JP3885744B2 - ノックセンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のエンジンブロックにボルトなどの締結具で締結され、、燃焼室内の異常燃焼を検出する非共振型ノックセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
ノックセンサは、図7に示す如く、鉄などの金属で形成され、一端に鍔部21を有し、該鍔部(一端部)の外周および他端部の外周に断面が略矩形を呈する一つまたは複数のシール溝3、4が周設された筒状芯金2を備えている。筒状芯金2の外周には、エンジンブロックの振動を電気信号に変換するための圧電機構5が配され、該圧電機構5は、一端部および他端部のシール溝3、4に接合してモールド成形された樹脂からなる被覆体7により外周を気密および水密的に被覆されている。モールド成形された樹脂は、シール溝3、4内に入り込んで、気密および水密の作用(シール性)を果たしている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平2−221820号公報 (第1頁〜第7頁、第1図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノックセンサは、シール溝3、4が略矩形の断面を有し、径方向に同一幅であった。このため、エンジンに装着されて高温度になると、樹脂製である被覆体7と金属製である筒状芯金2との熱膨張差により、接合部に隙間が生じる。また、被覆体7は樹脂製であるため、冷熱サイクルの繰り返しにより経時的に変形または劣化し、筒状芯金との接合強度が低下してシール性が失われ易い。この状態で洗車などによる高圧水がかかると、ノックセンサの内部に水が浸入して寿命が低下する。
この発明の目的は、高温時の熱膨張差による筒状芯金と被覆体との接合強度の低下を有効に防止でき、シール性に優れたノックセンサの提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、一端部および他端部の外周にシール溝が周設された金属製の筒状芯金と、環状を呈し筒状芯金の外周に配された圧電機構と、一端部および他端部のシール溝に接合してモールド成形され、圧電機構の外周を被覆する被覆体とからなるノックセンサにおいて、シール溝の溝口側に、その溝口に向かって縮小するテーパー状の両溝側壁面によって形成された軸方向の突出し部を設けたことを特徴とする。
この構成では、ノックセンサが高温度になり被覆体の樹脂と筒状芯金の金属との熱膨張差が生じても、軸方向の突出し部によりシール溝内に入り込んだ樹脂を中心側に押圧する熱応力が生じる。このため、シール溝内の樹脂とシール溝壁との間で、シール性の低下が生じることを阻止することができる。
【0006】
この発明のシール溝は、請求項1に記載の如く、切削加工などにより溝口に向かって縮小するテーパー状の両溝側壁面を形成するか、または請求項2に記載の如く、シール溝間部の外周部を加工して軸方向の突出し部を設ける。シール溝間部の加工は、刃具の押し当てにより、チューリップ状の拡開、一方側への押し曲げ、中心方向に押圧して変形させるなどの方法が実用的である。なお、複数のシール溝を軸方向に列設することが望ましいが、単一のシール溝であってもよい。
【0007】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図1、図2に示す一実施例とともに説明する。ノックセンサ1は、一端(図示下端)が内燃機関のシリンダブロック10の締結座11への圧接面2Aとなっている鉄などの金属製筒状芯金2を備えている。筒状芯金2は、一端に設けた鍔部21と、中間部に外ネジ22が切られた円筒状の筒部23とからなる。鍔部21の外周には所定の間隔で2つのシール溝3、3が周設され、シール溝3、3の間はシール溝間部30となっている。筒部23には、他端(図示上端)部に2つのシール溝4、4が周設され、シール溝4、4の間はシール溝間部40となっている。
【0008】
シール溝3およびシール溝4の断面は、溝口3A、4Aおよび円筒面となっている溝底壁面31および41と、外側に向かって軸方向の幅が漸減するテーパーとなっている軸方向の両溝側壁面32、33および42、43からなる。筒部23の外周には環状隙間24を介して圧電機構5が円筒状に配されている。この実施例では、両溝側壁面32、33および42、43が、軸方向の突出し部34、44を形成している。
【0009】
圧電機構5は、円環状の圧電素子51、該圧電素子51の両面に重ねられた円環板状の電極板52、52、電極板52、52の外側に重ねられた円環板状の絶縁板53、53、および他端側(図示上側)の絶縁板に当接して配された円環状のウェイト6を有する。電極板52、52は、リード部55、55が延設され、リード部55、55に抵抗溶接で固定された抵抗12を介して電気接続される。リード部55、55の先端にはコネクター13が接続されている。
【0010】
圧電機構5は、鍔部21と、ウェイト6から他端側に延長され外ネジ22に螺合した内ネジ61を有する締結部62との間に、所定の加圧力を付与され固定されている。この固定の際に、ウェイト6、圧電素子51、電極板52、52および絶縁板53、53が所定の圧力で加圧されて同心的に保持される。
【0011】
ウェイト6の一端側面には、略半円形状の溝63が十字状に設けてあり、環状隙間24と外部とを連通させている。この状態で、樹脂のモールド成形により、被覆体7が形成され、圧電機構5の外周を絶縁および防水被覆している。被覆体7の一端部72はシール溝3、3に外嵌し、他端部71はシール溝4、4に外嵌している。一端部72および他端部71のモールド成形された樹脂は、シール溝3、4に入り込み緊密に嵌合して防水など気密性を保持する。また、モールド成形された樹脂は、半径方向溝63を通じて環状隙間24内にも充填される。
【0012】
このノックセンサ1は、つぎのようにして組み立てられる。筒状芯金2に、絶縁板53、電極板52、圧電素子51、電極板52、絶縁板53を順次に外嵌めするとともに、治具を用いて同心に設定する。つづいて、ウェイト6を螺合して所定の加圧力で締め固定する。つぎに、リード部55、55間に抵抗12を抵抗溶接で固定接続する。この状態で、樹脂のモールド成形により被覆体7と同時にコネクター13を一体形成する。
【0013】
ノックセンサ1は、筒状芯金2に挿通させたボルト14によりエンジンブロック10の締結座11に締結されて使用される。内燃機関の運転により高温度となり、運転の停止により低温度となる。この際に、樹脂製である被覆体7と、鉄などの金属製筒状芯金2との間の熱膨張差により、高温時には一端部72および他端部71の径方向への膨張は、シール溝3、4の溝底壁面31、41の膨張より大きい。
【0014】
このため、図2の(イ)に示す如く、シール溝3、4が、従来の如く断面が矩形で同一幅の場合は、図2の(ロ)に示す如く、半径方向の熱応力F1により溝底壁面と、被覆体7のシール溝3、4内への侵入部73、74との嵌合面に隙間が生じたり、接合強度が小さくなる。この状態で、飛散水などがノックセンサ1にかかると、内部に水分が浸入し圧電機構5の出力特性が損なわれ易い。
【0015】
この発明では、図2の(ハ)に示す如く、テーパーとなっている軸方向の両溝側壁面32、33および42、43により、図2の(ニ)に示す如く、侵入部73、74を中心側に押し戻す分力F2が生じる。このため、溝底壁面31、41と侵入部73、74との嵌合面に隙間が生じることが防止できる。また、侵入部73、74と、両溝側壁面32、33および42、43との圧接力が増大し、シール性が保たれる。
【0016】
図3は、第2実施例を示す。この実施例では、シール溝間部30、40の外周部をチューリップ状に拡開させて、軸方向の突出し部35、45を形成している。この構成では、筒状芯金を回転させながら楔状刃具15をシール溝間部30、40の外周面の中央位置に押し付けることで形成できる。
【0017】
図4は、第3実施例を示す。この実施例では、シール溝間部30、40を軸方向に曲げ加工して軸方向の突出し部36、46を形成している。この形状は、筒状芯金2を回転させながら刃具16をシール溝間部30の側面に押し付けることで形成できる。
【0018】
図5は、第4実施例を示す。この実施例では、シール溝間部30、40の外周部を押圧して軸方向の突出し部37、47を形成している。この形状は、筒状芯金2を回転させながら刃具17をシール溝間部30、40の外周面に押し付けることで形成できる。
【0019】
図6は、第5実施例を示す。この実施例では、シール溝間部30、40の外周部の先端を加圧して広げ、軸方向の突出し部38、48を形成している。この形状は、筒状芯金2を回転させながら刃具17をシール溝間部30、40の外周面に押し付けることで形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例にかかるノックセンサの断面図および要部拡大図である。
【図2】従来および第1実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図3】第2実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図4】第3実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図5】第4実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図6】第5実施例にかかるノックセンサの要部拡大図である。
【図7】従来のノックセンサの断面図および要部拡大図である。
【符号の説明】
1 ノックセンサ
2 筒状芯金
3 シール溝
30 シール溝間部
32 両溝側壁面(軸方向の突出し部)
33 両溝側壁面(軸方向の突出し部)
34 軸方向の突出し部
3A 溝口
4 シール溝
40 シール溝間部
42 両溝側壁面(軸方向の突出し部)
43 両溝側壁面(軸方向の突出し部)
44 軸方向の突出し部
4A 溝口
5 圧電機構
51 圧電素子
52 電極板
53 絶縁板
6 ウエイト
7 被覆体
Claims (2)
- 一端部および他端部の外周にシール溝が周設された金属製の筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に配された圧電機構と、前記一端部および他端部のシール溝に接合してモールド成形され、前記圧電機構の外周を被覆する被覆体とからなるノックセンサにおいて、
前記シール溝の溝口側に、その溝口に向かって縮小するテーパー状の両溝側壁面によって形成された軸方向の突出し部を設けたことを特徴とするノックセンサ。 - 請求項1に記載のノックセンサにおいて、前記シール溝は所定の間隔で複数形成されており、前記軸方向の突出し部は、前記シール溝の間に存するシール溝間部の外周部を軸方向に変形することにより形成したことを特徴とするノックセンサ。
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