JPS61218917A - ノツクセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエンジンのノッキングの有無を判定し点火時期
制御を行うノックコントロールシステム用のノックセン
サに関するものである。

ノックコントロールシステムとは、エンジンブロックの
振動を検出し、その振動波形よりノッキングの有無を判
定し、点火時期制御を行い、燃費を改善するシステムで
ある。

本発明はこのようなノックコントロールシステムにおけ
る振動ピックアップとして用いるノックセンサに関する
ものである。

従来の技術 第１θ図は従来のノックセンサを示している。以下にこ
の従来例の構成について説明する。第１Ｏ図においては
、１は一端が開口した筐体であり、この筐体１の外周面
はボルトのように６面を有する。２は筐体１の下部に一
体に形成されたネージ部であり、このネジ部２がエンジ
ンのネジ穴に螺合される。３は導電性の基板であり、こ
の基板３の一端には複数の凸部４が形成され、また基板
３の他端の中央には円錐台形状の突起５が形成されてい
る。６は基板３および突起５を貫通するように形成され
た孔である。７は金属性の振動板であり、この振動板７
の中心には孔が形成されている。この振動板７は上記基
板３の突起５の先端に溶接されている。８は圧電セラミ
ックであり、この圧電セラミック８の中央には孔が形成
されている。この圧電セラミック８は上記振動板７に接
着されている。９は絶縁体からなるコネクタユニットで
あり、このコネクタユニット９は円筒部ｌＯと基板部１
１とからなり、基板部１１の下面には、上記基板３の凸
部４が嵌合する凹部１２が形成されている。１３はコネ
クタユニット９内に固定されたターミナルであり、この
ターミナル１３の一端より下方に延びたリード部１４は
基板３、振動板７、圧電セラミック８の孔を貫通してい
る。１５は基板３、振動板７、圧電セラミック８の孔に
充填された絶縁材である。１６は金属箔であり、この金
属箔１６の中央を貫通したリード部１４とこの金属箔１
６とは半田付けされる。また、金属箔１６の外周部は圧
電セラミック８に形成された銀電極に半田付けされる。

１７はＯリング、１８は環状の規制板である。

第１θ図において、エンジン振動はネジ部２、筐体１に
まず伝えられ、さらに基板３、振動板７の固定部に伝え
られる。そこで、振動板７、圧電セラミック８の厚さ、
径、材料、及び固定部の径等によって決定される共振周
波数において、振動板７と圧電セラミック８は最も太き
（たわみ、出力電圧は第１１図に示す周波数特性を有す
る。さらに、第１１図における３ｄＢダウンの帯域幅は
負荷として並列に接続される電気抵抗Ｒ（Ｒζ１／ω。

Ｃ０ω。＝２πｆｏｆ。＝共振周波数、Ｃ０：圧電セラ
ミックの容量）によって大きくできる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来例においては、エンジンからの
振動伝達経路が、エンジン→筐体１→基板３→振動板７
→圧電セラミック８と長く、この振動伝達経路でエンジ
ンの振動が減衰する欠点があった。

本発明は、上記従来の欠点を除去するものであり、振動
伝達経路を短くし、振動の減衰を少なくするとともに、
組立時における電気的接続を容易：こすることを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は；上記目的を達成するために、筐体側に振動板
、圧電セラミックを支持するとともに、この圧電セラミ
ックの一方の電極とコネクタ側との電気的接続を導電性
弾性体で行うことを特徴とするものである。

作用 本発明は、上記構成であり、エンジンの振動が、筐体→
振動板、圧電セラミックに伝達するため、振動伝達経路
が短くなり、振動減衰が少なくなり、また、筐体とコネ
クタとを一体化する際に筐体とコネクタとが導電性弾性
体を介して電気的に接続される。

実施例 以下に本発明の一実施例について図面とともに説明する
。まず、基台ブロックの構成について説明する。第１図
〜第６図において、２ｏはネジ部２１が一体に形成され
た導電性の基台であり、この基台２０の上面中央には、
円錐台形状の突起２２が一体に形成されている。２３は
基台２０の上面中央に形成された孔であり、この孔２３
内に絶縁材からなるスリーブ２４が挿入されている。２
５は第３図Ａ、Ｂにも示すように、中央に突部２５ａが
形成された金属製の振動板であり、この振動板２５の突
部２５ａには孔２５ｂが形成されている。この振動板２
５の突部２５ａは基台２０の突起−２２に溶接により固
定される。２６は振動板２５の片面に接着された圧電セ
ラミック、２７は基台２０の上面に形成された環状溝内
に収納されたＯリングである。

次にコネクタブロックの構成について説明する。２８は
、絶縁材よりなるコネクタユニットであり、このコネク
タユニット２８の内部中央にはターミナル２９が固定さ
れている。３０はコネクタユニット２８の下部の径大部
の外周に固定された金属製のリング、３１はコネクタユ
ニット２８の孔３２内に収納された抵抗器であり、この
抵抗器３１の一方のリード線３１ａは上記ターミナル２
９のリード部２９ａにスポット溶接により接続され、他
方のリード線３１ｂはリング３０にスポット溶接により
固定される。３３はターミナル２９の下方への突出部の
根元部に充填されたシール材、３４は抵抗器３１が収納
さ鵠た孔３２内に充填された防水用のシール材、３５は
ターミナル２９のリード部２９ａに突き刺された導電性
弾性体、３６はコネクタユニット２８の上部外周に形成
された溝に収容されたＯリングである。

上記基台ブロック、コネクタブロックを別々に組立てて
おき、コネクタブロックの下端面を基台ブロックの上面
に接触させた状態で、リング３０と基台２０とを全周リ
ングブロジェクシ目ン溶接により一体化して完成する。

この完成状態においては、導電性弾性体３５は圧縮状態
にあり、導電性弾性体３５の下面は圧電セラミック２６
の上面の電極に接触している。

上記ノックセンサの基台２０のネジ部２１は、エンジン
ブロックのネジ穴に螺合される。圧電セラミック２６の
一方の電極は、振動板２５、基台２０、エンジンブロッ
クを介してアースに接続され、圧電セラミック２６の他
方の電極は導電性弾性体３５、リード部２９ａ１ターミ
ナル２９、コネクタ３９を介して、ノッキングコントロ
ーラに接続される。また抵抗器３１の一方のリード線３
１ｂはリング３０、基台２０、エンジンブロックを介し
てアースに接続され、他方のリード線３１ａはターミナ
ル２９に接続される。

第６図は上記ノックセンサとノッキングコントローラと
の電気的接続関係を示している。抵抗器３１は圧電セラ
ミック２６に並列に接続され、またノッキングコントロ
ーラ側においては、信号線とアースとの間に抵抗器３７
と直流電源３８とが直列に接続されている。

エンジンの振動は、基台２０を介して撮動板２５、圧電
セラミック２６に伝わり、圧電セラミック２６が振動し
、この′圧電セラミック２６より、振動に応じた電気信
号が発生し、この電気信号がノッキングコントローラに
入力される。

第６図において、ノックセンサ内蔵の抵抗器３１の抵抗
値上ノッキングコントローラ側の抵抗器３７との抵抗値
とが６．８にΩで、かつ直流電源３８の電圧を５Ｖとす
ると、通常、抵抗器３７の両端ａ、ｂには２〜３ｖ程度
の電圧が生じるが、断線、シａ　−ト等が生じている場
合、抵抗器３７の端子間に２〜３ｖの電圧が生じない。

このように、抵抗器３７の端子間の電圧を監視すること
により、断線等が検知できる。従来例のように抵抗器３
１が内蔵されていない場合には、エンジンの回転数が例
えば１．５００ｒ、ｐ、１以上に到達し、ノッキングコ
ントローラが作動しないと、断線等の検知ができなかっ
たが、上記実施例によれば、常時断線等を検知できる。

なお、特に断線検知を必要としない場合には、第９図に
示すように、コネクタユニット２８の孔３２内にシール
材４０を充填して使用することができる。

第７図Ａ、Ｂおよび第８図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例
における振動板を示している。第７図Ａ１Ｂに示す振動
板４１は、環状の突条（ビード）４２が形成されている
とともに、中心に孔４３が形成されている。また第８図
Ａ、Ｂに示す振動板４４は、平板状の円板の中心に孔４
５が形成されている。

発明の効果 本発明によれば、振動板、圧電セラミックが基台に取付
けられているため、エンジンブロックからの振動伝達経
路が短くなり、ノッキング時の特徴周波数を直接的にピ
ックアップできる。また、基台ブロックとコネクタブロ
ックとを一体化する際に、ターミナルと圧電セラミック
とが導電性弾性体により接続されることになり、特にタ
ーミナルと圧電セラミックとの接続作業を必要としない
利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるノックセンサの断面
図、′ｌ／％２図は同ノックセンサの分解断面図、第３
図Ａ、Ｂは同ノックセンサの振動板の平面図および側断
面図、第４図は同ノックセンサの要部の断面図、第５図
は同ノックセンサの（１１面図、第６図は同ノックセン
サとノッキングコントローラとの接続関係を示す図、第
７図Ａ、Ｂは本発明の他の実施例の振動板の平面図およ
び側断面図、第８図Ａ１Ｂはさらに他の実施例の振動板
の平面図および側断面図、第９図は他の実施例の断面図
、第１θ図は従来のノックセンサの断面図、第１１図は
同ノックセンサの特性図である。 ２０・・・・・・基台、２１・・・・・・ネジ部、２２
・・・・・・突起、２３・・・・・・孔、２４・・・・
・・スリーブ、２５・・・・・・振動板、２６・・・・
・・圧電セラミック、２７・・・・・・０リング、２Ｂ
・・・・・・コネクタユニット、２９・・・・・・ター
ミナル、３０・・・・・・リング、３１・・・・・・抵
抗器、３２・・・・・・孔、３３・・・・・・シール材
３４・・・・・・シール材、３５・・・・・・導電性弾
性体、３６・・・・・・０リング、３７・・・・・・抵
抗器、３Ｂ・・・・・・直流電源、３９・・・・・・コ
ネクタ、４０・・・・・・シール材、４１・・・・・・
振動板、４２・・・・・・突条、４３・・・・・・孔。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男ほか１名２０−一墓台 第２図 ＰＪＳ４図 第６図 第９図 ハ 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）突起を有する基台と、中央部が上記突起に固定さ
   れた振動板と、この振動板の片面に設けられた圧電セラ
   ミックとで基台ブロックを構成し、ターミナルを有する
   コネクタユニットと、このコネクタユニットの一端に設
   けられたリングとでコネクタブロックを構成し、上記基
   台に上記リングを固定して、上記基台ブロックとコネク
   タブロックを一体化するとともに、上記ターミナルの一
   端に支持された導電性弾性体を上記圧電セラミックに接
   触させてなるノックセンサ。
2. （２）コネクタユニットに形成された孔内に抵抗器が収
   納されているとともに、上記抵抗器の一方のリード線が
   ターミナルに接続され、他方のリード線がリングに接続
   されたコネクタブロックを使用してなる特許請求第１項
   記載のノックセンサ。