JPH11201813A - ノッキング検出センサの取付けアダプタ及びそれを用いたノッキング検出センサユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同じノックセンサを、大きさが異なる各種取
付ねじ孔に対応できるようにするノッキング検出センサ
の取付けアダプタを提供する。 【解決手段】 ノッキング検出センサの取付けアダプタ
５０は、板状のセンサ受け部５５と、その一方の板面に
ノッキング検出センサ４０を密着形態で着脱可能に装着
するセンサ取付け手段５１と、センサ受け部５５の反対
側の板面から突出する形態でこれと一体的に形成され、
内燃機関の取付け部３０の取付けねじ孔３１にねじ込ま
れる取付けねじ部５３とを備え、センサ受け部５５を介
してノッキングセンサ４０を内燃機関の取付け部３０に
対して取り付けることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

【０００１】本発明は、ノッキング検出センサの取付け
アダプタ及びそれを用いたノッキング検出センサユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関において発生
するノッキングを、圧電素子を用いて検出するノッキン
グ検出センサ（以下、ノックセンサともいう）が広く用
いられている。このようなノックセンサの取付け形態の
一つとして、ノックセンサの主体金具を貫通して形成さ
れた挿通孔にボルトを挿通し、これを内燃機関側の取付
ねじ孔に対しねじ込むことにより取り付ける方式のもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ノック
センサの取付け形態においては、内燃機関側の取付けね
じ孔の大きさが機関の種類によって異なることがある。
そして、取付ねじ孔の大きさが変化すると、センサの取
付け用のボルトの大きさもこれに合わせて変更する必要
がある。しかしながら、センサ側のボルト挿通孔の大き
さは特定サイズのボルトに合わせて設定されており、異
径のボルトの挿通は不可能であるか、あるいは挿通はで
きてもがたつきが生ずるなどして、正常にセンサを取り
付けることができなかった。その結果、同じ仕様のノッ
クセンサであっても、取付ねじ孔の大きさに合わせてボ
ルト挿通孔の内径を異ならせたものを多数用意しなけれ
ばならず不経済であり、製造能率も悪い問題があった。

【０００４】本発明の課題は、同じノックセンサを、大
きさが異なる各種取付ねじ孔に対応できるようにするノ
ッキング検出センサの取付けアダプタと、それを用いた
ノッキング検出センサユニットとを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために本発明のノッキング検出センサの取付
けアダプタは、板状のセンサ受け部と、その一方の板面
にノッキング検出センサを密着形態で着脱可能に装着す
るためのセンサ取付け手段と、センサ受け部の反対側の
板面から突出する形態でこれと一体的に形成され、内燃
機関の取付け部の取付けねじ孔にねじ込まれる取付けね
じ部とを備え、センサ受け部を介してノッキングセンサ
を内燃機関の取付け部に対して取り付けることを特徴と
する。

【０００６】また、本発明のノッキング検出センサユニ
ットは、上記取付けアダプタと、センサ取付け手段によ
りセンサ受け部に装着されるノッキング検出センサとを
備え、取付けアダプタを介してノッキング検出センサが
内燃機関の取付け部に対して取り付けられるようにした
ことを特徴とする。

【０００７】上記本発明の構成によれば、取付けアダプ
タを取付けねじ部の大きさの異なるものに交換すること
で、同じノッキング検出センサを大きさが異なる取付ね
じ孔に対して取り付けることができるようになる。これ
により、取付ねじ孔の大きさが異なるだけで、専用のノ
ッキング検出センサを別途用意する必要がなくなり、経
済的である。

【０００８】ノッキング検出センサは、例えば取付けボ
ルトを挿通するための挿通孔を有したものとすることが
できる。この場合、センサ取付け手段は、センサ受け部
の一方の板面から突出するとともに、ノッキング検出セ
ンサ側の挿通孔に挿通される挿通軸部を有し、取付けね
じ部は、その挿通軸部とは異なる軸径を有するものとす
ることができる。これにより、ノッキング検出センサの
挿通孔を利用して取付けアダプタをこれに装着すること
ができ、しかも該挿通孔とされるべきボルトの寸法と合
わない取付けねじ孔に対しても、ノッキング検出センサ
を確実に取り付けることが可能となる。

【０００９】より具体的には、センサ取付け手段におい
て、挿通軸部はセンサ受け部と一体に形成され、ノッキ
ング検出センサを挿通孔において貫いて先端を突出させ
るとともに、その突出部に形成されたねじ部にナット部
材を螺合させてこれをノッキング検出センサ側に締め込
むことにより、該ノッキング検出センサがセンサ受け部
に装着される構成とすることができる。ナット部材によ
り、取付けアダプタに対しノッキング検出センサを一層
確実に固定することができ、その着脱操作も容易であ
る。

【００１０】本発明においては、ノッキング検出センサ
のセンサ受け部との当接面、センサ受け部のノッキング
検出センサとの当接面、及びセンサ受け部の内燃機関の
取付け部との当接面の少なくともいずれかを、内側部が
外側部よりも引っ込むテーパ面状とすることができる。
本発明の構成においては、内燃機関で発生するノッキン
グの振動が、センサ受け部を介してノックセンサに伝達
されるのであるが、その各当接面の少なくともいずれか
を上述の形状とすることにより、当接面の外縁部に浮き
が生じにくくなり密着性が向上するので、ノッキングの
発生を高精度で確実に検出することができる。

【００１１】ここで、ノッキング検出センサは、非共振
型ノッキング検出センサとすることができる。具体的に
は、下端側にフランジ状の受け部が形成された筒状の主
体金具に対しリング状の圧電素子を外挿し、その一方の
面を上記フランジ状の受け部によって支持するととも
に、ワッシャ状の押さえ部材を介して主体金具の外周面
に螺合するナット部材を他方の面側に締め込んで、これ
を上記受け部とナット部材との間で挟圧・保持した構造
とすることができる。

【００１２】このような構造の非共振型ノッキング検出
センサは、特定の共振周波数を有さない比較的平坦な出
力特性を示し、ノッキングに対応する周波数帯域のセン
サ出力をバンドパスフィルタを用いて抽出することによ
り検出がなされる。この場合、その検出原理から推察さ
れる通り、その出力周波数特性がなるべく平坦であるこ
とが望ましい。そこで、前述の当接面を内側に引っ込む
テーパ面状として、外縁部に浮きを生じにくくすれば、
センサ出力に共振点が生じにくくなり、平坦な出力周波
数特性が安定して得られるようになる。

【００１３】なお、共振防止の観点においては、センサ
受け部の内燃機関の取付け部との当接面をテーパ面状に
形成しておくことが特に望ましい。

【００１４】次に、取付けアダプタは、センサ受け部の
外周面に、少なくとも１組の互いに略平行な工具係合面
を形成しておくことができる。これにより、センサ受け
部の外周面を利用してスパナ等の工具により、取付けア
ダプタひいてはノックセンサを取付け部に対して容易に
取り付けることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の
一実施例たるノッキング検出センサユニット（以下、単
にセンサユニットともいう）１の断面構造を示してい
る。該センサユニット１は、合成樹脂製ケース（以下、
単にケースともいう）２、主体金具５、圧電素子板８、
接続端子部２２等を有するノッキング検出センサ（以下
ノックセンサともいう）４０と取付けアダプタ５０とを
含んで構成されている。

【００１６】ノックセンサ４０のケース２は、円筒状に
形成された本体部３と、その側面から側方に張り出すよ
うにしてこれと一体に形成された筒状部２５とを有し、
例えば組立後の主体金具５及び圧電素子板８等と一体射
出成形することにより形成されている。

【００１７】主体金具５は、自身の軸方向において挿通
孔６が形成された円筒状の挿通部７と、ノックセンサ４
０の底面側となる端部において挿通部７と一体に形成さ
れ、該挿通部７の周方向に沿って外向きに張り出すフラ
ンジ部１０とを有している。フランジ部１０は、圧電素
子板８に対向するリング状の端面において、圧電素子板
８の下面を支持する支持面１１とされる一方、支持面１
１と反対側の端面が前述のセンサ側対向面３５とされて
いる。

【００１８】挿通部７の先端部外周及びフランジ部１０
の外周には、軸方向に沿って複数の凹凸部７ａ及び１０
ａ（例えば、周方向に沿う円環状の凸条部）がそれぞれ
形成されており、射出成形されたケース２の構成樹脂を
ここに入り込ませてその結合強度を向上させる働きをな
している。さらに、挿通部７の中間部よりもやや上側に
は、凹凸部７ａの下側において周方向に沿ってねじ部１
３が形成されている。

【００１９】圧電素子板８は偏平軸対称形状、例えば偏
平円板状に形成され、その中央には自身を厚さ方向（軸
方向）に貫通する孔部８ａを有して全体がリング状に形
成されている。該圧電素子板８は、軸方向両端面に電極
板９ａ，９ｂが配置され、その状態で主体金具５の挿通
部７に対し孔部８ａにおいて外挿される。また、主体金
具５の挿通部７には、さらに、絶縁板１６、錘１７及び
ワッシャ１８がこの順序で外挿され、圧電素子板８上に
積層されている。また、挿通部７の外周面にはねじ部１
３が形成されており、これに螺着されたナット部材２０
とフランジ部１０との間で、上記各部材９ｂ，８，９
ａ，１６，１７，１８が挟圧・保持されている。これに
より、圧電素子板８は、その電極板９ｂ側の端面におい
て、フランジ部１０の支持面１１により支持されること
となる。

【００２０】圧電素子板８からの出力は接続端子部２２
により取り出される。該接続端子部２２は、図３に示す
ように、例えば２本の端子金具２２ａ，２２ｂにより構
成される。各端子金具２２ａ，２２ｂは、その一端側
が、それぞれ対応する電極板９ａ，９ｂに対し内蔵抵抗
２４を介して接続される一方、他端側は、図１に示すよ
うに、ケース２を貫いて前述の筒状部２５内に突出した
形で設けられており、該筒状部２５とともにコネクタ部
２３を形成している。そして、そのコネクタ部２３に雌
カプラ２７が嵌着されることにより、接続端子部２２と
図示しない回路部とが電気的に接続されることとなる。

【００２１】フランジ部１０の底面は、ねじ挿通孔とな
る挿通孔６の一端が開口することでドーナツ状の形態と
されている。また、圧電素子板８は、軸断面の外周縁及
び内周縁がほぼ同心円形態のリング状をなし、円筒状の
挿通部７に外装されていることから、該挿通部７の端部
外周に同心的に形成されたフランジ部１０の中心軸線
は、圧電素子板８の中心軸線Ｏとほぼ一致する形となっ
ている。

【００２２】次に、取付けアダプタ５０は、図４に示す
ように、板状のセンサ受け部５５と、そのセンサ受け部
５５の一方の板面から突出する形でこれと一体に形成さ
れ、ノックセンサ４０の主体金具５の挿通孔６に挿通さ
れる挿通軸部５１と、センサ受け部５５の反対側の板面
から突出してこれと一体化され、挿通軸部５１と同心的
かつこれよりも径大に設けられた取付ねじ部５３とを有
するアダプタ本体５０ａと、挿通軸部５１の先端部に形
成されたナット取付ねじ部５１ａに螺合するナット部材
５２を有する。

【００２３】図１に示すように、取付けアダプタ５０
は、ノックセンサ４０の挿通孔６に対して底面側から挿
通軸部５１を挿通し、その状態で挿通軸部５１の先端に
ナット部材５２を螺合させ、これをノックセンサ４０に
向けて締め込むことにより、ノックセンサ４０をナット
部材５２とセンサ受け部５５との間で挟み付けて保持す
る。そして、図２に示すように、この状態で内燃機関の
取付け部３０の取付ねじ孔３１に取付ねじ部５３をねじ
込むことにより、ノックセンサ４０を該取付け部３０に
固定する役割を果たす。

【００２４】センサ受け部５５は、図４（ｂ）及び
（ｃ）に示すように外周面が、例えば３組の略平行面か
らなる六角柱面形状とされており、当該取付けアダプタ
５０を上記取付け部３０（図２）に取り付ける際の工具
係合面５５ａとして機能するようになっている。また、
センサ受け部５５の挿通軸部５１側の板面には、ノック
センサ４０のセンサ側対向面３５と当接する受け突出部
５６が、挿通軸部５１の軸線回りにおいて半径方向に所
定幅で円環状に突出して形成されている。該受け突出部
５６のセンサ受け面は、外縁側よりも内縁側が引っ込む
ようにその半径方向に傾斜するテーパ面５６ａとされて
おり、図５に示すように、挿通軸部５１の軸線Ｏと直交
する面を基準面Ｍとして、その基準面Ｍに対する半径方
向の傾斜角度θが例えば０〜１°の範囲で調整されてい
る。

【００２５】また、センサ受け部５５の取付ねじ部５３
側の板面には、内燃機関側の取付面３０ａ（図２）と当
接する取付部側突出部５７が、取付ねじ部５３の軸線回
りにおいて半径方向に所定幅で円環状に突出して形成さ
れている。なお、取付部側突出部５７の当接面も上記受
け突出部５６と同様に、外縁側よりも内縁側が引っ込む
ようにその半径方向に傾斜するテーパ面５７ａとされて
おり、図５に示すように、取付ねじ部５３の軸線Ｏと直
交する面を基準面Ｎとして、その基準面Ｎに対する半径
方向の傾斜角度θが例えば０〜１°の範囲で調整されて
いる。なお、図５においては説明の便宜上、テーパ面５
６ａ、５７ａの傾斜角度を誇張して示している。

【００２６】このような取付けアダプタ５０は、以下の
ようにして使用する。まず、図６に示すように、取付ね
じ部５３を内燃機関の取付ねじ孔３１にねじ込み、取付
面３０ａに取付部側突出部５７が圧接された状態とす
る。そして、ノックセンサ４０を挿通孔６において挿通
軸部５１の外側から差し込み、センサ側対向面３５を受
け突出部５６に当接させる。この状態で、挿通軸部５１
の先端側においてナット部材５２をねじ部５１ａにねじ
込むことで、ノックセンサ４０は、ナット部材５２とセ
ンサ受け部５５との間で挾圧・保持された状態で取付け
部３０に取り付けられる。なお、取付けアダプタ５０に
予めノックセンサ４０を取り付けておいてから、取付ね
じ部５３を取付ねじ孔３１にねじ込むようにしてもよ
い。

【００２７】このようにして取り付けられたノックセン
サ４０は、ノッキングに伴い発生する振動が、センサ受
け部５５及び主体金具５を介して圧電素子板８に伝達さ
れると、圧電素子板８は、その振動を圧電効果により電
気信号に変換して、接続端子部２２からケーブルを介し
て図示しない回路部へ出力する。該センサ４０の出力信
号を検出する回路部には、バンドパスフィルタ（図示せ
ず）が設けられ、ノッキングに対応する周波数帯域の信
号のみが検出されることとなる。

【００２８】上記ノックセンサ４０は、一般には図１０
に示すように、取付ねじ孔３１に対し、主体金具５の挿
通孔６にボルト３３を挿通してねじ込むことにより取り
付けられる。ところが、取付ねじ孔３１の内径は、内燃
機関の種類によって異なることがあり、例えば取付ねじ
孔３１が大径である場合は、大径のボルトを用いなけれ
ばセンサ４０の取付けができない。しかしながら、セン
サ４０側の挿通孔６の内径は特定のボルト外径に合わせ
て設定されており、上述のような大径のボルトの挿通ひ
いてはセンサの取付けができない場合が多い。

【００２９】これに対し、図２に示すように、本発明の
センサユニット１によれば、ねじ部材の軸径がノックセ
ンサ４０側と取付け部３０側とでそれぞれ異なる取付け
アダプタ５０を用い、この取付けアダプタ５０を介して
ノックセンサ４０を取り付ける構成とした。これによ
り、内燃機関の種類により取付け部３０の取付ねじ孔３
１の径が異なる場合でも、問題なくその取付けを行うこ
とができる。

【００３０】また、図４に示すように、本発明の取付け
アダプタ５０は、センサ受け部５５の受け突出部５６と
取付部側突出部５７がそれぞれ外縁側よりも内縁側が引
っ込むテーパ面５６ａ，５７ａとされている。これによ
り、センサユニット１の取付状態において、受け突出部
５６とセンサ側対向面３５、及び取付部側突出部５７と
取付面３０ａとのそれぞれの密着性がより向上し、取付
けアダプタ５０を介したノックセンサ４０のノッキング
の検出精度を高めることができる。

【００３１】なお、取付けアダプタ５０の受け突出部５
６と取付部側突出部５７とは、その一方にのみテーパ面
を形成するようにしてもよい。この場合、ノッキングの
検出精度を高める観点においては、取付部側突出部５７
の受け面をテーパ面とするのがよい。また、図７に示す
ように、ノックセンサ４０のセンサ側対向面３５（フラ
ンジ部１０の底面）を同様のテーパ面とする場合、受け
突出部５６と取付部側突出部５７のいずれにもテーパ面
を形成しない構成も可能である。

【００３２】また、ノックセンサ４０のフランジ部１０
は、圧電素子板８に対向するリング状の上端面（支持
面）１１を、その外縁側よりも内縁側が引っ込むように
その半径方向に傾斜するテーパ面としてもよい。これに
より、その出力特性に共振点がより生じにくくなり、ノ
ッキングをさらに高精度で確実に検出することができ
る。

【００３３】なお、センサ受け部５５の工具係合面５５
ａは六角形状に限らず、図８（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うに四角形状あるいは八角形状等、その他の多角形状と
することも可能である。また、図８（ｃ）に示すよう
に、センサ受け部５５を略円形断面とし、その外縁部を
一部切り欠く形態で平行面状の工具係合面５５ａを１組
形成するようにしてもよい。

【００３４】また、取付けアダプタ５０において、取付
ねじ部５３の軸径を、挿通軸部５１の軸径より小さくす
ることも可能である。

【００３５】また、取付けアダプタ５０は図９に示すよ
うに、ナット部材５２を省略し、挿通軸部５１を、セン
サ受け部５５にねじ込まれるボルト状に構成することが
できる。この場合、センサ受け部５５に対し、取付ねじ
部５３とは反対側の板面に開口する雌ねじ部５５ｃを形
成する一方、ノックセンサ４０の挿通孔６に挿通軸部５
１を差し込んで、その先端部を雌ねじ部５５ｃにねじ込
むようにする。これにより、ノックセンサ４０は、挿通
軸部５１の頭部５１ｂと受け突出部５６との間で保持さ
れることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノッキング検出センサユニットの一例
を示す側面断面図。

【図２】図１のノッキング検出センサユニットの取付状
態を示す概念図。

【図３】圧電素子板の接続端子部との接続方法を簡略に
示す概念図。

【図４】取付けアダプタの側面断面図、Ａ−Ａ断面図及
び底面図。

【図５】取付けアダプタの要部を誇張して示す説明図。

【図６】ノッキング検出センサユニットの取付方法の一
例を示す説明図。

【図７】ノッキング検出センサユニットの変形例を示す
側面部分断面図。

【図８】取付けアダプタにおける操作部の変形例を示す
概念図。

【図９】取付けアダプタの変形例を示す説明図。

【図１０】ノッキング検出センサの一般的な取付状態を
示す説明図。

【符号の説明】

１ ノッキング検出センサユニット ３０ 取付け部 ３１ 取付けねじ孔 ４０ ノッキング検出センサ ５０ 取付けアダプタ ５１ 挿通軸部 ５２ ナット部材 ５３ 取付けねじ部 ５５ センサ受け部 ５５ａ 工具係合面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状のセンサ受け部と、その一方の板面
   にノッキング検出センサを密着形態で着脱可能に装着す
   るセンサ取付け手段と、前記センサ受け部の反対側の板
   面から突出する形態でこれと一体的に形成され、内燃機
   関の取付け部の取付けねじ孔にねじ込まれる取付けねじ
   部とを備え、前記センサ受け部を介して前記ノッキング
   センサを前記内燃機関の取付け部に対して取り付けるこ
   とを特徴とするノッキング検出センサの取付けアダプ
   タ。
2. 【請求項２】 前記センサ取付け手段は、前記センサ受
   け部の一方の板面から突出するとともに、前記ノッキン
   グ検出センサ側の挿通孔に挿通される挿通軸部を有し、
   前記取付けねじ部は、その挿通軸部とは異なる軸径を有
   するものである請求項１記載の取付けアダプタ。
3. 【請求項３】 前記センサ取付け手段において、前記挿
   通軸部は前記センサ受け部と一体に形成され、前記ノッ
   キング検出センサを前記挿通孔において貫いて先端を突
   出させるとともに、その突出部に形成されたねじ部にナ
   ット部材を螺合させてこれを前記ノッキング検出センサ
   側に締め込むことにより、該ノッキング検出センサが前
   記センサ受け部に装着される請求項２記載の取付けアダ
   プタ。
4. 【請求項４】 前記センサ受け部の前記ノッキング検出
   センサとの当接面及び前記内燃機関の取付け部との当接
   面の少なくともいずれかが、内側部が外側部よりも引っ
   込むテーパ面状とされている請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の取付けアダプタ。
5. 【請求項５】 前記センサ受け部の外周面には、少なく
   とも１組の互いに略平行な工具係合面が形成されている
   請求項１ないし４のいずれかに記載の取付けアダプタ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の取
   付けアダプタと、前記センサ取付け手段により前記セン
   サ受け部に装着される前記ノッキング検出センサとを備
   え、 前記取付けアダプタを介して前記ノッキング検出センサ
   が前記内燃機関の取付け部に対して取り付けられるよう
   にしたことを特徴とするノッキング検出センサユニッ
   ト。
7. 【請求項７】 前記ノッキング検出センサの前記センサ
   受け部との当接面、前記センサ受け部の前記ノッキング
   検出センサとの当接面、及び前記センサ受け部の前記内
   燃機関の取付け部との当接面の少なくともいずれかが、
   内側部が外側部よりも引っ込むテーパ面状とされている
   請求項６記載のノッキング検出センサユニット。