JP3888314B2 - 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ノックセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
ノックセンサは、図6に示す如く、一端に鍔部21を有する筒状芯金2と、該筒状芯金2の外周に配された環状の圧電素子3および該圧電素子3の両面に当接する環状の電極板4、4と、他端側(図示上側)の電極板4に当接したウェイト6とを備えている。圧電素子3、電極板4、4およびウェイト6は、前記鍔部21と筒状芯金2の他端側に設けたネジである保持機構60との間に保持され、外周を樹脂のモールド成形による被覆体7(図1参照)で被覆されている(特許文献1参照)。筒状芯金2およびウェイト6は鉄などの金属製であり、各電極板4、4と鍔部21またはウェイト6との間にはそれぞれ厚さが0.18〜0.25mmの円環板状絶縁体50、50が介装されている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭61−153530号公報(第1頁−第3頁、図1−図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来のノックセンサは、電極板と鍔部、および電極板とウェイトとの間に、独立部品である絶縁体を挟み込んで、電極板と芯筒またはウェイトとの絶縁を行っている。このため、部品点数および組付工数の増大によりコストアップの原因となっている。また、鍔部、独立部品である絶縁体、電極板および圧電素子の各相対的な位置ずれによる絶縁不良を防止するために、それぞれの部品の公差設計や寸法管理に膨大な工数を要している。更に、これらのうち独立部品である絶縁体の組付け忘れが懸念されている。
この発明の目的は、電極板と絶縁体とを一部品で構成し、部品点数および組付工数の低減によりコストダウンが可能であり、上記の位置ずれによる絶縁不良を防止することと、その為に要する上記工数を低減すること、および絶縁体の組付け忘れを防止することが可能な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、一端が内燃機関への圧接面となっている筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に同心的に配された圧電素子と、該圧電素子の両面に重ねて設置されるとともに圧電素子と反対側面が絶縁された一対の電極板と、該一対の電極板の一方で他端側電極板に当接して配されるウェイトと、前記筒状芯金に前記圧電素子、前記一対の電極板およびウェイトを同心的に保持させる保持機構と、前記圧電素子、一対の電極板、ウェイトおよび保持機構の外周を被覆する被覆体とからなり、前記筒状芯金を挿通させた締結具により内燃機関に締結されるノックセンサにおいて、前記電極板の絶縁は前記電極板に付着させた絶縁層で行うことを特徴とする。この構成により、独立部品である絶縁体を低減できるとともに、保持機構で圧電素子を固定する際に同心に保持する部品点数が5個から3個に低減できるため、組付工程も容易になる。
【0006】
また、この発明では、絶縁層を電極板に接着した絶縁シートで形成している。絶縁シートの接着は製法が簡単でありコストダウンに有効である。また、鍔部、独立部品である絶縁体、電極板および圧電素子の各相対的な位置ずれによる絶縁不良を防止するとともに、それに必要な部品の公差設計や寸法管理に要している膨大な工数も低減できる。更に、これらのうち独立部品である絶縁体の組付け忘れの防止も可能となる。また、この発明では、電極板のリード部に金メッキを施す作業において、打ち抜き前にマスキングした黄銅板を打ち抜くが、このマスキングテープを絶縁シートとして利用することにより、絶縁シートを同心に貼着する作業が不用になり、組付作業が簡単になる。
【0007】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図1、図2に示す第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への圧接面11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、筒部22とからなる。鍔部21の外周には2つの周溝23、23が設けられている。筒部22には、中間部に外ネジ24が切られ、他端(図示上端)部に2つの周溝25、25が形成されている。
【0008】
筒部22の外周には断面が矩形の円環状を呈する圧電素子3が同心的に配されている。圧電素子3の軸方向の両面には、黄銅製の電極板4、4が重ねられている。電極板4は、略同一平面形状を有し円環板状を呈する電極部41と、該電極部41から延設されたリード部42、およびリード部42の一部に設けた金メッキ部43とからなり、リード部42には鍵状の折り曲げ部44が設けてある。
【0009】
圧電素子3および電極板4、4は、筒部22と同心を有するとともに、絶縁のための環状隙間26を隔てて配置されている。電極部41の圧電素子3側(内側)面4Aは圧電素子3への当接面となっており、圧電素子3と反対側(外側)面4Bには絶縁層5が設けられている。筒部22の他端側(図示上側)には、電極板4と同一平面形状を呈する円環状のウェイト6が重ねて配されている。
【0010】
この第一実施例では、ウェイト6の他端側には内ネジ61を有する径小部62が延設され、外ネジ24に螺合している。鍔部21と内ネジ61および外ネジ24とは保持機構60を構成し、ウェイト6、圧電素子3および一対の電極板4、4を所定の圧力で加圧して同心的に保持させている。電極板4、4は、リード部42、42に電気抵抗溶接で固定された抵抗12を介して電気接続されている。
【0011】
ウェイト6の電極板4との接合面には、略半円形の溝63が十字状に設けてあり、環状隙間26と外部とを連通させている。リード部42、42の先端にはコネクター13が接続されている。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、ウェイト6、圧電素子3および電極板4、4の外周を絶縁および防水被覆している。モールド成形の樹脂は、溝63を通じて環状隙間26内にも充填される。
【0012】
保持機構60としては、内ネジ61を有する径小部62が、ウェイト6とは別体のナットであってもよい。内ネジ61および外ネジ24の組み合わせ以外に、図4に示す第二実施例の如く、筒部22の他端側に形成したワッシャー溝66にワッシャー67を嵌め込み、ワッシャー67とウェイト6との間に環状板バネ68を介装していてもよい。また、ワッシャー67の代わりに、筒部22の他端部に留め金69を圧入してもよく、ナットで環状板バネ68の上端を押圧させてもよい。
【0013】
図3は、絶縁層付き電極板の製造工程を示す。図3の(イ)に示す如く、素材の黄銅製帯板40の所定部分(電極部41部分)にマスキングテープ51、52を貼着する。マスキングテープ51と52は、これらマスキングテープ51と52の全幅分の寸法を持つ一枚のマスキングテープ51を貼着した後、テープカッターにてマスキングテープ51と52とに分断してもよい。つぎに図3の(ロ)に示す如く電極板4を打ち抜いて、マスキングテープ51を有する電極部41およびリード部42を形成する。つづいて、リード部42の先端の金メッキ部43に金メッキを施し、その後に折り曲げ部44を形成して図3の(ハ)に示す電極板4を製造する。
【0014】
電極部41の片面のマスキングテープ51とマスキングテープ52を剥離するが、圧電素子3と反対側の面4Bのマスキングテープ51は、そのまま残し、絶縁層5として利用する。マスキングテープ51としては、エポキシフィルムテープ、ポリアミドフィルムテープ、フッ素樹脂フィルムテープ、ポリエステルフィルムテープ等が使用できる。これにより、電極部41に正確にテープなどの絶縁フィルムを貼着する作業が省略できる。
【0015】
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、絶縁層5を下に一方の電極板4を外嵌めし、つぎに圧電素子3、さらに絶縁層5を上側に他方の電極板4を重ねる。この際に治具を用いて一対の電極板4、4および圧電素子3を同心に設定し、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42、42間に抵抗12を電気抵抗溶接して接続する。つぎに、樹脂のモールド成形によりコネクター13と被覆体7を形成する。
【0016】
絶縁層5は、図5に示す如く、絶縁材53を電極板4に塗装して形成してもよく、以下の塗装方法がある。
1)絶縁粉体を吹き付け、硬化処理する。これには、エポキシ樹脂粉体の吹き付け塗装、PPS粉体の吹き付け塗装などがある。
2)溶剤系絶縁材を塗装、硬化処理する。たとえば、溶剤系アクリル樹脂を、吹き付けなどで塗装する。
3)水溶性絶縁材を塗装、硬化処理する。たとえば、水溶性アクリル樹脂を、吹き付けなどで塗装する。
4)アクリル樹脂を電着塗装する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノックセンサの断面図である。
【図2】ノックセンサ内部の組み付け図である。
【図3】絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図4】他の実施例の絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図5】他の実施例の絶縁層付き電極板の製造工程図である。
【図6】従来のノックセンサ内部の組み付け図である。
【符号の説明】
1 ノックセンサ
11 圧接面
2 筒状芯金
24 外ネジ(締結具)
3 圧電素子
4 電極板
5 絶縁層
51 マスキングテープ
6 ウェイト
60 保持機構
61 内ネジ(締結具)
7 被覆体
Claims (1)
- 一端が内燃機関への圧接面となっている筒状芯金と、環状を呈し前記筒状芯金の外周に同心的に配された圧電素子と、該圧電素子の両面に重ねて設置されるとともに圧電素子と反対側面が絶縁された一対の電極板と、該一対の電極板の一方で他端側電極板に当接して配されるウェイトと、前記筒状芯金に前記圧電素子、前記一対の電極板およびウェイトを同心的に保持させる保持機構と、前記圧電素子、一対の電極板、ウェイトおよび前記保持機構の外周を被覆する被覆体とからなり、前記筒状芯金を挿通させた締結具により内燃機関に締結されるノックセンサにおいて、
前記電極板の絶縁は前記電極板に付着させた絶縁層で行い、
前記絶縁層は前記電極板に接着した絶縁シートであり、
前記絶縁シートは、前記電極板のメッキの際に使用されるマスキングテープであることを特徴とするノックセンサ。
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