JP2004508565A - 振動検出器もしくは振動検出器に用いられる絶縁板 - Google Patents

Abstract

本発明は、振動を有する構成部分、たとえばエンジンブロックに間接的にまたは直接的に取り付けるための振動検出器（１）に関する。この振動検出器（１）は、ケーシング（１０）と、中央の孔（１４）、円筒状の領域（１２）およびフランジ状の縁部（１３）を備えた圧力スリーブ（２）とを有している。圧電式の板（３）は２つのコンタクト板（７）の間に配置されている。サイズモ系の質量体（４）はばねエレメント（５）とねじ山付きリング（６）とによって圧電式の板（３）に作用している。コンタクト板（７）の、圧電式の板（３）とは反対の側に絶縁板（８）が配置されている。この場合、この絶縁板（８）は、圧力スリーブ（２）の円筒状の領域（１２）の外径（Ｄ２）よりも小さく寸法設定された内径（Ｄ１）を有している。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の振動検出器に関する。特に本発明は、振動検出器、たとえばノックセンサに用いられる、圧電式の板を絶縁するための絶縁板に関する。
【０００２】
振動検出器は種々異なる構成で知られている。たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第４４０３６６０号明細書には、圧力スリーブを備えた、内燃機関のためのノックセンサで使用される振動検出器が開示されている。この公知の振動検出器では、圧力スリーブが当付け領域を介して、振動を検出したい構成部分に固く接合される。ここで検出したい振動は、運転中の内燃機関のノッキングノイズである。このノッキングノイズは、ノックセンサとしての圧電セラミックス製の振動検出器に伝えられ、評価可能な出力信号に変換される。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４１２３７８６号明細書に基づき、内燃機関に用いられるノックセンサが公知である。図７に概略的に示したように、このノックセンサは、ケーシング（図示せず）内に配置された圧力スリーブ２を有している。この圧力スリーブ２の外側は圧電式の板３とサイズモ系の質量体４とを有している。このサイズモ系の質量体４は、ねじ山付きリング６を用いて予荷重もしくはプレロードをかけることができるばねエレメント５によって圧電式の板３に作用している。図７に示したように、圧電式の板３は２つのコンタクト板７の間に配置されている。両コンタクト板７は、組み込まれた接続コネクタ（図示せず）を介して信号を評価ユニットに送出する。十分な絶縁を保証するためには、コンタクト板７の外面にそれぞれ絶縁板８が配置されている。
【０００４】
しかし、小さなチップ９（金銀糸；Ｆｌｉｔｔｅｒ）が圧力スリーブ２と圧電式の板３との間の中間室内に侵入し得ることが可能である。チップ９は、たとえばねじ山付きリング６の螺合時にまたはケーシング１０のプラスチック射出成形時にこの箇所に侵入させられ得る。これによって、圧電式の板３と圧力スリーブ２および／またはサイズモ系の質量体４との間に接続が生ぜしめられる。これによって、短絡が引き起こされる。公知先行技術による絶縁板８は、圧電式の板３およびサイズモ系の質量体４と同じ内径を有している。これによって、個別部分と圧力スリーブ２との間の間隔が一定となる。短絡形成を回避するためには、小さなチップ９がコンタクト板７とサイズモ系の質量体４もしくは圧力スリーブ２との間の接続を形成し得ないように、絶縁板８が肉厚に製作されてもよい。しかし、このことは、特に音響的な理由に基づき不利である。なぜならば、この場合、振動をもはや最適に検出することができないからである。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴を備えた、振動を有する構成部分に間接的にまたは直接的に取り付けるための本発明による振動検出器は従来のものに比べて、コンタクト板もしくは圧電式の板とサイズモ系の質量体もしくは圧力スリーブとの間の短絡形成を簡単に阻止することができるという利点を有している。このことは、本発明によれば、絶縁板の内径が圧力スリーブの円筒状の領域の外径よりも小さく寸法設定されていることによって達成される。この場合、絶縁板の内径は、圧力スリーブの円筒状の領域の外径よりも小さく寸法設定されているにもかかわらず、問題なしに圧力スリーブに被せることができるように選択される。絶縁板を圧力スリーブに被せた後、絶縁板の内側の周面縁部が絶縁板の平面から張り出すので、内側の周面縁部は、コンタクトを引き起こす構成部分の間に少なくとも部分的に配置されている。これによって、振動検出器の絶縁が著しく改善され、湿分影響における遮断もしくは隔離も改善される。
【０００６】
絶縁板が、内径からの少なくとも１つのスリットを有しており、該スリットが、予め規定された長さを有していると有利である。これによって、一方では、絶縁板が圧力スリーブに簡単に被せられ、他方では、絶縁板の平面からの絶縁板の内側の周面領域の起立が助成される。
【０００７】
本発明の別の構成によれば、絶縁板が、スリットを有しており、該スリットが、内径から外径にまで一貫して延びるように形成されている。これによって、絶縁板は、圧力スリーブへの被せ時に拡張され、絶縁板が最終的な組付け位置に到達した場合に絶縁板の固有弾性に基づき自ずと再び閉鎖される。この構成では、プラスチックケーシングのプラスチックの射出成形後、射出成形プラスチックによってしか絶縁されていない小さなスリットが確かに残されているが、しかし、公知先行技術における従来の状況に比べて、短絡可能性を伴った臨界的な容積割合は著しく少なくなっている。
【０００８】
絶縁板のスリットの簡単な製作可能性を保証するためには、スリットが、Ｖ字形に形成されていると有利である。
【０００９】
絶縁板を圧力スリーブに特に簡単に被せることができるようにするためには、絶縁板のスリットが、絶縁板の中央線の方向に延びている。
【００１０】
絶縁板を圧力スリーブに簡単に被せることは、絶縁板が、全周にわたって環状に延びる縁部を有しており、これによって、絶縁板の、１つまたはそれ以上のスリットを形成した内側の周面縁部が、絶縁板の平面から張り出していることによっても達成することができる。これによって、このような形式で形成された絶縁板が、圧電式の板と圧力スリーブとの間により簡単に配置されることも達成される。
【００１１】
本発明の別の有利な構成によれば、圧力スリーブの円筒状の領域とフランジ状の縁部との間の移行領域に円錐状の領域が形成されている。この円錐状の領域は、圧力スリーブに被せられるエレメントのセンタリングを助成していて、このエレメントをプラスチックケーシングのプラスチックの射出成形時でも位置保持している。さらに、圧力スリーブの円錐状の領域は、振動検出器の圧力スリーブとコンタクトエレメントとの間での絶縁板の、より正確には、絶縁板の内側の周面縁部の配置を助成している。したがって、本発明による絶縁板は圧力スリーブの円錐状の領域に適合される。さらに、有利には、スリットを内側の縁部領域に設けることに基づき、この内側の縁部領域の、個々のスリットによって分割された部分領域が少なくとも部分的に重畳していることが付加的に達成される。これによって、絶縁が一層確実となる。
【００１２】
圧力スリーブの円錐状の領域への一層良好な適合を可能にするためには、絶縁板が、全周にわたって環状に延びる２つの縁部を有しており、両縁部の間に円錐状の領域が形成されていると有利である。絶縁板の円錐状の領域が、圧力スリーブの円錐状の領域と同じテーパを有していると特に有利である。これによって、圧力スリーブへの絶縁板の密な接触を保証することができる。
【００１３】
振動検出器の両絶縁板が同一に形成されていると有利である。これによって、振動検出器の全ての領域で均一な絶縁を達成することができる。
【００１４】
本発明による絶縁板が、偶数のスリット、たとえば８つのスリットを有しており、該スリットが、絶縁板に対称的に分配されていると特に有利である。
【００１５】
有利には、絶縁板が、コンタクト板もしくは圧電式の板よりも大きな外径を有しているように形成されていてもよい。これによって、圧電式の板の外側の領域における絶縁も改善される。この場合、絶縁板の外側の周面領域を１つの方向に曲げ返すことも可能となる。
【００１６】
したがって、本発明によれば、特にチップまたは金銀糸もしくは湿分に基づく導電接続に対する改善された絶縁作用が提供された振動検出器もしくは絶縁板が提案される。このことは、振動検出器の圧力スリーブの円筒状の領域の外径に比べて小さな絶縁板の内径の特に簡単な手段によって達成することができる。これによって、製作時のかつ組付け時の付加的な費用が全く不要とかもしくは僅かな程度しか必要とならない改善された絶縁作用を簡単なかつ驚くべき形式で達成することができる。
【００１７】
実施例の説明
以下に、本発明の複数の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１８】
図１および図２には、本発明の第１実施例による振動検出器もしくは絶縁板が示してある。
【００１９】
図１に示したように、振動検出器１は、ケーシング１０と、このケーシング１０内に配置された圧力スリーブ２とを有している。この圧力スリーブ２は円筒状の領域１２とフランジ状の領域１３とから成っていて、中央の孔１４と雄ねじ山１１とを有している。この雄ねじ山１１は円筒状の領域１２に配置されている。さらに、振動検出器１は、圧電式の板３と、サイズモ系の質量体（ｓｅｉｓｍｉｓｃｈ．　Ｍａｓｓｅ）４と、皿ばね５と、ねじ山付きリング６とを有している。
【００２０】
図１に示したように、圧電式の板３は２つのコンタクト板７の間に配置されている。両コンタクト板７は、組み込まれた接続コネクタ（図示せず）を介して、圧電式の板３から送出された信号を検出するための評価ユニット（図示せず）に接続されている。
【００２１】
以下では、圧電式の板３とサイズモ系の質量体４との間に配置されたコンタクト板７を上側のコンタクト板と呼び、圧電式の板３と圧力スリーブ２のフランジ状の領域１３との間に配置されたコンタクト板７を下側のコンタクト板と呼ぶことにする。
【００２２】
図１に示したように、下側のコンタクト板７とフランジ状の領域１３との間には第１の絶縁板８が配置されている。さらに、上側のコンタクト板７とサイズモ系の質量体４との間には第２の絶縁板８が配置されている。短絡が生ぜしめられる恐れがあるので、両絶縁板８は、両コンタクト板７の間のもしくは圧電式の板３と圧力スリーブ２との間のもしくはサイズモ系の質量体４と圧力スリーブ２との間の電気的な接続を阻止している。
【００２３】
図２に示したように、絶縁板８は、内側の周面１５に複数のスリット１６を有しているように形成されている。図示の実施例では、内側の周面１５に８つのスリット１６が形成されている。これらのスリット１６は、それぞれ互いに同じ間隔を置いて配置されている。スリット１６は、それぞれ絶縁板８の中央線の方向に延びるように形成されていて、Ｖ字形状を有している。したがって、絶縁板８は、圧力スリーブ２の円筒状の領域１２の外径Ｄ２よりも小さく寸法設定された内径Ｄ１を有している。スリット１６を絶縁板８の内側の周面１５に設けることによって、絶縁板８を圧力スリーブ２にわたって簡単に被せることができる。
【００２４】
図１に示したように、絶縁板８の内側の周面領域１７は、組み付けられた状態で部分的に圧力スリーブ２の円筒状の領域１２に当て付けられている。この場合、内側の周面領域１７は絶縁板８の平面から張り出している。これによって、個々の部分の間の、改善された絶縁が達成される。これによって、特にチップまたはこれに類するものに基づく短絡を阻止することができる。
【００２５】
図１に組み付けられた状態で示したように、個別部分は全て圧力スリーブ２の円筒状の領域１２にわたって被せられ、閉鎖のために、ねじ山付きリング６が雄ねじ山１１に螺合される。この場合、サイズモ系の質量体４への皿ばね５の予荷重もしくはプレロードが調整される。次いで、プラスチックから成るケーシング１０のプラスチックが、組み付けられた半製品を取り囲むように射出成形される。この場合、プラスチックは付加的に導電性の部分の間の絶縁のために役立つ。したがって、特に、組み付けられた状態で絶縁板８の平面から張り出した内側の周面領域１７に基づき、改善された絶縁が達成される。
【００２６】
図３には、本発明の第２実施例による絶縁板８が示してある。図３に示したように、第２の絶縁板８は、一貫して延びるスリット１８を有している。このスリット１８は絶縁板８の内周面から外周面に向かって形成されている。これによって、絶縁板８が組付け時に特に圧力スリーブ２の円筒状の領域１２の雄ねじ山１１にわたって拡張され、次いで、再び収縮することが可能となる。この場合、第２実施例の絶縁板８は、第１実施例の絶縁板と同様に内側の周面領域１７を有している。この周面領域１７は絶縁板８の平面から張り出していて、改善された絶縁を可能にしている。
【００２７】
図４には、本発明の第３実施例による絶縁板８が示してある。前述した両実施例の絶縁板とは異なり、第３実施例による絶縁板８では、内側の周面領域１７が、組付け前に絶縁板８の平面から張り出しているように形成されている。これによって、絶縁板８には、全周にわたって環状に延びる縁部１９が形成されている。絶縁板８の組付け可能性を可能にするためには、この絶縁板８が少なくとも１つのスリット（図示せず）を有している。このスリットは、予め規定された長さを有することができるかまたは一貫して延びるように形成することができる。
【００２８】
図５および図６には、本発明の第４実施例による絶縁板８を備えた振動検出器１が示してある。同一の部分もしくは類似の部分には、前述した実施例と同じ符号が付してある。第４実施例はほぼ第１実施例に相当しているので、以下には、違いだけを詳しく説明することにする。
【００２９】
図５に示したように、振動検出器１は、圧力スリーブ２と、圧電式の板３と、サイズモ系の質量体４と、皿ばね５と、ねじ山付きリング６と、コンタクト板７と、絶縁板８とを有している。これらのエレメントの構造および機能は第１実施例に相当している。
【００３０】
第１実施例とは異なり、第４実施例の圧力スリーブ２は円筒状の領域１２とフランジ状の領域１３との間に円錐状の領域２２を有している。構成に応じて、この円錐状の領域２２は、種々異なるテーパもしくは長さを有することができる。円錐状の領域２２によって、振動検出器１の個別部分、特に下側の絶縁板８と、下側のコンタクト板７と、圧電式の板３とは、中心軸線０−０に対して対称的に位置決めされる。この位置決めは、プラスチックケーシング１０のプラスチックの射出成形による部材の取囲みの間も維持されたままである。さらに、圧力スリーブ２の円錐状の領域２２によって、絶縁板８の内側の周面領域１７の載置もしくは縁曲げが容易となる。
【００３１】
図６には、第４実施例による絶縁板８が断面図で示してある。図６に示したように、絶縁板８は、全周にわたって延びる第１の縁部１９と、全周にわたって延びる第２の縁部２０との間に同じく円錐状の領域２１を有しているように形成されている。この円錐状の領域２１は圧力スリーブ２の円筒状の領域２２と同じ長さおよび同じテーパを有している。これによって、圧力スリーブ２への絶縁板８の適合が著しく簡単となる。念のために付言しておくと、図２、図３および図４に示した絶縁板８も同じく、円錐付設部２２を備えた圧力スリーブ２に適合される。この場合、絶縁板８の内縁部は円錐付設部２２に対して自動的に適合される。
【００３２】
まとめると、本発明は、振動を有する構成部分、たとえばエンジンブロックに間接的にまたは直接的に取り付けるための振動検出器１に関する。この振動検出器１は、ケーシング１０と、中央の孔１４、円筒状の領域１２およびフランジ状の縁部１３を備えた圧力スリーブ２とを有している。圧電式の板３は２つのコンタクト板７の間に配置されている。サイズモ系の質量体４はばねエレメント５とねじ山付きリング６とによって圧電式の板３に作用している。コンタクト板７の、圧電式の板３とは反対の側に絶縁板８が配置されている。この場合、この絶縁板８は、圧力スリーブ２の円筒状の領域１２の外径Ｄ２よりも小さく寸法設定された内径Ｄ１を有している。
【００３３】
本発明による図示の実施例の説明は、本発明の図解目的のためにしか使用されず、本発明の限定目的のためには使用されない。本発明の枠内では、本発明の範囲ならびに本発明の同等を逸脱することなしに、種々異なる変化形および有利な構成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施例による絶縁板を備えた振動検出器の概略的な断面図である。
【図２】
図１に示した絶縁板の概略的な平面図である。
【図３】
本発明の第２実施例による絶縁板の概略的な平面図である。
【図４】
本発明の第３実施例による絶縁板の概略的な図である。
【図５】
本発明の第４実施例による絶縁板を備えた振動検出器の概略的な断面図である。
【図６】
図５に示した絶縁板の断面図である。
【図７】
公知先行技術による絶縁板を備えた振動検出器を示す図である。
【符号の説明】
１　振動検出器、　２　圧力スリーブ、　３　板、　４　質量体、　５　皿ばね、　６　ねじ山付きリング、　７　コンタクト板、　８　絶縁板、　９　チップ、　１０　ケーシング、　１１　雄ねじ山、　１２　領域、　１３　領域、　１４　孔、　１５　周面、　１６　スリット、　１７　周面領域、　１８　スリット、　１９　縁部、　２０　縁部、　２１　領域、　２２　領域、　Ｄ１　内径、　Ｄ２　外径

Claims (10)

1. 振動を有する構成部分に間接的にまたは直接的に取り付けるための振動検出器であって、ケーシング（１０）と、中央の孔（１４）、円筒状の領域（１２）およびフランジ状の縁部（１３）を備えた圧力スリーブ（２）と、２つのコンタクト板（７）の間に配置された圧電式の板（３）とが設けられており、該板（３）にサイズモ系の質量体（４）が作用しており、コンタクト板（７）の、圧電式の板（３）とは反対の側にそれぞれ１つの絶縁板（８）が配置されている形式のものにおいて、少なくとも１つの絶縁板（８）が、圧力スリーブ（２）の円筒状の領域（１２）の外径（Ｄ２）よりも小さく寸法設定された内径（Ｄ１）を有していることを特徴とする、振動検出器。
2. 絶縁板（８）が、内径（Ｄ１）からの少なくとも１つのスリット（１６）を有しており、該スリット（１６）が、予め規定された長さを有している、請求項１記載の振動検出器。
3. 絶縁板（８）が、内側の周面（１５）から外側の周面に向かって一貫して延びるスリット（１８）を有している、請求項１または２記載の振動検出器。
4. スリット（１６；１８）が、Ｖ字形に形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の振動検出器。
5. スリット（１６）が、絶縁板（８）の中央線の方向に延びている、請求項１から４までのいずれか１項記載の振動検出器。
6. 絶縁板（８）に、全周にわたって環状に延びる縁部（１９，２０）が形成されており、これによって、絶縁板（８）の、スリット（１６）を形成した内側の周面領域（１７）が、絶縁板（８）の平面から張り出している、請求項１から５までのいずれか１項記載の振動検出器。
7. 圧力スリーブ（２）の円筒状の領域（１２）とフランジ状の縁部（１３）との間の移行領域に円錐状の領域（２２）が形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の振動検出器。
8. 絶縁板（８）が、全周にわたって環状に延びる２つの縁部（１９，２０）を有しており、両縁部（１９，２０）の間に円錐状の領域（２１）が形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の振動検出器。
9. 当該振動検出器の両絶縁板が同一に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の振動検出器。
10. 振動を有する構成部分に間接的にまたは直接的に取り付けるための振動検出器に用いられる絶縁板において、当該絶縁板（８）が、圧力スリーブ（２）の円筒状の領域（１２）の外径（Ｄ２）よりも小さく寸法設定された内径（Ｄ１）を有していることを特徴とする、絶縁板。

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