JPS641612Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の燃焼室でのノツキングを
検出するため、シリンダブロツク等に取付けら
れ、その振動を電気信号として取出すノツキング
センサ用振動検出器に関する。

従来の振動検出器としては、例えば第１図に示
すようなものがある。これを説明すると、有底筒
状のケース１内底部に、リードプレート２を挾ん
だ一対の圧電素子３と、振動加速度により圧電素
子３にストレスを与えるためのウエイト４とをボ
ルト５により支持するようにしてある。６はイン
シユレータである。また、ケース１の開口部に
は、圧電素子３に発生する電気信号をリードプレ
ート２からリード線７を介して外部に取出すため
の端子８を有するカバー９が、ケース１の開口部
端縁を加締めることにより装着されている。

この振動検出器はケース１のネジ部１０によ
り、図示しないシリンダブロツク等に取付け、そ
れらの振動を受けて圧電素子３に振動加速度に対
応した電気信号を発生させることによりこの電気
信号を外部のコントロールユニツトに出力し、こ
のコントロールユニツトでノツキングを検出する
ようにしていた。

しかしながら、このような従来の振動検出器に
あつては、圧電素子３にストレスを与えるために
ウエイト４を用い、シリンダブロツクの振動をウ
エイト４の慣性力として圧電素子３に伝えるよう
にしているため、シリンダブロツクの振動が停止
した後にもウエイト４が減衰振動をし、この減衰
振動により圧電素子３の出力信号にも減衰振動が
発生していた。特に、ウエイト４が比較的大きな
質量となつているため、シリンダブロツクの振動
に対して出力される電気信号の減衰時間が長くな
つていた。

また、圧電素子３は、インピーダンスが高いの
でノイズの影響を受けやすく、また感度が良いの
で検出すべき振動以外も検出することがあり、さ
らにこの圧電素子３は温度係数が大きいので、シ
リンダブロツク等の温度変化が著しい箇所に取付
けるのは芳ばしくなかつた。

本考案は、このような現状に鑑みて為されたも
ので、従来の圧電素子に代えて電気抵抗が小さく
且つ軽量の炭素微小中空球により充填層を形成
し、シリンダブロツク等の振動を充填層に伝えて
炭素微粒子相互の接触面積を変化させ、この充填
層の抵抗変化により振動を検出するようにしたも
のである。

以下、本考案を第２図乃至第５図に示す一実施
例に基づいて説明する。

まず、構成を説明すると、有底筒状のケース１
１には、その内周壁を覆う筒状の絶縁部材１２が
挿入されており、この絶縁部材１２の内部でケー
ス１１の底部には後述する炭素微小中空球を充填
した充填層（以下、カーボンバルーン層）１３が
形成されている。このカーボンバルーン層１３の
上方には電極板１４が装着されており、この電極
板１４はスプリング１５により前記カーボンバル
ーン層１３に向けて所定の圧力で付勢されてい
る。また、スプリング１５の基端側には端子１６
が絶縁部材１２に螺合されており、端子１６とカ
ーボンバルーン層１３とを、電極板１４及びスプ
リング１５を介して導通状態にしてある。

さらに、端子１６の上方に絶縁部材からなるカ
バー１７を、ケース１１の開口部端縁を加締める
ことにより、装着してある。

ところで、カーボンバルーン（炭素微小中空
球）は、炭素質で構成した中空球形状をなしてお
り、その外径は約0.1mm位で、その性質は電導性、
耐熱性、軽量性等に優れている。

かかる構成の振動検出器１８はケース１１のネ
ジ部１９によりシリンダブロツク等に取付けられ
る。そして、第３図乃至第５図に示すようにケー
ス１１と端子１６とに直流電源２０の端子を接続
して定電流回路２１を形成し、ケース１１、カー
ボンバルーン層１３、電極板１４、スプリング１
５及び端子１６の間を一定電流が流れるようにな
つている。さらに、ケース１１及び端子１６にコ
ントロールユニツトの信号処理部２２の端子を接
続してカーボンバルーン層１３の電圧変化を信号
処理部２２に出力するようにしてある。

次に、かかる構成の振動検出器１８の機能を第
４図及び第５図に基づいて説明する。

第４図はシリンダブロツク等が振動していない
状態を示しており、このときには夫々のカーボン
バルーン１３Ａがほぼ球状を保持してそれらの接
触はほぼ点接触の状態になりカーボンバルーン層
１３の抵抗は大きくなつている。

また、シリンダブロツク等が振動すると、電極
板１４が振動してその慣性力によりカーボンバル
ーン層１３を押圧する。このため、カーボンバル
ーン１３Ａは前記電極板１４の慣性力により押圧
されて第５図に示すように偏平し、カーボンバル
ーン１３Ａどうしの接触面積は増加する。したが
つてカーボンバルーン層１３の抵抗値が減少して
信号処理部２２に出力される電圧も下る。

このとき、信号処理部２２において振動検出器
１８からの信号である電圧値が所定以下である場
合にノツキングが発生していることが確認できる
ようにしておけばよい。

本実施例は、以上の如くカーボンバルーン層１
３を形成してこのカーボンバルーン層１３の抵抗
値変化によりシリンダブロツク等の振動を検出す
るようにしたため、感度がある程度抑制でき、シ
リンダブロツク以外の小さな振動（ノイズ）がカ
ーボンバルーン層１３の抵抗値変化に表われなく
なつた。また質量の小さな電極板１４の慣性力に
よりカーボンバルーン層１３を押圧できるので、
その慣性力が従来のウエイトの慣性力に較べて小
さくできるため、シリンダブロツクの振動がなく
なつた後の電極板１４の減衰振動時間を短縮で
き、もつてシリンダブロツク振動時間と出力信号
時間とを対応させることができる。

しかも、カーボンバルーンの温度変化に対する
抵抗変化はあまり大きくないので、シリンダブロ
ツク等の温度条件の厳しい箇所においても好適で
ある。

本考案は、以上説明したように、従来の圧電素
子に代えて炭素微小中空球を用いて充填層を形成
し、この充填層の抵抗変化によりシリンダブロツ
ク等の振動を検出するようにしたので、従来の圧
電素子に較べて前述した感度が下るため、シリン
ダブロツク以外の振動（ノイズ）を検出しなくな
り、ノツキングを極めて良好に検出できるように
なつた。

また、ウエイトとしての電極板の重量を、従来
に較べて、極めて軽くできるため、その慣性力を
小さくできるのでシリンダブロツク等の振動がな
くなつた後の電極板の減衰振動が小さくでき、シ
リンダブロツクの振動時間と出力信号時間とをほ
ぼ一致させることができる。

しかも、炭素の温度変化に対する抵抗変化はあ
まり大きくないので、シリンダブロツク等の温度
条件の厳しい箇所においても好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のノツキングセンサ用振動検出器
の断面図、第２図は本考案の一実施例を示す断面
図、第３図は第２図に示す振動検出器のブロツク
図、第４図及び第５図は作動状態を説明する状態
図である。 １１……ケース、１３……カーボンバルーン
層、１３Ａ……カーボンバルーン、１４……電極
板、１５……スプリング、１８……振動検出器、
２１……定電流回路、２２……信号処理部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケース内に炭素微小中空球の充填層を形成し、
   該充填層の上面に、該層に向けて所定の圧力で押
   圧される電極板を配し、かつ充填層の下面側を接
   地し充填層の抵抗変化を測定することにより振動
   を検出することを特徴とするノツキングセンサ用
   振動検出器。