JPS58218621A - 内燃機関用圧電共振型ノツクセンサ− - Google Patents
内燃機関用圧電共振型ノツクセンサ−Info
- Publication number
- JPS58218621A JPS58218621A JP10180082A JP10180082A JPS58218621A JP S58218621 A JPS58218621 A JP S58218621A JP 10180082 A JP10180082 A JP 10180082A JP 10180082 A JP10180082 A JP 10180082A JP S58218621 A JPS58218621 A JP S58218621A
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- JP
- Japan
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- plate
- ring
- frequency
- ring plate
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
- G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
- G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のシリンダ等に固結して、該シリンダ
内のノッキングの発生を検出するのに用いられる圧電共
振型ノックセンサーに関する。
内のノッキングの発生を検出するのに用いられる圧電共
振型ノックセンサーに関する。
ノックセンサーは、金属薄板の一面に圧電素子を一体に
貼着してなる振動感知部材を、機関取付用のケース内に
支持してなるものであり、前記振動感知部材の共振周波
数は、ノッキング振動波の周波数に略一致させることを
要し、かかる周波数調整が良好になされると、ノッキン
グの発生とともに、圧電素子の外周がよく上下に湾曲し
て振動し、最大出力が誘起される。
貼着してなる振動感知部材を、機関取付用のケース内に
支持してなるものであり、前記振動感知部材の共振周波
数は、ノッキング振動波の周波数に略一致させることを
要し、かかる周波数調整が良好になされると、ノッキン
グの発生とともに、圧電素子の外周がよく上下に湾曲し
て振動し、最大出力が誘起される。
そこで、前記振動感知部材の共振周波数は、主に圧電素
子の外径によって定まるから、圧電素子の形状を所定の
機関のノッキング周波数に合致するよう一定の数式に基
づいて設計し、焼成する。
子の外径によって定まるから、圧電素子の形状を所定の
機関のノッキング周波数に合致するよう一定の数式に基
づいて設計し、焼成する。
ところで、ノック振動周波数は、種類、型式が同一の機
関であっても、機関構成部品のばらつきや運転条件によ
って異なる。また、共振周波数は振動感知部材の支持の
しかたによって若干具なってくる。このため、圧電素子
の形状は、同一の機関に対しては、前記設計に基づいて
量産し、同一のものが適用されるから、各機関にノック
センサーを取付けてテストを行なうと、振動感知部材の
共振周波数と、ノッキング周波数にずれを生じて、好ま
しい出力を得られないことがある。この場合に、外径の
異なる圧電素子を焼成し直して、取り替えることは、コ
ストが高くなり、煩雑であって実際上できない。
関であっても、機関構成部品のばらつきや運転条件によ
って異なる。また、共振周波数は振動感知部材の支持の
しかたによって若干具なってくる。このため、圧電素子
の形状は、同一の機関に対しては、前記設計に基づいて
量産し、同一のものが適用されるから、各機関にノック
センサーを取付けてテストを行なうと、振動感知部材の
共振周波数と、ノッキング周波数にずれを生じて、好ま
しい出力を得られないことがある。この場合に、外径の
異なる圧電素子を焼成し直して、取り替えることは、コ
ストが高くなり、煩雑であって実際上できない。
本発明は、かかる周波数のずれを簡易に一致させること
を目的とするものであって、金属薄板の一面に環状圧電
素子を一体に貼着し、その共振周波数を機関のノック振
動周波数に略一致させてなる振動感知部材を、機関取付
用のケース内に、前記金属薄板の中央に挿設した支持ボ
ルトにより、その中央部を支持してなるものにおいて、
前記薄板中央部の片面若しくは両面に、共振周波数を調
整するためのリング板を前記支持ボルトに外嵌して密接
させた構成になり、前記リング板の外径を変えることに
よって振動感知部材の共振周波数を調整するようにした
ものである。
を目的とするものであって、金属薄板の一面に環状圧電
素子を一体に貼着し、その共振周波数を機関のノック振
動周波数に略一致させてなる振動感知部材を、機関取付
用のケース内に、前記金属薄板の中央に挿設した支持ボ
ルトにより、その中央部を支持してなるものにおいて、
前記薄板中央部の片面若しくは両面に、共振周波数を調
整するためのリング板を前記支持ボルトに外嵌して密接
させた構成になり、前記リング板の外径を変えることに
よって振動感知部材の共振周波数を調整するようにした
ものである。
本発明の一実施例を添付図面について説明する。
１は凹状のケースであって、外底面中央に機関のシリン
ダ壁に螺合する取付ボルト１ａを突設する。ケース１の
内底面には支持板２を載置する。
ダ壁に螺合する取付ボルト１ａを突設する。ケース１の
内底面には支持板２を載置する。
３は、外径をケース１の内径と等しくした伏カップ状の
絶縁製押え蓋であって、その周側壁の下端縁を前記支持
板２の外周縁に低密に嵌合する。
絶縁製押え蓋であって、その周側壁の下端縁を前記支持
板２の外周縁に低密に嵌合する。
このケース１と、支持板２と、押え蓋３とは、ケース１
の開口縁に設けた薄肉縁１ｂを内方へかしめることによ
って一体的に連結される。
の開口縁に設けた薄肉縁１ｂを内方へかしめることによ
って一体的に連結される。
４は、中心に透孔を設けた金属薄板５の上面に環状圧電
素子６を接合してなる振動感知部材であって、金属薄板
５の透孔の」二面には共振周波数調整用のリング板７及
び電極板８を、下面にはリング板７を夫々当接し、該透
孔にボルト９を通し、かつスペースナツト１０を螺着し
てから該ボルト先端をケース１の内底面に螺合すること
により前記振動感知部材４をケース１内に支持する。
素子６を接合してなる振動感知部材であって、金属薄板
５の透孔の」二面には共振周波数調整用のリング板７及
び電極板８を、下面にはリング板７を夫々当接し、該透
孔にボルト９を通し、かつスペースナツト１０を螺着し
てから該ボルト先端をケース１の内底面に螺合すること
により前記振動感知部材４をケース１内に支持する。
前記上下のリング板７，７はスペースナツト１０を緊締
することにより、該ナツトとボルト９の頭部間で薄板５
に緊密に当接される。前記リング板７は必要によって片
面のみ設けてもよい。
することにより、該ナツトとボルト９の頭部間で薄板５
に緊密に当接される。前記リング板７は必要によって片
面のみ設けてもよい。
前記押え蓋３には出力端子１１と、アース端子１２とを
挿通し、該出力端子１１を圧電素子６の上固定 ′
極６ａに、該アース端子１２を下面電極６ｂと接続され
た前記電極板８に夫々接続する。
挿通し、該出力端子１１を圧電素子６の上固定 ′
極６ａに、該アース端子１２を下面電極６ｂと接続され
た前記電極板８に夫々接続する。
前記構成からなるノックセンサーは、ノッキングが発生
すると、ボルト９を中心に金属薄板５及び圧電素子６の
外周部が振動によって上下に湾曲し、該素子６に電位差
を生じ、前記出力端子１１がら出力信号が発生する。
すると、ボルト９を中心に金属薄板５及び圧電素子６の
外周部が振動によって上下に湾曲し、該素子６に電位差
を生じ、前記出力端子１１がら出力信号が発生する。
このとき、振動感知部材４の共振周波数と、ノッキング
周波数とが一致する場合に、圧電素子はよく歪んで最大
出力となる。
周波数とが一致する場合に、圧電素子はよく歪んで最大
出力となる。
本実施例では前記リング板によって、共振周波数が調整
されて、その周波数の一致が施されている。ここで、前
記構成からなるノックセンサーにおいて、リング板７の
効果をみるために、内径の異なる数種の環状圧電素子６
に夫々外径の異なるリング板７を適用し、振動感知部材
４の共振周波数ｆ。を計測した。その結果第２図のグラ
フで示す結果を、得た。
されて、その周波数の一致が施されている。ここで、前
記構成からなるノックセンサーにおいて、リング板７の
効果をみるために、内径の異なる数種の環状圧電素子６
に夫々外径の異なるリング板７を適用し、振動感知部材
４の共振周波数ｆ。を計測した。その結果第２図のグラ
フで示す結果を、得た。
前記実験条件及び結果等について示す。
く使用された部品の材質及び形状〉
◎金属薄板の材質、形状
材質；ニッケル合金 外径ｉ１５．６＊内径ｉ２９！
５ 厚さｉｏ、２ｍｍ ◎圧電素子の材質及び形状 材質；チタン酸（ＴｉＯ２）、ジルコン酸（ＺｒＯ２）
鉛、（、ｐｂ）を焼結してなるＰＺ７セラミツクス外径
＋１５．２グ 内径ｉ７ｚ、９戸、１１グ厚さｉｏ、
２５闘 ◎リング板 厚さｉ １ 、００闘 内径；２戸 〈実験方法〉 共振周波数ｆＯは、金属薄板５の厚さ、形状及び圧電素
子６の外径、厚さ等によって変化することが知られてい
る。そこで、これらのものを前記の通り一定とし、数種
の内径（７戸、９戸、１１グ）の圧電素子につき、夫々
外径の異なるリング板７を金属薄板５の上下面に夫々密
接して、前記センサーを構成し、各センサーごとに周波
数測定器にかけて、オシログラフにより共振周波数を読
みとった。
５ 厚さｉｏ、２ｍｍ ◎圧電素子の材質及び形状 材質；チタン酸（ＴｉＯ２）、ジルコン酸（ＺｒＯ２）
鉛、（、ｐｂ）を焼結してなるＰＺ７セラミツクス外径
＋１５．２グ 内径ｉ７ｚ、９戸、１１グ厚さｉｏ、
２５闘 ◎リング板 厚さｉ １ 、００闘 内径；２戸 〈実験方法〉 共振周波数ｆＯは、金属薄板５の厚さ、形状及び圧電素
子６の外径、厚さ等によって変化することが知られてい
る。そこで、これらのものを前記の通り一定とし、数種
の内径（７戸、９戸、１１グ）の圧電素子につき、夫々
外径の異なるリング板７を金属薄板５の上下面に夫々密
接して、前記センサーを構成し、各センサーごとに周波
数測定器にかけて、オシログラフにより共振周波数を読
みとった。
〈結果〉
各センサーとも、リング板７の外径が増大することによ
って、共振周波数が増加することが認められた。
って、共振周波数が増加することが認められた。
本発明は、前記知見に基づき金属薄板５の片面又は両面
にリング板７を密接し、共振周波数を高くする場合には
、大径のリング板７を使用し、低くする場合には、小径
のリング板７を使用して、共振周波数をノッキング周波
数に適合するよう調整するものであるから、その調整が
極めて容易となり、このため、共振周波数を最適値に保
持し得るから、ノッキングの発生とともに、圧電素子６
がよく歪んで、良好な出力を生じ得る等の優れた効果が
ある。
にリング板７を密接し、共振周波数を高くする場合には
、大径のリング板７を使用し、低くする場合には、小径
のリング板７を使用して、共振周波数をノッキング周波
数に適合するよう調整するものであるから、その調整が
極めて容易となり、このため、共振周波数を最適値に保
持し得るから、ノッキングの発生とともに、圧電素子６
がよく歪んで、良好な出力を生じ得る等の優れた効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は実
験結果のグラフである。 ４；振動感知部月 ５；金属薄板 ６；圧電素子 ７；リング板 （７）
験結果のグラフである。 ４；振動感知部月 ５；金属薄板 ６；圧電素子 ７；リング板 （７）
Claims (1)
- 金属薄板の一面に環状圧電素子を一体に貼着し、その共
振周波数を機関のノック振動周波数に略一致させてなる
振動感知部材を、機関取付用のケース内に、前記金属薄
板の中央に挿設した支持ボルトにより、その中央部を支
持してなるものにおいて、前記薄板中央部の片面若しく
は両面に、共振周波数を調整するためのリング板を前記
支持ボルトに外嵌して密接させたことを特徴とする内燃
機関用圧電共振型ノックセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180082A JPS58218621A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 内燃機関用圧電共振型ノツクセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180082A JPS58218621A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 内燃機関用圧電共振型ノツクセンサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218621A true JPS58218621A (ja) | 1983-12-19 |
Family
ID=14310215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10180082A Pending JPS58218621A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 内燃機関用圧電共振型ノツクセンサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58218621A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649926A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-06 | Nissan Motor Co Ltd | Vibration sensor |
| JPS5649925A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-06 | Nissan Motor Co Ltd | Vibration sensor |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP10180082A patent/JPS58218621A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649926A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-06 | Nissan Motor Co Ltd | Vibration sensor |
| JPS5649925A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-06 | Nissan Motor Co Ltd | Vibration sensor |
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