JPH0540855U - 環状圧電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外周壁を内周壁に対して偏心させた圧電セン
サにおいて、点火プラグＴの装着を容易とし得る電気的
取り出し手段を備えたものを提供すること。 【構成】 環状圧電センサＳは、集積体１の周縁と外周
壁７ａの内面との間の間隙ｓに位置する金属製外皮７の
上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面７ｃを形成し、該傾
斜面７ｃに引出し孔８を形成して、該引出し孔８に出力
信号を取り出すための接続枝３ａが挿通する金属製案内
パイプ９を前記傾斜面７ｃに固着して、外方へ傾斜させ
た。このため、金属製案内パイプ９内を挿通する接続枝
３ａは側方へ延出することとなり、案内パイプ９の案内
作用により接続枝３ａと接続されるリード線１０に外嵌
した保護パイプ１２は点火プラグＴの側方へ離間して引
出され、このため点火プラグＴの締付け工具は保護パイ
プＴと衝接することはない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンのシリンダーヘッドに保持し、ノッキングや燃料噴射によ るシリンダ内の圧力変動を圧電素子によって検知するためのシリンダ内圧力検出 装置に用いられる圧電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種従来のシリンダ内圧力検出装置としては、図５で示すように、環状圧電 素子とその上下の緩衝リング等とを積み重ねてなる集積体を金属製外皮で包んで 構成した環状の圧電センサＳをプラグ装着部Ｒに座定して点火プラグＴの挟圧力 により圧電センサ内の圧電素子に歪を与えて出力信号を取り出すようにしたもの が種々提案されている。さらに詳しく説明すると、プラグ装着部Ｒは、シリンダ ヘッドＰの外面から燃焼室Ｑに向かって順次穿設された径大のプラグ挿入孔ｒ₁ と、プラグ座ｒ₂ と、径小のプラグ螺合孔ｒ₃ とからなり、前記プラグ挿入孔ｒ₁ より点火プラグＴが挿入され、その雄螺子ｔ₁ を螺合孔ｒ₃ に螺子込んで、必 要に応じてガスケットリングを介してシート面ｔ₂ との間でプラグ座ｒ₂ 上の圧 電センサＳを強圧し、その火花放電部ｔ₃ を燃焼室Ｑ内に臨ませるようにしてい る。

【０００３】 そして前記シリンダーヘッドＰの振動により圧電センサＳ内の圧電素子に圧縮 歪を生じさせ、該振動に同期する出力信号を圧電素子から取出すものであり、ノ ッキングや燃料噴射時期の検出に用いられる。

【０００４】 ところで、上述のように圧電センサＳを点火プラグの締付けにより挟圧する形 式のものにあって、圧電センサＳは点火プラグＴの取付け時に締付けトルクが直 接、若しくはガスケットリングを通して作用し、圧縮応力のほか捩り応力も重畳 して加わる。このため、特性が劣化したり、剪断強度の小さい圧電素子を容易に 破壊したりする。そこで、通常、種々の構造の回止め部材と共に併用されている が、この回止め部材の使用はセンサ構造を複雑にし、生産性、経済性を損ない、 価格を高騰するほか、圧電センサＳを背高化して燃焼室内に突出する点火プラグ Ｔの火花放電部ｔ₃ を所定位置に設定することが困難となる等の問題を生ずる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

そこで、外周壁を内周壁に対して偏心させて、外周壁の周部に径方向へ張出す 回止め周縁を形成した金属製外皮により、少なくとも環状圧電素子と、最下部に 配置される偏心リング板とを含む集積体を包み込んで金属製外皮の繋ぎ目を偏心 リング板の下面に位置させてなる構成の圧電センサＳが提案された。この圧電セ ンサＳはその偏心構成により、径方向へ張出す回止め周縁が形成され、上述のよ うに回止め部材を使用することなく、締付けトルクにより捩り応力が圧電センサ Ｓに加わらないようにし得るものである。 ところで、かかる構成にあっては、径方向へ張出す回止め周縁をプラグ挿入孔 ｒ₁ の内周面に衝接させて、その回り止めを施すものであるから、圧電センサＳ の外周面から電気的引出し部材を突設することができない。そこで、集積体の周 縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙の位置で、リード線を電気的に引出すこと となるが、このリード線又は、該リード線に外嵌する保護パイプが点火プラグの すぐ側部を通るために、前記点火プラグを締付けるための締付け工具を点火プラ グに嵌装させることができず、点火プラグＴの装着が困難となるという問題を生 ずる。 本考案は、外周壁を内周壁に対して偏心させた圧電センサにおいて、点火プラ グＴの装着を容易とし得る電気的取り出し手段を備えたものを提供することを目 的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、外周壁を内周壁に対して偏心させて、外周壁の周部に径方向へ張出 す回止め周縁を形成した金属製外皮により、少なくとも環状圧電素子と、最下部 に配置される偏心リング板とを含む集積体を包み込んで金属製外皮の繋ぎ目を偏 心リング板の下面に位置させてなり、シリンダヘッドのプラグ装着部に形成され たプラグ座と点火プラグとの間に挟圧保持されてシリンダ内圧力を検出する環状 圧電センサにおいて、集積体の周縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙に位置す る金属製外皮の上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面を形成し、該傾斜面に引出し 孔を形成して、該引出し孔に出力信号を取り出すための導電材が挿通する金属製 案内パイプを前記傾斜面に固着して、該案内パイプを外方へ傾斜させて配設した ことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

前記傾斜面に金属製案内パイプを固定することにより、該金属製案内パイプは 傾斜面の傾斜角に応じて外側方へ傾斜する。このため該金属製案内パイプ内を挿 通する電極板の接続枝又はリード線等の導電材が側方へ延出することとなる。尚 、導電材として接続枝を用いた場合にはこれにリード線を接続する。而して、傾 斜した前記案内パイプの案内作用によりリード線は点火プラグの側方へ離間して 引出され、このため前記点火プラグの締付け工具は、リード線又はこれに外嵌さ れる保護パイプと衝接することはなく、点火プラグの取付け作業を容易に施し得 ることとなる。

【０００８】

【実施例】

図１に従って圧電センサＳの構成を説明すると、１は集積体であって、夫々環 状に形成した圧電素子２，電極リング３，アルミナ等からなる絶縁板４を介して 積み重ね、さらにその上面に銅，アルミニュウム、ステンレス等の金属材料から なるリング板５を、下面に同材料の偏心リング板６を配置して構成され、そして 図３のように前記集積体１を金属製外皮７で包み込み、その下縁を絞り加工によ りカシメて、図１のように集積体１を金属製外皮７で囲繞して、その繋ぎ目１３ を前記偏心リング板６の下面に位置させている。尚、リング板５，偏心リング板 ６の角縁には面取を施し、外皮７との密着性を良好とするようにしても良い。

【０００９】 前記圧電センサＳは、金属製外皮７の外周壁７ａの形状をシリンダヘッドＰの プラグ装着部Ｒ内に形成されたプラグ座ｒ₂ の外周とほぼ一致させ、かつプラグ 螺合孔ｒ₃ の中心Ｌを前記プラグ座ｒの中心Ｄと偏位させて、前記金属製外皮７ の内周壁７ｂの円弧中心を外周壁７ａの円弧中心と偏心させプラグ螺合孔ｒ₃ の 中心Ｌ（点火プラグＴの軸心）と一致するようにしている。これにより圧電セン サＳの平面（底面）形状は、図４で示すようにその径方向の幅が全周に渡って異 なった環状となり、その外周壁７ａの偏位面に回止め周縁αが形成される。そし て、前記集積体１は内周壁７ｂに沿って配設させている。ここで、上部の金属リ ング板５は圧電素子２，３と同様の、内縁と外縁とが同心となる環状をしている が、前記偏心リング板６は金属製外皮７の偏心形状に合致させて、その内縁と外 縁の中心を夫々偏位させており、これにより偏心リング板６で底板を構成するよ うにしている。

【００１０】 かかる構成にあって、前記金属製外皮７内で、円弧中心の偏位によって形成さ れる集積体１の周縁と外周壁７ａの内面間には間隙ｓが生ずるが、図３に示すよ うにその最大間隙ｓの直上位置で前記金属製外皮７の上隅部に外方へ所定の角度 （平面に対し15°〜40°が好ましい）で下降傾斜する傾斜面７ｃが形成されてい る。そして、該傾斜面７ｃに引出し孔８が穿設されている。

【００１１】 次に圧電センサＳの電気的取り出し手段を説明する。 前記電極リング板３には接続枝３ａが延成され、接続枝３ａを前記金属製外皮 ７内で、円弧中心の偏位によって形成される前記間隙ｓに位置させ、前記間隙ｓ の直上の傾斜面７ｃの引出し孔８から図３で示すように該接続枝３ａを引出し、 金属製案内パイプ９に接続枝３ａを挿通してから、該案内パイプ９を前記引出し 孔８の周囲に半田付、鑞付等の手段により傾斜面７ｃに対して略直交状に固着す る。この案内パイプ９は金属製外皮７の傾斜面７ｃに対し前もって接合しておく こともできる。これにより前記案内パイプ９は圧電センサＳの側方へ突出するこ ととなり、前記接続枝３ａも、該案内パイプ９の案内作用により側方へ傾斜する こととなる。そしてさらに該接続枝３ａに信号搬送用リード線１０を半田付１１ によって接続して、保護パイプ１２を外嵌し、該保護パイプ１２の下部を湾曲さ せて垂直状とする。これによって保護パイプ１２は点火プラグＴの側方へ離間し て立上がり、信号搬送用リード線１０は上方へ引出され、該リード線１０から出 力信号が取り出されることとなる。尚、保護パイプ１２を用いないで、絶縁材に 被覆されたリード線１０を直接上方へ引出しても良い。

【００１２】 このように案内パイプ９により点火プラグＴの側方へ離間して保護パイプが引 出されるために、前記点火プラグＴを固定するための締付け工具を該点火プラグ Ｔに装着することができることとなり、その固定作業を容易に施すことができる 。

【００１３】 上述のように電気的取り出し手段を付加された環状圧電センサＳは上述のよう にプラグ座ｒ₂ 上に取付けられる。そして、その上下面に点火プラグＴにより圧 電センサＳに圧力が加わった場合に、該圧力は金属製外皮７の上下面に直接作用 し、リング板５，偏心リング板６を介して圧電素子２に作用し、該圧電素子２に 前記圧力変動に比例する電圧が発生して、該電圧は電極リング板３から信号搬送 用リード線１０を介して出力信号として取出される。

【００１４】 かかる構成にあって、圧電センサＳは点火プラグＴの取付け時にそのシート面 ｔ₂ に圧接して剪断応力により締付けトルクが作用し、圧縮応力のほか捩り応力 も重畳して加わる。ところが点火プラグＴの軸心（プラグ螺合孔ｒ₃ の中心Ｌ） と前記プラグ座ｒ₂ の中心Ｄ（圧電センサＳの外周面の中心）とは偏位しており 、このため、圧電センサＳの外周面に形成された回止め周縁αはプラグ挿入孔ｒ ₁ の内周壁に衝接して回動不能となる。従って圧電センサＳには圧縮応力のみが 付与されることとなり、回止め部材を用いなくても剪断応力による圧電素子２の 破壊等が阻止される。

【００１５】

【考案の効果】

本考案の環状圧電センサＳは、集積体１の周縁と外周壁７ａの内面との間の間 隙ｓに位置する金属製外皮７の上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面７ｃを形成し 、該傾斜面７ｃに引出し孔８を形成して、該引出し孔８に出力信号を取り出すた めの導電材（３ａ）が挿通する金属製案内パイプ９を前記傾斜面７ｃに固着して 外方傾斜させたから、金属製案内パイプ９内を挿通する導電材（３ａ）は側方へ 延出することとなり、案内パイプ９の案内作用によりリード線１０又はこれに外 嵌する保護パイプ１２は点火プラグＴの側方へ離間して引出され、このため点火 プラグＴの締付け工具は、リード線１０又はこれに外嵌される保護パイプ１２と 衝接することはなく、点火プラグＴの取付け作業を容易に施し得ることとなる優 れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る圧電センサＳの取付け状
態を示す縦断正面図である。

【図２】図１の部分切欠平面図である。

【図３】金属製外皮７に案内パイプ９を固着する前の圧
電センサＳの縦断側面図である。

【図４】圧電センサＳの底面図である。

【図５】従来の実施例に係るシリンダ内圧力検出装置を
概略的に示した縦断正面図である。

【符号の説明】

Ｓ 圧電センサ Ｒ プラグ装着孔 ｒ₁ プラグ挿入孔 ｒ₂ プラグ座 １ 集積体 ２ 圧電素子 ５，６ 金属リング ７ 金属製外皮 ７ｃ 傾斜面 ８ 引出し孔 ９ 案内パイプ １０ 信号搬送用リード １２ 保護パイプ ｓ 間隙 α 回り止め周縁

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周壁を内周壁に対して偏心させて、外
   周壁の周部に径方向へ張出す回止め周縁を形成した金属
   製外皮により、少なくとも環状圧電素子と、最下部に配
   置される偏心リング板とを含む集積体を包み込んで金属
   製外皮の繋ぎ目を偏心リング板の下面に位置させてな
   り、シリンダヘッドのプラグ装着部に形成されたプラグ
   座と点火プラグとの間に挟圧保持されてシリンダ内圧力
   を検出する環状圧電センサにおいて、 集積体の周縁と外周壁の内面との間に生ずる間隙に位置
   する金属製外皮の上隅部に外方へ下降傾斜する傾斜面を
   形成し、該傾斜面に引出し孔を形成して、該引出し孔に
   出力信号を取り出すための導電材が挿通する金属製案内
   パイプを前記傾斜面に固着して、該案内パイプを外方へ
   傾斜させて配設したことを特徴とする環状圧電センサ。