JPH0136888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関本体に取付けて内燃機関の振
動によりノツキングを検知するノツキング検出器
に関するものである。

ノツキング検出器の振動電気変換部に圧電素子
を用いた圧電型ノツキング検出器は出力インピー
ダンスが高く、その上非共振型の検出器は出力が
小さいためノイズに弱い。そこでインピーダンス
変換と信号増幅を行なうアンプ回路を検出器に内
蔵する必要があるが、圧電素子とアンプ回路間お
よびアンプ回路と出力用コネクタ間は従来リード
線で接続しているため長時間使用すると検出器本
体の振動によつてリード線が疲労断線しやすくな
るという問題がある。またリード線の配線を伴な
う組付けは煩雑である。

本発明は上記問題点に鑑みたもので、リード線
を不要とし、信頼性を向上せしめるとともに構造
を簡単にして組付工数を低減したノツキング検出
器を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のノツキング検出器は、内燃
機関本体に取付けられ内燃機関本体と一体に振動
する金属製ハウジング１と、該ハウジング１内に
固定せしめられ、板面にアンプ回路を形成したプ
リント基板３と、上記ハウジング１内にバネ部材
６により支持せしめられ、該バネ部材６を経てア
ースされるとともにノツキング周波数域では実質
的に振動しない金属製ウエイト部材５と、上記ウ
エイト部材５と上記プリント基板３間に挟持せし
められ、一方の電極が上記アンプ回路の入力端子
に接触導通するとともに、他方の電極が上記ウエ
イト部材５に接触導通する圧電素子４と、上記ア
ンプ回路の出力端子に一端が接続されて、増幅さ
れた上記圧電素子４の出力信号をハウジング１外
へとり出すコネクタピン８ｂとを具備している。

第１図は本発明の第１の実施例を示すもので、
検出器の金属製ハウジング１の底面中心部には外
周にねじ部１１ａを有する突出部１１が形成され
て、これにより検出器本体がエンジンブロツクに
螺着される。上記ハウジング１の外周面は六角形
で回転操作部としてあり、内周面は円形である。
このハウジング１の開口部には金属製円板部材２
が打ち込みにより嵌着してある。円板部材２には
中心に通孔２ａが設けてあり、この通孔２ａの近
傍には通孔２ｂが設けてある。更にこれ等通孔２
ａ，２ｂの外側には径方向のほぼ対称位置に通孔
２ｃ，２ｄが設けてある。

上記通孔２ａにはネジ７ｂが打込みにより固定
してある。ネジ７ｂの頭部と円板部材２との間に
はＬ字状のコネクタピン８ａの長辺部が介在せし
められ、長辺部はその先端に設けたストツパピン
８１が上記通孔２ｂに嵌着されることにより固定
せしめてある。ピン８ａの短辺部は通孔２ｄに挿
通してあり、その挿通端は円板部材２の下面より
突出している。

円板部材２の上面には上記ネジ７ｂ、ピン８
ａ、および信号とり出し用のコネクタピン８ｂを
埋設した樹脂製有底筒状のコネクタ部材９が一体
成形してある。そしてピン８ｂの一端は円板部材
２の通孔２ｃに挿通され、その挿通端は円板部材
２の下面より突出している。また、他端は上記コ
ネクタ部材９の底部を貫通し、内腔に突出せしめ
てある。

コネクタ部材９はその底部外周のフランジ部に
取付けたリングスペーサ１０１にハウジング１の
開口端を巻締めすることにより該ハウジング１に
結合せしめてある。上記フランジ部の外周とハウ
ジング１の開口端内周との間にはシール用のＯリ
ング１０が設けてある。

円板部材２の下面にはこれに接するようにネジ
７ｂに嵌装されてプリント基板３が設けてある。
この基板３はセラミツク製で、下面にはインピー
ダンス変換およびハイパスフイルタの機能を兼ね
たアンプ回路が印刷によつて形成してある。アン
プ回路の一例を第２図に示す。図中INは入力端
子、OUTは出力端子、Ｅはアース端子、R₁，
R₂，R₃，R₄は抵抗、C₁，C₂はコンデンサ、FET
は電界効果型トランジスタ、Trはトランジスタ
であり、抵抗R₁，R₂およびコンデンサC₁，C₂に
てハイパスフイルタを形成し、トランジスタ
FET、Trでインピーダンス変換および増幅を行
なつている。

上記プリント基板３は第１図に示す如く、その
貫通孔にピン８ａ，８ｂの端部が挿通され、上記
ピン８ａの端部を基板３上に形成されたアンプ回
路のアース端子Ｅ（第２図）と、またピン８ｂの
端部を出力端子OUT（第２図）とそれぞれハンダ
付けで接続することにより円板部材２に固定して
ある。

プリント基板３の下方には圧電素子４、ウエイ
ト５がそれぞれの中心に設けた抜き穴によつてネ
ジ７ｂの軸部に摺動可能に嵌着してあり、これら
は皿バネ６を介してネジ７ｂの下端に螺合するナ
ツト７ａを締めることにより、互いに接した状態
で上記プリント基板３の下面に一定のバネ力で押
圧固定される。上記ネジ７ｂの軸部にはこれとプ
リント基板３および圧電素子４とを絶縁するため
の樹脂製リングスペーサ１０２が設けてある。

上記圧電素子４の上下面には図示しない電極が
印刷により形成され、上面電極は上記プリント基
板３上に形成された増幅回路の入力端子IN（第２
図）に接してこれと導通しており、下面電極はウ
エイト５に接して皿バネ６、ナツト７ａ、ネジ７
ｂを経て円板部材２と導通し、ハウジング１本体
にアースしてある。

上記の如き構成を有するノツキング検出器をエ
ンジンブロツクに装着した状態でノツキングが発
生するとハウジング１、円板部材２、プリント基
板３、ネジ７ｂ、ナツト７ａは一体となつてエン
ジンブロツクとともに振動する。一方皿バネ６を
介して上記ナツト７ａと接したウエイト５はその
質量と皿バネ６のバネ定数で定まる共振振動数が
低くしてあり、ノツキングによる高周波振動には
ほとんど応動しない。このため、プリント基板３
とウエイト５の対向距離が上記振動に応じて変化
して、その間に挟持された圧電素子４にかかる荷
重が変化する結果、この変化に応じた出力電圧が
上下面電極間に誘起される。誘起された出力電圧
の高電位側は上面電極に接した増幅回路の入力端
子INに入力され、増幅した後出力端子OUTより
コネクタピン８ｂを経てハウジング１外に取り出
される。一方低電位側は下面電極に接したウエイ
ト５より皿バネ６、ナツト７ａ、ネジ７ｂ、円板
部材２を経てハウジング１に本体アースされる。

以上の如く本発明のノツキング検出器は圧電素
子４の上下面がプリント基板３およびウエイト５
にそれぞれ当接せしめられ、上記圧電素子４の上
面電極が直接上記プリント基板３に形成されたア
ンプ回路の入力端子に接して導通せしめられると
ともに、下面電極は皿バネ６、ネジ７ｂを介して
本体アースされたウエイト５に接して導通せしめ
られることにより、圧電素子４とプリント基板３
間のリード線を不要とし、またコネクタピン８
ａ，８ｂを直接アンプ回路のアース端子Ｅ、出力
端子OUTに接続してあるから、コネクタ部材９
とプリント基板３間のリード線も不要で、リード
線を使用した場合の断線のおそれがなく、信頼性
が向上する。

また組付手順もコネクタ部材９の成形時にピン
８ａ，８ｂ、ネジ７ｂを樹脂で円板部材２に一体
的に結合せしめ、ネジ７ｂにプリント基板３、圧
電素子４、ウエイト５、皿バネ６の順に組込んで
ナツト７ａを締め付け、ピン８ａ，８ｂをプリン
ト基板３にハンダ付けして出力調整した後、上記
各部品が一体結合された円板部材２をハウジング
１に嵌着すれば良く、リード線の配線作業が省略
されて組付工数が低減できる。

第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、
上記プリント基板上に形成された増幅回路の各端
子とコネクタピンをネジにより接続したものであ
る。すなわち、円板部材２の下面には圧電素子
４、ウエイト５を介してバネ部材６によりプリン
ト基板３が圧接せしめられている。円板部材２の
径方向の対称位置には通孔２ｅ，２ｆが設けてあ
り、通孔２ｅの内周面にはネジ部が形成されてい
て、プリント基板３の下面側より基板３を挟持す
るようにネジ１２ａがワツシヤを介して螺着して
ある。他方の通孔２ｆは通孔２ｅより径が大き
く、この通孔２ｆには円筒状に形成したピン８ｂ
の下端部８１ｂを嵌装し、周囲に樹脂を流し込ん
で円板部材２と絶縁してある。上記円筒状の下端
部８１ｂの内周面にはネジ部が形成してあり、プ
リント基板３の下面側より基板３を挟持するよう
にネジ１２ｂがワツシヤを介して螺着してある。
上記ネジ１２ａ，１２ｂの頭部がワツシヤを介し
て接する基板３面にはそれぞれアンプ回路のアー
ス端子Ｅ（第２図）、出力端子OUT（第２図）が形
成してあり、アンプ回路はネジ１２ａ、円板部材
２を介してハウジング１にアースされるとともに
出力信号はネジ１２ｂを介してピン８ｂにより外
部へ導出される。

以上の構造によりアンプ回路のアース端子Ｅと
円板部材２および出力端子OUTとコネクタピン
８ｂの接続強度が上がり、信頼性が向上する。さ
らにハンダ付けに比して組付工数も低減できる。

第４図ないし第６図は本発明の第３の実施例を
示すもので、プリント基板３上に形成された増幅
回路の各端子に、コネクタピンの端部に形成した
バネ部を押圧接触せしめて上記各端子とコネクタ
ピンを接続したものである。

第６図においてピン８ａは円板部材２に打込み
固定してあり、ピン８ｂは樹脂製コネクタ部材９
に一体成形され、円板部材２にこれを貫通するよ
うに埋設してある。上記ピン８ａ，８ｂの端部に
は釣針状のバネ部８１ａ，８１ｂ（第５図）が形
成してあり、その形成方向は互いに逆向きとなつ
ている。

一方、円板状のプリント基板３には上記ピン８
ａ，８ｂの位置に対応して長穴３１ａ，３１ｂ
（第４図）が設けてあり、基板３の下面には上記
長穴３１ａ，３１ｂの縁部にアース端子３ａ、出
力端子３ｂが形成してある。この場合の組付けは
プリント基板３に設けた上記長穴３１ａ，３１ｂ
に上記ピン８ａ，８ｂを挿通し、基板３を円板部
材３の下面に当接せしめた後、基板３をその中心
回りに時計方向に回転してバネ部８１ａ，８１ｂ
をそれぞれ端子３ａ，３ｂに接触せしめる。これ
により、同時に基板３は円板部材２にバネ力によ
り押圧固定される。

以上の構成によれば、プリント基板３上に形成
されたアンプ回路の端子３ａ，３ｂとコネクタピ
ン８ａ，８ｂとはバネ部８１ａ，８１ｂにより弾
性的に押圧接続せしめられるから、振動や上記円
板部材２とプリント基板３のねじれに対して更に
接続部の信頼性が増し、組付も容易となる。

以上の如く本発明のノツキング検出器は圧電素
子をアンプ回路を形成したプリント基板と本体ア
ースされたウエイトとで挟持するとともに、上記
プリント基板にコネクタ部材のコネクタピンを直
接接続することにより、圧電素子、増幅回路およ
びコネクタ部材間のリード線配線を不要として信
頼性を向上し、併せて組付工数の低減を実現した
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す全体断面
図、第２図はアンプの回路例を示す図、第３図は
本発明の第２の実施例を示す全体断面図、第４図
ないし第６図は本発明の第３の実施例を示すもの
で、第４図は円板部材の下面に当接せしめられた
プリント基板を下方より見た正面図、第５図はそ
の側面図、第６図はその断面図である。 １……ハウジング、２……円板部材（ハウジン
グ）、３……アンプ回路を形成したプリント基板、
４……圧電素子、６……バネ部材、８ａ，８ｂ…
…コネクタピン、９……コネクタ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関本体に取付けられ内燃機関本体と一
   体に振動する金属製ハウジングと、該ハウジング
   内に固定せしめられ、板面にアンプ回路を形成し
   たプリント基板と、上記ハウジング内にバネ部材
   により支持せしめられ、該バネ部材を経てアース
   されるとともにノツキング周波数域では実質的に
   振動しない金属製ウエイト部材と、上記ウエイト
   部材と上記プリント基板間に挟持せしめられ、一
   方の電極が上記アンプ回路の入力端子に接触導通
   するとともに、他方の電極が上記ウエイト部材に
   接触導通する圧電素子と、上記アンプ回路の出力
   端子に一端が接続されて、増幅された上記圧電素
   子の出力信号をハウジング外へとり出すコネクタ
   ピンとを具備するノツキング検出器。