JP3827087B2 - 内燃機関用ノックセンサの取付構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電素子を内蔵し内燃機関の取付座面に固定され、この取付座面から伝わる内燃機関の振動を検出する内燃機関用ノックセンサに関し、特に環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部を貫通する締着具によって内燃機関の取付座面に固定される内燃機関用ノックセンサ、及びその取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、内燃機関用ノックセンサの機能について説明する。内燃機関より発生する振動は、内燃機関に取り付けたノックセンサに伝達される。伝達された内燃機関の振動はノックセンサに内蔵されている錘により増幅され、同じくノックセンサに内蔵されている圧電素子に伝達される。このようにして、内燃機関より発生する振動加速度に比例した力が圧電素子に加わり、圧電素子の電極間に歪みに比例した電圧が発生する。そして、発生した電圧は、本体部の外周面に設けられた外部接続部を介して外部に出力される。
そして、このような内燃機関用ノックセンサは、一般に、本体部を貫通する、例えばボルト等の締着具によって内燃機関の取付座面に固定される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６７７４６号公報（第３頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造のノックセンサの取り付けは、上述のようにボルト等の締着具によってされるため、締着具の締め付け前にノックセンサの方向を所定の方向に向けておいても、締着具の締め付け時に本体部に作用する締め付けトルクによりノックセンサが回転してしまい、ノックセンサの外部接続部であるコネクタやリードワイヤの位置がずれてしまう。また、このノックセンサの位置ずれは、内燃機関に形成される取付座面の加工状態や油分の付着、及びノックセンサ側の接触面の加工精度のばらつき等の原因で回転量が一定でない。そのため、ノックセンサの取り付け位置の選定や、ノックセンサから延びるハーネスのレイアウトを決める際には、その設計が難しいといった問題があった。
【０００５】
また、ノックセンサの取り付け作業に関しては、所定の方向に向けて正しく取り付けるためには、上述の理由から、両手で作業を行うか、もしくは、専用の工具が必要であり、作業性が悪いので改善が望まれていた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる内燃機関用ノックセンサ、及びその取付構造を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、内燃機関側係合部は、前記取付座面の近傍に立設された係合柱であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部から径方向外方に突出するように形成された被係合突起である。
【０００８】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、取付座面は、エンジンブロックの表面に形成された円柱状突部の頂面に形成され、内燃機関側係合部は、円柱状突部の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面であり、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。図２はノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。図３は図２のIII-III線に沿う矢視断面図である。図３を中心に図１から図３にそって、内燃機関側ノックセンサ及びその取付構造について説明する。内燃機関用ノックセンサ（以下、単にセンサともいう）４１は、円筒状の本体部１と、その側面から径方向外方に突出するように形成された外部接続部であるコネクタ部２とから構成されている。そして、センサ４１は、図３に示されるように、主円筒金属体３、圧電素子１０、接続端子８、外装樹脂体１５等を備えている。
【００１０】
主円筒金属体３は、炭素鋼等の金属で作製され、自身の軸方向において貫通孔４が形成された円筒状の挿通部５と、その挿通部５の下端側にこれと一体に形成され、当該挿通部５の周方向に沿って外向きに張り出すフランジ部６とを有している。挿通部５の先端部外周及びフランジ部６の外周には、軸方向に沿って複数の凹凸部５ａ及び６ａがそれぞれ形成されており、射出成形された外装樹脂体１５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５の中間部よりもやや上側には、凹凸部５ａの下側において周方向に沿ってねじ部９が形成されている。
【００１１】
圧電素子１０は、その中央に孔部１０ａが形成されたリング状の形態をなし、その表裏面に接続端子８の接続部８ａ，８ｂが配置されるとともに、さらに接続部８ａ，８ｂの外側には図示しない絶縁シートが配置されている。圧電素子１０は、この状態で主円筒金属体３の挿通部５に対し、フランジ部６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、錘１１及びスプリングワッシャ１２がこの順序で外挿・積層され、そして、ナット１３が挿通部５の先端から、その外周に形成されたねじ部９に締め込まれることにより、上記各部材がナット１３とフランジ部６との間で挟圧・保持される。
【００１２】
このようにして組み立てられた組立体とモールド樹脂とが一体射出成形されてセンサ４１が作製される。この射出成形時に、外装樹脂体１５及びコネクタ部２が形成される。圧電素子１０に電気的に接続された接続端子８は、コネクタ部２内の外部接続端子８ｃまで延びている。
【００１３】
図１及び図２において、センサ４１は、挿通部５に、締着具であるボルト９１を貫通させ、このボルト９１によって、内燃機関側ノックセンサ取付部（以下、単に取付部ともいう）７１にボルト９１よって締着されている。取付部７１はエンジンブロックの表面に形成されている。取付部７１は、アルミダイキャスト製法によってエンジンブロックが成形されたときに、所定の位置に円柱状突部５１が形成され、後にこの円柱状突部５１の頂部が平面に切削されて取付座面５２が形成されている。取付部７１の中央には、ボルト９１と係合する図示しない雌ねじが螺刻されている。
【００１４】
本実施の形態の取付部７１においては、円柱状突部５１に隣接して、内燃機関側係合部である係合柱５３が立設されている。係合柱５３は、取付座面５２より大きい高さを有している。係合柱５３は、センサ４１のコネクタ部２と係合する。センサ４１のコネクタ部２は、ノックセンサ側被係合部を構成している。
【００１５】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造は、挿通部５を貫通し本体部１を取付座面５２に締着させるボルト９１と、ボルト９１の中心軸から径方向離れた位置のエンジンブロックに設けられた係合柱５３と、センサ４１に設けられ係合柱５３と係合するコネクタ部２とを備えているので、センサ４１の取り付け時にセンサ４１が回転してしまうことを防止することができ、特殊な工具を必要とすることなく、片手での作業も可能となり、作業性が向上する。
【００１６】
図４はノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた際のハーネスの延びる様子を示す上面図である。図４に示されるように、取付部７１の周囲に、内燃機関の他の構成部品でなる干渉物９３，９４が存在していても、プラグ３０から延びるハーネス３１は常に正しい方向を向くので、ハーネス３１と干渉物９３，９４の接触を必要以上に考慮することなく、容易にハーネスレイアウトの設計をすることができる。
【００１７】
さらに、内燃機関の運転中に、エンジンブロックに固定されたセンサ４１が誤って回転してしまうことがなくなるので、内燃機関の信頼性が向上する。
【００１８】
また、本実施の形態の内燃機関側係合部は、取付座面５２の近傍に立設された係合柱５３であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部１から径方向外方に突出するように形成されたコネクタ部２であるので、従来のノックセンサを設計変更することなくそのまま使用することができる。
【００１９】
尚、本実施の形態のセンサ４１は、外部接続部としてコネクタ部２を有するものであるが、図５及び図６に示されるような、外部接続部としてリードワイヤ取り出し部３２を有するセンサ４６においても同様な取り付け構造にて取り付けることができる。この例においては、リードワイヤ取り出し部３２が、ノックセンサ側被係合部を構成している。
【００２０】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。図８は図７のノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。本実施の形態のセンサ４２は、本体部１のコネクタ２と反対側の外側面に、ノックセンサ側被係合部である被係合突起１７が側面に対して概略垂直に立設されている。被係合突起１７は、外装樹脂体１５の射出成形時に同時に形成される。
【００２１】
一方、取付部７２においては、円柱状突部５１に隣接して、内燃機関側係合部である係合柱５４が立設されている。係合柱５４は、取付座面５２より大きい高さを有している。係合柱５３は、センサ４１の被係合突起１７と係合する。
その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２２】
尚、本実施の形態の被係合突起１７は、コネクタ２と反対側に設けられているが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、本体部１の外側面の任意の位置に設けられればよい。そして、これに合わせて係合柱５４が設けられればよい。
【００２３】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部が、取付座面５２の近傍に立設された係合柱５４であり、ノックセンサ側被係合部が、本体部１から径方向外方に突出するように形成された被係合突起１７であるので、内燃機関側の機器レイアウトの都合に合わせて、被係合突起１７と取付座面５２から構成される廻り止め構造を本体部１の外周部の任意の位置に形成することができる。
【００２４】
尚、本実施の形態の係合構造も、図５及び図６に示された、外部接続部としてリードワイヤ取り出し部３２を有するセンサ４６においても適用可能であることは言うまでもない。
【００２５】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。図１０は図９の内燃機関用ノックセンサの取付部の上面図である。本実施の形態のセンサ４３においては、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体１５の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起１９である。下部樹脂突起１９は、外装樹脂体１５の射出成形時に同時に形成される。
【００２６】
一方、本実施の形態の取付部７３においては、内燃機関側係合部は、円柱状突部５１の外周面が一部削除されたように形成された平面の外周係合面５５である。外周係合面５５は、円柱状突部５１の軸線に平行な面とされている。外周係合面５５は、下部樹脂突起１９と係合して、廻り止め構造を構成している。
【００２７】
尚、本実施の形態の外周係合面５５は平面であるが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、例えば凹設面でもよく、凹設面のほうが位置決め保持性は良い。しかしながら、平面とした方が加工が容易である。
【００２８】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部は、円柱状突部５１の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面５５であり、一方、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体１５の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起１９であるので、部品点数を増やすことなく廻り止め構造を構成することができる。
【００２９】
また、外周係合面５５は、円柱状突部の湾曲する外周面が一部削除されたように形成された平面であるので、鋳型によって容易に作製することができる。また、鋳型による成形の後に切削によって形成する場合でも容易である。
【００３０】
さらにまた、下部樹脂突起１９は、外部接続部としてのコネクタ部２の内燃機関側に設けられているので、センサ４３の外方に係合部が突出することなく、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【００３１】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。本実施の形態のセンサ４４においては、ノックセンサ側被係合部は、主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に突出して形成された下部金属突起２１である。下部金属突起２１は、主円筒金属体３の成形時に同時に形成される。
【００３２】
一方、本実施の形態の取付部７４においては、内燃機関側係合部は、取付座面５２の表面に凹設された座面凹部５６である。座面凹部５６は、鋳型による成形時に形成されてもよいし、鋳型による成形の後にドリル穴開けによって形成されてもよい。センサ４４の下部金属突起２１は、座面凹部５６に挿入されて係合する。
【００３３】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部は、取付座面５２に凹設された座面凹部５６であり、ノックセンサ側被係合部は、主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に突設された下部金属突起２１なので、部品点数を増やすことなく係合部を構成することができ、また、両係合部が金属で作製されているので、必要以上に力が加わっても破損することがない。また、センサ４４の外方に係合部が突出することなく、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、ノックセンサ側被係合部として下部金属突起２１である凸部が、一方、内燃機関側係合部として座面凹部５６である凹部が設けられているが、これと反対にノックセンサ側被係合部として凹部が、内燃機関側係合部として凸部が設けられてもよいものである。
【００３５】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。本実施の形態のセンサ４５においては、ノックセンサ側被係合部は、一端が主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に凹設されたフランジ凹部２３に圧入され他端がフランジ部６の内燃機関側面から突設するピン２４である。
その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００３６】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、係合部として凸部を作製する必要がないので加工が容易である。
尚、本実施の形態のピン２４は、ノックセンサ側のフランジ凹部２３に圧入されているが、内燃機関側の座面凹部５６に圧入されてもよいものである。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備えている。そのため、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる。さらに、内燃機関側係合部は、前記取付座面の近傍に立設された係合柱であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部から径方向外方に突出するように形成された被係合突起である。そのため、内燃機関側の機器のレイアウトの都合に合わせて、被係合突起と取付座面から構成される廻り止め構造を本体部の外周部の任意の位置に形成することができる。
【００３８】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備えている。そのため、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる。さらに、取付座面は、エンジンブロックの表面に形成された円柱状突部の頂面に形成され、内燃機関側係合部は、円柱状突部の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面であり、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起である。そのため、部品点数を増やすことなく廻り止め構造を構成することができる。また、外周係合面は鋳型によって容易に作製することができる。さらにまた、下部樹脂突起は、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。
【図２】 ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。
【図３】 図２のIII-III線に沿う矢視断面図に沿う矢視断面図である。
【図４】 ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた際のハーネスの延びる様子を示す上面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の取付構造を他のノックセンサに適用させた例を示す内燃機関用ノックセンサの側面図である。
【図６】 図５の内燃機関用ノックセンサの要部の上面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。
【図８】 図７のノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。
【図９】 この発明の実施の形態３の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【図１０】 図９の内燃機関用ノックセンサの取付部の上面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【符号の説明】
１ 本体部、２ コネクタ部（外部接続部，ノックセンサ側被係合部）、３ 主円筒金属体、４ 貫通孔、５ 挿通部、５ａ 凹凸部、６ フランジ部、６ａ凹凸部、８ 接続端子、８ａ，８ｂ 接続部、８ｃ 外部接続端子、９ ねじ部、１０ 圧電素子、１０ａ 孔部、１１ 錘、１２ スプリングワッシャ、１３ ナット、１５ 外装樹脂体、１７ 被係合突起（ノックセンサ側被係合部）、１９ 下部樹脂突起（ノックセンサ側被係合部）、２１ 下部金属突起（ノックセンサ側被係合部）、２３ フランジ凹部、２４ ピン（ノックセンサ側被係合部）、３０ プラグ、３１ ハーネス、３２ リードワイヤ取り出し部（外部接続部，ノックセンサ側被係合部）、４１，４２，４３，４４，４５，４６ 内燃機関用ノックセンサ、５１ 円柱状突部、５２ 取付座面、５３ 係合柱（内燃機関側係合部）、５４ 係合柱（内燃機関側係合部）、５５ 外周係合面（内燃機関側係合部）、５６ 座面凹部（内燃機関側係合部）、７１，７２，７３，７４ 取付部、９１ ボルト（締着具）、９３，９４ 干渉物。
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧電素子を内蔵し内燃機関の取付座面に固定され、この取付座面から伝わる内燃機関の振動を検出する内燃機関用ノックセンサに関し、特に環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部を貫通する締着具によって内燃機関の取付座面に固定される内燃機関用ノックセンサ、及びその取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、内燃機関用ノックセンサの機能について説明する。内燃機関より発生する振動は、内燃機関に取り付けたノックセンサに伝達される。伝達された内燃機関の振動はノックセンサに内蔵されている錘により増幅され、同じくノックセンサに内蔵されている圧電素子に伝達される。このようにして、内燃機関より発生する振動加速度に比例した力が圧電素子に加わり、圧電素子の電極間に歪みに比例した電圧が発生する。そして、発生した電圧は、本体部の外周面に設けられた外部接続部を介して外部に出力される。
そして、このような内燃機関用ノックセンサは、一般に、本体部を貫通する、例えばボルト等の締着具によって内燃機関の取付座面に固定される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６７７４６号公報（第３頁、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造のノックセンサの取り付けは、上述のようにボルト等の締着具によってされるため、締着具の締め付け前にノックセンサの方向を所定の方向に向けておいても、締着具の締め付け時に本体部に作用する締め付けトルクによりノックセンサが回転してしまい、ノックセンサの外部接続部であるコネクタやリードワイヤの位置がずれてしまう。また、このノックセンサの位置ずれは、内燃機関に形成される取付座面の加工状態や油分の付着、及びノックセンサ側の接触面の加工精度のばらつき等の原因で回転量が一定でない。そのため、ノックセンサの取り付け位置の選定や、ノックセンサから延びるハーネスのレイアウトを決める際には、その設計が難しいといった問題があった。
【０００５】
また、ノックセンサの取り付け作業に関しては、所定の方向に向けて正しく取り付けるためには、上述の理由から、両手で作業を行うか、もしくは、専用の工具が必要であり、作業性が悪いので改善が望まれていた。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる内燃機関用ノックセンサ、及びその取付構造を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、内燃機関側係合部は、前記取付座面の近傍に立設された係合柱であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部から径方向外方に突出するように形成された被係合突起である。
【０００８】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、取付座面は、エンジンブロックの表面に形成された円柱状突部の頂面に形成され、内燃機関側係合部は、円柱状突部の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面であり、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。図２はノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。図３は図２のIII-III線に沿う矢視断面図である。図３を中心に図１から図３にそって、内燃機関側ノックセンサ及びその取付構造について説明する。内燃機関用ノックセンサ（以下、単にセンサともいう）４１は、円筒状の本体部１と、その側面から径方向外方に突出するように形成された外部接続部であるコネクタ部２とから構成されている。そして、センサ４１は、図３に示されるように、主円筒金属体３、圧電素子１０、接続端子８、外装樹脂体１５等を備えている。
【００１０】
主円筒金属体３は、炭素鋼等の金属で作製され、自身の軸方向において貫通孔４が形成された円筒状の挿通部５と、その挿通部５の下端側にこれと一体に形成され、当該挿通部５の周方向に沿って外向きに張り出すフランジ部６とを有している。挿通部５の先端部外周及びフランジ部６の外周には、軸方向に沿って複数の凹凸部５ａ及び６ａがそれぞれ形成されており、射出成形された外装樹脂体１５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５の中間部よりもやや上側には、凹凸部５ａの下側において周方向に沿ってねじ部９が形成されている。
【００１１】
圧電素子１０は、その中央に孔部１０ａが形成されたリング状の形態をなし、その表裏面に接続端子８の接続部８ａ，８ｂが配置されるとともに、さらに接続部８ａ，８ｂの外側には図示しない絶縁シートが配置されている。圧電素子１０は、この状態で主円筒金属体３の挿通部５に対し、フランジ部６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、錘１１及びスプリングワッシャ１２がこの順序で外挿・積層され、そして、ナット１３が挿通部５の先端から、その外周に形成されたねじ部９に締め込まれることにより、上記各部材がナット１３とフランジ部６との間で挟圧・保持される。
【００１２】
このようにして組み立てられた組立体とモールド樹脂とが一体射出成形されてセンサ４１が作製される。この射出成形時に、外装樹脂体１５及びコネクタ部２が形成される。圧電素子１０に電気的に接続された接続端子８は、コネクタ部２内の外部接続端子８ｃまで延びている。
【００１３】
図１及び図２において、センサ４１は、挿通部５に、締着具であるボルト９１を貫通させ、このボルト９１によって、内燃機関側ノックセンサ取付部（以下、単に取付部ともいう）７１にボルト９１よって締着されている。取付部７１はエンジンブロックの表面に形成されている。取付部７１は、アルミダイキャスト製法によってエンジンブロックが成形されたときに、所定の位置に円柱状突部５１が形成され、後にこの円柱状突部５１の頂部が平面に切削されて取付座面５２が形成されている。取付部７１の中央には、ボルト９１と係合する図示しない雌ねじが螺刻されている。
【００１４】
本実施の形態の取付部７１においては、円柱状突部５１に隣接して、内燃機関側係合部である係合柱５３が立設されている。係合柱５３は、取付座面５２より大きい高さを有している。係合柱５３は、センサ４１のコネクタ部２と係合する。センサ４１のコネクタ部２は、ノックセンサ側被係合部を構成している。
【００１５】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造は、挿通部５を貫通し本体部１を取付座面５２に締着させるボルト９１と、ボルト９１の中心軸から径方向離れた位置のエンジンブロックに設けられた係合柱５３と、センサ４１に設けられ係合柱５３と係合するコネクタ部２とを備えているので、センサ４１の取り付け時にセンサ４１が回転してしまうことを防止することができ、特殊な工具を必要とすることなく、片手での作業も可能となり、作業性が向上する。
【００１６】
図４はノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた際のハーネスの延びる様子を示す上面図である。図４に示されるように、取付部７１の周囲に、内燃機関の他の構成部品でなる干渉物９３，９４が存在していても、プラグ３０から延びるハーネス３１は常に正しい方向を向くので、ハーネス３１と干渉物９３，９４の接触を必要以上に考慮することなく、容易にハーネスレイアウトの設計をすることができる。
【００１７】
さらに、内燃機関の運転中に、エンジンブロックに固定されたセンサ４１が誤って回転してしまうことがなくなるので、内燃機関の信頼性が向上する。
【００１８】
また、本実施の形態の内燃機関側係合部は、取付座面５２の近傍に立設された係合柱５３であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部１から径方向外方に突出するように形成されたコネクタ部２であるので、従来のノックセンサを設計変更することなくそのまま使用することができる。
【００１９】
尚、本実施の形態のセンサ４１は、外部接続部としてコネクタ部２を有するものであるが、図５及び図６に示されるような、外部接続部としてリードワイヤ取り出し部３２を有するセンサ４６においても同様な取り付け構造にて取り付けることができる。この例においては、リードワイヤ取り出し部３２が、ノックセンサ側被係合部を構成している。
【００２０】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。図８は図７のノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。本実施の形態のセンサ４２は、本体部１のコネクタ２と反対側の外側面に、ノックセンサ側被係合部である被係合突起１７が側面に対して概略垂直に立設されている。被係合突起１７は、外装樹脂体１５の射出成形時に同時に形成される。
【００２１】
一方、取付部７２においては、円柱状突部５１に隣接して、内燃機関側係合部である係合柱５４が立設されている。係合柱５４は、取付座面５２より大きい高さを有している。係合柱５３は、センサ４１の被係合突起１７と係合する。
その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２２】
尚、本実施の形態の被係合突起１７は、コネクタ２と反対側に設けられているが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、本体部１の外側面の任意の位置に設けられればよい。そして、これに合わせて係合柱５４が設けられればよい。
【００２３】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部が、取付座面５２の近傍に立設された係合柱５４であり、ノックセンサ側被係合部が、本体部１から径方向外方に突出するように形成された被係合突起１７であるので、内燃機関側の機器レイアウトの都合に合わせて、被係合突起１７と取付座面５２から構成される廻り止め構造を本体部１の外周部の任意の位置に形成することができる。
【００２４】
尚、本実施の形態の係合構造も、図５及び図６に示された、外部接続部としてリードワイヤ取り出し部３２を有するセンサ４６においても適用可能であることは言うまでもない。
【００２５】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。図１０は図９の内燃機関用ノックセンサの取付部の上面図である。本実施の形態のセンサ４３においては、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体１５の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起１９である。下部樹脂突起１９は、外装樹脂体１５の射出成形時に同時に形成される。
【００２６】
一方、本実施の形態の取付部７３においては、内燃機関側係合部は、円柱状突部５１の外周面が一部削除されたように形成された平面の外周係合面５５である。外周係合面５５は、円柱状突部５１の軸線に平行な面とされている。外周係合面５５は、下部樹脂突起１９と係合して、廻り止め構造を構成している。
【００２７】
尚、本実施の形態の外周係合面５５は平面であるが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、例えば凹設面でもよく、凹設面のほうが位置決め保持性は良い。しかしながら、平面とした方が加工が容易である。
【００２８】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部は、円柱状突部５１の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面５５であり、一方、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体１５の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起１９であるので、部品点数を増やすことなく廻り止め構造を構成することができる。
【００２９】
また、外周係合面５５は、円柱状突部の湾曲する外周面が一部削除されたように形成された平面であるので、鋳型によって容易に作製することができる。また、鋳型による成形の後に切削によって形成する場合でも容易である。
【００３０】
さらにまた、下部樹脂突起１９は、外部接続部としてのコネクタ部２の内燃機関側に設けられているので、センサ４３の外方に係合部が突出することなく、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【００３１】
実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。本実施の形態のセンサ４４においては、ノックセンサ側被係合部は、主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に突出して形成された下部金属突起２１である。下部金属突起２１は、主円筒金属体３の成形時に同時に形成される。
【００３２】
一方、本実施の形態の取付部７４においては、内燃機関側係合部は、取付座面５２の表面に凹設された座面凹部５６である。座面凹部５６は、鋳型による成形時に形成されてもよいし、鋳型による成形の後にドリル穴開けによって形成されてもよい。センサ４４の下部金属突起２１は、座面凹部５６に挿入されて係合する。
【００３３】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、内燃機関側係合部は、取付座面５２に凹設された座面凹部５６であり、ノックセンサ側被係合部は、主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に突設された下部金属突起２１なので、部品点数を増やすことなく係合部を構成することができ、また、両係合部が金属で作製されているので、必要以上に力が加わっても破損することがない。また、センサ４４の外方に係合部が突出することなく、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【００３４】
尚、本実施の形態においては、ノックセンサ側被係合部として下部金属突起２１である凸部が、一方、内燃機関側係合部として座面凹部５６である凹部が設けられているが、これと反対にノックセンサ側被係合部として凹部が、内燃機関側係合部として凸部が設けられてもよいものである。
【００３５】
実施の形態５．
図１２はこの発明の実施の形態５の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。本実施の形態のセンサ４５においては、ノックセンサ側被係合部は、一端が主円筒金属体３のフランジ部６の内燃機関側面に凹設されたフランジ凹部２３に圧入され他端がフランジ部６の内燃機関側面から突設するピン２４である。
その他の構成は実施の形態４と同様である。
【００３６】
このような構成の内燃機関用ノックセンサの取付構造においては、係合部として凸部を作製する必要がないので加工が容易である。
尚、本実施の形態のピン２４は、ノックセンサ側のフランジ凹部２３に圧入されているが、内燃機関側の座面凹部５６に圧入されてもよいものである。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備えている。そのため、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる。さらに、内燃機関側係合部は、前記取付座面の近傍に立設された係合柱であり、ノックセンサ側被係合部は、本体部から径方向外方に突出するように形成された被係合突起である。そのため、内燃機関側の機器のレイアウトの都合に合わせて、被係合突起と取付座面から構成される廻り止め構造を本体部の外周部の任意の位置に形成することができる。
【００３８】
この発明に係る内燃機関用ノックセンサの取付構造は、環状の本体部と本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と挿通部の内燃機関側端に形成され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主円筒金属体と、リング状をなし主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、主円筒金属体及び圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、外部接続部は、本体部の周方向所定の位置に圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、外装樹脂体と一体に成形されており、内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、取付座面から主円筒金属体を介して圧電素子に伝わる内燃機関の振動を検出するノックセンサを、取付座面に取り付ける取付構造であって、挿通部を貫通し本体部を取付座面に締着させる締着具と、内燃機関の締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、ノックセンサに設けられ内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備えている。そのため、ノックセンサの取り付け時に、ノックセンサが回転してしまうことがなく、これにより、取り付け位置やハーネスレイアウトの設計を容易とすることができ、さらには、専用の工具を必要とすることなく、片手でも容易に取り付けることが可能で、取り付け作業の作業性を向上させることができる。さらに、取付座面は、エンジンブロックの表面に形成された円柱状突部の頂面に形成され、内燃機関側係合部は、円柱状突部の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面であり、ノックセンサ側被係合部は、外装樹脂体の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起である。そのため、部品点数を増やすことなく廻り止め構造を構成することができる。また、外周係合面は鋳型によって容易に作製することができる。さらにまた、下部樹脂突起は、取り付け作業の妨げにならないばかりか、空間の利用率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。
【図２】 ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。
【図３】 図２のIII-III線に沿う矢視断面図に沿う矢視断面図である。
【図４】 ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた際のハーネスの延びる様子を示す上面図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の取付構造を他のノックセンサに適用させた例を示す内燃機関用ノックセンサの側面図である。
【図６】 図５の内燃機関用ノックセンサの要部の上面図である。
【図７】 この発明の実施の形態２の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側面図である。
【図８】 図７のノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた上面図である。
【図９】 この発明の実施の形態３の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【図１０】 図９の内燃機関用ノックセンサの取付部の上面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【図１２】 この発明の実施の形態５の内燃機関用ノックセンサの取付構造を示す、ノックセンサを内燃機関の取付部に取り付けた側断面図である。
【符号の説明】
１ 本体部、２ コネクタ部（外部接続部，ノックセンサ側被係合部）、３ 主円筒金属体、４ 貫通孔、５ 挿通部、５ａ 凹凸部、６ フランジ部、６ａ凹凸部、８ 接続端子、８ａ，８ｂ 接続部、８ｃ 外部接続端子、９ ねじ部、１０ 圧電素子、１０ａ 孔部、１１ 錘、１２ スプリングワッシャ、１３ ナット、１５ 外装樹脂体、１７ 被係合突起（ノックセンサ側被係合部）、１９ 下部樹脂突起（ノックセンサ側被係合部）、２１ 下部金属突起（ノックセンサ側被係合部）、２３ フランジ凹部、２４ ピン（ノックセンサ側被係合部）、３０ プラグ、３１ ハーネス、３２ リードワイヤ取り出し部（外部接続部，ノックセンサ側被係合部）、４１，４２，４３，４４，４５，４６ 内燃機関用ノックセンサ、５１ 円柱状突部、５２ 取付座面、５３ 係合柱（内燃機関側係合部）、５４ 係合柱（内燃機関側係合部）、５５ 外周係合面（内燃機関側係合部）、５６ 座面凹部（内燃機関側係合部）、７１，７２，７３，７４ 取付部、９１ ボルト（締着具）、９３，９４ 干渉物。
Claims (4)
- 環状の本体部と該本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、
前記本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と該挿通部の内燃機関側端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主円筒金属体と、リング状をなし前記主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、前記主円筒金属体及び前記圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、
前記外部接続部は、前記本体部の周方向所定の位置に前記圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、前記外装樹脂体と一体に成形されており、
内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、該取付座面から前記主円筒金属体を介して前記圧電素子に伝わる前記内燃機関の振動を検出するノックセンサを、
前記取付座面に取り付ける取付構造であって、
前記挿通部を貫通し前記本体部を前記取付座面に締着させる締着具と、
前記内燃機関の前記締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、
前記ノックセンサに設けられ前記内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、
前記内燃機関側係合部は、前記取付座面の近傍に立設された係合柱であり、
前記ノックセンサ側被係合部は、前記本体部から径方向外方に突出するように形成された被係合突起である
ことを特徴とすることを特徴とする内燃機関用ノックセンサの取付構造。 - 環状の本体部と該本体部の外周面に設けられた外部接続部とを有し、
前記本体部は、中央部に貫通孔が形成された円筒状の挿通部と該挿通部の内燃機関側端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主円筒金属体と、リング状をなし前記主円筒金属体に外挿固定された圧電素子と、前記主円筒金属体及び前記圧電素子を被覆する外装樹脂体とを有しており、
前記外部接続部は、前記本体部の周方向所定の位置に前記圧電素子から延出する接続導体を被覆するように、前記外装樹脂体と一体に成形されており、
内燃機関の表面に形成された取付座面に固定され、該取付座面から前記主円筒金属体を介して前記圧電素子に伝わる前記内燃機関の振動を検出するノックセンサを、
前記取付座面に取り付ける取付構造であって、
前記挿通部を貫通し前記本体部を前記取付座面に締着させる締着具と、
前記内燃機関の前記締着具の中心軸から径方向離れた位置に設けられた内燃機関側係合部と、
前記ノックセンサに設けられ前記内燃機関側係合部と係合するノックセンサ側被係合部とを備え、
前記取付座面は、前記エンジンブロックの表面に形成された円柱状突部の頂面に形成され、
前記内燃機関側係合部は、前記円柱状突部の外周面の一部が他の部分よりも径方向内方に後退して形成された外周係合面であり、
前記ノックセンサ側被係合部は、前記外装樹脂体の一部が内燃機関側に突出して形成された下部樹脂突起である
ことを特徴とする内燃機関用ノックセンサの取付構造。 - 前記外周係合面は、前記円柱状突部の湾曲する外周面が一部削除されたように形成された平面である
ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用ノックセンサの取付構造。 - 前記下部樹脂突起は、前記外部接続部の内燃機関側に設けられている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関用ノックセンサの取付構造。
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