JPH10267746A - ノッキング検出センサ - Google Patents

ノッキング検出センサ

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JPH10267746A
JPH10267746A JP9006597A JP9006597A JPH10267746A JP H10267746 A JPH10267746 A JP H10267746A JP 9006597 A JP9006597 A JP 9006597A JP 9006597 A JP9006597 A JP 9006597A JP H10267746 A JPH10267746 A JP H10267746A
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JP
Japan
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piezoelectric element
knocking
element plate
detection sensor
metal shell
Prior art date
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Pending
Application number
JP9006597A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Ito
康生 伊藤
Katsuki Aoi
克樹 青井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力周波数特性に共振点を生じにくく、ひい
てはノッキングの検出を高精度で確実に行うことができ
る非共振型のノッキング検出センサを提供する。 【解決手段】 ノッキング検出センサ1は、ノッキング
に伴う振動を検出するための圧電素子板8と、その圧電
素子板8をその一方の板面側において支持する主体金具
5とを備え、その主体金具5の圧電素子板8に対する支
持面11が、その内側部が外側部よりも引っ込むテーパ
面とされる。支持面11を上述の形状とすることによ
り、センサ出力に共振点が生じにくく平坦な出力周波数
特性が安定して得られ、ひいては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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に取り付
けられ、そのノッキングを電気的に検出する非共振型の
ノッキング検出センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車等の内燃機関で発生するノ
ッキングの検出センサとして、そのノッキングに伴う振
動を、圧電素子を用いて検出するものが広く用いられて
いる。このうち、特開平2−221819号公報等にお
いて開示されている非共振型とよばれるタイプのもの
は、例えば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、
これを上記受け部材とナット部材との間で挟圧・保持し
た構造を有している。このようなノッキング検出センサ
は、例えば図7に示すように、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、その検出がなされることとな
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記非共振
型のノッキング検出センサにおいては、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。ここで、従来型の非共振型ノッ
キング検出センサは、圧電素子に対する前述の受け部の
支持面が平坦に形成されているものが多く、このような
構造においては特定周波数において共振を起こしやすく
なることが知られている。そして、図8に示すように、
所期の検出帯域以外の周波数で共振が起きると、ノッキ
ング帯域での検出出力レベルが低下したり、あるいは該
共振によるノイズの影響を受けやすくなって、検出不良
を生じる問題がある。
【0004】本発明の課題は、出力周波数特性に共振点
を生じにくく、ひいてはノッキングの検出を高精度で確
実に行うことができる非共振型のノッキング検出センサ
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】本発明の
ノッキング検出センサは、上述の課題を解決するため
に、ノッキングに伴う振動を検出するための圧電素子板
と、その圧電素子板をその一方の板面側において支持す
る主体金具とを備え、その主体金具の圧電素子板に対す
る支持面が、その内側部が外側部よりも引っ込むテーパ
面をなすことを特徴とする。主体金具の圧電素子板に対
する支持面を上述の形状とすることにより、センサ出力
に共振点が生じにくく平坦な出力周波数特性が安定して
得られ、ひいては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。
【0006】具体的には、圧電素子板をリング状に形成
し、主体金具は、円筒状又は円柱状の挿通部と、その挿
通部の一端側にこれと一体に形成され、該挿通部の周方
向に沿って外向きに張り出すフランジ部とを有するもの
とすることができる。この場合、圧電素子板は、その中
央に形成された孔部において主体金具の挿通部に対し、
フランジ部が形成されているのとは反対側から外挿され
る。そして、フランジ部は、その外挿された圧電素子板
に対向するリング状の端面が支持面を形成するととも
に、その支持面が、内縁側が外縁側よりも引っ込むよう
にその半径方向に傾斜するテーパ面とされる。そして、
圧電素子板は、例えば該テーパ面の外縁部において支持
される。
【0007】この場合、上記テーパ面は、挿通部の軸線
と直交する面を基準面として、その基準面に対する半径
方向の傾斜角度を0.1〜1.3°の範囲で調整するこ
とが望ましい。上記傾斜角度が1.3°を越えると、圧
電素子板の電極と主体金具の接触状態が悪くなり、安定
したセンサ出力特性が得られなくなる。一方、0.1°
以下になると、出力周波数特性に共振点が生じやすくな
り、センサ出力にバラツキが生じやすくなる。それ故、
上記傾斜角度は0.1〜1.3°の範囲で調整するのが
よく、より望ましくは0.2〜1.0°、さらに望まし
くは0.2〜0.7°の範囲で調整するのがよい。
【0008】
【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(以下、単にセンサと
もいう)1の断面構造を示している。該センサ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等を備えて構成
されている。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。
【0009】主体金具5は、自身の軸方向において貫通
孔6が形成された円筒状の挿通部7と、その挿通部7の
下端側にこれと一体に形成され、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
状の上端面(支持面)において、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1
1とされている。また、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7
a及び10a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。また、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13が形成されている。
【0010】図1に示すように、圧電素子板8は、その
中央に孔部8aが形成されたリング状の形態を有し、そ
の表裏面に電極板9a,9bが配置されるとともに、そ
の状態で主体金具5の挿通部7に対し、フランジ部10
が形成されているのとは反対側の端部から外挿され、さ
らにその上部には、絶縁板16、錘17及びワッシャ1
8がこの順序で外挿・積層されている。そして、ナット
部材20が挿通部7の先端から、その外周に形成された
ねじ部13に締め込まれることにより、上記各部材がテ
ーパ面11とナット部材20下面との間で挟圧・保持さ
れるとともに、圧電素子板8は、その電極板9b側の端
面が、フランジ部10のテーパ面11により支持される
こととなる。
【0011】図2に示すように、フランジ部10のテー
パ面11は、挿通部7の軸線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0.1〜1.3°、望ましくは0.2〜1.0°の
範囲で調整されている(なお、同図においては説明の便
宜上、テーパ面の傾斜角を誇張して示している)。
【0012】次に、図1に示すように、圧電素子板8か
らの出力を取り出すための2本の接続端子部22(図
3:22a,22b)が、それぞれ一端側が対応する電
極板9a,9bに対し内蔵抵抗24を介して接続される
とともに、他端側がケース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。なお、内蔵抵抗24は必ずしも設ける必要
はなく、これを省略することも可能である。
【0013】以下、ノッキング検出センサ1の使用方法
を説明する。図4に示すように、内燃機関30のねじ部
31に対し、主体金具5の貫通孔6にねじ部材33を挿
通してねじ込むことにより、該センサ1が内燃機関30
に取り付けられ、内燃機関30のノッキングに伴い発生
する振動が、主体金具5を介して圧電素子板8に伝達さ
れる。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、その電気信号が接続端子部22からケ
ーブルを介して図示しない回路部へ出力される。ここ
で、該センサ1の出力信号を検出する回路部には、バン
ドパスフィルタ(帯域通過型フィルタ)が設けられ、ノ
ッキングに対応する検出周波数帯域(図7)の信号のみ
が検出される。本発明のセンサ1においては、主体金具
5の圧電素子板8に対する支持面をテーパ面11とする
ことにより、その出力特性に共振点が生じにくくなり、
ノッキングを高精度で確実に検出することができる。
【0014】
【実施例】図1に示す形状のノッキング検出センサ1の
各部を、以下の寸法及び材質により作製した。まず、圧
電素子板8は、外径22.7mmφ、内径15.15mm
φ、厚さ2.4mmのPZT焼結体とした。また、主体金
具5は鍛造及び切削により、そのフランジ部10の外径
が23mm、内径が13.8mm となるように作製し、そ
のテーパ面11の角度を−4.0〜+4.0の範囲で調
整した。
【0015】次に、このようなノッキングセンサ1を所
定の治具を介して加振器に保持し、これに周波数17k
Hzの正弦波を信号発生器から増幅器を介して入力する
とともに、上記加振器の振動を3Gとした際の、センサ
1の出力電圧を各テーパ角度毎にそれぞれn=10個で
測定し、標準偏差の値を算出してバラツキの指標とし
た。図5にその結果を示す。測定結果より、テーパ角度
が0.1〜1.3°の範囲においてバラツキが少ないこ
とがわかる。なお、マイナスのテーパ角度は、内側が外
側部より突出する上記とは逆向きのテーパとなっている
ことを示している。
【0016】また、上記加振器に保持したセンサ1に対
し、周波数4.5kHz又は17kHzの正弦波を信号
発生器から増幅器を介して入力するとともに、上記加振
器の振動を3Gとした際のセンサ1の出力電圧を測定し
た。そして、α=(17kHzの3G加振時の出力値/
4.5kHzの3G加振時の出力値)により定義される
平坦度αを各テーパ角度毎に求めた。非共振型のノッキ
ングセンサにおいては、この平坦度αの値が小さいほど
出力周波数特性が平坦となり、ノッキング検出特性が良
好であることを意味する。図6に、平坦度αの各テーパ
角度毎の測定結果を示す。この結果より、平坦度αはテ
ーパ角度が0に近いほどよいことがわかる。しかしなが
らテーパ角度を0に近付けすぎると図5の測定結果よ
り、出力値のバラツキが増加する。従って、そのテーパ
角度を0.1〜1.3°の範囲で設定することで、平坦
度を確保しつつその出力のバラツキも小さく抑さえるこ
とが可能となることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のノッキング検出センサの一例を示す正
面断面図。
【図2】図1のノッキング検出センサの要部を誇張して
示す説明図。
【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】ノッキング検出センサの取付状態を示す概念
図。
【図5】ノッキング検出センサの出力バラツキとテーパ
角度との関係を調べた実験の結果を示すグラフ。
【図6】ノッキング検出センサの出力の平坦度とテーパ
角度との関係を調べた実験の結果を示すグラフ。
【図7】非共振型ノッキング検出センサの出力特性の一
例を示す説明図。
【図8】その出力特性において、共振が起きた場合を示
す説明図。
【符号の説明】
1 ノッキング検出センサ 5 主体金具 7 挿通部 8 圧電素子板 10 フランジ部 11 テーパ面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関で発生するノッキングを検出す
    るためのセンサにおいて、前記ノッキングに伴う振動を
    検出するための圧電素子板と、その圧電素子板をその一
    方の板面側において支持する主体金具とを備え、 その主体金具の前記圧電素子板に対する支持面が、その
    内側部が外側部よりも引っ込むテーパ面をなすことを特
    徴とするノッキング検出センサ。
  2. 【請求項2】 前記圧電素子板はリング状に形成され、 前記主体金具は、円筒状又は円柱状の挿通部と、その挿
    通部の一端側にこれと一体に形成され、該挿通部の周方
    向に沿って外向きに張り出すフランジ部とを有し、 前記圧電素子板は、その中央に形成された孔部において
    前記主体金具の挿通部に対し、前記フランジ部が形成さ
    れているのとは反対側から外挿されるとともに、 前記フランジ部は、その外挿された圧電素子板に対向す
    るリング状の端面が前記支持面を形成するとともに、そ
    の支持面が、内縁側が外縁側よりも引っ込むようにその
    半径方向に傾斜するテーパ面とされている請求項1記載
    のノッキング検出センサ。
  3. 【請求項3】 前記テーパ面は、前記挿通部の軸線と直
    交する面を基準面として、その基準面に対する半径方向
    の傾斜角度が0.1〜1.3°の範囲で設定される請求
    項2記載のノッキング検出センサ。
JP9006597A 1997-03-24 1997-03-24 ノッキング検出センサ Pending JPH10267746A (ja)

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JP9006597A JPH10267746A (ja) 1997-03-24 1997-03-24 ノッキング検出センサ

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JPH10267746A true JPH10267746A (ja) 1998-10-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003517596A (ja) * 1999-12-15 2003-05-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧力スリーブを備える振動検出器
US6986277B2 (en) 2003-03-26 2006-01-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Engine knock sensor and structure for mounting the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003517596A (ja) * 1999-12-15 2003-05-27 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 圧力スリーブを備える振動検出器
US6986277B2 (en) 2003-03-26 2006-01-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Engine knock sensor and structure for mounting the same
DE102004009345B4 (de) * 2003-03-26 2008-12-18 Mitsubishi Denki K.K. Brennkraftmaschinenklopfsensor und Anordnung für dessen Montage

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040625

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02