JPH02147921A - Knocking sensor for internal combustion engine - Google Patents
Knocking sensor for internal combustion engineInfo
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- JPH02147921A JPH02147921A JP30095788A JP30095788A JPH02147921A JP H02147921 A JPH02147921 A JP H02147921A JP 30095788 A JP30095788 A JP 30095788A JP 30095788 A JP30095788 A JP 30095788A JP H02147921 A JPH02147921 A JP H02147921A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関用ノッキングセンサに関する。[Detailed description of the invention] <Industrial application field> The present invention relates to a knocking sensor for an internal combustion engine.
〈従来の技術〉
内燃機関の燃焼室でのノッキングを検出するため、機関
本体（シリンダブロンク等）に取り付けられてその振動
を検出するノンキングセンサが、従来から知られている
（特開昭６２−２２０２９号公報等参照）。<Prior art> In order to detect knocking in the combustion chamber of an internal combustion engine, a non-king sensor that is attached to the engine body (cylinder bronc, etc.) and detects its vibration has been known for a long time (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 62-22029, etc.).
かかるノッキングセンサの従来例として、中央部に締付
具用の挿通孔が形成されたセンターホール型のものを第
３図及び第４図に示す。As a conventional example of such a knocking sensor, a center hole type knocking sensor having an insertion hole for a fastener formed in the center is shown in FIGS. 3 and 4.
図において、一端部に外周に張り出すフランジ部１ａを
備えた筒状の金属製ハウジング１の筒部１ｂ外周面に、
テフロンやポリイミド等の樹脂製のインシュレータチュ
ーブ２が嵌合される。このインシュレータチューブ２外
周面の基端部がら先端部へと、接地側リードプレート３
．圧電素子としての圧電セラミック４．出力側リードプ
レート５、テフロンやポリイミド等の樹脂製のインシュ
レータシート６及び振動加速度により圧電セラミック４
にストレスを与えるための金属製ウェイト５７の各環状
部品が順に嵌挿される。また、前記ハウジング１の筒部
１ｂ先端外周面にはコーンドディスクスプリング８が嵌
挿され、更に、該筒部１ｂの先端外周面にはナツト９が
螺合され、該ナツト９と前記フランジ部１ａとの間に、
前記各環状部品が積層されて挟持固定される。In the figure, on the outer circumferential surface of a cylindrical part 1b of a cylindrical metal housing 1 having a flange part 1a projecting to the outer periphery at one end,
An insulator tube 2 made of resin such as Teflon or polyimide is fitted. From the proximal end to the distal end of the outer circumferential surface of the insulator tube 2,
．． Piezoelectric ceramic as piezoelectric element4. The output side lead plate 5, the insulator sheet 6 made of resin such as Teflon or polyimide, and the piezoelectric ceramic 4 due to vibration acceleration.
Each annular part of the metal weight 57 for applying stress is inserted in order. Further, a coned disk spring 8 is fitted into the outer circumferential surface of the tip of the cylindrical portion 1b of the housing 1, and a nut 9 is screwed onto the outer circumferential surface of the tip of the cylindrical portion 1b, and the nut 9 and the flange portion Between 1a,
The respective annular parts are stacked and clamped and fixed.
そして、前記ハウジング１の筒部１ｂの内周面及び両端
面以外を樹脂モールドによって被覆してケース１０を形
成する一方、信号を取り出すためのコネクタ部１１をケ
ース１０の一側面に突出させて一体にモールド成形させ
てあり、前記圧電セラミック４に発生する電気信号を前
記リードプレート５及び前記コネクタ部１１を介して外
部に取り出すようにしである。尚、前記コネクタ部１１
はケース１０への付け根部付近でやや太くなるようにし
であるが、先端部から付け根付近までは略−様の外形に
形成されている。Then, the case 10 is formed by covering the cylindrical portion 1b of the housing 1 other than the inner circumferential surface and both end surfaces with a resin mold, while the connector portion 11 for taking out the signal is protruded from one side of the case 10 and integrated. The electrical signal generated in the piezoelectric ceramic 4 is taken out to the outside via the lead plate 5 and the connector part 11. In addition, the connector part 11
is made to be slightly thicker near the base of the case 10, but has a substantially --shaped outer shape from the tip to the base.
かかるノッキングセンサは、ハウジング１の筒部１ｂ内
周面で構成されるセンサ中央部の貫通孔１２に図示しな
いボルトを押通させて、該ボルトによりシリンダブロッ
ク等に取り付けられる。Such a knocking sensor is attached to a cylinder block or the like by pushing a bolt (not shown) through a through hole 12 in the center of the sensor formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 1b of the housing 1.
そして、ノッキングセンサは、シリンダブロック等の振
動を受けると、圧電セラミック４に振動加速度に対応し
た電気信号を発生し、この信号を外部のコントロールユ
ニットに出力することによりコントロールユニットでノ
ッキング（ノック）振動を検出するものである。When the knocking sensor receives vibration from a cylinder block, etc., it generates an electric signal in the piezoelectric ceramic 4 corresponding to the vibration acceleration, and outputs this signal to an external control unit to cause knocking vibrations in the control unit. This is to detect.
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、このように環状本体の一側面に突出させたコ
ネクタ部１１等の突起部を介して出力を取り出すよう構
成されたノッキングセンサにおいては、前記コネクタ部
１１によってセンサの外形が対称にならないために、こ
のコネクタ部１１に影響されて第５図に示すように振動
周波数とセンサ出力電圧との関係に乱れを生じ、検出特
性に悪影響を及ぼしていた。<Problem to be Solved by the Invention> By the way, in the knocking sensor configured to take out the output through a protrusion such as the connector part 11 protruding from one side of the annular body, the connector part 11 Since the outer shape of the sensor is not symmetrical, the relationship between the vibration frequency and the sensor output voltage is disturbed due to the influence of the connector portion 11, as shown in FIG. 5, and the detection characteristics are adversely affected.
即ち、環状の本体部に対してコネクタ部１１の特に先端
部が一体に振動せず、これにより特に周波数の高い側で
本体側がコネクタ部１１の振動エネルギを受けて出力に
乱れを生じるものであり、コネクタ部１１及びケース１
０の成形材料である樹脂の曲げ弾性率が温度変化に応じ
て変化すると、出力に乱れを生じる周波数域が変化する
ために特に問題となっていた。That is, the tip of the connector part 11 does not vibrate together with the annular main body, and as a result, the main body receives the vibration energy of the connector part 11, especially on the high frequency side, causing disturbances in the output. , connector part 11 and case 1
When the flexural modulus of the resin, which is the molding material for 0, changes in response to temperature changes, this has been a particular problem because the frequency range in which output is disturbed changes.
このようなコネクタ部１１によるセンサ特性への悪影響
を回避するには、コネクタ部１１をケース側に対して極
力小さくすれば良いが、コネクタ部１１を市販コネクタ
と嵌合接続できるように形成する必要等があると、コネ
クタ部１１の寸法が相手側寸法に規制されるために前述
のような出力特性の乱れを回避することが困難となって
いたものである。In order to avoid such an adverse effect on the sensor characteristics due to the connector part 11, it is sufficient to make the connector part 11 as small as possible with respect to the case side, but it is necessary to form the connector part 11 so that it can be fitted and connected with a commercially available connector. If there is such a problem, the dimensions of the connector portion 11 are restricted to the dimensions of the mating device, making it difficult to avoid the disturbance in the output characteristics as described above.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、環状に
形成されたいわゆるセンターホール型ノッキングセンサ
において、出力取り出しのために一側面に形成されるコ
ネクタ部等の突出部による出力特性への悪影響を抑止し
得るようにすることを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the present invention has been made in view of the above-mentioned problems.In a so-called center hole type knocking sensor formed in an annular shape, a protruding part such as a connector part formed on one side for output extraction has an adverse effect on the output characteristics. The purpose is to prevent the
く課題を解決するための手段〉
そのため本発明では、環状の圧電素子と、振動加速度に
より前記圧電素子にストレスを与えるための環状ウェイ
トと、を積層する一方、該環状積層体の中央部を機関本
体へ固定するための締付具の挿通孔として外表面を樹脂
製のケースで覆って環状に形成され、前記圧電素子に発
生する電気信号を前記ケースの一側面に一体に形成した
突起部を介して外部に取り出して、前記電気信号からノ
ッキング振動を検出するよう構成された内燃機関用ノッ
キングセンサ、において、
前記突起部の前記ケースに対する付け根付近の外表面の
少なくとも一部を先端側表面に対して凹陥形成した。Means for Solving the Problems> Therefore, in the present invention, while an annular piezoelectric element and an annular weight for applying stress to the piezoelectric element by vibration acceleration are laminated, the center part of the annular laminate is The outer surface is covered with a resin case and is formed in an annular shape as an insertion hole for a fastener for fixing to the main body, and a protrusion integrally formed on one side of the case is used to transmit an electric signal generated in the piezoelectric element. In the knocking sensor for an internal combustion engine, the knocking sensor is configured to detect knocking vibration from the electrical signal by extracting the knocking vibration from the electric signal to the outside. A depression was formed.
〈作用〉
ノッキングセンサの一側面に突出形成した突起部として
のコネクタ部に相手側コネクタを嵌合接続させる場合に
は、コネクタ部の先端部（嵌合部）寸法は、その相手側
コネクタの寸法に応じて決定されることになるが、嵌合
部以外については強度上の制約はあるにしてもある程度
の自由度が許容されるはずであり、必ずしも第３図及び
第４図の従来例に示したように先端部に連続した表面（
又はケース近傍で外形断面積を拡大させるように広がる
表面）で本体部に接続する必要はない。<Function> When a mating connector is fitted and connected to the connector part, which is a protrusion formed on one side of the knocking sensor, the dimensions of the tip end (fitting part) of the connector part are the same as the dimensions of the mating connector. However, even if there are restrictions on the strength of parts other than the fitting part, a certain degree of freedom should be allowed, and the conventional examples shown in Figures 3 and 4 are not necessarily the same. As shown, there is a continuous surface at the tip (
(or a surface that expands to enlarge the external cross-sectional area near the case) does not need to be connected to the main body.
従って、本発明では、出力取り出し用に一側面に形成さ
れた突出部の付け根付近の外表面の少なくとも一部を先
端側表面に対して凹陥形成し、前記突出部の特に先端側
における振動エネルギのセンサ本体側への伝達量を前記
凹陥形成部により減少させようとするものである。Therefore, in the present invention, at least a part of the outer surface near the base of the protrusion formed on one side surface for output extraction is recessed with respect to the tip side surface, so that the vibration energy of the protrusion, especially on the tip side, is reduced. This is intended to reduce the amount of transmission to the sensor main body side by using the recessed portion.
〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be explained in detail below.
第１図及び第２図はそれぞれ本発明が適用されたセンタ
ーホール型ノンキングセンサの図であり、第３図及び第
４図に示した従来例と同一要素には同一符号を付して説
明を省略する。1 and 2 are diagrams of a center hole type non-king sensor to which the present invention is applied, and the same elements as those of the conventional example shown in FIGS. 3 and 4 are given the same reference numerals and explained. omitted.
図において、センターホール型ノッキングセンサは、中
央貫通孔１２に図示しないボルト等の締付具が挿通され
てシリンダブロック等の機関本体に取り付けられるもの
であり、圧電素子としての圧電セラミック４．ウェイト
７、リードプレート３゜４等の各環状部品を積層してな
るセンサ部の外表を樹脂モールドによって被覆してケー
ス１０を形成しである。In the figure, the center hole type knocking sensor is attached to an engine body such as a cylinder block by inserting a fastener such as a bolt (not shown) into a central through hole 12, and includes a piezoelectric ceramic 4. A case 10 is formed by covering the outer surface of a sensor section formed by laminating annular parts such as a weight 7 and a lead plate 3.4 with a resin mold.
前記出力側リードプレート５を介して取り出された圧電
セラミック４での発生電気信号を外部に取り出すため、
前記ケース１０の一側面にコネクタ部（突起部）１１を
一体に突出成形させである。該コネクタ部１１には、図
示しない相手側コネクタが嵌合され、これらのコネクタ
を介して図示しないコントロールユニットに圧電セラミ
ック４にて発生した電気信号を出力する。In order to take out the electric signal generated in the piezoelectric ceramic 4 through the output side lead plate 5,
A connector portion (protrusion) 11 is integrally molded to protrude from one side of the case 10. A mating connector (not shown) is fitted into the connector portion 11, and an electrical signal generated by the piezoelectric ceramic 4 is outputted to a control unit (not shown) via these connectors.
かかるノッキングセンサは、シリンダブロック等の振動
を受けると、圧電セラミック４に振動加速度に対応した
電気信号を発生し、この信号が出力されるコントロール
ユニットでノッキング（ノック）振動を検出するもので
ある。When such a knocking sensor receives vibration from a cylinder block or the like, it generates an electric signal corresponding to the vibration acceleration in the piezoelectric ceramic 4, and a control unit to which this signal is output detects the knocking vibration.
ところで、本発明にかかる構成として、第１図及び第２
図に示すノッキングセンサでは、コネクタ部１１のケー
ス１０に対する付け根付近の外表面を先端側表面に対し
て凹陥形成することで絞り部１３を形成しである。即ち
、コネクタ部１１の先端は、本実施例の場合、嵌合され
る相手側コネクタの形状に合わせて形成されているが、
コクネタ相互の嵌合と無関係な付け根付近を先端部表面
と同一な面で構成せず、反機関本体側表面と両側表面と
をそれぞれ先端部表面から凹陥形成し、これによって相
手側と嵌合される先端部よりも付け根側の絞り部１３か
細くなるようにしである。By the way, the configuration according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 2.
In the knocking sensor shown in the figure, the constricted portion 13 is formed by forming a recess on the outer surface of the connector portion 11 near the base of the case 10 relative to the front end surface. That is, in this embodiment, the tip of the connector portion 11 is formed to match the shape of the mating connector to be fitted.
The vicinity of the base, which is unrelated to the mutual fitting of the connectors, is not made of the same surface as the tip surface, but the surface on the opposite side of the engine body and both surfaces are each formed with a recess from the tip surface. The constricted portion 13 on the base side is made narrower than the tip portion.
かかる構成によると、コネクタ部１１の先端側で発生し
センサ出力に悪影響を及ぼす振動エネルギが、付け根付
近の凹陥形成により構成された前記絞り部１３があるた
めに本体側に伝達されることを抑止でき、センサ出力が
コネクタ部１１の振動に影響されて乱れを生じることを
抑止できるものである（第５図参照）。即ち、凹陥形成
により絞り部１３を設けず、コネクタ部１１が先端部か
ら同一面でケース１０に至る場合や、コネクタ部１１の
付け根付近を先端部に比べ太（した場合には、先端側で
の有害振動エネルギがそのまま伝達されることになって
しまうが、前述のように、絞り部１３を設けてあれば、
かかる絞り部１３で前記振動エネルギの伝達が抑止され
、コネクタ部１１の振動にセンサ出力が影響されてその
出力特性が乱れることを抑止できるものである。According to this configuration, the vibration energy generated at the tip side of the connector part 11 and having a negative effect on the sensor output is prevented from being transmitted to the main body side due to the aperture part 13 formed by forming a recess near the base. This makes it possible to prevent the sensor output from being disturbed due to the vibration of the connector section 11 (see FIG. 5). That is, if the constriction part 13 is not provided due to concave formation and the connector part 11 reaches the case 10 on the same plane from the tip part, or if the vicinity of the base of the connector part 11 is thicker than the tip part, the tip part is thicker than the tip part. However, if the constriction section 13 is provided as described above, the harmful vibration energy of
The constriction section 13 suppresses the transmission of the vibration energy, and prevents the sensor output from being affected by the vibration of the connector section 11 and its output characteristics from being disturbed.
また、前記絞り部１３を設けるために付け根付近の外表
面を凹陥形成すれば、コネクタ部１１の軽量化を図るこ
とになり、これによりセンサ出力に悪影響を及ぼすコネ
クタ部１１の振動エネルギの大きさを減少させてセンサ
出力への影響を抑止できる。Furthermore, if the outer surface near the base is recessed in order to provide the constricted portion 13, the weight of the connector portion 11 can be reduced, thereby reducing the magnitude of the vibration energy of the connector portion 11 that adversely affects the sensor output. can be reduced and the effect on sensor output can be suppressed.
更に、雰囲気温度の変化によってケース１０及びコネク
タ部１１の成形樹脂材料の曲げ弾性率が変化しても、前
述のように振動エネルギ伝達及び発生量が抑止される構
成であるから、温度によるセンサ出力の変化も抑止でき
る。Furthermore, even if the bending elastic modulus of the molded resin material of the case 10 and the connector part 11 changes due to changes in ambient temperature, the structure suppresses the transmission and generation of vibration energy as described above, so the sensor output due to temperature changes. changes can also be suppressed.
尚、本実施例では、センサの出力を取り出すため環状に
形成されたセンサ本体の一側面にコネクタ部１１を突出
形成させたものについて述べたが、コネクタ接合を介さ
ず直接リード線によって出力を外部に取り出す場合であ
っても、本実施例と同様にリード線が埋設される突起部
の付け根付近の外表面の少なくとも一部を先端側表面に
対して凹陥形成させれば、先端側で発生してセンサ出力
に悪影響を及ぼす振動エネルギの本体側への伝達を抑止
でき、センサ出力を同様に安定させることができる。In this embodiment, the connector part 11 is formed protruding from one side of the annular sensor body in order to take out the output of the sensor. Even when the lead wire is taken out at a later time, if at least a part of the outer surface near the base of the protrusion in which the lead wire is buried is formed as a recess with respect to the distal surface, similar to this embodiment, the problem will not occur on the distal side. This makes it possible to prevent vibration energy from being transmitted to the main body side, which adversely affects the sensor output, and to stabilize the sensor output as well.
また、本実施例では、コネクタ部１１の機関本体側のみ
を凹陥形成しなかったが、これは、コネクタ部１１の本
体側に対する取り付け中心を圧電セラミンク４の取り付
け部に近づけるようにして、前記絞り部１３を介して伝
達された振動エネルギが圧電セラミック４に大きく影響
しないようにしたものである。In addition, in this embodiment, only the engine body side of the connector part 11 was not recessed, but this was done by bringing the attachment center of the connector part 11 to the body side closer to the attachment part of the piezoelectric ceramic ink 4, and This is so that the vibration energy transmitted through the portion 13 does not greatly affect the piezoelectric ceramic 4.
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によると、環状に形成され
その中央部を機関本体へ固定するための締付具の挿通孔
として外表面を樹脂製のケースで覆われる一方、圧電素
子に発生する電気信号をケースの一側面に一体に形成し
た突起部を介して外部に取り出すよう構成された内燃機
関用ノッキングセンサにおいて、突起部の前記ケースに
対する付け根付近の外表面の少なくとも一部を先端側表
面に対して凹陥形成したことにより、前記突起部の振動
エネルギが環状本体側に伝達されることを抑止でき、セ
ンサ出力がコネクタ部等の突起部の振動に影響されて乱
れることを防止できるという効果がある。<Effects of the Invention> As explained above, according to the present invention, the outer surface is covered with a resin case as an insertion hole for a fastener which is formed into an annular shape and fixes the central part to the engine body; In a knocking sensor for an internal combustion engine configured to extract an electric signal generated in a piezoelectric element to the outside through a protrusion integrally formed on one side of a case, at least one of the outer surfaces of the protrusion near the base of the protrusion relative to the case is By forming a concave portion on the tip side surface, it is possible to prevent the vibration energy of the protrusion from being transmitted to the annular main body side, and the sensor output is prevented from being disturbed by the vibration of the protrusion such as the connector portion. It has the effect of preventing
第１図は本発明の一実施例を示すノッキングセンサの縦
断面図、第２図は第１図示ノッキングセンサの上面図、
第３図は従来のノッキングセンサの一例を示す縦断面図
、第４図は第３図示ノッキングセンサの上面図、第５図
は従来のノッキングセンサの問題点を説明するためのセ
ンサ出力特性図である。
４・・・圧電セラミック ７・・・ウェイト１０・・
・ケース １１・・・コネクタ部 １３・・・絞り
部特許出願人 日本電子機器株式会社
代理人 弁理士 笹 島 冨二雄
第１図
）Ｏ
第３図
償関本体
第２図
策４図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a knocking sensor showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view of the knocking sensor shown in the first diagram,
Fig. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional knocking sensor, Fig. 4 is a top view of the knocking sensor shown in Fig. 3, and Fig. 5 is a sensor output characteristic diagram for explaining the problems of the conventional knocking sensor. be. 4... Piezoelectric ceramic 7... Weight 10...
・Case 11...Connector part 13...Aperture part Patent applicant Japan Electronics Co., Ltd. Agent Patent attorney Fujio Sasashima Figure 1) O Figure 3 Compensation body Figure 2 Plan 4
Claims (1)
トレスを与えるための環状ウェイトと、を積層する一方
、該環状積層体の中央部を機関本体へ固定するための締
付具の挿通孔として外表面を樹脂製のケースで覆って環
状に形成され、前記圧電素子に発生する電気信号を前記
ケースの一側面に一体に形成した突起部を介して外部に
取り出して、前記電気信号からノッキング振動を検出す
るよう構成された内燃機関用ノッキングセンサにおいて
、 前記突起部の前記ケースに対する付け根付近の外表面の
少なくとも一部を先端側表面に対して凹陥形成したこと
を特徴とする内燃機関用ノッキングセンサ。[Claims] An annular piezoelectric element and an annular weight for applying stress to the piezoelectric element by vibration acceleration are laminated, and a tightening method is used to fix the central part of the annular laminate to the engine body. The outer surface is covered with a resin case and formed into an annular shape as an insertion hole for the tool, and the electric signal generated in the piezoelectric element is taken out to the outside through a protrusion formed integrally on one side of the case. A knocking sensor for an internal combustion engine configured to detect knocking vibration from an electrical signal, characterized in that at least a part of the outer surface of the protrusion near the base of the protrusion relative to the case is recessed relative to the tip side surface. Knocking sensor for internal combustion engines.
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1988
- 1988-11-30 JP JP30095788A patent/JPH02147921A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0241130U (en) * | 1988-09-12 | 1990-03-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0543981B2 (en) | 1993-07-05 |
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