JPH056504Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関のシリンダー壁等に固結し
て、該シリンダー内のノツキングの発生を検出す
るのに用いられる共振型ノツクセンサに関する。

〈従来技術〉 この種ノツクセンサは、共振用金属薄板のすく
なくとも一面に圧電素子を一体的に貼着してなる
振動感知部材を、機関取付用のケース内の支持し
てなるものであり、前記振動感知部材の固有共振
周波数を、ノツキング振動波の周波数に一致させ
ることにより、ノツキングの発生に伴つて圧電素
子を良好に振動させ、該振動に伴い最大出力を発
生させるようにしてなるものである。

この共振型ノツクセンサは、非共振型ノツクセ
ンサに比して出力が高く、しかもバンドパスフイ
ルタが不要である利点を有し、広く市場に供され
ている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 この共振型ノツクセンサは、共振現象を利用し
ているために、パルス応答性が悪く、このため、
エネルギーの微小なノツキングや、高回転ノツク
に対しては、充分な出力を得ることができないば
かりではなく、高回転時のノツク検出に際してリ
ンギングを生じＳ／Ｎ比を低下する。またエンジ
ンの条件変動に伴うノツキング周波数の変化に対
しても追随することがない等の諸欠点を有する。

本考案は、この種共振型ノツクセンサにあつ
て、その利点を損なわない範囲で、広帯域の周波
数特性を実現することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、共振用金属薄板の一面に環状圧電素
子を貼着してなる振動感知部材を、中心位置で機
関取付用のケース内に支持してなるものにおい
て、 前記共振用金属薄板の他面中心に円形支持面を
環状圧電素子と同心状に当接し、その周縁を該金
属薄板の振動節とするとともに、環状圧電素子の
内径を円形支持面の外径よりも小さくし、その内
端縁を該振動節よりも内方に位置させたことを特
徴とするものである。

〈作用〉 振動感知部材を、その中心位置で、円形支持面
により支持しながら固定すると、円形支持面の周
縁を振動節とする振動モードが発生する。ところ
が、上述の構成にあつては、該振動節の位置を内
方へ越える環状圧電素子の内端縁により、該振動
節での屈曲振動が機械的に抑制される。これは共
振尖鋭度Ｑの低下を意味するから、振動の立上が
り及び立下がりに対する応答が早くなる。そして
これにより共振周波数帯或が広がり、パルス応答
が改善される。

〈実施例〉 第１図について、本考案を適用する共振型ノツ
クセンサの一般的な構成を説明する。

２は、下面にシリンダー壁Ｗに螺合する取付ボ
ルト３を突設された凹状の螺装体であつて、キヤ
ツプ４を被着することにより、内部に取付空隙５
を備えたケース１が構成される。前記螺装体２の
底面には螺子孔６が設けられ、該螺子孔６には絶
縁材料からなる有孔保持ボルト７が螺着される。
前記保持ボルト７は、その中心に形成した螺子孔
８に上方から段付螺子杆９が螺着している。

１１は、中心部に透孔１２を形成した環状の金
属薄板であつて、その上面に環状圧電素子１３が
貼着され、振動感知部材１０が構成される。さら
に詳しくは、例えば、外径21mm、厚み0.25mmのFe
−Ni合金板の中央部に内径３mmの透孔１２を形
成してから、外径16mm、内径５mm、厚み0.25mmの
環状圧電素子１３を貼り付けて構成される。

そして、この振動感知部材１０は、金属薄板１
１の中心部の上下に、環状座金１４，１５を同心
状に配置し、透孔１２及び座金１４，１５の孔に
螺子杆９を挿通して、螺子杆９の段部９ａで係止
し、螺子杆９にナツト１６を螺合して、これを緊
締することにより、保持ボルト７の上部に保持さ
れる。

前記キヤツプ４には、アース端子１７と、出力
用リード線１８を通すコネクタ１９，１９が挿通
され、その下端を前記キヤツプ４の内底面に形成
した凹溝２０内に臨ませている。そして前記アー
ス端子１７を金属薄板１１と電気的に接続された
上部の座金１４に接続し、出力用リード線１８を
圧電素子１３の電極に接続するようにしている。

かかる構成にあつて、ノツキングが生じると、
シリンダー壁Ｗに追従してケースが振動し、金属
薄板１１が湾曲振動し、該薄板上の圧電素子１３
に湾曲歪が与えられる。このため該歪量に略比例
する出力信号がリード線１８から取出される。

次に、上述の、下部座金１５の構成につきさら
に説明する。

前記下部座金１５は、環状圧電素子１３の内径
よりも大きな外径を有し、本考案に係る円形支持
面を構成している。また、上部座金１４は、前記
環状圧電素子１３に内径以内の外径としている。
このため、前記振動感知部材１０は、下部座金１
５の周縁を振動節ｎとしたベンデイング振動モー
ドにより共振する。

ところが、前記環状圧電素子１３の内端縁１３
ａは、前記下部座金１５の周囲の振動節ｎを内方
へ越えているために、この内端縁１３ａは、振動
節ｎ位置を実質的に肉厚化し、これが金属薄板１
１の屈曲に対して機械的抵抗となり、振動感知部
材１０の共振尖鋭度Ｑが低下する。

第３図は前記実施例による本考案のノツクセン
サの周波数特性Ｘと、下部座金１５の外径を圧電
素子１３の内径よりも小さくして、上記座金１４
の外径と略同径に設定した従来ノツクセンサの周
波数特性Ｙとを示し、この図にあつて、共振点よ
り3dB下がつた周波数帯域幅は、本考案のものが
300Hzであるのに対し従来のものは200Hzであり、
本考案の改善効果が認められた。

前記実施例の構成は、円形支持面を下部座金１
５の当接面で構成したが、これを除去して、段部
９ａを拡径することにより、該段部９ａの当接面
を、その周囲に振動節ｎを生じる円形支持面とし
てもよい。その他、種々の円形支持面の構成を提
供しうる。

〈考案の効果〉 本考案は、上述のように、金属薄板１１を支持
する円形支持面（下部座金１５）の外径を環状圧
電素子１３の内径よりも大きくし、環状圧電素子
１３の内端縁１３ａが、円形支持面（下部座金１
５）周囲の振動節ｎを内方へ越えるようにしたか
ら、該内端縁１３ａにより金属薄板１１の振動に
対し、機械的抵抗が付与され、このため、振動感
知部材１０の共振尖鋭度Ｑが低下する。そして、
これにより、周波数帯或が拡大して、微小ノツク
や、高回転ノツクに対しても適正な出力を生じる
とともに、エンジンの条件が変動しても、そのノ
ツク周波数変化に対応できて振動感知部材１０の
変更を要しない等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の実施例を示し、第１図はノ
ツクセンサの縦断側面図、第２図は要部の側面
図、第３図は周波数特性図である。 １……ケース、９……螺子杆、１０……振動感
知部材、１１……金属薄板、１３……環状圧電素
子、１３ａ……内端縁、１５……下部座金、ｎ…
…振動節。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 共振用金属薄板の一面に環状圧電素子を貼着し
   てなる振動感知部材を、中心位置で機関取付用の
   ケース内に支持してなるものにおいて、 前記共振用金属薄板の他面中心に円形支持面を
   環状圧電素子と同心状に当接し、その周縁を該金
   属薄板の振動節とするとともに、環状圧電素子の
   内径を円形支持面の外径よりも小さくし、その内
   端縁を該振動節よりも内方に位置させたことを特
   徴とする共振型ノツクセンサ。