(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状をなす圧電素子と、
前記圧電素子を直接又は間接に支持する支持本体部を有する支持部材と、
環状をなし、前記圧電素子と同軸に配置される錘部材であって、前記圧電素子を前記支持本体部側に向けて直接又は間接に押圧する錘部材と、を備え、
前記錘部材、前記圧電素子及び前記支持本体部の積層方向に生じる振動を検知する
ノッキングセンサであって、
前記支持部材は、前記圧電素子及び前記錘部材の径方向内側に挿通される内挿部を有し、
前記錘部材を、前記内挿部に溶接して、前記支持部材に固定してなる
ノッキングセンサ。
【請求項２】
環状をなす圧電素子と、
前記圧電素子を直接又は間接に支持する支持本体部を有する支持部材と、
環状をなし、前記圧電素子と同軸に配置される錘部材であって、前記圧電素子を前記支持本体部側に向けて直接又は間接に押圧する錘部材と、を備え、
前記錘部材、前記圧電素子及び前記支持本体部の積層方向に生じる振動を検知する
ノッキングセンサであって、
前記支持部材は、前記圧電素子及び前記錘部材の径方向外側に配置される外装部を有し、
前記錘部材を、前記外装部に接着又は溶接して、前記支持部材に固定してなる
ノッキングセンサ。
【請求項３】
請求項２に記載のノッキングセンサであって、
前記圧電素子を、前記外装部に接着して、前記支持部材に固定してなる
ノッキングセンサ。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のノッキングセンサであって、
前記錘部材と前記圧電素子との間、及び、前記圧電素子と前記支持本体部との間には、接着層が介在しない
ノッキングセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエンジンブロック等に取り付けられ、内燃機関で発生するノッキングを検知するノッキングセンサに関し、特に、圧電素子と、これを支持する支持部材と、圧電素子を支持部材に向けて押圧する錘部材とを備えるノッキングセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関のエンジンブロック等に取り付けられ、内燃機関で発生するノッキングを検知するノッキングセンサが知られている。例えば、特許文献１，２に、このようなノッキングセンサが開示されている。
特許文献１のノックセンサ（ノッキングセンサ）は、円筒状の筒部とこの基端に設けられた鍔部（支持本体部）とからなる筒状芯金（支持部材）を備える（特許文献１の図１及びその説明箇所等を参照）。筒状芯金の鍔部上には、絶縁板及び電極板を介して圧電素子が配置されている。更に、圧電素子上には、電極板及び絶縁板を介してウェイト（錘部材）が配置されている。
【０００３】
このノックセンサでは、ウェイトの内周にネジ部が形成されており、このネジ部を筒状芯金の筒部の外周に設けられたネジ部に螺合している。これにより、ウェイトが圧電素子等を筒状芯金の鍔部に向けて所定の荷重で押圧した状態で、ウェイトを筒状芯金の鍔部に固定している。
【０００４】
特許文献２のノックセンサ（ノッキングセンサ）は、筒状の圧力スリーブとこの基端に設けられたフランジ状の鍔部（支持本体部）とからなる支持部材を備える（特許文献２の図２及びその説明箇所等を参照）。支持部材の鍔部上には、コンタクトプレートを介して圧電セラミックプレート（圧電素子）が配置されている。更に、圧電セラミックプレート上には、コンタクトプレートを介して質量体（錘部材）が配置されている。
【０００５】
このノックセンサでは、圧電セラミックプレートとその両側に積層されたコンタクトプレートとを、それぞれ導電性を有する接着層により互いに固定している。更に、支持部材の鍔部側に配置したコンタクトプレートを、絶縁性の接着層を介して、鍔部に固定している。一方で、質量体側のコンタクトプレートを、絶縁性の接着層を介して、質量体に固定している。つまり、このノックセンサでは、質量体と圧電セラミックプレートとの間に２つの接着層が介在し、圧電セラミックプレートと支持部材の鍔部との間にも２つの接着層が介在している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５７８３４号公報
【特許文献２】特表２００３−５１７５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のノックセンサでは、ウェイトを固定するために、ウェイト及び筒状芯金にネジ部を設ける必要がある。また、例えばウエイトをナットで固定する場合には、別途ナットが必要となる。また、締め付けによりウェイトを固定するには、圧電素子への予荷重を一定にするために、別途座金が必要となる場合もある。また、例えば座金を圧入する方法では、ネジ部やナット等が不要となるものの、この座金を圧入して固定するための返し構造を設けなければならない。
【０００８】
一方、特許文献２のノックセンサでは、接着材を用いて、圧電セラミックプレート、コンタクトプレート及び質量体を支持部材に固定しているので、質量体などにネジ部を設ける必要がなく、ナットや座金を別途用意する必要もない。
しかし、各部材をそれぞれ接着材で互いに固定しなければならない他、部材同士の間で導電が必要な場合には、導電性の接着材を用い、一方、部材同士の間で絶縁が必要な場合には、絶縁性の接着材を用いる必要がある。このため、接着材費やその加工費などコストが高くなる傾向にあった。また、内燃機関で生じた振動は、圧電セラミックプレート、コンタクトプレート、質量体及び支持部材の積層方向に大きく伝わるところ、各接着層はこの積層方向と直交する方向に形成している。このため、振動により接着層が剥がれやすいという問題もあった。
【０００９】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、錘部材を支持部材に確実に固定できると共に、安価にすることができるノッキングセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その解決手段は、環状をなす圧電素子と、前記圧電素子を直接又は間接に支持する支持本体部を有する支持部材と、環状をなし、前記圧電素子と同軸に配置される錘部材であって、前記圧電素子を前記支持本体部側に向けて直接又は間接に押圧する錘部材と、を備え、前記錘部材、前記圧電素子及び前記支持本体部の積層方向に生じる振動を検知するノッキングセンサであって、前記支持部材は、前記圧電素子及び前記錘部材の径方向内側に挿通される内挿部を有し、前記錘部材を、前記内挿部に溶接して、前記支持部材に固定してなるノッキングセンサである。
【００１１】
本発明のノッキングセンサでは、錘部材を支持部材の内挿部に溶接して、この錘部材を支持部材に固定しているので、従来技術に係る、錘部材を支持部材に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサの組立作業性を向上させることができる。
また、内燃機関で生じた振動は、錘部材、圧電素子、支持本体部の積層方向に大きく伝わるところ、本発明では、錘部材を、この径方向内側に挿通される内挿部に溶接している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った各部材の面のみを接着してなる前述の従来のノッキングセンサに比して、使用時の振動に対してその溶接部位が破断し難い。よって、錘部材を支持部材に確実に固定できると共に、ノッキングセンサを安価にすることができる。
【００１２】
なお、「支持部材」の材質は、内燃機関の振動に対する剛性などを考慮して適宜選択すればよく、例えば、金属やセラミック、樹脂等から適切な材質を選択すればよい。
また、「支持部材」は、圧電素子を直接又は間接に支持するものである。間接に圧電素子を支持する形態としては、例えば、支持本体部と圧電素子との間に、電極部材や絶縁板、接着層等を介在させる形態が挙げられる。
【００１３】
また、支持部材の「内挿部」は、圧電素子及び錘部材の径方向内側に挿通され、錘部材と溶接して互いに固定されるものである。その形態は適宜変更できるが、例えば、圧電素子等と同軸に配置される筒状をなす内挿部が挙げられる。
また、支持部材は、内挿部と支持本体部等とを一体的に形成したものでもよいし、内挿部と支持本体部等とを別体として形成した後に接合したものでもよい。
「錘部材」の形態や材質は、適宜選択すればよく、材質としては、例えば、金属やセラミック等から適切な材質を選択すればよい。
また、「溶接」の手法としては、融接（レーザ溶接、電子ビーム溶接等）、ロウ接などが挙げられる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
また、他の解決手段は、環状をなす圧電素子と、前記圧電素子を直接又は間接に支持する支持本体部を有する支持部材と、環状をなし、前記圧電素子と同軸に配置される錘部材であって、前記圧電素子を前記支持本体部側に向けて直接又は間接に押圧する錘部材と、を備え、前記錘部材、前記圧電素子及び前記支持本体部の積層方向に生じる振動を検知するノッキングセンサであって、前記支持部材は、前記圧電素子及び前記錘部材の径方向外側に配置される外装部を有し、前記錘部材を、前記外装部に接着又は溶接して、前記支持部材に固定してなるノッキングセンサである。
【００１７】
本発明のノッキングセンサでは、錘部材を支持部材の外装部に接着又は溶接して、この錘部材を支持部材に固定しているので、従来技術に係る、錘部材を支持部材に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサの組立作業性を向上させることができる。
また、内燃機関で生じた振動は、錘部材、圧電素子、支持本体部の積層方向に大きく伝わるところ、本発明では、錘部材をこの径方向外側に配置される外装部に接着又は溶接している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った各部材の面のみを接着してなる前述の従来のノッキングセンサに比して、使用時の振動に対してその接着部位又は溶接部位が破断し難い。よって、錘部材を支持部材に確実に固定できると共に、ノッキングセンサを安価にすることができる。
【００１８】
なお、支持部材の「外装部」は、圧電素子及び錘部材の径方向外側に配置され、錘部材と接着又は溶接して互いに固定されるものである。その形態は適宜変更できるが、例えば、圧電素子等と同軸に配置される筒状をなす外装部が挙げられる。
また、支持部材は、外装部と支持本体部等とを一体的に形成したものでもよいし、外装と支持本体部等とを別体として形成した後に接合したものでもよい。
【００１９】
更に、上記のノッキングセンサであって、前記圧電素子を、前記外装部に接着して、前記支持部材に固定してなるノッキングセンサとすると良い。
【００２０】
本発明のノッキングセンサでは、圧電素子を支持部材の外装部に接着して、この圧電素子を支持部材に固定しているので、使用時等に圧電素子が移動するのを、特に径方向に移動するのを確実に防止できる。
また、圧電素子をこの径方向外側に配置される外装部に接着している。このため、錘部材や圧電素子の積層方向に直交する方向に沿った面を接着に用いた前述の従来のノッキングセンサに比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００２１】
更に、上記のいずれかに記載のノッキングセンサであって、前記錘部材と前記圧電素子との間、及び、前記圧電素子と前記支持本体部との間には、接着層が介在しないノッキングセンサとすると良い。
【００２２】
錘部材と圧電素子との間や圧電素子と支持本体部との間に接着層を有する、従来技術で述べた形態のノッキングセンサでは、振動方向に接着層が介在するために使用時の共振周波数が低くなりがちで、内燃機関で生じるノッキングを正確に検知し難くなる。
これに対し、本発明では、錘部材と圧電素子との間、及び、圧電素子と支持本体部との間に、接着層を介在させないので、共振周波数が低くなるのを防止でき、内燃機関で生じるノッキングをより正確に検知できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（参考形態１）
以下、本発明の参考形態１を、図面を参照しつつ説明する。図１に、参考形態１に係るノッキングセンサ１００を示す。なお、図中、上側が軸線ＡＸ方向の先端側であり、図中、下側が軸線ＡＸ方向の基端側である。
このノッキングセンサ１００は、支持部材１１０と、この支持部材１１０により支持される圧電素子１３５や錘部材１４１等を含む圧電機構部１３０と、支持部材１１０及び圧電機構部１３０を覆う樹脂被覆体１５０とから構成されている。
【００２４】
このうち支持部材１１０は、金属（具体的には炭素鋼）からなり、各部が一体的に形成されている。この支持部材１１０は、軸線ＡＸを有する環状の支持本体部１１１と、この支持本体部１１１よりも径が小さくされ、この支持本体部１１１から先端側（図中、上方）に延びる円筒状の内挿部１２１とからなる。
支持本体部１１１は、先端側を向く支持面１１１ａと、この裏面をなし基端側を向く座面１１１ｂと、これらの面を結び、径方向内側を向く内周面１１１ｃと、径方向外側を向く外周面１１１ｄとを有する。支持面１１１ａは、後述する圧電素子１３５等を支持する面である。また、座面１１１ｂは、内燃機関のシリンダブロックに設けられたセンサ取付部（不図示）に当接される面である。
【００２５】
内挿部１２１は、先端側を向く先端面１２１ａと、径方向内側を向く内周面１２１ｃと、径方向外側を向く外周面１２１ｄとを有する。この内挿部１２１の外周面１２１ｄのうち、先端側の所定位置には、後述する樹脂被覆体１５０との密着性を高めるために、３本の周溝部１２３，１２３，１２３が凹設されている。
【００２６】
次に、圧電機構部１３０について説明する。圧電機構部１３０は、支持本体部１１１上に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１が、基端側から先端側に向けてこの順に積層配置することにより、構成されている。なお、この圧電機構部１３０では、各部材同士の間には、従来技術で述べたような接着層を全く介在させず、各部材を直接積層している。
【００２７】
このうち基端側絶縁板１３１は、円環板状をなし、絶縁材料（具体的にはＰＢＴ）からなる。この基端側絶縁板１３１は、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、支持部材１１０の支持本体部１１１の支持面１１１ａ上に配置されている。この基端側絶縁板１３１は、支持部材１１０と次述する基端側電極部材１３３とを電気的に絶縁するものである。
【００２８】
基端側電極部材１３３は、金属材料（具体的には黄銅）からなり、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、上述した基端側絶縁板１３１の先端側に配置されている。この基端側電極部材１３３は、円環板状の環状部１３３ｆと、この環状部１３３ｆから径方向外側に延出する端子部１３３ｇとからなる。環状部１３３ｆは、基端側絶縁板１３１と次述する圧電素子１３５との間に挟まれて、圧電素子１３５の基端面１３５ｂに当接している。一方、端子部１３３ｇは、環状部１３３ｆから後述するコネクタ部１６１まで所定位置で折り曲げられながら延出しており、圧電素子１３５の基端面１３５ｂから出力される電気信号の通電経路を構成している。
【００２９】
圧電素子１３５は、円環状をなし、先端面１３５ａと、その裏面をなす基端面１３５ｂと、これらの面を結ぶ内周面１３５ｃ及び外周面１３５ｄとを有する。この圧電素子１３５は、厚み方向に分極された円環状をなすＰＺＴ系の圧電セラミックの先端側及び基端側に、上記先端面１３５ａをなすＡｇ電極と、上記基端面１３５ｂをなすＡｇ電極とが配設されることにより構成されている。この圧電素子１３５は、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、上述した基端側電極部材１３３の環状部１３３ｆの先端側に配置されている。
【００３０】
先端側電極部材１３７は、金属材料（具体的には黄銅）からなり、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、圧電素子１３５の先端面１３５ａ上に配置されている。この基端側電極部材１３７は、円環板状の環状部１３７ｆと、この環状部１３７ｆから径方向外側に延出する端子部１３７ｇとからなる。環状部１３７ｆは、圧電素子１３５と次述する先端側絶縁板１３９との間に挟まれて、圧電素子１３５の先端面１３５ａに当接している。一方、端子部１３７ｇは、環状部１３７ｆから後述するコネクタ部１６１まで所定の位置で折り曲げられながら延出しており、圧電素子１３５の先端面１３５ａから出力される電気信号の通電経路を構成している。
【００３１】
先端側絶縁板１３９は、円環板状をなし、絶縁材料（具体的にはＰＢＴ）からなる。この先端側絶縁板１３９は、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、上述した先端側電極部材１３７の環状部１３７ｆの先端側に配置されている。この先端側絶縁板１３９は、先端側電極部材１３７と次述する錘部材１４１とを電気的に絶縁するものである。
【００３２】
錘部材１４１は、円環状をなし、金属材料（具体的には真鍮）からなる。この錘部材１４１は、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通しつつ、上述した先端側絶縁板１３９の先端側に配置されている。この錘部材１４１は、先端側を向く先端面１４１ａと、この裏面をなし基端側を向く基端面１４１ｂと、これらの面を結び、径方向内側を向く内周面１４１ｃと、径方向外側を向く外周面１４１ｄとを有する。この錘部材１４１は、その基端面１４１ｂで先端側絶縁板１３９を基端側に（支持本体部１１１側に向けて）押圧し、圧電素子１３５に所定荷重を付加した状態で、次述する接着材１４３により支持部材１１０の内挿部１２１に固定されている。
【００３３】
上述した圧電機構部１３０（基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１）の内周面１３０ｃと、これに向かい合う内挿部１２１の外周面１２１ｄとの隙間には、接着材１４３が充填されている。この接着材１４３により、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１と、内挿部１２１とが、それぞれ互いに固定されている。
【００３４】
このように参考形態１では、錘部材１４１の内周面１４１ｃを、これに向かう合う支持部材１１０の内挿部１２１の外周面１２１ｄに絶縁性の接着材１４３（具体的には一液性加熱硬化型エポキシ樹脂）を介して接着して、錘部材１４１を支持部材１１０に固定している。また、圧電素子１３５の内周面１３５ｃを、これに向かう合う支持部材１１０の内挿部１２１の外周面１２１ｄに接着材１４３を介して接着して、圧電素子１３５を支持部材１１０に固定している。
【００３５】
次に、樹脂被覆体１５０について説明する。この樹脂被覆体１５０は、絶縁性樹脂（具体的にはポリアミド樹脂）をモールド成形したものである。この樹脂被覆体１５０は、概略円筒状をなす素子被覆部１５１と、この素子被覆部１５１から外側に延出し、外部機器（例えば点火時期制御装置など）の外部コネクタを接続するためのコネクタ部１６１とからなる。
このうち素子被覆部１５１は、支持部材１１０のうちの先端側と基端側にそれぞれ密着して、素子被覆部１５１と支持部材１１０との間に圧電機構部１３０全体をシールしている。この素子被覆部１５１は、先端側に位置する先端側部１５３と、この先端側部１５３に連なり、この先端側部１５３よりも基端側に、かつ、圧電機構部１３０の径方向外側に位置する外側部１５５とからなる。
【００３６】
先端側部１５３は、その外形が先端側ほど径が小さくなる円錐台状を有する環状をなす。この先端側部１５３は、圧電機構部１３０の先端面１３０ａ（錘部材１４１の先端面１４１ａ）に密着してこれを覆うと共に、支持部材１１０の内挿部１２１のうち外周面１２１ｄの先端側部分に密着してこれを覆っている。内挿部１２１の外周面１２１ｄの先端側部分には、前述のように、３本の周溝部１２３，１２３，１２３が形成されているので、この部分で樹脂被覆体１５０（先端側部１５３）と支持部材１１０（内挿部１２１）との密着性が向上し、シール性が十分に高くされている。
外側部１５５は、径方向の厚みが一定の円筒状をなす。この外側部１５５は、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄ、及び、支持部材１１０の支持本体部１１１の外周面１１１ｄに密着してこれらを覆っている。
【００３７】
このノッキングセンサ１００は、支持部材１１０の座面１１１ｂを、内燃機関のシリンダブロックの取付部に当接させて、図示しないボルトを支持部材１１０の径方向内側に先端側から挿通して内燃機関に取り付ける。
内燃機関でノッキングなどの異常振動が生じると、その異常振動が支持部材１１０の支持本体部１１１及び圧電機構部１３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる。そして、その異常振動に応じて圧電素子１３５から出力される電気信号が、基端側電極部材１３３及び先端側電極部材１３７から外部機器に対して出力される。
【００３８】
以上で説明したように、このノッキングセンサ１００では、環状なす錘部材１４１の内周面１４１ｃを、支持部材１１０の内挿部１２１の外周面１２１ｄに接着することにより、錘部材１４１を支持部材１１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材１４１を支持部材１１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。従って、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ１００の組立作業性を向上させることができる。
【００３９】
更に、内燃機関で生じた振動は、支持本体部１１１及び圧電機構部１３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる。しかるに、この積層方向（振動方向）に沿った錘部材１４１の内周面１４１ｃを、支持部材１１０の内挿部１２１の外周面１２１ｄに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１４１ａや基端面１４１ｂを接着に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。よって、ノッキングセンサ１００を安価にすることができると共に、錘部材１４１を支持部材１１０に確実に固定できる。
【００４０】
また、参考形態１では、圧電素子１３５の内周面１３５ｃを支持部材１１０の内挿部１２１に接着して、圧電素子１３５を支持部材１１０に固定している。このため、圧電素子１３５が使用時等に移動するのを、特に径方向（例えば、図１中、左右方向）に移動するのを確実に防止できる。特に、圧電素子１３５のうち、上述の積層方向（振動方向）に沿った内周面１３５ｃを、支持部材１１０の内挿部１２１の外周面１２１ｄに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１３５ａや基端面１３５ｂを接合に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００４１】
また、参考形態１では、圧電機構部１３０を構成する各部材同士の間や、圧電機構部１３０（基端側絶縁板１３１）と支持本体部１１１との間に、接着層が全く介在しない。このため、接着層がクッションとなって圧電機構部１３０の共振周波数が低くなるのを防止できるので、内燃機関に生じたノッキングをより正確に検知できる。
【００４２】
次いで、このノッキングセンサ１００の製造方法について説明する。
まず、支持部材１１０の内挿部１２１を内側に挿通させつつ、支持本体部１１１の支持面１１１ａ上に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【００４３】
次に、圧電機構部１３０（基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１）の内周面１３０ｃと、内挿部１２１の外周面１２１ｄとの隙間に、シリンジ等により接着剤を充填し、これを硬化させて、接着材１４３を形成する。その際、錘部材１４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で接着材を硬化させ、圧電機構部１３０の各部材を内挿部１２１に接着固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体１５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ１００が完成する。
【００４４】
（実施形態１）
次いで、本発明に係る第１の実施の形態について説明する。図２に、本実施形態１に係るノッキングセンサ２００を示す。本実施形態１のノッキングセンサ２００は、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄを支持部材２１０の外装部２２１に接着している点が、圧電機構部１３０の内周面１３０ｃを支持部材１１０の内挿部１２１に接着している上記参考形態１と異なる。なお、上記参考形態１と同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【００４５】
このノッキングセンサ２００は、支持部材２１０と、上記参考形態１と同様な圧電機構部１３０と、これらを覆う樹脂被覆体２５０とから構成されている。
このうち、支持部材２１０は、軸線ＡＸを有する円環状の支持本体部２１１と、この支持本体部２１１の径方向外側端部から先端側（図中、上方）に向けて延びる円筒状の外装部２２１とから一体的に形成されている。
【００４６】
支持本体部２１１は、先端側を向く支持面２１１ａと、基端側を向く座面２１１ｂと、内周面２１１ｃと、外周面２１１ｄとを有する。支持面２１１ａのうち、径方向内側寄りの所定位置には、後述する樹脂被覆体２５０との密着性を高めるために、１本の周溝部２１４が環状に凹設されている。
【００４７】
外装部２２１は、圧電機構１３０の径方向外側に配置されている。この外装部２２１は、先端側を向く先端面２２１ａと、径方向内側を向く内周面２２１ｃと、径方向外側を向く外周面２２１ｄとを有する。また、外装部２２１には、軸線ＡＸ方向に所定位置から先端まで延びるスリット２２２，２２２が２つ形成されている（図２には、そのうち１つのみが図示されている。）。一方のスリット２２２には、基端側電極部材１３３の端子部１３３ｇが挿通されて、この端子部１３３ｇが外装部２２１の径方向内側から径方向外側に延出している。また、他方のスリット２２２には、基端側電極部材１３７の端子部１３７ｇが挿通されて、この端子部１３７ｇが外装部２２１の径方向内側から径方向外側に延出している。また、各スリット２２２，２２２内には、後述する接着材２４３の一部が充填されている。
【００４８】
また、圧電機構部１３０は、上記参考形態１と同様に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１が、基端側から先端側に向けてこの順に積層配置することにより、構成されている。
圧電機構部１３０の外周面１３０ｄと、これに向かい合う支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃとの隙間には、絶縁性の接着材２４３（具体的には一液性加熱硬化型エポキシ樹脂）が充填されている。この接着材２４３により、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１と、外装部２２１とが、それぞれ互いに固定されている。
【００４９】
このように本実施形態１では、錘部材１４１の外周面１４１ｄを、これに向かう合う支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃに接着材２４３を介して接着して、錘部材１４１を支持部材２１０に固定している。また、圧電素子１３５の外周面１３５ｄを、これに向かう合う支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃに接着材２４３を介して接着して、圧電素子１３５を支持部材２１０に固定している。
【００５０】
次に、樹脂被覆体２５０について説明する。この樹脂被覆体２５０は、素子被覆部２５１とコネクタ部２６１とからなる。このうち素子被覆部２５１は、先端側に位置する先端側部２５３と、この先端側部２５３に連なり、この先端側部２５３よりも基端側に、かつ、圧電機構部１３０の径方向内側に位置する内側部２５４と、先端側部２５３に連なり、先端側部２５３よりも基端側に、かつ、外装部２２１の径方向外側に位置する外側部２５５とからなる。
【００５１】
先端側部２５３は、環状をなし、圧電機構部１３０の先端面１３０ａに密着して、これを覆っている。
内側部２５４は、径方向の厚みが一定の円筒状をなす。この内側部２５４は、圧電機構部１３０の内周面１３０ｃ、及び、支持本体部２１１の支持面２１１ａに密着してこれらを覆っている。支持本体部２１１の支持面２１１ａには、前述のように、１本の周溝部２１４が形成されているので、この部分で樹脂被覆体２５０（内側部２５４）と支持部材２１０（支持本体部２１１）との密着性が向上し、シール性が十分に高くされている。
外側部２５５は、円筒状をなす。この外側部２５５は、主に、支持部材２１０の外装部２２１の外周面２２１ｄ、及び、支持本体部２１１の外周面２１１ｄに密着してこれらを覆っている。
【００５２】
以上で説明したように、このノッキングセンサ２００では、錘部材１４１の外周面１４１ｄを、支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃに接着することにより、錘部材１４１を支持部材２１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材１４１を支持部材２１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ２００の組立作業性を向上させることができる。
【００５３】
更に、内燃機関で生じた振動は、支持本体部２１１及び圧電機構部１３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる。しかるに、この積層方向（振動方向）に沿った錘部材１４１の外周面１４１ｄを、支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１４１ａや基端面１４１ｂを接着に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。よって、ノッキングセンサ２００を安価にすることができると共に、錘部材１４１を支持部材２１０に確実に固定できる。
【００５４】
また、本実施形態１では、圧電素子１３５の外周面１３５ｄを支持部材２１０の外装部２２１に接着して、圧電素子１３５を支持部材２１０に固定している。このため、圧電素子１３５が使用時等に移動するのを、特に径方向（例えば、図２中、左右方向）に移動するのを確実に防止できる。特に、圧電素子１３５のうち、上述の積層方向（振動方向）に沿った外周面１３５ｄを、支持部材２１０の外装部２２１の内周面２２１ｃに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１３５ａや基端面１３５ｂを接合に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００５５】
次いで、このノッキングセンサ２００の製造方法について説明する。
まず、支持部材２１０の外装部２２１の径方向内側において、支持本体部２１１の支持面２１１ａ上に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【００５６】
次に、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄと外装部２２１の内周面２２１ｃとの隙間に、シリンジ等により接着剤を充填し、これを硬化させて、接着材２４３を形成する。その際、錘部材１４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で接着剤を硬化させ、圧電機構部１３０を外装部２２１に接着固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体２５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ２００が完成する。
【００５７】
（参考形態２）
次いで、第２の参考形態について説明する。図３に、参考形態２に係るノッキングセンサ３００を示す。参考形態２のノッキングセンサ３００は、内挿部３７０を支持本体部３１１に接着して支持部材３１０を形成すると共に、圧電機構部３３０の内周面３３０ｃをこの内挿部３７０に接着しており、この点が上記参考形態１、実施形態１と異なる。なお、上記参考形態１又は実施形態１と同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【００５８】
このノッキングセンサ３００は、支持本体部３１１及びこれに接着した内挿部３７０からなる支持部材３１０と、この支持部材３１０に支持される圧電機構部３３０と、これらを覆う樹脂被覆体３５０とから構成されている。
支持部材３１０のうちの支持本体部３１１は、軸線ＡＸを有する円環状をなし、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この支持本体部３１１は、先端側を向く支持面３１１ａと、この裏面をなし基端側を向く座面３１１ｂと、これらの面を結ぶ内周面３１１ｃ及び外周面３１１ｄとを有する。
【００５９】
支持部材３１０のうちの内挿部３７０は、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この内挿部３７０は、軸線ＡＸ方向に延びる円筒状の円筒部３７１と、その基端から径方向外側に拡がる円環板状をなす円環板部３７３とからなる。このうち円筒部３７１は、先端側を向く先端面３７１ａと、径方向内側を向く内周面３７１ｃと、径方向外側を向く外周面３７１ｄとを有する。また、円環板部３７３は、先端側を向く先端面３７３ａと、この裏面をなし基端側を向く基端面３７３ｂとを有する。
【００６０】
この内挿部３７０は、その円環板部３７３の基端面３７３ｂが、絶縁性の接着材３４５により支持本体部３１１の支持面３１１ａに接着されて、支持本体部３１１に固定されている。また、この円環板部３７３は、支持本体部３１１の支持面３１１ａと圧電機構部３３０との間に配置されている。
一方、この内挿部３７０の円筒部３７１は、圧電機構部３３０の径方向内側に配置され、円筒部３７１の外周面３７１ｄが圧電機構部３３０の内周面３３０ｃと向かい合っている。そして、円筒部３７１の外周面３７１ｄと圧電機構部３３０の内周面３３０ｃとが、後述するように接着材３４３により互いに固定されている。
【００６１】
圧電機構部３３０は、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側に向かってこの順に積層することにより、構成されている。つまり、この圧電機構部３３０は、基端側絶縁板１３１を有しない点が、上記参考形態１、実施形態１の圧電機構部１３０と異なる。
この圧電機構部３３０の内周面１３０ｃと、内挿部３７０の円筒部３７１の外周面３７１ｄとの隙間には、絶縁性の接着材３４３（具体的には一液性加熱硬化型エポキシ樹脂）が充填されている。この接着材３４３により、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１と、内挿部３７０の円筒部３７１とが、それぞれ互いに固定されている。
【００６２】
このように参考形態２では、錘部材１４１の内周面１４１ｃをこれに向かう合う支持部材３１０の内挿部３７０（円筒部３７１）の外周面３７１ｄに接着して、錘部材１４１を支持部材３１０に固定している。また、圧電素子１３５の内周面１３５ｃをこれに向かう合う支持部材３１０の内挿部３７０（円筒部３７１）の外周面３７１ｄに接着して、圧電素子１３５を支持部材３１０に固定している。
【００６３】
次に、樹脂被覆体３５０について説明する。この樹脂被覆体３５０は、素子被覆部３５１とコネクタ部３６１とからなる。このうち素子被覆部３５１は、先端側に位置する先端側部３５３と、この先端側部３５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、内挿部３７０の径方向内側に位置する内側部３５４と、先端側部３５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、圧電機構部３３０の径方向外側に位置する外側部３５５とからなる。
【００６４】
先端側部３５３は、環状をなし、圧電機構部３３０の先端面３３０ａに密着してこれを覆っている。内側部３５４は、円筒状をなし、主に、内挿部３７０の内周面３７１ｃ、及び、支持本体部３１１の支持面３１１ａの径方向内側部分に密着してこれらを覆っている。外側部３５５は、円筒状をなし、圧電機構部３３０の外周面３３０ｄ、及び、支持部材３１０の外周面３１１ｄに密着してこれらを覆っている。
【００６５】
以上で説明したように、このノッキングセンサ３００では、錘部材１４１の内周面１４１ｃを内挿部３７０に接着することにより、錘部材１４１を支持部材３１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材１４１を支持部材３１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ３００の組立作業性を向上させることができる。
【００６６】
更に、内燃機関で生じた振動は、支持本体部３１１及び圧電機構部３３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる。しかるに、この積層方向（振動方向）に沿った錘部材１４１の内周面１４１ｃを、内挿部３７０の外周面３７１ｄに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１４１ａや基端面１４１ｂを接着に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。よって、ノッキングセンサ３００を安価にすることができると共に、錘部材１４１を支持部材３１０に確実に固定できる。
【００６７】
また、参考形態２では、圧電素子１３５の内周面１３５ｃを内挿部３７０に接着して、圧電素子１３５を支持部材３７０に固定している。このため、圧電素子１３５が使用時等に移動するのを、特に径方向（例えば、図３中、左右方向）に移動するのを確実に防止できる。特に、圧電素子１３５のうち、上述の積層方向（振動方向）に沿った内周面１３５ｃを、内挿部３７０の外周面３７１ｄに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１３５ａや基端面１３５ｂを接合に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００６８】
次いで、このノッキングセンサ３００の製造方法について説明する。
まず、支持本体部３１１の支持面３１１ａの所定位置に、内挿部３７０の基端面３７３ｂを接着材３４５で固定する。
その後、内挿部３７０を内側に挿通させつつ、支持本体部３１１の支持面３１１ａ上に、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【００６９】
次に、圧電機構部３３０の内周面３３０ｃと内挿部３７０の外周面３７１ｄとの隙間に、シリンジ等により接着剤を充填し、これを硬化させて、接着材３４３を形成する。その際、錘部材１４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で接着剤を硬化させ、圧電機構部３３０を内挿部３７０に接着固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体３５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ３００が完成する。
【００７０】
（実施形態２）
次いで、第２の実施の形態について説明する。図４に、本実施形態２に係るノッキングセンサ４００を示す。本実施形態２のノッキングセンサ４００は、外装部４８０を樹脂により形成しており、この樹脂製の外装部４８０を金属製の支持本体部４１１に接着して支持部材４１０を構成すると共に、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄをこの外装部４８０に接着している。この点が上記参考形態１，２、実施形態１と異なる。なお、上記参考形態１，２、実施形態１のいずれかと同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【００７１】
このノッキングセンサ４００は、支持本体部４１１及びこれに接着した外装部４８０からなる支持部材４１０と、上記参考形態１と同様な圧電機構部１３０と、これらを覆う樹脂被覆体４５０とから構成されている。
支持部材４１０のうちの支持本体部４１１は、軸線ＡＸを有する円環状をなし、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この支持本体部４１１は、先端側を向く支持面４１１ａと、この裏面をなし基端側を向く座面４１１ｂと、これらの面を結ぶ内周面４１１ｃ及び外周面４１１ｄとを有する。
【００７２】
支持部材４１０のうちの外装部４８０は、樹脂（具体的には一液性加熱硬化型エポキシ樹脂）からなる。この外装部４８０は、軸線ＡＸ方向に延びる円筒状をなし、径方向内側を向く内周面４８０ｃと、径方向外側を向く外周面４８０ｄとを有する。この外装部４８０は、圧電機構部１３０及び支持本体部４１１の径方向外側に配置されている。そして、外装部４８０の内周面４８０ｃのうちの基端側部分が支持本体部４１１の外周面４１１ｄに接着することにより、外装部４８０自身を支持本体部４１１に固定している。また、外装部４８０の内周面４８０ｃを圧電機構部１３０の外周面１３０ｄに接着することにより、外装部４８０に圧電機構部１３０を固定している。これにより、圧電機構部１３０を支持部材４１０に固定している。
【００７３】
このように本実施形態２では、錘部材１４１の外周面１４１ｄをこれに向かう合う支持部材４１０の外装部４８０の内周面４８０ｃに接着して、錘部材１４１を支持部材４１０に固定している。また、圧電素子１３５の外周面１３５ｄをこれに向かう合う支持部材４１０の外装部４８０の内周面４８０ｃに接着して、圧電素子１３５を支持部材４１０に固定している。
【００７４】
次に、樹脂被覆体４５０について説明する。この樹脂被覆体４５０は、素子被覆部４５１とコネクタ部４６１とからなる。このうち素子被覆部４５１は、先端側に位置する先端側部４５３と、この先端側部４５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、圧電機構部１３０の径方向内側に位置する内側部４５４と、先端側部４５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、外装部４８０の径方向外側に位置する外側部４５５とからなる。
【００７５】
先端側部４５３は、環状をなし、圧電機構部１３０の先端面１３０ａに密着してこれを覆っている。内側部４５４は、円筒状をなし、圧電機構部１３０の内周面１３０ｃ、及び、支持本体部４１１の支持面４１１ａのうちの径方向内側部分に密着してこれらを覆っている。また、外側部４５５は、円筒状をなし、主に、外装部４８０の外周面４８０ｄ、及び、支持本体部４１１の外周面４１１ｄのうちの基端側部分に密着してこれらを覆っている。
【００７６】
以上で説明したように、このノッキングセンサ４００では、錘部材１４１の外周面１４１ｄを外装部４８０に接着して、錘部材１４１を支持部材４１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材１４１を支持部材４１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ４００の組立作業性を向上させることができる。
【００７７】
更に、内燃機関で生じた振動は、支持本体部４１１及び圧電機構部１３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる、しかるに、この積層方向（振動方向）に沿った錘部材１４１の外周面１４１ｄを、外装部４８０の内周面４８０ｃに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１４１ａや基端面１４１ｂを接着に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。よって、ノッキングセンサ４００を安価にすることができると共に、錘部材１４１を支持部材４１０に確実に固定できる。
【００７８】
また、本実施形態２では、圧電素子１３５の外周面１３５ｄを外装部４８０に接着して、圧電素子１３５を支持部材４１０に固定している。このため、圧電素子１３５が使用時等に移動するのを、特に径方向（例えば、図４中、左右方向）に移動するのを確実に防止できる。特に、圧電素子１３５のうち、上述の積層方向（振動方向）に沿った外周面１３５ｄを、外装部４８０の内周面４８０ｃに接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１３５ａや基端面１３５ｂを接合に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００７９】
次いで、このノッキングセンサ４００の製造方法について説明する。
まず、支持本体部４１１の支持面４１１ａ上に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側にこの順に積層して、圧電機構部１３０を構成する。
その後、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄと支持本体部４１１の外周面４１１ｄとに、絶縁性の接着剤を塗布し、これを硬化させて、外装部４８０を形成する。その際、錘部材１４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で接着剤を硬化させ、圧電機構部１３０及び支持本体部４１１と外装部４８０とを接着固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体４５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ４００が完成する。
【００８０】
（実施形態３）
次いで、第３の実施の形態について説明する。図５に、本実施形態３に係るノッキングセンサ５００を示す。本実施形態３のノッキングセンサ５００は、内挿部３７０と外装部４８０を支持本体部５１１に接着して支持部材５１０を形成している。そして、圧電機構部３３０の内周面３３０ｃをこの内挿部３７０に接着すると共に、圧電機構部３３０の外周面３３０ｄをこの外装部４８０に接着して、圧電機構部３３０を支持部材５１０に固定している。この点が上記参考形態１，２、実施形態１，２と異なる。なお、上記参考形態１，２、実施形態１，２のいずれかと同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【００８１】
このノッキングセンサ５００は、支持本体部５１１、これに接着した内装部３７０及び外装部４８０からなる支持部材５１０と、上記参考形態２と同様な圧電機構部３３０と、これらを覆う樹脂被覆体５５０とから構成されている。
支持部材５１０のうちの支持本体部５１１は、軸線ＡＸを有する円環状をなし、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この支持本体部５１１は、先端側を向く支持面５１１ａと、この裏面をなし基端側を向く座面５１１ｂと、これらの面を結ぶ内周面５１１ｃ及び外周面５１１ｄとを有する。
【００８２】
支持部材５１０のうちの内挿部３７０は、上記参考形態２の内挿部３７０と同様である。この内挿部３７０は、その円環板部３７３の基端面３７３ｂを絶縁性の接着材５４５により支持本体部５１１の支持面５１１ａに接着することにより、支持本体部５１１に固定されている。また、この円環板部３７３は、支持部材５１１の支持面５１１ａと圧電機構部３３０との間に配置されている。
一方、この内挿部３７０の円筒部３７１は、圧電機構部３３０の径方向内側に配置され、円筒部３７１の外周面３７１ｄが圧電機構部３３０の内周面３３０ｃと向かい合っている。そして、円筒部３７１の外周面３７１ｄと圧電機構部３３０の内周面３３０ｃとが、後述するように接着材５４３により互いに固定されている。
【００８３】
また、支持部材５１０のうちの外装部４８０は、上記実施形態２の外装部４８０と同様である。この外装部４８０は、圧電機構部３３０及び支持部材５１０の径方向外側に配置されている。そして、外装部４８０の内周面４８０ｃのうち基端側部分を支持本体部５１１の外周面５１１ｄに接着することにより、外装部４８０を支持本体部５１１に固定している。また、外装部４８０の内周面４８０ｃを圧電機構部３３０の外周面３３０ｄに接着することにより、外装部４８０を圧電機構部３３０に固定している。
【００８４】
このように本実施形態３では、錘部材１４１の内周面１４１ｃをこれに向かう合う支持部材５１０の内挿部３７０（円筒部３７１）の外周面３７１ｄに接着して、錘部材１４１を支持部材５１０に固定している。またこれと共に、錘部材１４１の外周面１４１ｄをこれに向かう合う支持部材５１０の外装部４８０の内周面４８０ｃに接着して、これによっても錘部材１４１を支持部材５１０に固定している。
【００８５】
また、圧電素子１３５の内周面１３５ｃをこれに向かう合う支持部材５１０の内挿部３７０（円筒部３７１）の外周面３７１ｄに接着して、圧電素子１３５を支持部材５１０に固定している。またこれと共に、圧電素子１３５の外周面１３５ｄをこれに向かう合う支持部材５１０の外装部４８０の内周面４８０ｃに接着して、これによっても圧電素子１３５を支持部材５１０に固定している。
【００８６】
次に、樹脂被覆体５５０について説明する。この樹脂被覆体５５０は、素子被覆部５５１とコネクタ部５６１とからなる。このうち素子被覆部５５１は、先端側に位置する先端側部５５３と、この先端側部５５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、内挿部３７０の径方向内側に位置する内側部５５４と、先端側部５５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、外装部４８０の径方向外側に位置する外側部５５５とからなる。
【００８７】
先端側部５５３は、環状をなし、圧電機構部３３０の先端面３３０ａに密着してこれを覆っている。内側部５５４は、円筒状をなし、主に、内挿部３７０の内周面３７１ｃ、及び、支持本体部５１１の支持面５１１ａの径方向内側部分に密着してこれらを覆っている。また、外側部５５５は、円筒状をなし、主に、外装部４８０の外周面４８０ｄ、及び、支持本体部５１１の外周面５１１ｄの基端側部分に密着してこれらを覆っている。
【００８８】
以上で説明したように、このノッキングセンサ５００では、錘部材１４１の内周面１４１ｃを内挿部３７０に接着すると共に、錘部材１４１の外周面１４１ｄを外装部４８０に接着することにより、錘部材１４１を支持部材５１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材１４１を支持部材５１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ５００の組立作業性を向上させることができる。
【００８９】
更に、内燃機関で生じた振動は、支持本体部５１１及び圧電機構部３３０を構成する各部材の積層方向（軸線ＡＸ方向）に大きく伝わる。しかるに、この積層方向（振動方向）に沿った錘部材１４１の内周面１４１ｃ及び外周面１４１ｄを、内挿部３７０及び外装部４８０に接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１４１ａや基端面１４１ｂを接着に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。よって、ノッキングセンサ５００を安価にすることができると共に、錘部材１４１を支持部材５１０に確実に固定できる。
【００９０】
また、本実施形態３では、圧電素子１３５の内周面１３５ｃを内挿部３７０に接着すると共に、圧電素子１３５の外周面１３５ｄを外装部４８０に接着して、圧電素子１３５を支持部材５１０に固定している。このため、圧電素子１３５が使用時等に移動するのを、特に径方向（例えば、図５中、左右方向）に移動するのを確実に防止できる。特に、圧電素子１３５のうち、上述の積層方向（振動方向）に沿った内周面１３５ｃ及び外周面１３５ｄを、内挿部３７０及び外装部４８０に接着している。このため、この積層方向に直交する方向に沿った先端面１３５ａや基端面１３５ｂを接合に用いる場合に比して、使用時の振動に対してその接着部位が破断し難い。
【００９１】
次いで、このノッキングセンサ５００の製造方法について説明する。
まず、支持本体部５１１の支持面５１１ａの所定位置に、内挿部３７０の基端面３７３ｂを接着材５４５で固定する。
その後、内挿部３７０を内側に挿通させつつ、支持本体部５１１の支持面５１１ａ上に、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材１４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【００９２】
次に、圧電機構部３３０の内周面３３０ｃと内挿部３７０の外周面３７１ｄとの隙間に、シリンジ等により接着剤を充填し、これを硬化させて、接着材５４３を形成する。また、圧電機構部１３０の外周面１３０ｄと支持本体部５１１の外周面５１１ｄに、接着剤を塗布し、これを硬化させて、外装部４８０を形成する。その際、錘部材１４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で接着剤を硬化させ、圧電機構部３３０を内挿部３７０及び外装部４８０に接着固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体５５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ５００が完成する。
【００９３】
（実施形態４）
次いで、第４の実施の形態について説明する。図６に、本実施形態４に係るノッキングセンサ６００を示す。本実施形態４のノッキングセンサ６００は、外装部６２１を金属により形成し、この外装部６２１を支持本体部６１１に溶接（融接）して支持部材６１０を構成すると共に、錘部材６４１をこの外装部６２１に溶接（融接）して、錘部材６４１を支持部材６１０に固定している。この点が上記参考形態１，２、実施形態１〜３と異なる。なお、上記参考形態１，２、実施形態１〜３のいずれかと同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【００９４】
このノッキングセンサ６００は、支持本体部６１１及びこれに溶接した外装部６２１からなる支持部材６１０と、圧電機構部６３０と、これらを覆う樹脂被覆体６５０とから構成されている。
支持部材６１０のうちの支持本体部６１１は、軸線ＡＸを有する円環状をなし、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この支持本体部６１１は、先端側を向く支持面６１１ａと、この裏面をなし基端側を向く座面６１１ｂと、これらの面を結ぶ内周面６１１ｃ及び外周面６１１ｄとを有する。支持面６１１ａのうち、径方向内側寄りの所定位置には、後述する樹脂被覆体６５０との密着性を高めるために、１本の周溝部６１４が環状に凹設されている。また、外周面６１１ｄの先端側には、後述する外装部６２１の基端部６２１ｋを配置して溶接するための凹部６１２が環状に形成されている。
【００９５】
支持部材６１０のうちの外装部６２１は、金属（具体的には炭素鋼）からなる。この外装部６２１は、軸線ＡＸ方向に延びる円筒状をなし、径方向内側を向く内周面６２１ｃと、径方向外側を向く外周面６２１ｄとを有する。この外装部６２１の基端部６２１ｋは、支持本体部６１１の凹部６１２に配置されている。そして、この外装部６２１の基端部６２１ｋを、径方向外側からレーザ溶接して、支持本体部６１１との間で溶接部６４６を形成することにより、外装部６２１を支持本体部６１１に固定している。
【００９６】
この外装部６２１の径方向内側には、後述する圧電機構部６３０が配置されている。この圧電機構部６３０のうち、錘部材６４１の外周面６４１ｄの先端側所定部分と、これに向かう合う外装部６２１の内周面６２１ｃの先端部分とを、レーザ溶接して溶接部６４４を形成することにより、錘部材６４１を外装部６２１に固定している。これにより、錘部材６４１を支持部材６１０に固定している。
【００９７】
また、外装部６２１には、軸線ＡＸ方向に所定位置から先端まで延びるスリット６２２，６２２が２つ形成されている（図６には、そのうち１つのみが図示されている。）。一方のスリット６２２には、基端側電極部材１３３の端子部１３３ｇが挿通されて、この端子部１３３ｇが外装部６２１の径方向内側から径方向外側に延出している。また、他方のスリット６２２には、基端側電極部材１３７の端子部１３７ｇが挿通されて、この端子部１３７ｇが外装部６２１の径方向内側から径方向外側に延出している。
【００９８】
圧電機構部６３０は、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材６４１が、基端側から先端側に向けてこの順に積層配置することにより、構成されている。このうち、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７及び先端側絶縁板１３９は、上記参考形態１と同様である。
【００９９】
一方、錘部材６４１は、先端側を向く先端面６４１ａと、この裏面をなし基端側を向く基端面６４１ｂと、これらの面を結び、径方向内側を向く内周面６４１ｃと、径方向外側を向く外周面６４１ｄとを有し、上記参考形態１の錘部材１４１よりも外径が大きくされ、径方向の長さが大きくされている。この錘部材６４１は、支持部材６１０の外装部６２１に当接している。一方、それ以外の基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７及び先端側絶縁板１３９は、外装部６２１と電気的に絶縁させるために、間隙を介して外装部６２１の径方向内側に配置されている。
【０１００】
次に、樹脂被覆体６５０について説明する。この樹脂被覆体６５０は、素子被覆部６５１とコネクタ部６６１とからなる。このうち素子被覆部６５１は、先端側に位置する先端側部６５３と、この先端側部６５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、圧電機構部６３０の径方向内側に位置する内側部６５４と、先端側部６５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、外装部６２１の径方向外側に位置する外側部６５５とからなる。
先端側部６５３は、環状をなし、圧電機構部６３０の先端面６３０ａに密着してこれを覆っている。内側部６５４は、円筒状をなし、圧電機構部６３０の内周面６３０ｃ、及び、支持本体部６１１の支持面６１１ａのうちの径方向内側部分に密着してこれらを覆っている。また、外側部６５５は、円筒状をなし、主に、外装部６２１の外周面６２１ｄ、及び、支持本体部６１１の外周面６１１ｄに密着してこれらを覆っている。
【０１０１】
以上で説明したように、このノッキングセンサ６００では、錘部材６４１の外周面６４１ｄの一部を外装部６２１に溶接して、錘部材６４１を支持部材６１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材６４１を支持部材６１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ６００の組立作業性を向上させることができる。その他、上記参考形態１，２、実施形態１〜３と同様な部分は、上記参考形態１，２、実施形態１〜３と同様な作用効果を奏する。
【０１０２】
次いで、このノッキングセンサ６００の製造方法について説明する。
まず、支持本体部６１１の凹部６１２に外装部６２１の基端部６２１ｋを配置し、径方向外側からレーザを照射して、前述の溶接部６４６を形成し、外装部６２１を支持本体部６１１に固定する。これにより支持部材６１０が形成される。
次に、支持本体部６１１の支持面６１１ａ上に、基端側絶縁板１３１、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材６４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【０１０３】
その後、錘部材６４１の外周面６４１ｄと外装部６２１の内周面６２１ｃとの境界に、斜め先端側からレーザを照射して、前述の溶接部６４４を形成する。その際、錘部材６４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で、錘部材６４１を外装部６２１に溶接して固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体６５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ６００が完成する。
【０１０４】
（実施形態５）
次いで、第５の実施の形態について説明する。図７に、本実施形態５に係るノッキングセンサ７００を示す。本実施形態５のノッキングセンサ７００は、内挿部３７０を支持本体部３１１に溶接（ロウ接）して支持部材７１０を形成すると共に、錘部材７４１をこの内挿部３７０に溶接（融接）して、錘部材７４１を支持部材７１０に固定している。この点が上記参考形態１，２、実施形態１〜４と異なる。なお、上記参考形態１，２、実施形態１〜４のいずれかと同様な部分の説明は、省略又は簡略化する。
【０１０５】
このノッキングセンサ７００は、支持本体部３１１及びこれに溶接した内挿部３７０からなる支持部材７１０と、圧電機構部７３０と、これらを覆う樹脂被覆体７５０とから構成されている。
支持部材７１０のうち支持本体部３１１は、上記参考形態２の支持本体部３１１と同様であり、また、支持部材７１０のうち内挿部３７０も、上記参考形態２の内挿部３７０と同様である。
【０１０６】
本実施形態５では、内挿部３７０は、その円環板部３７３の基端面３７３ｂがロウ材７４５により支持本体部３１１の支持面３１１ａに溶接されて、支持本体部３１１に固定され、支持部材７１０を構成している。
一方、この内挿部３７０の円筒部３７１は、後述する圧電機構部７３０の径方向内側に配置されている。圧電機構部７３０のうち、錘部材７４１の内周面７４１ｃの先端側所定部分と、これに向かう合う内挿部３７０（円筒部３７１）の内周面６２１ｃのうち先端部分とを、レーザ溶接により溶接部７４４を形成することにより、錘部材７４１を内挿部３７０に固定している。これにより、錘部材７４１を支持部材７１０に固定している。
【０１０７】
圧電機構部７３０は、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材７４１が、基端側から先端側に向けてこの順に積層配置することにより、構成されている。このうち、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７及び先端側絶縁板１３９は、上記参考形態１等と同様である。
一方、錘部材７４１は、先端側を向く先端面７４１ａと、この裏面をなし基端側を向く基端面７４１ｂと、これらの面を結び、径方向内側を向く内周面７４１ｃと、径方向外側を向く外周面７４１ｄとを有し、上記参考形態１の錘部材１４１よりも内径が小さくされて径方向の長さが大きくされている。この錘部材７４１は、支持部材７１０の内挿部３７０（円筒部３７１）に当接している。一方、それ以外の基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７及び先端側絶縁板１３９は、内挿部３７０（円筒部３７１）と電気的に絶縁させるために、間隙を介して内挿部３７０（円筒部３７１）の径方向外側に配置されている。
【０１０８】
次に、樹脂被覆体７５０について説明する。この樹脂被覆体７５０は、素子被覆部７５１とコネクタ部７６１とからなる。このうち素子被覆部７５１は、先端側に位置する先端側部７５３と、この先端側部７５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、内挿部３７０の径方向内側に位置する内側部７５４と、先端側部７５３に連なり、これよりも基端側に、かつ、圧電機構部７３０の径方向外側に位置する外側部７５５とからなる。
【０１０９】
先端側部７５３は、環状をなし、圧電機構部７３０の先端面７３０ａに密着してこれを覆っている。内側部７５４は、円筒状をなし、主に、内挿部３７０の内周面３７０ｃ、及び、支持本体部３１１の支持面３１１ａのうちの径方向内側部分に密着してこれらを覆っている。また、外側部７５５は、円筒状をなし、圧電機構部７３０の外周面７３０ｄ、及び、支持本体部３１１の外周面３１１ｄに密着してこれらを覆っている。
【０１１０】
以上で説明したように、このノッキングセンサ７００では、錘部材７４１の内周面７４１ｃの一部を内挿部３７０（円筒部３７１）に溶接して、錘部材７４１を支持部材７１０に固定している。このため、従来技術に係る、錘部材７４１を支持部材７１０に固定するためのネジ部やナット、座金などが不要となる。このため、これらの部品を削減できると共に、ノッキングセンサ７００の組立作業性を向上させることができる。その他、上記参考形態１，２、実施形態１〜４と同様な部分は、上記参考形態１，２、実施形態１〜３と同様な作用効果を奏する。
【０１１１】
次いで、このノッキングセンサ７００の製造方法について説明する。
まず、支持本体部３１１の支持面３１１ａの所定位置に、内挿部３７０の基端面３７３ｂをロウ材７４５で固定する。
その後、内挿部３７０を内側に挿通させつつ、支持本体部３１１の支持面３１１ａ上に、基端側電極部材１３３、圧電素子１３５、先端側電極部材１３７、先端側絶縁板１３９及び錘部材７４１を、基端側から先端側にこの順に積層する。
【０１１２】
その後、錘部材７４１の内周面７４１ｃと内挿部３７０（円筒部３７１）の外周面３７１ｄとの境界に、斜め先端側からレーザを照射し、前述の溶接部７４４を形成する。その際、錘部材７４１を基端側に押圧して、圧電素子１３５に所定の荷重を付加した状態で、錘部材７４１を内挿部３７０に溶接して固定する。
次に、この構成部品を射出成型用金型で取り囲み、この構成部品を覆うように絶縁製樹脂を射出成形して、樹脂被覆体７５０を形成する。かくして、ノッキングセンサ７００が完成する。
【０１１３】
以上において、本発明を上記実施形態１〜５に即して説明したが、本発明は上記実施形態１〜５に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】参考形態１に係るノッキングセンサの断面図である。
【図２】実施形態１に係るノッキングセンサの断面図である。
【図３】参考形態２に係るノッキングセンサの断面図である。
【図４】実施形態２に係るノッキングセンサの断面図である。
【図５】実施形態３に係るノッキングセンサの断面図である。
【図６】実施形態４に係るノッキングセンサの断面図である。
【図７】実施形態５に係るノッキングセンサの断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ ノッキングセンサ
１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ 支持部材
１１１，２１１，３１１，４１１，５１１，６１１ 支持本体部
１１１ａ，２１１ａ，３１１ａ，４１１ａ，５１１ａ，６１１ａ 支持面
１１１ｂ，２１１ｂ，３１１ｂ，４１１ｂ，５１１ｂ，６１１ｂ 座面
１２１，３７０ 内挿部
３７１ 円筒部
１２１ｃ，３７１ｃ 内周面
１２１ｄ，３７１ｄ 外周面
２２１，４８０，６２１ 外装部
２２１ｃ，４８０ｃ，６２１ｃ 内周面
２２１ｄ，４８０ｄ，６２１ｄ 外周面
１３０，３３０，６３０，７３０ 圧電機構部
１３０ｃ，３３０ｃ，６３０ｃ 内周面
１３０ｄ，３３０ｄ，７３０ｄ 外周面
１３５ 圧電素子
１３５ａ 先端面
１３５ｂ 基端面
１３５ｃ 内周面
１３５ｄ 外周面
１４１，６４１，７４１ 錘部材
１４１ａ，６４１ａ，７４１ａ 先端面
１４１ｂ，６４１ｂ，７４１ｂ 基端面
１４１ｃ，６４１ｃ，７４１ｃ 内周面
１４１ｄ，６４１ｄ，７４１ｄ 外周面
１４３，２４３，３４３，３４５，５４３，５４５ 接着材
１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，７５０ 樹脂被覆体
６４４，６４６，７４４ 溶接部
７４５ ロウ材
ＡＸ 軸線
【図１】
0005331345.tif 000002
【図２】
0005331345.tif 000003
【図３】
0005331345.tif 000004
【図４】
0005331345.tif 000005
【図５】
0005331345.tif 000006
【図６】
0005331345.tif 000007
【図７】
0005331345.tif 000008