JPH11173907A - 環状振動検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品数が少なく構造が簡単で、製作費を安価に
でき、組付けが簡単で、取付け性にも優れる環状振動検
出器を提供する。 【解決手段】環状振動検出器１は、内周壁２ａと底壁２
ｂと外周壁２ｃとを有するケース２と、ケース２内に形
成された環状の収容部５と、この収容部５に収容された
環状の圧電素子３と正極端子板６と絶縁板７と負極端子
板８と、内周壁２ａに圧入により外嵌固着された環状の
ウェイト４とを備えており、ケース２に伝わる振動をウ
ェイト４を介して圧電素子３に伝達し、圧電素子３によ
り電気信号に変換して出力して振動を検出するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、ノックセンサ等
に適用される環状振動検出器に関し、構造を簡単化し簡
単に製作可能にし、部品数を削減して製作費を安価にし
たものに関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、車両のエンジンにおけるノッキ
ングに起因するエンジン振動を検出する為の環状振動検
出器であって、環状の圧電素子を介して振動を電気信号
に変換するように構成した種々の環状振動検出器が実用
に供されている。例えば、特開昭５９−９４０３０号公
報（公報１）には、立向きの内筒と外筒間の環状空間の
中段部に環状の圧電素子を組み込み、その圧電素子の上
下両側に１対の環状の緩衝板を配置し、内筒の上下両端
と外筒の上下両端とをかしめ加工することで、１対の緩
衝板を固定してなる環状振動検出器が記載されている。

【０００３】実開平１−１３２９７２号公報（公報２）
には、厚肉のケースに内周壁と底壁と外周壁とを設け、
ケースの内部に環状の収容部を形成し、この収容部内に
プレートと圧電素子と絶縁シートとウェイトとを積層状
に収容して内周壁にナットを螺合して締結し、その他の
空隙に合成樹脂の充填材を充填してなる環状振動検出器
が記載されている。実公平５−３０１２３号公報（公報
３）には、厚肉状の鍔付きスリーブの外周側に環状の圧
電素子と絶縁板と錘りと皿バネとを外嵌し、スリーブに
螺合したナットで皿バネを所定の変形状態に押え、それ
らの外周側を合成樹脂の充填材でモールドしてなる環状
振動検出器が記載されている。

【０００４】特開平５−１５７６５２号公報（公報４）
には、内周壁と底壁と内周壁に対して偏心した外周壁と
を備えるとともに内部に環状の収容部を有するケースを
設け、その収容部に環状の金属製のリング板と圧電素子
と絶縁板と金属製の偏心リング板とを組み込んでから、
内周壁の上端部を外側へかしめると共に外周壁の上端部
を内側へかしめることで、収容部内の諸部品を固定して
なる環状振動検出器が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 公報１の振動検出器
では、内筒と外筒とが別体品であるので部品数が増え、
製作が複雑化するし、内筒と外筒の上下両端部をかしめ
加工するため製作が複雑化し、製作費が高価になる。公
報２の振動検出器では、ブッシュにナット締結用のネジ
が形成されているので製作が複雑化するし、ブッシュと
ケースとが別体品であるので部品数が増え、製作費が高
価になる。公報３の振動検出器では、スリーブにナット
締結用のネジが形成されているのでその製作費が高価に
なり、振動検出器面の外周面に合成樹脂の充填材が露出
しているため高温環境で使用中に劣化の虞がある。

【０００６】公報４の振動検出器では、ケース内に合成
樹脂の充填材を充填していないので、防水性と耐久性に
欠けるし、また、ケースの内周壁と外周壁とが偏心し、
環状の圧電素子を収容するためケースの内部にデッドス
ペースが多く振動検出器が大型化する。本発明の目的
は、部品数が少なく構造が簡単で、製作費を安価にで
き、組付けが簡単で、取付け性にも優れる環状振動検出
器を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 請求項１の環状振動検
出器は、圧電素子により振動を検出する振動検出器にお
いて、立向きの内周壁と水平な底壁と立向きで内周壁と
同心の外周壁とを備えるとともに上端開放の環状の収容
部を有し金属板を成形加工してなるケースと、前記収容
部の底部に収容された環状の圧電素子と、前記収容部内
で圧電素子の上側に配設され且つ前記ケースの内周壁に
圧入により外嵌固着された環状のウェイトと、前記収容
部のうちの空隙部に充填された樹脂充填材とを備えたも
のである。

【０００８】この振動検出器で振動を検出する際、ケー
スを介してウェイトに振動が伝播すると、ウェイトの振
動が圧電素子に伝達され、圧電素子により電気信号に変
換されるので振動を検出することができる。ケースの内
周壁に圧入により外嵌固着された環状のウェイトで圧電
素子を押えるので、押え荷重が安定し振動検出性能が安
定する。ナットや皿バネ等を使用せず、ウェイトを圧入
して圧電素子を押える構造としたので、部品数を削減で
き、構造が簡単化する。ケースとして金属板を成形加工
してなる一体品を適用でき、またカシメ部を形成する必
要がないので、製作費を安価にすることができる。組付
けの際、ウェイトをケースに上方から圧入するだけなの
で組付けが簡単化し、生産性が向上する。内周壁と外周
壁とが同心であるため、収容部内のデッドスペースを小
さくして小型化できる。

【０００９】請求項２の環状振動検出器は、請求項１の
発明において、前記内周壁と外周壁と樹脂充填材の上端
面は同一面となるように構成されたことを特徴とするも
のである。この振動検出器を部材と部材の間に装着して
取付けるような場合に、上面側の取付け面が広いので安
定性よく取付けることができる。その他、請求項１と同
様の作用を奏する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。本実施形態は、自動車
用エンジンのノッキングを検出する為の環状振動検出器
に本発明を適用した場合の一例である。図１、図２に示
すように、環状振動検出器１は、鋼板等の金属板を複数
のプログレッシブ金型を用いてプログレッシブ成形加工
してなるケース２、圧電素子３、金属製のウェイト４、
合成樹脂製の充填材１２（樹脂充填材に相当する）等を
備え、ケース２に伝わる振動をウェイト４を介して圧電
素子３に伝達し、圧電素子３により電気信号を変換して
出力し、振動を検出するものである。

【００１１】前記ケース２は、立向きの円筒状の内周壁
２ａと、底壁２ｂと、立向きで内周壁２ａと同心の円筒
状の外周壁２ｃと、この外周壁２ｃの上端部に形成され
たハーネス支持部２ｄとを一体成形したものであり、そ
の内部に上端が開放された環状の収容部５が形成されて
いる。このケース２は金属板を成形加工して容易に形成
される。環状の圧電素子３は、収容部５内で底壁２ｂの
上面に位置するように収容され、内周壁２ａの外側に隙
間を空けて配設されている。圧電素子３の上面の全面に
亙って環状の正極端子板６と絶縁板７と負極端子板８と
が順に積層されている。

【００１２】収容部５内には正極端子板６の端子部６
ａ，６ｂと、負極端子板８の端子部８ａ，８ｂと、端子
部６ｂ，８ｂ間に接続された抵抗器９とが配設され、端
子部６ａ，８ａに接続されたハーネス１０がハーネス支
持部２ｄにて固定具１１により固定され、外部に延びて
いる。

【００１３】収容部５内において負極端子板８の上面に
金属製の環状のウェイト４が配設され且つケース２の内
周壁２ａに圧入により外嵌固着され、圧電素子３に所定
の圧縮力を付加した状態になっている。ウェイト４は、
その内径や諸寸法を適切に設定することでウェイト４と
内周壁２ａとの間に作用する摩擦力を十分大きく設定し
て内周壁２ａに対して上方から押し込んで圧入され外嵌
固着されている。収容内部５内のうちの空隙部には軟質
のエポキシ系合成樹脂の充填材１２が充填され、内周壁
２ａと外周壁２ｃと充填材１２の上端面は同一面となる
ように高さを揃えて構成されている。

【００１４】以上説明した環状振動検出器１の作用、効
果について説明する。この環状振動検出器１は、ノッキ
ング等を検出する為にエンジンのシリンダヘッド等に取
付けられ、ウェイト４で圧電素子３を押え、圧電素子３
に所定の圧縮力を付加した状態で、ケース２を介してウ
ェイト４に振動が伝播すると、ウェイト４の振動が圧電
素子３に伝達され、圧電素子３により電気信号に変換さ
れるので振動を検出することができる。

【００１５】ナットや皿バネ等を使用せず、内周壁２ａ
に圧入したウェイト４で圧電素子３を押えるため、部品
数を削減でき構造が著しく簡単化する。ケース２として
金属板を成形加工してなる一体品を適用でき、また、カ
シメ部を形成する必要がないので、製作費を安価にでき
る。組付けの際、ウェイト４をケース２に上方から圧入
するだけなので組付けが簡単化し、組付けの生産性が向
上する。内周壁２ａと外周壁２ｃとが同心であるため、
収容部５内にデットスペースが無く小型化できる。ま
た、収容部５内に充填材１２を充填してあるため防水性
と耐久性に優れ、充填材１２の外面が底壁２ｂと外周壁
２ｃとで覆われているため、高温環境下で使用しても充
填材１２が劣化する虞がない。

【００１６】また、前記内周壁２ａと外周壁２ｃと充填
材１２の上端面は同一面となるように高さを揃えて構成
したので、この振動検出器１を部材と部材の間に装着し
て取付けるような場合に、上面側の取付け面が広いので
安定性よく取付けることができる。

【００１７】次に、前記環状振動検出器１の種々の変更
形態について説明する。 １）前記環状振動検出器１において、収容部５のうちの
圧電素子３と正極端子板６と絶縁板７と負極端子板８の
内側にも充填材１２を充填してもよい。 ２）前記環状振動検出器１においては、内周壁２ａの上
端よりもウェイト４の上端を低く設定したが、内周壁２
ａの上端とウェイト４の上端とが一致するように構成し
てもよく、内周壁２ａの上端よりもウェイト４の上端が
高く位置するように構成してもよい。

【００１８】３）前記振動検出器１において、外周壁２
ｃの径をより小さく形成して一層小型化してもよい。例
えば、端子部８ａと６ｂとの間及び端子部６ａと８ｂと
の間では、外周壁２ｃが小径側へシフトするように、外
周壁２ｃと底壁２ｂを平面視にて楕円形や長円形に形成
してもよい。 ４）前記振動検出器１において、充填材１２としては、
エポキシ系合成樹脂以外の種々の合成樹脂を適用可能で
ある。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において
種々の変更を付加した形態で実施することができる。

【００１９】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、ナットや皿
バネ等を使用せず、圧電素子の上側に配設され、ケース
の内周壁に圧入により外嵌固着されたウェイトで圧電素
子を押えるため、部品数を削減でき、構造が著しく簡単
化する。ケースとして金属板を成形加工してなる一体品
を適用でき、また、カシメ部を形成する必要がないの
で、製作費を安価にできる。組付けの際、ウェイトをケ
ースに上方から圧入するだけなので組付けが簡単化し、
組付けの生産性が向上する。内周壁と外周壁とが同心で
あるため、収容部内にデットスペースが無く小型化でき
る。また、収容部内に樹脂充填材を充填してあるため防
水性と耐久性に優れ、樹脂充填材の外面が底壁と外周壁
とで覆われているため、高温環境下で使用しても樹脂充
填材が劣化する虞がない。

【００２０】請求項２の発明によれば、前記内周壁と外
周壁と樹脂充填材の上端面は同一面となるように構成し
たので、この振動検出器を部材と部材の間に装着して取
付けるような場合に、上面側の取付け面が広いので安定
性よく取付けることができる。その他、請求項１と同様
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る環状振動検出器の平面
図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【符号の説明】

１ 環状振動検出器 ２ ケース ２ａ 内周壁 ２ｂ 底壁 ２ｃ 外周壁 ３ 圧電素子 ４ ウェイト ６ 正極端子板 ７ 絶縁板 ８ 負極端子板 １２ 充填材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子により振動を検出する振動検出
   器において、 立向きの内周壁と水平な底壁と立向きで内周壁と同心の
   外周壁とを備えるとともに上端開放の環状の収容部を有
   し金属板を成形加工してなるケースと、 前記収容部の底部に収容された環状の圧電素子と、 前記収容部内で圧電素子の上側に配設され且つ前記ケー
   スの内周壁に圧入により外嵌固着された環状のウェイト
   と、 前記収容部のうちの空隙部に充填された樹脂充填材と、 を備えたことを特徴とする環状振動検出器。
2. 【請求項２】 前記内周壁と外周壁と樹脂充填材の上端
   面は同一面となるように構成されたことを特徴とする請
   求項１に記載の環状振動検出器。