ており、振動検出素子２は、その中央を貫通するねじ部
材８を該ねじ孔７ｄにねじ込むことで、主体金具７に対
して固定されている。なお、ねじ部材８の、振動検出素
子２と凹部７ａの底面との間に位置する部分には、金属
製のワッシャ９及びナット１０が装着されており、振動
検出素子２を凹部７ａの底面から離間した所定高さに位
置決めする役割を果たしている。
より円板状に形成され、ケーシング５の下側部（第一部
分）を構成する主体金具７の凹部７ａ内に収容されてい
る。主体金具７の下面中央からは、下側に突出して取付
部７ｂが形成されており、その外周面にはセンサ１を図
示しないエンジンブロック等に取り付けるためのねじ部
７ｃが形成されている。一方、凹部７ａの底面中央に
は、上記取付部７ｂ内に進入するねじ孔７ｄが形成され
ており、振動検出素子２は、その中央を貫通するねじ部
材８を該ねじ孔７ｄにねじ込むことで、主体金具７に対
して固定されている。なお、ねじ部材８の、振動検出素
子２と凹部７ａの底面との間に位置する部分には、金属
製のワッシャ９及びナット１０が装着されており、振動
検出素子２を凹部７ａの底面から離間した所定高さに位
置決めする役割を果たしている。
【００２６】振動検出素子２の両面には、金属層をコー
ティングすることにより電極部が形成されている。この
うち、その下面側に形成された電極部は、前述のワッシ
ャ９及びナット１０を介して凹部７ａの底面と接触して
おり、取付部７ｂ及び図示しないエンジンブロックを介
してアースされるようになっている。一方、上面側の電
極部には、結線用ワイヤ１１の一端がハンダ付けされて
いる。
ティングすることにより電極部が形成されている。この
うち、その下面側に形成された電極部は、前述のワッシ
ャ９及びナット１０を介して凹部７ａの底面と接触して
おり、取付部７ｂ及び図示しないエンジンブロックを介
してアースされるようになっている。一方、上面側の電
極部には、結線用ワイヤ１１の一端がハンダ付けされて
いる。
【００２７】次に端子３は、帯状の金属部材の下端側を
側方に曲げることによりＬ字形状に形成されている。一
方、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、端子ホルダ４
は、端子３と一体射出成形されたプラスチック部材とさ
れ、図１に示すように、円形の平面形状を有して振動検
出素子２を上方から覆うように配置されるとともに、そ
の中央部が上方に膨出した逆皿状に形成され、図２
（ｂ）に示すように端子３に関してその一方の側が切り
欠かれて、窓状の開放部４ａが形成されている。そし
て、その頂部中央に端子３の曲げ部分が埋設・一体化さ
れるとともに、開放部４ａの側面からは、側方に曲げら
れた端子３の下端部３ｂが該開放部４ａ内に突出してい
る。そして、図１に示すように、端子３の下端部３ｂの
先端は上方に少し曲げ起こされて、ここに前述の結線用
ワイヤ１１の他端側がハンダ付けされている。
側方に曲げることによりＬ字形状に形成されている。一
方、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、端子ホルダ４
は、端子３と一体射出成形されたプラスチック部材とさ
れ、図１に示すように、円形の平面形状を有して振動検
出素子２を上方から覆うように配置されるとともに、そ
の中央部が上方に膨出した逆皿状に形成され、図２
（ｂ）に示すように端子３に関してその一方の側が切り
欠かれて、窓状の開放部４ａが形成されている。そし
て、その頂部中央に端子３の曲げ部分が埋設・一体化さ
れるとともに、開放部４ａの側面からは、側方に曲げら
れた端子３の下端部３ｂが該開放部４ａ内に突出してい
る。そして、図１に示すように、端子３の下端部３ｂの
先端は上方に少し曲げ起こされて、ここに前述の結線用
ワイヤ１１の他端側がハンダ付けされている。
【００２８】一方、端子３の上端側は端子ホルダ４の頂
面から上方に突出して延びている。そして、端子ホルダ
４の頂面には、その端子３を取り囲むように、円環状の
凸条部１２が形成されており、その内側が凹部１３を形
成している。この凹部１３には、図４に示すように、シ
リコンゴム６ａが注型されてシール部材６が形成され
る。
面から上方に突出して延びている。そして、端子ホルダ
４の頂面には、その端子３を取り囲むように、円環状の
凸条部１２が形成されており、その内側が凹部１３を形
成している。この凹部１３には、図４に示すように、シ
リコンゴム６ａが注型されてシール部材６が形成され
る。
【００２９】すなわち、図４（ａ）に示すように、流動
性を有する未硬化のシリコンゴム６ａを凹部１３に注入
して硬化させることにより、シール部材６が端子３及び
端子ホルダ４と一体的に形成される。シリコンゴム６ａ
は、例えば加熱硬化型のビニルシリコンゴムあるいはフ
ェニルシリコンゴムが使用される。
性を有する未硬化のシリコンゴム６ａを凹部１３に注入
して硬化させることにより、シール部材６が端子３及び
端子ホルダ４と一体的に形成される。シリコンゴム６ａ
は、例えば加熱硬化型のビニルシリコンゴムあるいはフ
ェニルシリコンゴムが使用される。
【００３０】次に、図１に示すように、ケーシング５の
上部側は、主体金具７とは別体のカバー部材（第二部
分）１４とされている。カバー部材１４は、端子ホルダ
４に対応して中央部が上方に膨出するプラスチック成形
体とされ、該端子ホルダ４（及び振動検出素子２）を上
側から覆うように配置されるとともに、その下面外縁部
において、Ｏリング等のシール部材１５を介して主体金
具７の上面外縁部により支持されている。また、端子３
に対応する位置においてその頂部には、該端子３の上端
側が挿通されてこれをケーシング５の外側に導く端子挿
通孔１６が形成されている。
上部側は、主体金具７とは別体のカバー部材（第二部
分）１４とされている。カバー部材１４は、端子ホルダ
４に対応して中央部が上方に膨出するプラスチック成形
体とされ、該端子ホルダ４（及び振動検出素子２）を上
側から覆うように配置されるとともに、その下面外縁部
において、Ｏリング等のシール部材１５を介して主体金
具７の上面外縁部により支持されている。また、端子３
に対応する位置においてその頂部には、該端子３の上端
側が挿通されてこれをケーシング５の外側に導く端子挿
通孔１６が形成されている。
【００３１】また、図３に示すように、カバー部材１４
内面側における端子挿通孔１６の周囲には、これを取り
囲むように円環状の凸条部１７が形成されている。図１
に示すように、該凸条部１７は、端子ホルダ４側の凸条
部１２よりも小径に形成されるとともに、シール部材６
と当接して上方からこれに食い込むことにより、該シー
ル部材６との間で、端子３を囲んで閉じた形状のシール
面を形成する。これにより、端子挿通孔１６からケーシ
ング５の内部に水等が進入することが阻止される。な
お、カバー部材１４内面側における端子挿通孔１６の開
口部には、端子３の挿通をガイドするためのアンダーカ
ット１６ａが形成されている。
内面側における端子挿通孔１６の周囲には、これを取り
囲むように円環状の凸条部１７が形成されている。図１
に示すように、該凸条部１７は、端子ホルダ４側の凸条
部１２よりも小径に形成されるとともに、シール部材６
と当接して上方からこれに食い込むことにより、該シー
ル部材６との間で、端子３を囲んで閉じた形状のシール
面を形成する。これにより、端子挿通孔１６からケーシ
ング５の内部に水等が進入することが阻止される。な
お、カバー部材１４内面側における端子挿通孔１６の開
口部には、端子３の挿通をガイドするためのアンダーカ
ット１６ａが形成されている。
【００３２】次に、主体金具７の上面外縁部には、該金
具７の全周に渡って形成された筒状部１８ａ（図５）の
上側部を、カバー部材１４の外縁部に形成された段付き
面１４ｂに向けて内側にかしめることにより、該主体金
具７とカバー部材１４とを接合・一体化するかしめ結合
部１８が形成されている。
具７の全周に渡って形成された筒状部１８ａ（図５）の
上側部を、カバー部材１４の外縁部に形成された段付き
面１４ｂに向けて内側にかしめることにより、該主体金
具７とカバー部材１４とを接合・一体化するかしめ結合
部１８が形成されている。
【００３３】以下、センサ１の組立方法及び使用方法に
ついて説明する。すなわち、図５に示すように、主体金
具７に対し振動検出素子２をねじ部材８等を用いて固定
し、次に端子３の下端部３ｂの先端と振動検出素子２の
上面とを、結線ワイヤ１１により結線する。そして、こ
の状態で、端子ホルダ４の下縁部を、主体金具７の凹部
７ａの内面上縁に沿って形成された段部７ｆに嵌着・固
定する。ここで、結線のためのハンダ付け等は、端子ホ
ルダ４に形成された開放部４ａからハンダごて等の先端
を挿入して行えばよい。続いて、Ｏリング状のシール部
材１５を主体金具７に対し装着し、さらにカバー部材１
４を、その端子挿通孔１６に端子３の上端側を挿入しな
がら、端子ホルダ４に被せるようにして装着する。この
とき、主体金具７の筒状部１８ａの内周面によりカバー
部材１４の装着がガイドされる。そして、図６に示すよ
うに、筒状部１８ａ（図５）の上側部を、カバー部材１
４の段付き面１４ｂに向けてかしめてかしめ結合部１８
を形成することにより、センサ１を組み立てる。このか
しめ時に、カバー部材１４の凸条部１７はシール部材６
に押しつけられてこれに食い込む一方、シール部材１５
は、カバー部材１４と主体金具７との間で圧縮されて両
者の接合をシールする。
ついて説明する。すなわち、図５に示すように、主体金
具７に対し振動検出素子２をねじ部材８等を用いて固定
し、次に端子３の下端部３ｂの先端と振動検出素子２の
上面とを、結線ワイヤ１１により結線する。そして、こ
の状態で、端子ホルダ４の下縁部を、主体金具７の凹部
７ａの内面上縁に沿って形成された段部７ｆに嵌着・固
定する。ここで、結線のためのハンダ付け等は、端子ホ
ルダ４に形成された開放部４ａからハンダごて等の先端
を挿入して行えばよい。続いて、Ｏリング状のシール部
材１５を主体金具７に対し装着し、さらにカバー部材１
４を、その端子挿通孔１６に端子３の上端側を挿入しな
がら、端子ホルダ４に被せるようにして装着する。この
とき、主体金具７の筒状部１８ａの内周面によりカバー
部材１４の装着がガイドされる。そして、図６に示すよ
うに、筒状部１８ａ（図５）の上側部を、カバー部材１
４の段付き面１４ｂに向けてかしめてかしめ結合部１８
を形成することにより、センサ１を組み立てる。このか
しめ時に、カバー部材１４の凸条部１７はシール部材６
に押しつけられてこれに食い込む一方、シール部材１５
は、カバー部材１４と主体金具７との間で圧縮されて両
者の接合をシールする。
【００３４】以上のようにして組み立てられたセンサ１
は、主体金具７のねじ部７ｃにおいてエンジンブロック
に取り付けられ、エンジンのノッキングに伴い発生する
振動が振動検出素子２に伝達される。振動検出素子２
は、その振動を圧電効果により電気信号に変換して、端
子３から出力する。
は、主体金具７のねじ部７ｃにおいてエンジンブロック
に取り付けられ、エンジンのノッキングに伴い発生する
振動が振動検出素子２に伝達される。振動検出素子２
は、その振動を圧電効果により電気信号に変換して、端
子３から出力する。
【００３５】なお、端子３の端子ホルダ４との一体化部
分における気密性が十分確保できている場合には、シー
ル部材６を、端子３あるいは端子ホルダ４と一体化しな
い構成とすることも可能である。例えば図７に示すよう
に、Ｏリング状に形成されたシール部材６の内側に端子
３を通した状態で、該シール部材６をカバー部材１４と
端子ホルダ４との間に挟み付けて圧縮することにより、
両者の間をシールするようにしてもよい。この場合、カ
バー部材１４の下面及び端子ホルダ４の上面の少なくと
も一方に、該シール部材６を位置決めするための溝１４
ｃないし４ｄを形成することができる。
分における気密性が十分確保できている場合には、シー
ル部材６を、端子３あるいは端子ホルダ４と一体化しな
い構成とすることも可能である。例えば図７に示すよう
に、Ｏリング状に形成されたシール部材６の内側に端子
３を通した状態で、該シール部材６をカバー部材１４と
端子ホルダ４との間に挟み付けて圧縮することにより、
両者の間をシールするようにしてもよい。この場合、カ
バー部材１４の下面及び端子ホルダ４の上面の少なくと
も一方に、該シール部材６を位置決めするための溝１４
ｃないし４ｄを形成することができる。
【００３６】次に、上記シール部材６に使用されるゴム
材料を選定するための試験条件について説明する。すな
わち、図８に示すように、一方の端面側に開口部５０ａ
が形成され、他方の端面側が閉じた鋼製の中空円筒５０
に対し、厚さτ0＝１mmのゴム材料の板材５１を挟み付
けた状態で、その開口部を鋼製板状の遮蔽部材５２によ
り塞ぐ。中空円筒５０は、例えば内径がφ３mm 、外径
がφ４mmとされ、またゴム材料の板材５１は、中空円筒
５０の開口周縁部５０ｂに対応した円環状に形成され
る。
材料を選定するための試験条件について説明する。すな
わち、図８に示すように、一方の端面側に開口部５０ａ
が形成され、他方の端面側が閉じた鋼製の中空円筒５０
に対し、厚さτ0＝１mmのゴム材料の板材５１を挟み付
けた状態で、その開口部を鋼製板状の遮蔽部材５２によ
り塞ぐ。中空円筒５０は、例えば内径がφ３mm 、外径
がφ４mmとされ、またゴム材料の板材５１は、中空円筒
５０の開口周縁部５０ｂに対応した円環状に形成され
る。
【００３７】次に、その板材５１を遮蔽部材５２と中空
円筒５０との間で圧縮試験機５３を用いて圧縮しなが
ら、遮蔽部材５２に形成された気体導入通路５２ａから
中空円筒内５０に圧力２ｋｇｆ／ｃｍ2で空気を導入す
る。ここで、その初期圧縮荷重は、中空円筒５０と板材
５１との間から、導入された空気の漏れ出しが生じない
ようにやや大きく設定しておく。そして、その後クロス
ヘッド５３ａを徐々に上昇させて圧縮荷重を下げなが
ら、上記空気の漏れ出しが発生し始めた時点での板材５
１の厚さτcを、そのときのクロスヘッド５３ａの位置
から算出する。なお、板材５１は、中空円筒５０及び遮
蔽部材５２とともに水槽５４内の水Ｌに浸漬された状態
で圧縮され、上記空気の漏れ出しは気泡発生の有無によ
り目視確認できる。
円筒５０との間で圧縮試験機５３を用いて圧縮しなが
ら、遮蔽部材５２に形成された気体導入通路５２ａから
中空円筒内５０に圧力２ｋｇｆ／ｃｍ2で空気を導入す
る。ここで、その初期圧縮荷重は、中空円筒５０と板材
５１との間から、導入された空気の漏れ出しが生じない
ようにやや大きく設定しておく。そして、その後クロス
ヘッド５３ａを徐々に上昇させて圧縮荷重を下げなが
ら、上記空気の漏れ出しが発生し始めた時点での板材５
１の厚さτcを、そのときのクロスヘッド５３ａの位置
から算出する。なお、板材５１は、中空円筒５０及び遮
蔽部材５２とともに水槽５４内の水Ｌに浸漬された状態
で圧縮され、上記空気の漏れ出しは気泡発生の有無によ
り目視確認できる。
【００３８】そして、その時の板材５１の圧縮率、すな
わち下限圧縮率Ｃminを下式により算出することができ
る。 Ｃmin＝（τ0−τc）／τ0‥‥‥(11) また、上記とは逆に、クロスヘッド５３ａを下降させて
板材５１の圧縮率を増大させ、空気の漏れ出しが生じは
じめたときの圧縮率が上限圧縮率Ｃmaxとなる。
わち下限圧縮率Ｃminを下式により算出することができ
る。 Ｃmin＝（τ0−τc）／τ0‥‥‥(11) また、上記とは逆に、クロスヘッド５３ａを下降させて
板材５１の圧縮率を増大させ、空気の漏れ出しが生じは
じめたときの圧縮率が上限圧縮率Ｃmaxとなる。
【００３９】一方、圧縮永久歪率Ｒpは、下記の方法に
よって測定される。まず、図９（ａ）に示すように、厚
さｔ0 mmのゴム材料の円柱体６０を作成する。そして、
同図（ｂ）に示すように、その円柱体６０を厚さ１mmの
スペーサ６４とともに２枚の挟圧部材６１の間に配置
し、それらを貫通するボルト６２に対しナット６３を締
め込むことにより、両挟圧部材６１の間で円柱体６０を
スペーサ６４の厚さ（＝１mm）まで圧縮する。そして、
その圧縮状態で円柱体６０を１３０℃まで加熱して２４
時間保持し、次いで室温まで冷却して、圧縮を解除した
状態で３０分放置する。そして、その時の円柱体の厚さ
をｔ1として、前述の(2)式により圧縮永久歪率Ｒpを算
出する。
よって測定される。まず、図９（ａ）に示すように、厚
さｔ0 mmのゴム材料の円柱体６０を作成する。そして、
同図（ｂ）に示すように、その円柱体６０を厚さ１mmの
スペーサ６４とともに２枚の挟圧部材６１の間に配置
し、それらを貫通するボルト６２に対しナット６３を締
め込むことにより、両挟圧部材６１の間で円柱体６０を
スペーサ６４の厚さ（＝１mm）まで圧縮する。そして、
その圧縮状態で円柱体６０を１３０℃まで加熱して２４
時間保持し、次いで室温まで冷却して、圧縮を解除した
状態で３０分放置する。そして、その時の円柱体の厚さ
をｔ1として、前述の(2)式により圧縮永久歪率Ｒpを算
出する。
【００４０】そして、上記Ｃmin及びＲpの値が(10)式を
満足するか否かを判定し、満足しているようであれば、
その材質をシール部材６に好適に使用することができ
る。
満足するか否かを判定し、満足しているようであれば、
その材質をシール部材６に好適に使用することができ
る。
【００４１】
【実施例】各種シリコンゴムについて上述の方法によ
り、下限圧縮率Ｃmin、上限圧縮率Ｃmax及び圧縮永久歪
率Ｒpを測定した。そして、それらゴム材料をシール部
材６の材質として、図１１（ａ）に示す態様のセンサ試
験体（以下、試験体という）１００を各種作成した。こ
れらセンサ試験体１００は、図１のセンサ１とほぼ同様
に構成されているが、振動検出素子２の組付けが行われ
ず、また主体金具７の取付部７ｂには、凹部７ａの内側
とセンサ外部とを連通させる連通孔７ｇが形成されてい
る。
り、下限圧縮率Ｃmin、上限圧縮率Ｃmax及び圧縮永久歪
率Ｒpを測定した。そして、それらゴム材料をシール部
材６の材質として、図１１（ａ）に示す態様のセンサ試
験体（以下、試験体という）１００を各種作成した。こ
れらセンサ試験体１００は、図１のセンサ１とほぼ同様
に構成されているが、振動検出素子２の組付けが行われ
ず、また主体金具７の取付部７ｂには、凹部７ａの内側
とセンサ外部とを連通させる連通孔７ｇが形成されてい
る。
【００４２】上述のような各試験体１００に対し、気密
性確認試験を行った。すなわち、図１１（ｂ）に示すよ
うに、その取付部７ｂにコネクタ部１０２を介して空気
導入管１０１を接続し、その状態で試験体１００を水槽
１０３内の水Ｗ中に沈め、さらに該空気導入管１０１か
ら連通孔７ｇを経て試験体１００の内部に２ｋｇｆ／ｃ
ｍ2の圧力で空気を導入して、端子挿通孔１６と端子３
との間からの空気の漏れ出しの有無をチェックした。続
いて、漏れが生じなかった試験体１００については、こ
れを１３０℃まで加熱して１２時間保持し、その後室温
まで冷却して同様に気密性確認試験を行った。また、そ
れでも漏れが生じなかったものについては、１３０℃で
さらに１２時間（合計で２４時間）保持し、同様に気密
性確認試験を行った。以上の結果を表１に示す。
性確認試験を行った。すなわち、図１１（ｂ）に示すよ
うに、その取付部７ｂにコネクタ部１０２を介して空気
導入管１０１を接続し、その状態で試験体１００を水槽
１０３内の水Ｗ中に沈め、さらに該空気導入管１０１か
ら連通孔７ｇを経て試験体１００の内部に２ｋｇｆ／ｃ
ｍ2の圧力で空気を導入して、端子挿通孔１６と端子３
との間からの空気の漏れ出しの有無をチェックした。続
いて、漏れが生じなかった試験体１００については、こ
れを１３０℃まで加熱して１２時間保持し、その後室温
まで冷却して同様に気密性確認試験を行った。また、そ
れでも漏れが生じなかったものについては、１３０℃で
さらに１２時間（合計で２４時間）保持し、同様に気密
性確認試験を行った。以上の結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】まず、Ｃmaxが０．６％を下回るゴム材料
を使用した試験体Ｉでは、初期状態ですでに漏れの発生
が見られた。これは、組立段階の圧縮により、シール部
材にすでに破損が生じていたためと考えられる。一方、
Ｃmaxが０．６％以上のものについては、前述の(1)式の
条件を満たすゴム材料を使用したものについては、１２
時間までの加熱保持に耐久し、さらに(10)式の条件を満
たすゴム材料（Ａ〜Ｃ）を使用したものについては、２
４時間までの加熱保持に耐久していることがわかる。
を使用した試験体Ｉでは、初期状態ですでに漏れの発生
が見られた。これは、組立段階の圧縮により、シール部
材にすでに破損が生じていたためと考えられる。一方、
Ｃmaxが０．６％以上のものについては、前述の(1)式の
条件を満たすゴム材料を使用したものについては、１２
時間までの加熱保持に耐久し、さらに(10)式の条件を満
たすゴム材料（Ａ〜Ｃ）を使用したものについては、２
４時間までの加熱保持に耐久していることがわかる。
【図１】本発明のノッキング検出センサの一例を示す正
面断面図。
面断面図。
【図２】端子及び端子ホルダの平面図及び正面断面図。
【図３】カバー部材の平面図及び正面断面図。
【図４】シール部材の形成方法の説明図。
【図５】図１のセンサの組立方法を示す説明図。
【図６】図５に続く説明図。
【図７】図１のセンサの変形例を示す正面断面図。
【図８】ゴム材料の圧縮試験方法の説明図。
【図９】ゴム材料の圧縮永久歪率の測定方法を示す説明
図。
図。
【図１０】初期圧縮率と補正圧縮率の関係を示す説明
図。
図。
【図１１】実施例で使用した試験体の断面図、及び気密
性確認試験の方法の説明図。
性確認試験の方法の説明図。
１ ノッキング検出センサ
２ 振動検出素子
３ 端子
４ 端子ホルダ
５ ケーシング
６ シール部材
７ 主体金具（第一部分）
１１ 結線用ワイヤ
１３ 凹部
１４ カバー部材（第二部分）
１６ 端子挿通孔
１７ 凸条部
５０ 中空円筒
５１ 板材
５２ 遮蔽部材
５２ａ 気体導入通路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−43233（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−139530（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01L 23/22
G01H 17/00
G01M 15/00
Claims (7)
- 【請求項１】 内燃機関で発生するノッキングを検出す
るためのセンサであって、 前記ノッキングに伴う振動を検出する振動検出素子と、 一端側が前記振動検出素子に接続されて、その検出出力
を取り出す端子と、 その端子と一体的に設けられてこれを保持する端子ホル
ダと、 前記振動検出素子及び前記端子ホルダを収容するととも
に、前記端子の他端側を外側に突出させるための端子挿
通孔が形成されたケーシングと、 前記端子ホルダと前記ケーシングとの間において前記端
子を取り囲むように配置され、前記端子挿通孔から前記
ケーシング内側へ流体が漏れ込むことを阻止するシール
部材と、 を備え、前記シール部材は、前記端子ホルダと前記ケーシングと
の間で少なくとも部分的に圧縮されることにより、前記
端子ホルダとの間及び前記ケーシングとの間で、前記端
子を囲んで閉じた形状のシール面を形成する柔軟弾性部
材とされており、 前記ケーシング内面には、前記端子挿通孔を取り囲むよ
うに凸条部が形成され、該凸条部は、前記柔軟弾性部材
と当接してこれに食い込むことにより、該柔軟弾性部材
との間で前記閉じた形状のシール面を形成するようにな
っていることを特徴とするノッキング検出センサ。 - 【請求項２】 前記ケーシングは、前記振動検出素子が
固定される第一部分と、前記端子挿通孔が形成された第
二部分とを含んで構成され、 前記端子ホルダと一体化された前記端子の一方の端部
を、前記振動検出素子に対し結線・接続し、 前記端子の他方の端部を前記端子挿通孔に挿通しながら
前記ケーシングの第二部分を前記第一部分に被せ、 その状態でそれら第一部分と第二部分とが接合・一体化
される請求項１記載のノッキング検出センサ。 - 【請求項３】 前記柔軟弾性部材は、流動性を有する未
硬化のゴム材料を注 型・硬化することにより、前記端子
と一体的に形成されたゴム部材である請求項１又は２に
記載のノッキング検出センサ。 - 【請求項４】 前記端子ホルダには、前記ケーシング内
面に対向する側において、前記端子を囲むように凹部が
形成され、前記シール部材は、その凹部に対し未硬化・
流動状態のゴム材料を注型・固化させることにより、前
記端子及び端子ホルダと一体に形成されている請求項３
記載のノッキング検出センサ。 - 【請求項５】 前記ゴム材料はシリコンゴムである請求
項３又は４に記載のノッキング検出センサ。 - 【請求項６】 前記ゴム材料は、下記の条件を満たすも
のが使用される請求項３ないし５のいずれかに記載のノ
ッキング検出センサ： 一方の端面側に開口部が形成され、他方の端面側が閉じ
た中空円筒に対し、前記ゴム材料の板材を挟み付けた状
態で、その開口部を板状の遮蔽部材により塞ぎ、 さらに、その板材を前記遮蔽部材と中空円筒との間で所
定の圧縮率Ｃで圧縮しながら、該遮蔽部材又は中空円筒
に形成された気体導入通路から前記中空円筒内に圧力２
ｋｇｆ／ｃｍ 2 で空気を導入した場合において、 前記導入された空気の漏れ出しが生じないための前記圧
縮率Ｃの最小値をＣmin、同じく最大値をＣmax、及び前
記ゴム材料の圧縮永久歪率をＲpとした場合に、 Ｃmax（１−Ｒp）／（１−ＣmaxＲp）＞Ｃmin を満たすゴム材料。 - 【請求項７】 前記ゴム材料は、下記の条件を満たすも
のが使用される請求項３ないし６のいずれかに記載のノ
ッキング検出センサ： 一方の端面側に開口部が形成され、他方の端面側が閉じ
た中空円筒に対し、前記ゴム材料の板材を挟み付けた状
態で、その開口部を板状の遮蔽部材により塞ぎ、 さらに、その板材を前記遮蔽部材と中空円筒との間で所
定の圧縮率Ｃで圧縮しながら、該遮蔽部材又は中空円筒
に形成された気体導入通路から前記中空円筒内に圧力２
ｋｇｆ／ｃｍ 2 で空気を導入した場合において、前記導
入された空気の 漏れ出しが生じないための前記圧縮率Ｃ
の最小値をＣminとし、また、前記ゴム材料の圧縮永久
歪率Ｒpとした場合に、 ０．５×（１−Ｒp）／（１−０．５Ｒp）＞Ｃmin を満たすゴム材料。
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