(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力スリーブを備えた振動ピックアップであって、
圧力スリーブ（２）が、振動を生ぜしめる構成部材に圧力下で取付け可能であり、
センサ装置（７，５，６）と、その上方に位置している振動の加わる質量体とが設けられており、センサ装置（７，５，６）及び振動の加わる質量体が、圧力スリーブ（２）の外側で、圧力スリーブ（２）のフランジ状のセグメント（３）の載置面に、軸方向における予負荷をかけられて、螺合を用いて保持されており、
振動の加わる質量体（８）が雌ねじ山を備えていて、軸方向の予負荷を生ぜしめるためにセンサ装置（７）に向かって螺合可能である形式のものにおいて、
振動の加わる質量体（８）の軸方向における制限面のうちの１つが、凹面状に形成されていて、振動の加わる質量体（８）の軸方向における壁厚が中心に向かって減じられていることを特徴とする、圧力スリーブを備えた振動ピックアップ。
【請求項２】
振動の加わる質量体（８）の軸方向における両制限面が、凹面状に形成されていて、振動の加わる質量体（８）の軸方向における壁厚が中心に向かって減じられている、請求項１記載の振動ピックアップ。
【請求項３】
センサ装置（７，５，６）を備えた圧力スリーブ（２）と振動の加わる質量体（８）との周囲に配置されたプラスチック製の射出ケーシング（１）が設けられており、
振動の加わる質量体（８）が少なくとも片側に溝（１４，１５，１６）を有していて、該溝（１４，１５，１６）を通して、プラスチックが射出被覆中にセンサ装置（７）と圧力スリーブ（２）との間の内室（１７）内に導入可能である、請求項１又は２記載の振動ピックアップ。
【請求項４】
センサ装置（７，５，６）を備えた圧力スリーブ（２）と振動の加わる質量体（８）との周囲に配置されたプラスチック製の射出ケーシング（１）が設けられており、
センサ装置（７）が少なくとも片側に溝（１８，１９，２０，２１）を有していて、該溝（１８，１９，２０，２１）を通して、プラスチックが射出被覆中にセンサ装置（７，５，６）と圧力スリーブ（２）との間の内室（１７）内に導入可能である、請求項１又は２記載の振動ピックアップ。
【請求項５】
互いに対向して位置していて半径方向に延びる少なくとも２つの溝（１４，１５，１６）が設けられている、請求項３又は４記載の振動ピックアップ。
【請求項６】
振動の加わる質量体（８）又はセンサ装置（７）の軸方向における両制限面に設けられた溝が、それぞれ互いに９０°ずらされて配置されている、請求項３から５までのいずれか１項記載の振動ピックアップ。
【請求項７】
圧力スリーブ（２）のベース面（４）が、構成部材への取付け前に、半径方向で内方に向かって凹面状に延びる輪郭を有していて、該輪郭が取付けの圧力によって可変であり、
載置面が取付け前に、半径方向で内方に向かって凸面状に延びる輪郭を有していて、該輪郭は、取付け後に少なくともセンサ装置（７，５，６）がほぼ平らに載置面に接触するように、寸法設定されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の振動ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、圧力スリーブを備えた振動ピックアップに関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許公開第４４０３６６０号明細書に開示された、圧力スリーブを備えた振動ピックアップは、自動車における内燃機関の機能を監視するためのノックセンサとして使用される。この圧力スリーブは載置領域を介して、振動を生ぜしめる構成部材、ここでは内燃機関の機関ブロックに堅固に接合される。
【０００３】
検出される振動は公知の装置では、運転時における内燃機関のノッキング音であり、このノッキング音は圧力スリーブを介して、本来のセンサエレメントである圧電セラミックプレートに導かれ、ひいては評価可能な電気的な出力信号を生ぜしめる。また、圧電セラミックプレートは、この圧電セラミックプレートと圧力スリーブとの間に位置していて信号の読み取りを可能にするコンタクトプレート及び絶縁プレートを備えている。
【０００４】
圧力スリーブにおけるこのようなセンサ装置の取付け形式もしくは緊締形式及び、振動する構成部材における振動ピックアップの固定は、運転中に場合によっては生じるエラー測定及び障害並びに製造形式に対して大きな影響を有している。例えばばねや振動の加わる質量体のような多数の個別部材と一緒にセンサエレメントの緊締は、この公知の振動ピックアップでは例えばねじ山付リングを用いて行われ、このねじ山付リングは、圧力スリーブに設けられた対応するねじ山に螺合可能である。
【０００５】
さらにドイツ連邦共和国特許公開第１９５２４１４７号明細書に開示された上記形式の振動ピックアップでは、ねじ山付リング及びばねはいわゆるばねヘッドナット（Federkopfmutter）として一体的な構成部材である。そしてこのばねヘッドナットは、圧力スリーブにおけるねじ山に螺合可能であり、従って、振動の加わる質量体に直接載設されている。
【０００６】
発明の利点
冒頭に述べた形式の振動ピックアップ、すなわち圧力スリーブを備えた振動ピックアップであって、圧力スリーブが、まず初めは凹面状のベース面で、振動を生ぜしめる構成部材に圧力下で取付け可能である振動ピックアップにおいて、本発明の有利な構成では、振動の加わる質量体が雌ねじ山を備えていて、軸方向の予負荷を生ぜしめるためにセンサ装置に向かって螺合可能である。
【０００７】
本発明による配置形式によって例えば、内燃機関の機関ブロックにおけるノックセンサの構造を安価にすることができる。それというのは、本発明による振動ピックアップでは、僅かな数の個別部材しか必要なく、特に振動ピックアップの軸方向における構造高さ及び重量を小さくすることができる。さらに、公知の配置形式において設けられていた皿ばねを省略することによって、センサ信号の検出時における特性線をよりコンスタントにすることができる。
【０００８】
センサ装置を備えた圧力スリーブ及び振動の加わる質量体の周りに設けられたプラスチック製の射出ケーシングを備えた振動ピックアップの構造において、本発明の有利な構成では、振動の加わる質量体が、対向して位置していて半径方向に延びる少なくとも２つの溝を有している。これらの溝を通ってプラスチックは射出被覆中にセンサ装置と圧力スリーブとの間の内室に達することができ、これによって固定を実施するので、例えば機関ブロックにおける取付け状態位置が任意でかつコンパクトな配置形式を構成することができる。
【０００９】
プラスチック製の射出ケーシングを備えた別の有利な構成では、センサ装置が、対向して位置していて半径方向に延びる少なくとも２つの溝を有しており、これらの溝を通ってプラスチックが射出被覆中にセンサ装置と圧力スリーブとの間の内室に達することができるようになっている。この構成においても任意な取付け状態位置が可能であり、しかもこの場合には、振動の加わる質量体を、溝なしで簡単かつ安価に製造することができる。上に述べた２つの構成では溝が、振動の加わる質量体又はセンサ装置の圧電セラミックプレートの軸方向における両制限面に設けられていると、有利である。さらにこれらの溝は有利には、一方の面と他方の面との間において互いに９０°ずらされている。
【００１０】
振動の加わる質量体を備えたセンサエレメントの緊締時における特に良好な作用効果を得るために、本発明の有利な構成では、振動の加わる質量体の一方又は両方の軸方向における制限面が、凹面状に構成されていて、振動の加わる質量体の軸方向における壁厚が中心に向かって減じられている。
【００１１】
また、圧力スリーブのベース面が、構成部材への取付け前に、半径方向で内方に向かって凹面状に延びる輪郭を有している振動ピックアップにおいて、本発明の有利な構成では、センサエレメントのための載置面が圧力スリーブにおいて内部に、取付け前に、半径方向で内方に向かって凸面状に延びる輪郭を有していて、該輪郭は、取付け後に少なくともセンサ装置がほぼ平らに載置面に接触するように、寸法設定されている。
【００１２】
本発明の別の有利な構成は、その他の従属請求項に記載されている。
【００１３】
図面
次に図面を参照しながら、本発明による圧力スリーブを備えた振動ピックアップの実施例を説明する。
【００１４】
図１は、圧力スリーブと、この圧力スリーブに螺合可能でかつ溝を備えた振動の加わる質量体とを有する、振動ピックアップとしてのノックセンサケーシングを示す断面図である。
【００１５】
図２は、図１に示された振動の加わる質量体を詳細に示す図である。
【００１６】
図３は、圧力スリーブと、この圧力スリーブに螺合可能な振動の加わる質量体と、溝を備えたセンサ装置とを有する、振動ピックアップとしてのノックセンサケーシングを示す断面図である。
【００１７】
図４は、図３に示された振動の加わる質量体を詳細に示す図である。
【００１８】
図５は、図３に示された溝を備えたセンサ装置を３つの方向から示す図である。
【００１９】
実施例の記載
図１には、振動ピックアップとして、外側のプラスチックケーシング１を備えた内燃機関用のノックセンサ（Klopfsensor）が示されており、このノックセンサ１内には圧力スリーブ２が配置されている。圧力スリーブ２はその下端部の領域にフランジ状の縁部３を有しており、この縁部３を介して圧力スリーブ２はそのベース面４で、振動を検出したい機関ブロック（図示せず）に載置されている。
【００２０】
圧力スリーブ２の外周部には、フランジ状の縁部３における下側の載置面を起点として、下記の部材すなわち、絶縁プレート５、第１のコンタクトプレート６、本来のセンサエレメントとしての圧電セラミックプレート７及び第２のコンタクトプレート６並びに第２の絶縁プレート５が配置されている。そしてこの配置形式に、振動の加わる質量体（seimische Masse）８が載置されている。この質量体８は雌ねじ山９を備えていて、圧電セラミックプレート７に向かって圧力スリーブ２に螺合可能である。
【００２１】
特にプラスチック射出成形法によって製造されたケーシング１の一体に組み込まれた接続部分１０には、コンタクトプレート６及びフラットコネクタ１２のための電気的な接続部１１が、射出成形によって埋め込まれている。フラットコネクタ１２はこれによって両コンタクトプレート６に接続されており、これによって両コンタクトプレート６を介して、圧電セラミックプレート７の両側への電気接続が生じ、軸方向における圧電セラミックプレート７の圧力負荷時に生ぜしめられる電圧を取り出すことができる。
【００２２】
圧力スリーブ２における中央の切欠きもしくは孔１３を通して、固定ねじ（図示せず）が案内可能であり、この固定ねじによってロックセンサ全体を、直接又は間接的に内燃機関の機関ブロックに固定することができる。ノックセンサの取付け時に、前記固定ねじによって加えられる全トルクは、下面４を介して圧力スリーブ２に伝達され、つまりセンサエレメントである圧電セラミックプレート７には、固定によって力が加えられることはない。
【００２３】
予負荷は、螺合させられた振動の加わる質量体８の圧力に生ぜしめられる。予負荷は次のように、すなわち圧電セラミックプレート７においては、ぎりぎりちょうど、電気信号の残留劣化（bleibende Verschlechterung）なしに耐えることができる軸方向力が作用するように、かつ圧電セラミックプレート７が熱膨張や、取付け時における圧力スリーブ２の回避不能な圧縮もしくは据込み（Stauchungen）とはまったく無関係であるように、選択されている。振動の加わる質量体８から内燃機関の振動に対して比例的に加えられるパルスは、圧電セラミックプレート７においてチャージパルスに変換され、このチャージパルスは相応な機器において評価可能である。
【００２４】
振動の加わる質量体８は下側領域に溝１４，１５を有しており、これらの溝１４，１５は図２に示された振動の加わる質量体８の部分図からも同様に明らかに分かる。図２からさらに分かるように、振動の加わる質量体８にはその軸方向で見て一方の側において半径方向で対向して位置している溝１４，１５の他に、軸方向で見て他方の側にも９０°ずらされた溝１６が配置されている。これらの溝１４，１５，１６を通して、ケーシング１を形成するためのプラスチックは、射出被覆（Umspritzung）中に、圧電セラミックプレート７と圧力スリーブ２との間の内室１７内に達することができる。
【００２５】
図３、図４及び図５に示された実施例では、図１及び図２に示された実施例とは異なり、振動の加わる質量体８は溝なしに形成されている。この場合センサ装置もしくは圧電セラミックプレート７は溝１８，１９，２０，２１を有しており、これらの溝１８，１９，２０，２１は図５における３つの方向から見た図において示されている。図５に示された金属メッキされた面２２は、軸方向で反対側に位置している２つの面における、コンタクトプレート６を用いた圧電セラミックプレート７の電気接触のために働く。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧力スリーブと、この圧力スリーブに螺合可能でかつ溝を備えた振動の加わる質量体とを有する、振動ピックアップとしてのノックセンサケーシングを示す断面図である。
【図２】図１に示された振動の加わる質量体を詳細に示す図である。
【図３】圧力スリーブと、この圧力スリーブに螺合可能な振動の加わる質量体と、溝を備えたセンサ装置とを有する、振動ピックアップとしてのノックセンサケーシングを示す断面図である。
【図４】図３に示された振動の加わる質量体を詳細に示す図である。
【図５】図３に示された溝を備えたセンサ装置を３つの方向から示す図である。
【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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