JPS61270627A

JPS61270627A - ノツクセンサ

Info

Publication number: JPS61270627A
Application number: JP11241485A
Authority: JP
Inventors: Shogo Asano; 浅野　勝吾
Original assignee: Toyota Motor Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-11-29
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2563248B2

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９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９図においては、■
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−ｈ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部材ッＩ・てあ
り、このコネクタユニット９は円筒部１０と基板部１１
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は金属箔てあり、この金属
箔１６の中央を貫通したり−１・部１４とこの金属箔１
６とは半田イ、Ｈ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イ」けさ
れる。

１７は０リング、１８は環状の規制板である。

第９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は最も大きく
たわみ、出力電圧は第１０図に示す周波数特性を有する
。さらに、第１０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（Ｒξ１／ωＣω
−２πｆ　ｆ　：共振周波数、Ｃ・圧電セラミツクの容
量）によって大きくてきる。

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、Ｊ、ンシン→筐体１−伽基板３→振動
板７→圧電セラミック８と長く、この５　へ−２振動伝達経路でエンジンの振動が減衰する欠点があ　っ
　ゾこ　。

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。

問題点を解決するだめの手段本発明は、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のターミナルとの電気的
接続を圧電セラミックに接続されたコネクタ部材で行う
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、ターミナル
と圧電セラミックの一方の電極との接続が、ターミナル
のリード部をコネクタ部材に挿入することにより、容易
に得られる。

６　べ−・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５図において、２０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７　へ− 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３１
ａは上記ターミナル２９のり−１・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３
０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が収納された孔３２内に充填された防
水用のシール材、３５は円筒状のコネクタ部材であり、
このコネクタ部材３５は端子部材３６に支持されている
。端子部材３６の端部は圧電セラミック２６の一方の電
極に半田付けされている。上記コネクタ部材３５は、端
子部材３６を介して圧電セラミック３５に動き得る状態
に支持される。

３７はコネクタユニット２８の」二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」−
面に接触させた状態で、リング３０と基台２０とを全周
リングプロジェクショ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、ターミナル２９のリード部
２９ａはコネクタ部材３５に挿入され、圧電セラミック
２６の一方の電極とターミナル２９とが、端子部材３６
、コネクタ部材３５を介して電気的に導通する。

上記ノックセンサの基台２０のネジ部２Ｉ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
方の電極は端子部材３６、コネクタ部材３５、リード部
２９ａ１ターミナル２９、コネクタ３８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３１ｂ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３
１．　ａはターミナル２９に接続される。

第５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９ｘ−′ アースとの間に抵抗器３９と直流電源４０とが直列に接
続されている。

エンジンの振動は、基台２０を介して振動板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５図において、ノックセンサ内蔵の抵抗器３１の抵抗
値とノッキングコントローラ側の抵抗器３９との抵抗値
とが６．８にΩて、かつ直流電源４０の電圧を５Ｖとす
ると、通常、抵抗器３９の両端ａ、ｂには２〜３ｖ程度
の電圧が生じるが、断線、ショート等が生じている場合
、抵抗器３９の端子間に２〜３ｖの電圧が生じない。こ
のように、抵抗器３９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３１
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、ｍ以」−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。

１０　ベー／なお、特に断線検知等を必要としない場合には、第８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４１を充填して使用することができる。

第６図Ａ、Ｂおよび第７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６図Ａ、Ｂに示す振動
板４２は、環状の突条（ビード）４３が形成されている
とともに、中心に孔４４が形成されている。また第７図
Ａ、、Ｂに示す振動板４５は、平板状の円板の中心に孔
４６が形成されている。　上記実施例におけるコネクタ
部材３５として、絶縁筒体内に導電性接触片が内蔵され
たソケット状のコネクタ部材を用いてもよい。このソケ
ット状のコネクタ部材を用いる場合、スリーブ２４を省
略してもよい。

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（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、ｌｌ　へ− 基台ブロックとコネクタブロックとを一体化する際に、
ターミナルのリード部と圧電セラミックとがコネクタ部
材、端子部材を介して接続されるため、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。また、ターミリールと圧電セラミックとの接続部
がフレキシビリティ−を持っているため、温度、振動等
の外部環境変化に対しても安定に動作する利点を有する
。

【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ザの断面
図、第２図は同ノックセンサの分解断面図、第３図ＡＸ
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側面図、第５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６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７図ＡＸＢ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８図は他の実施例の断面
図、第９図は従来のノックセンザの断面図、第１０図は
同ノックセンサの特性図である。２０・・・・・・基台、２１・・・・・・ネジ部、２２
・・曲・突起、２３・・・・・・孔、２４・・・・・・
スリーブ、２５・・・・・・振動板、２６・・・・・・
圧電セラミック、２７・・・・・・Ｏリング、２８・旧
・・コネクタユニット、２９・・・・・・ターミナル、
３ｏ・・・由リング、３１・・・・・・抵抗器、３２・
・・・・・孔、３３・・・・・・シール材３４・・・・
・・シール材、３５・・・・・・コネクタ部材、３６・
・・・・・端子部材、３７・・・・・・０リング、３９
・・・・・・抵抗器、４ｏ・・・・・・直流電源。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男はか１名第２図第３図第４図第５図区　（５、区ト匂コ塚　　　　　　　　　　　　　　　　　　派＜Ｃ〜第８図口。第９図

Claims

【特許請求の範囲】

（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、この圧電セラミックの一方の電極に接続され
た端子部材と、この端子部材に接続されたコネクタ部材
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を上
記コネクタ部材に挿入してなるノックセンサ。
（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の範囲
第１項記載のノックセンサ。