JPH02102421A - 振動検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は１例えば内燃機関の振動を検出してノッキン
グを検知するために用いられるような振動検出器に関す
るものである。

［従来の技術］ 第３図（ａ）、（ｂ）は従来のこの種の振動検出器の平
面図と（ａ＞図の■−■線における断面図をそれぞれ示
すもので１図において、１は中心内面にボルト挿通孔１
３を有する金属性のブツシュで。

このブツシュ１は振動検出器が内燃機関に接する座面１
ａと、構成部品を組み付けるための台面１ｂおよび構成
部品を組み付ける軸となる円筒部ＩＣを有する。２はブ
ツシュ１と一体成形で結合され、ブツシュ１と共に構成
部品を収納し、当該振動検出器の外装を形成するケース
、３はケース２の一部に設けられたコネクタで、検出信
号を導出する出力端子１１を有する。４はブツシュ１の
白面１ｂ上に配置されたプレート、５は振動を電気信号
に変換する圧電素子で、この圧電素子の基準電極がプレ
ート４と接続されている。６は圧電素子５の出力電極に
接し、検出信号を出力するタミナル、７はターミナル６
の圧電素子５と接しない側に接して配設されたＰＥＴ（
ポリエチレンテレフタレート）またはｐｐｓ（ポリフェ
ニレンサルファイド）等のフィルムからなる絶縁シート
、８は圧電素子５に振動応力を印加するウェイト、９は
ブツシュ１の円筒部１ｃにプレート４．圧電素子５．タ
ーミナル６、絶縁シート７、ウェイト８を組み付けるた
めにブツシュ１の円筒部１ｃのねじ部１ｅにねじ止めさ
れたナツト、１２はブツシュ１と圧電素子５．ターミナ
ル６、絶縁シート７との間に設けられた粘着テープまた
は熱収縮性チューブからなる絶縁チューブである。ここ
で、圧電素子５から得られた検出信号はターミナル６に
よって導出される。また１ターミナル６と出力端子１１
とが接続されているので検出信号はコネクタ３を介して
振動検出器外へ出力される。

第４図は第３図に示す従来の振動検出器の周波数特性の
一例を示す図である。

第５図（ａ）は第３図とは別の従来の振動検出器の断面
を示す図である。図において、２１はウェイ１〜８とケ
ース２との機械的結合を弱める緩衝材である。一般にケ
ース２にはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）が使
われていて、振動検出系においては硬く振動を伝え安い
特性のものである。

なお、その他の符号は第３図に示した従来例の場合と同
様である。

第５図（ｂ）は第５図（ａ）のウェイト８とＭ衝打２１
の組み付は状態の平面を示す図である。この場合では出
力端子１１とターミナル６との接合部の形状に合わせ、
この接合部では緩衝材２１は切り欠いてあり、配設され
ていない。

第６図は第５図に示す従来の振動検出器の周波数特性の
一例を示す図である。

次に振動の検出原理について説明する。ブツシュ１のボ
ルト挿通孔１３から挿入したボルト（図示せず）によっ
て内燃機関に振動検出器の座面１ａが接して固定される
。内燃機関の運転状態に応じて生じる振動は座面１ａか
ら振動検出器に伝わる。ブツシュ１に圧電素子５とウェ
イト８とが積み重ねられて組み付けられているので、振
動に応じてウェイト８の慣性応力が圧電素子５に伝わる
。

圧電素子５はこの慣性応力を受けると、これに比例した
検出信号を発生し、プレート４側の電極を基準にターミ
ナル６側の電極に検出信号を出力する。プレート４は金
属材であるので、圧電素子５の基準電極はブツシュ１と
同電位である。一方。

ナツト９．ウェイト８は金属材であるので、ウェイト８
は圧電素子５の基準電極と同電位である。

このため、絶縁シート７を設けてターミナル６とウェイ
ト８と・を絶縁している。これにより、圧電素子５で得
た検出信号はターミナル６で導出され。

出力端子１１を介して出力される。ここで、ブツシュ１
の円筒部１ｃに絶縁チューブ１２を挿着しているので、
ターミナル６の組み付けに偏心があっても、ターミナル
６はブツシュ１の円筒部１ｃと短絡することがない。こ
のため、絶縁チューブ１２は検出信号を確実に導出する
ために重要である。

このような振動検出原理による第３図の振動検出器では
成形にて形成されたケース２とウェイト８が密着してい
て機械的に強く結合された構造であるため、樹脂で形成
されたケース２がら余分な振動がウェイト８に伝わり、
慣性応力に歪みが生じ。

結果的に加振周波数に対し一定振幅の振動を座面１ａに
印加しても、この場合の振動検出器の出力電圧は歪みを
持ち、第４図に示すようにいずれも高周波側で出力が高
くなっていて、低周波域でも凹凸のある特性で、平坦な
特性にはならないという問題点があった。したがって、
この問題点を解決するために第５図に示すようにケース
２とウェイト８間に緩衝材２１を設けることによりケー
ス２からの乱れを生じる振動が遮断され、ウェイト８は
特性の乱れになる慣性応力を作用させることがなくなり
、印加振動に忠実な慣性応力を圧電素子５に作用させる
ので、第６図に示すように第４図に示す従来の特性より
平坦な周波数特性の出力電圧が得られる。なお１Ｍ衝材
２１としてはデュロメータ硬度Ａ−５０以下が適切であ
るが、これ以上の硬いものでも必要な周波数特性のレベ
ルによっては使用でき、前記ケース２の材質ＰＢＴより
柔らかいゴム、エポキシ樹脂等であれば効果が得られる
０例えば、第５図では緩衝材２１はウェイト８の外周部
にあり、出力端子１１とターミナル６の接合部を除いた
部分に配設しているが、前記出力端子１１とターミナル
の形状を工夫し、つエイト８の全周に緩衝材２１を配設
すれば一層の効果がある。また、より一層の効果を得る
ためにはナツト９の部分までも緩衝材２１を配設し、−
層十分にケース２からの振動が遮断され、ウェイト８に
伝わらないようにすることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の振動検出器では、第５図に示すよう
な振動検出器でもかなりの周波数特性は改善されるが、
まだウェイトとケース間の機械的結合が強く、外乱振動
がケースからウェイトに伝わって、ウェイトに緩衝材を
設けて外乱振動を遮断する程度では十分外乱振動を遮断
できず、振動検出の周波数特性に第６図に示すように凹
凸の乱れがあり１周波数により出力電圧が変動するとい
う問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので１周波数による検出出力電圧が歪まず一定値になる
振動検出器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る振動検出器は、ブツシュとケスによる収
納部に圧電素子、ウェイト等の振動検出部を形成し、こ
の収納部に充填材を注入し密封した構造にして、前記ブ
ツシュのボルト挿通側に前記収納部の開放口を設けたも
のである。

［作用］ この発明においては、ブツシュとケースによる収納部に
圧電素子、ウェイト等の振動検出部を形成し、この収納
部に充填材を注入し密封した構造にして、前記ブツシュ
のボルト押通側に前記収納部の開放口を設けることによ
り、前記ウェイトと前記ケース間の機械的結合を十分に
小さくシ。

ウェイトによる慣性応力が歪むことなく、圧電素子から
の検出信号は加振周波数に忠実な平坦な特性にできる。

［実施ｒＩＡ］ 第１図はこの発明の一実施例による振動検出器の断面を
示す図である。１０はブツシュ１とケースとの収納部を
密封する充填材である。その池のものは従来のものと同
様である。

第２図はこの発明の一実施例による振動検出器の周波数
特性を示す図である。

上記のように構成された振動検出器において。

ブツシュ１にケース２を結合し、圧電素子５．ウェイト
８等から構成される振動検出部を収納する収納部を形成
する。この収納部はブツシュ１の中心にあるボルト挿通
孔のボルト挿通側に開放口が設けられ、ここから充填材
１０を入れ、振動検出部を封止する。この充填材１０と
しては、デュロメータ硬度Ａ−４０ぐらいより小さいも
のがよい。

例えば長瀬チバ株式会社製のＸＮ１０１９ＮとＸＮ１１
２４　　または東芝シリコーン株式会社製のＴＳＥ−３
０がよい。

上述のようにすることによりウェイトとケス間の機械的
結合が十分に小さくなり、外乱振動がケースからウェイ
トに伝わらなくなり、第２図に示すような周波数特性が
殆ど凹凸のないフラットな特性が得られる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、圧電素子。

ウェイト等から構成される振動検出部を充填材で封止し
て、前記振動検出部のウェイトと外装ケース間の機械的
結合が十分小さくし外乱振動が前記ケースからウェイト
に伝わらないようにしたのでウェイトは振動検出器に印
加する振動に忠実な慣性応力を圧電素子に作用して平坦
な周波数特性の出力電圧を得ることができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による振動検出器の断面図
、第２図はこの発明の一実施例による振動検出器の周波
数特性図、第３図（ａ）は従来の振動検出器の平面図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の■−■線で切断した断面
図、第４図は従来の振動検出器の周波数特性図、第５図
は他の従来例の断面図、第６図は他の従来例の周波数特
性図である。 図において、１・・・ブツシュ、ｌｃ・・・円周部、２
・・・ケース、５・・・圧電素子、６・・・ターミナル
、８・・・ウェイト、９・・・ナツト、１０・・・充填
材である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示ア・Ｖ−
二 円ＩＦ１部 ケース 斤電素） ターミアル ウェイト アルシト 児項鼾 昂３図 （Ｑ） （ｂ） 招穴＠ＰＩ凪 子トρ１ｊｓｌ目 旧や一４Ｍ 昂５図 （ａ） （ｂ） 手 続 補 正 書 平成 ２年 １月 ５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中心に円筒部を設けた金属性のブッシュと、このブッシ
   ュの前記円筒部の外周側に収納部を形成するように前記
   ブッシュをインサート成形してなる樹脂ケースと、前記
   円筒部に沿って収納部内に圧電素子、ターミナル、ウェ
   イトの順に収納した構成部品を固定するために前記円筒
   部の先端部に締結されたナットと、前記構成部品および
   前記ナットを密封する充填材とからなり、振動検出方向
   に対して前記収納部の一方を開放口としたことを特徴と
   する振動検出器。