(57)【特許請求の範囲】
【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に所定の取付部に取り付けて使用することが予定され、センサ取付用のねじ挿通孔が貫通形態で形成されたノッキング検出センサと、取り付け前の状態にて前記ノッキング検出センサの前記ねじ挿通孔に対し、センサ取り付けのための所定の取付挿通方向において予め挿通されたねじ部材とを備え、
前記ねじ挿通孔に挿通されたねじ部材が、前記取付挿通方向と逆向きに移動して、該ねじ挿通孔から抜け落ちることを防止するねじ部材脱落防止手段であって、前記ねじ挿通孔に挿通された前記ねじ部材の、該ねじ挿通孔に対する軸線方向の移動は阻止ないし抑制し、かつセンサ取り付けのために該ねじ挿通孔内での回転は許容する当該ねじ部材脱落防止手段が、前記ねじ部材の軸部表面から突出するとともに、前記ねじ挿通孔の内面との間の摩擦により前記ねじ部材の、該ねじ挿通孔に対する軸線方向の移動は阻止ないし抑制するねじ部材側摩擦突出部として形成され、該ねじ部材側摩擦突出部が、合成樹脂あるいはゴム等の高分子材料を主体とする材料により、前記ねじ部材の軸部に結合された肉盛り部として形成されていることを特徴とするノッキング検出センサユニット。
【請求項２】
前記ノッキング検出センサと、これに挿通された前記ねじ部材とを１セットにして、これらをパッケージ包装した請求項１記載のノッキング検出センサユニット。
【請求項３】
前記ねじ部材の前記軸部には、その先端部外周面にのみねじ部が形成され、該軸部の外周面の前記ねじ部の形成されていない表面（以下、非ねじ形成表面という）に、前記ねじ部材側摩擦突出部が形成されている請求項１又は２に記載のノッキング検出センサユニット。
【請求項４】
前記非ねじ形成表面の所定の領域には、複数の溝又は凹凸からなる面荒らし部が形成されており、前記高分子材料を主体とする材料をその面荒らし部上に肉盛りすることにより前記ねじ部材側摩擦突出部が形成されている請求項３記載のノッキング検出センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関で発生するノッキングを検出するための、ノッキング検出センサユニットに関する。
【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。このようなノッキング検出センサ（以下、ノックセンサともいう）の取付形態の一つとして、センサを貫通して形成されたねじ挿通孔にセンサとは別体のねじ部材を通し、そのセンサ底面から突出するねじ部先端を、取付部側のねじ孔にねじ込む方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、別体のねじ部材により取り付けるようになっているノックセンサの場合、ねじ部材の所在がわからず探すのに手間取り、取付作業のスムーズな進捗に支障を来たすことがある。さらに、ねじ部材を紛失したりするとセンサの取付け自体が不能となる。また、ねじ挿通孔に合わないねじ部材を誤って使用すると、取付後のセンサにがたつきや緩みが生じやすくなり、ノッキング検出精度が低下することもありうる。また、一般のノックセンサでは、ねじ挿通孔の形成方向における両端面のうち、いずれか特定の一方が取付座面として定められており、ねじ部材はその取付座面と反対の端面側から挿通孔に通される形となる。しかし、センサのねじ挿通孔は多くの場合、取付座面側からもねじ部材を挿通できるようになっているので、作業者がノックセンサを取付部に対し逆さまに取り付けてしまうミスを犯しやすい欠点がある。
【０００４】
本発明の課題は、センサの取り付け時にねじ部材を探したりする手間が省けて直ちに取り付けを行うことができ、さらには取付部に対するセンサの取付方向を間違えたり、他のねじ部材を間違って組み付けたりすることを防止できるノッキング検出センサユニット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】
上記課題を解決するために、本発明のノッキング検出センサユニットの第一の構成は、
内燃機関で発生するノッキングを検出するために所定の取付部に取り付けて使用することが予定され、センサ取付用のねじ挿通孔が貫通形態で形成されたノッキング検出センサと、
センサ取り付けのための所定の取付挿通方向において、前記ノッキング検出センサの前記ねじ挿通孔に対し予め挿通されているか、又は挿通が予定されたねじ部材とを備え、
それらノッキング検出センサとねじ部材とを１セットにして、一体的にパッケージ包装したことを特徴とする。
【０００６】
上記ノッキング検出センサユニットの構成では、ノッキング検出センサ（以下、単にセンサともいう）とねじ部材とが一体的にパッケージ包装されているので、センサとねじ部材とが常にセットの形で提供され、例えばセンサの取り付けを行う際に、ねじ部材を探したりすることもなく直ちに取り付けを行うことができる。さらに、ねじ挿通孔にきちんと合うねじ部材をセット化することで、他のねじ部材を間違って組み付けたりするトラブルを防止できる。
【０００７】
また、本発明のノッキング検出センサユニットの第二の構成は、
内燃機関で発生するノッキングを検出するために所定の取付部に取り付けて使用することが予定され、センサ取付用のねじ挿通孔が貫通形態で形成されたノッキング検出センサと、
取り付け前の状態にてノッキング検出センサのねじ挿通孔に対し、センサ取り付けのための所定の取付挿通方向において予め挿通されたねじ部材と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成では、ノッキング検出センサのねじ挿通孔に対し、センサ取り付けのための所定の取付挿通方向において予めねじ部材を挿通した形で、これらセンサ及びねじ部材をセット化した。従って、ねじ部材を探したりする手間が省けること、あるいは誤った種類のねじ部材の組み付けを防止できる等の利点のほか、ねじ部材が正しい方向に予め挿通された形で提供されるので、センサを逆向きに組付けたりするミスが極めて生じにくくなる効果も生ずる。
【０００９】
なお、該第二の構成においても、ノッキング検出センサと、これに挿通されたねじ部材とを１セットにして、これらをパッケージ包装することができる。
【００１０】
上記本発明のノッキング検出センサユニットにおいて、ノッキング検出センサは、
内燃機関で発生する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、
圧電素子板はリング状に形成され、
主体金具は、円筒状又は円柱状に形成されてこれを軸方向に貫通するねじ挿通孔を有する挿通部と、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対向面形成部としてのフランジ部とを有し、
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とともに、
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圧電素子板に対する支持面とされる一方、その支持面とは反対側の端面が取付面に対向する対向面（取付座面に相当）とされた構成とすることができる。この場合、ねじ部材は、対向面と反対側の開口部からねじ挿通孔に挿通されることとなる。
【００１１】
また、本発明のノッキング検出センサユニットには、ねじ挿通孔に挿通されたねじ部材が、取付挿通方向と逆向きに移動して、該ねじ挿通孔から抜け落ちることを防止するねじ部材脱落防止手段を設けることができる。これにより、ねじ部材のねじ挿通孔からの脱落が防止されるので、作業中等にねじ部材が抜ける心配がなく、取り付けも短時間で効率的に行うことができる。
【００１２】
ねじ部材脱落防止手段は、ねじ挿通孔に挿通されたねじ部材の、該ねじ挿通孔に対する軸線方向の移動は阻止ないし抑制し、かつセンサ取り付けのために該ねじ挿通孔内での回転は許容するものとすることができる。これにより、ねじ挿通孔に挿通されたねじ部材の脱落は防止しつつ、直ちに取付のためのねじ込み作業に移ることができるので、一層便利である。
【００１３】
この場合、ねじ部材脱落防止手段は、
ねじ部材の軸部表面から突出して形成され、ねじ挿通孔の内面との間の摩擦によりねじ部材の、該ねじ挿通孔に対する軸線方向の移動は阻止ないし抑制するねじ部材側摩擦突出部と、
ねじ挿通孔の内面から突出して形成され、ねじ部材の軸部外周面との間の摩擦によりねじ部材の、該ねじ挿通孔に対する軸線方向の移動は阻止ないし抑制する挿通孔側摩擦突出部と、
の少なくともいずれかを含むものとして構成できる。これにより、ねじ部材脱落防止手段を簡単に構成できる。この場合、摩擦の程度を、ねじ部材の回転は許容する程度に設定しておけば、摩擦突出部の存在に拘わらずねじ込み作業を支障なく行うことができる。
【００１４】
ねじ部材の軸部には、その先端部外周面にのみねじ部を形成することができる。この場合、該軸部の外周面のねじ部の形成されていない表面（非ねじ形成表面）に、ねじ部材側摩擦突出部を形成することができる。これにより、ねじ部材側摩擦突出部が、ねじ部とねじ孔との螺合に干渉することがなくなるので、センサのスムーズな取付け性を確保しつつ、前記本発明の効果を達成することができる。
【００１５】
ねじ部材側摩擦突出部ないし挿通孔側摩擦突出部は、合成樹脂あるいはゴム等の高分子材料を主体とする材料により構成することができる。これにより、ねじ部材の脱落防止は十分に行え、ねじ部材の回転には支障を来たさないよう、前述の摩擦を適度な値に調整することができる。
【００１６】
とりわけ、ねじ部材の軸部外周面に印刷等により上記材料の肉盛り部を形成し、これをねじ部材側摩擦突出部とする構成では、印刷等による該肉盛り部の形成も容易であり、製造時の能率も高い。この場合、非ねじ形成表面の所定の領域に、複数の溝又は凹凸からなる面荒らし部を形成し、高分子材料を主体とする材料をその面荒らし部上に肉盛りすることによりねじ部材側摩擦突出部を形成するようにすれば、面荒らし部のアンカー効果により肉盛り部の軸部外周面との結合力が高められ、摩擦突出部の剥離等を生じにくくすることができる。この面荒らし部は、例えば軸方向の溝部を軸部外周面の周方向に所定間隔で形成したローレット部とすれば、形成も容易で製造効率も高い。
【００１７】
【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ユニット（以下、単にセンサユニットともいう）１の断面構造を示している。該センサユニット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たノッキング検出センサ（以下、単にセンサともいう）４０と、ねじ部材脱落防止部５４（ねじ部材脱落防止手段）が軸部５２に形成されたねじ部材５０とを有し、ねじ部材５０はセンサ４０のねじ挿通孔６に予め挿通された形となっている。そして、センサユニット１は図５（ｂ）に示すように、内燃機関側の取付部３０の取付面３０ａに対し、主体金具５の対向面３５が接した状態で配置されるとともに、ねじ挿通孔６において主体金具５に挿通されたねじ部材５０を、上記取付部３０に形成された雌ねじ部３１にねじ込むことで、取付面３０ａに対し取り付けられる。
【００１８】
図１に示すように、センサ４０のケース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。主体金具５は、自身の軸方向においてねじ挿通孔６が貫通して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端面において、圧電素子板８の下面を支持する支持面１１とされる一方、支持面１１と反対側の端面が前述の対向面３５とされている。
【００１９】
次に、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７ａ及び１０ａ（例えば、周方向に沿う円環状の凸条部）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。さらに、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。
【００２０】
圧電素子板８は偏平軸対称形状、例えば偏平円板状に形成され、その中央には自身を厚さ方向（軸方向）に貫通する孔部８ａを有して全体がリング状に形成されている。該圧電素子板８は、軸方向両端面に電極板９ａ，９ｂが配置され、その状態で主体金具５の挿通部７に対し孔部８ａにおいて外挿される。また、主体金具５の挿通部７には、さらに、絶縁板１６、錘１７及びワッシャ１８がこの順序で外挿され、圧電素子板８上に積層されている。また、挿通部７の外周面にはねじ部１３が形成されており、これに螺着されたナット部材２０とフランジ部１０との間で、上記各部材９ｂ，８，９ａ，１６，１７，１８が挟圧・保持されている。これにより、圧電素子板８は、その電極板９ｂ側の端面において、フランジ部１０の支持面１１により支持されることとなる。
【００２１】
圧電素子板８からの出力は接続端子部２２により取り出される。該接続端子部２２は、図３に示すように、例えば２本の端子金具２２ａ，２２ｂにより構成される。各端子金具２２ａ，２２ｂは、その一端側が、それぞれ対応する電極板９ａ，９ｂに対し内蔵抵抗２４を介して接続される一方、他端側は、図１に示すように、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。
【００２２】
フランジ部１０の底面は、ねじ挿通孔６の一端が開口することでドーナツ状の形態をなしている。また、圧電素子板８は、軸断面の外周縁及び内周縁がほぼ同心円形態のリング状をなし、円筒状の挿通部７に外装されていることから、該挿通部７の端部外周に同心的に形成されたフランジ部１０の中心軸線は、圧電素子板８の中心軸線Ｏとほぼ一致する形となっている。
【００２３】
次に、図１に示すように、ねじ部材５０は、先端にねじ部５３が形成された軸部５２と、軸部５２の後端部においてその周方向に沿って外向きに張り出すフランジ状に形成された頭部５１と、軸部５２の外周面に形成されたねじ部材脱落防止部５４等から構成されている。頭部５１は軸断面が六角形状とされており、センサ４０を取付部３０に取り付ける際においてねじ部材５０の回転操作を行う操作部となる。
【００２４】
ねじ部材脱落防止部５４は、ナイロン樹脂（ナイロン系高分子材料）等の合成樹脂やゴム等の高分子材料により構成された摩擦突出部（ねじ部材側摩擦突出部）として形成されている。具体的には、軸部５２のねじ部５３寄りの外周にはローレット部５５（面荒らし部）が形成され、ねじ部材脱落防止部５４はこのローレット部５５上において、軸部５２の表面から盛り上がるように形成されている。なお、ローレット部５５は、図１及び図２に示すように、軸部５２の周方向において、縦方向の溝部５５ａが複数形成されたもので、図２（ｂ）に示すように、ねじ部材脱落防止部５４を溝部５５ａ内に入り込ませ、そのアンカー効果によって結合強度を向上させる働きをなしている。
【００２５】
ねじ部材脱落防止部５４の形成高さは、軸部５２の直径と該形成高さとの合計寸法が、ノックセンサ４０のねじ挿通孔６の内径よりも少し大きくなるように設定されている。そして、軸部５２をねじ挿通孔６内に挿通することにより、ねじ部材脱落防止部５４の外面５４ａとねじ挿通孔６の内面６ａとの間に摩擦力が生じ、例えば図４に示すように、センサユニット１をひっくり返した場合に、ねじ部材５０がねじ挿通孔６から脱落することが防止される。
【００２６】
ねじ部材脱落防止部５４の形成高さ及び形成面積は、ねじ部材５０の脱落が十分防止され、かつねじ挿通孔６の内面６ａとの間の摩擦力が過度に大きくなって、ねじ部材５０の締め付け作業に支障を来たさないよう、適宜設定される。また、ねじ部材脱落防止部５４は、例えば弾性変形の比較的容易な材質で構成すれば、図２（ｂ）に示すように、軸部５２をねじ挿通孔６に挿通することにより半径方向に弾性変形する。これにより、ねじ部材脱落防止部５４とねじ挿通孔６の内面との間の摩擦力が増し、ねじ部材５０の脱落防止効果を高めることが可能となる。
【００２７】
ねじ部材脱落防止部５４は、例えば未硬化状態の高分子材料をローレット部５５上に肉盛り塗布（あるいは印刷）し、これを硬化させることにより、該高分子材料の肉盛り部として形成できる。また、ねじ部材５０との一体射出成形により形成してもよい。
【００２８】
このようなノッキング検出センサユニット１を内燃機関側の取付部３０に取り付ける際には、図５（ａ）に示すように、ねじ部材５０の先端が雌ねじ部３１の開口部に位置するようにセンサユニット１を取付部３０上に配置する。そして、この状態でねじ部材５０の先端を雌ねじ部３１にねじ込むことにより、センサユニット１の取付けが完了する。
【００２９】
ここで、本発明のセンサユニット１においては、ねじ部材５０の軸部５２にねじ部材脱落防止部５４を形成し、当該ねじ部材５０をセンサ４０のねじ挿通孔６に予め挿通した構成とした。これにより、従来のように取付部に対し、センサの取付方向を間違えたり、他のねじ部材を間違って組み付けたりすることを防止できる。また、ねじ部材脱落防止部５４によりねじ部材５０の脱落が防止されているから、作業中にねじ部材が抜ける心配がなく、取付部３０への取り付けも短時間で効率的に行うことができる。さらに、センサ４０とねじ部材５０とがセットになるので、センサ４０の取り付け時にねじ部材５０を探したりする手間が省け、直ちに取り付けを行うことができる。
【００３０】
このようにして取り付けられたセンサユニット１において、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に伝達されると、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、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する。ここで、該センサ４０の出力信号を検出する回路部には、バンドパスフィルタ（図示せず）が設けられ、ノッキングに対応する周波数帯域の信号のみが検出されることとなる。
【００３１】
なお、ねじ部材脱落防止部５４は、ローレット部５５に対し軸部５２の周方向において複数してもよいし、軸部５２の軸方向において複数列に形成してもよい。また、図６に示すようにローレット部５５は、縦方向の溝部５５ａ（図１及び図２等）以外に横方向の溝部５５ｂを付加する構成も可能であり、またローレット部に変えて多数の凹凸を分散形成してもよい。さらに、図７に示すように、ねじ部材脱落防止部５４をＯリングにより構成することも可能である。この場合、軸部５２の外周に溝部５２ａを形成し、その溝部５２ａにＯリング（ねじ部材脱落防止部）５４を装着することができる。また、溝部５２ａにおいて樹脂（あるいはゴム）を一体射出成形することにより、ねじ部材脱落防止部５４を形成することも可能である。なお、ローレット部５５及び溝部５２ａは省略してもよい。
【００３２】
なお、センサユニット１においてねじ部材５０とセンサ４０とを一体化する方法としては、図８に示すように、ねじ部材脱落防止部５４を形成する代わりに、粘着テープ（例えばビニールテープ等）を用いる方法がある。この場合、センサ４０にねじ部材５０が挿通された状態において、頭部５１とセンサ４０の上面とにまたがるように、粘着テープ（ねじ部材脱落防止部）５４を粘着部５４ａにより貼り付ければ、ねじ部材５０の抜けを防止することができる。ここで、センサ４０を取り付ける際には粘着テープ５４をはがし取り、ねじ部材５０のねじ込み作業を行うようにする。
【００３３】
また、図９はセンサユニット１をパッケージ５７（例えば樹脂袋など。紙箱等でもよい）により包装した構成を示している。これにより、センサ４０とねじ部材５０とがパッケージ５７によりセットで同包されているため、センサ４０の取付時にねじ部材５０を探す必要がなくなり、また間違って他のねじ部材を組み付ける心配がない。この場合、図に示すように、センサ４０にねじ部材５０をセンサ４０の取り付け方向に挿入しておけば、センサ４０の取り付け方向を間違えることが防止できるのでより望ましい。また、ねじ部材５０の軸部５２に前述のねじ部材脱落防止部５４を形成しておくことができる。ただし、ねじ部材５０をセンサ４０から抜いた状態で両者をパッケージ５７で包装するようにしてもよい。この場合はねじ部材脱落防止部５４を省略することができる。
【００３４】
なお、以上の実施例においては、ねじ部材脱落防止部５４がねじ部材５０側に形成されていたが、図４に示すように、該ねじ部材脱落防止部５４とともに、又はこれに代えて主体金具５のねじ挿通孔６の内面６ａにねじ部材脱落防止部（挿通孔側摩擦突出部）５４’を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノッキング検出センサユニットの一例を示す側面断面図。
【図２】図１のノッキング検出センサユニットの軸断面図。
【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ユニットの効果の一例を示す作用説明図。
【図５】図１のノッキング検出センサユニットの組み付け例を示す作用説明図。
【図６】ノッキング検出センサユニットの第一の変形例を示す部分拡大概念図。
【図７】ノッキング検出センサユニットの第二の変形例を示す概念図。
【図８】ノッキング検出センサユニットの第三の変形例を示す概念図。
【図９】ノッキング検出センサユニットをパッケージにより同包した場合の一例を示す概念図。
【符号の説明】
１  ノッキング検出センサユニット
６  ねじ挿通孔
３０  取付部
３０ａ  取付面
３１  雌ねじ部
４０  センサ（ノッキング検出センサ）
５０  ねじ部材
５４  ねじ部材脱落防止部（ねじ部材側摩擦突出部、ねじ部材脱落防止手段）
５４’ねじ部材脱落防止部（挿通孔側摩擦突出部、ねじ部材脱落防止手段）
５５  ローレット部（面荒らし部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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