JP2003184605A - シリンダヘッドガスケットと燃焼状態検出装置 - Google Patents

シリンダヘッドガスケットと燃焼状態検出装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に
シリンダヘッドガスケットを介在させて燃焼室の燃焼状
態を検出するイオンセンサーを備えたシリンダヘッドガ
スケットと燃焼状態検出装置を提供することを目的とし
ている。 【解決手段】 金属薄板３１の両面に絶縁シート３２を
設けてシリンダヘッドガスケット３を形成し、燃焼室４
内の金属薄板３１を燃焼ガスと接触せしめるとともに、
その外周部をシリンダブロック２の周縁より部分的に延
出せしめ、該延出部３３より信号を取り出す。これによ
りガスケットの耐久性が向上するとともにシール性能も
向上せしめることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドと
シリンダブロックとの間にシリンダヘッドガスケットを
介在させて燃焼室の燃焼状態を検出するイオンセンサー
を備えたシリンダヘッドガスケットと燃焼状態検出装置
に関する。
【０００２】
【従来技術の内容】エンジンの燃焼室内における火炎伝
播状況を直接検出する燃焼状態検出装置として、例えは
特開昭６３−６６４３１号公報に記載されているような
装置が従来から知られている。この公報に記載の装置
は、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシリン
ダヘッドガスケットにイオンセンサーを絶縁配設して、
このイオンセンサーの電極の先端を燃焼室内に臨設せし
め、該電極と接地電極としてのシリンダヘッド、シリン
ダブロック等との間に電位をかけて、電極先端に火炎が
到達した瞬間の電流値を計測することにより燃焼室内の
燃焼状態を検出するよう構成したものである。このよう
に、イオンセンサーをシリンダヘッドとシリンダブロッ
クとの間のシリンダヘッドガスケットに配設するように
すると、センサーの配設位置に制約を受けることなく、
要求部位の燃焼状態を高精度に検出することが可能とな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なシリンダヘッドガスケットをシリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間に介在させるに際しては、その上下面
の面圧を高めることによってシリンダボア周りのガスシ
ールを良好に維持することが必要である。しかし、この
ようにシリンダヘッドガスケットの面圧を高めようとす
ると、該シリンダヘッドガスケットに介在されたイオン
センサーの電極に厚みがあるために、その上下に接触す
るシリンダヘッドガスケット部分にクラック等が発生
し、それにより、該イオンセンサーの絶縁性が確保でき
なくなるという不都合を生じることがあった。そこで、こ
のイオンセンサーの電極を出来るだけ細くして上記のよ
うなクラック等の発生を防止することが考えられるが、
このように電極を細くした場合には、該電極の燃焼室側
の先端が火炎によってすぐに熔融してしまったり、ま
た、この先瑞が発火源となり熱面着火（プリイグニッシ
ヨン)現象が起こってエンジンが破壊してしまうという
問題が発生する。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、イオンセンサーをシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの間のシリンダヘッドガスケットに介在させ
たものにおいて、シリンダヘッドガスケットのクラック
等の発生を招くことなく、しかも、燃焼室側先端部の火
炎に対する信頼性を維持し、かつ熱面着火を防止するこ
とのできるシリンダヘッドガスケットとエンジンの燃焼
状態検出装置を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明について図面を基
に詳しく説明すると、エンジンの燃焼状態を検知する燃
焼状態検出装置であって、図１に示すようにシリンダヘ
ッド１とシリンダブロック２との間にイオンセンサーを
兼ねるシリンダヘッドガスケット３を介在させてエンジ
ンの燃焼状態を検知せしめており、前記シリンダヘッド
ガスケット３を図３に示すように、金属薄板３１の両面
に無機繊維、有機繊維、無機充填材、及びゴム系バイン
ダーで構成される絶縁シート３２を設けてシリンダヘッ
ドガスケット３を形成し、前記シリンダヘッドガスケッ
ト３における燃焼室４内の金属薄板３１の周部分を燃焼
ガスと接触せしめるとともに、その周部をシリンダブロ
ック２の周縁より部分的に延出せしめて延出部３３を形
成し、前記外方に延出し露出した延出部３３の金属薄板
３１より信号を取り出すことを特徴としている。
【０００６】また、シリンダヘッド１とシリンダブロッ
ク２との間に介在させてエンジンの燃焼状態を検知せし
めるシリンダヘッドガスケット３であって、板厚０．１
〜２．０ｍｍの金属薄板３１の両面に無機繊維、有機繊
維、無機充填材、及びゴム系バインダーで構成される厚
み０．０１〜０．５ｍｍの絶縁シート３２を設けてシリ
ンダヘッドガスケット３を形成し、前記シリンダヘッド
ガスケット３における燃焼室４内の金属薄板３１の周部
分を燃焼ガスと接触せしめるとともに、その外周部をシ
リンダブロック２の周縁より部分的に延出させ延出部３
３を形成したことを特徴としている。
【０００７】また、前記シリンダヘッドガスケット３の
燃焼室４部分の絶縁シート３２を除去して、図２に示す
ように前記金属薄板３１が燃焼室４内に露出することを
特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】燃焼状態の検出では、イオンセン
サーと接地電極との問に電位をかけておくと、燃焼室４
に臨設さた金属薄板３１のセンサー部に火炎が到達した
瞬間にイオン状態の火炎帯を通じて回路が形成され、電
流が流れる。そしてそのときの電流値を計測することに
よって燃焼室４内の燃焼状態が検出される。
【０００９】その場合、燃焼室４に臨設されたシリンダ
ヘッドガスケット３の金属薄板３１がセンサーとなって
燃焼室４に臨む構造であるので、燃焼室４の全周にまで
露出面積を大きく設けることができ、さらに従来のよう
なセンサー部に連続する電極部を省略して直接金属薄板
３１を伝導することによって、火炎に対する信頼性が維
持され熱面着火が防がれるとともに、ガスケットに無理
な応力を生じさせることがなくなりクラック等の発生も
防がれものとなる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。図
１は本発明の一実施例に係るエンジンの燃焼状態検出装
置の配置図。図２は同燃焼状態検出装置の部分平面図。
図３は図１の要部拡大断面図である。
【００１１】この実施例においてエンジンは、シリンダ
ブロック２と、該シリンダブロック２内を往復動するピ
ストン５と、上記シリンダブロック２の上部を覆うシリ
ンダヘッド１とを備え、前記ピストン５とシリンダヘッ
ド１とによって燃焼室４が画成されている。
【００１２】前記シリンダブロック２とシリンダヘッド
１の合わせ面には、弾性を有する上下同一の絶縁シート
３２が金属薄板３１を挟んでなるシリンダヘッドガスケ
ット３が介挿されると、燃焼室４に臨む金属薄板３１の
周縁部は図３に示すように該絶縁シート３２を除去して
金属薄板３１が燃焼室へ周状に露出しており、外縁端部
はその周縁より外方に部分的に突出するよう延出部３３
が設けられ、その延出部３３が信号取り出し部とされて
いる。これにより、上記シリンダヘッドガスケット３の厚
みは変化する要因を持たず圧縮部に均一な厚みが保た
れ、該シリンダヘッドガスケット３の面圧を高めてもク
ラック等の発生から逃れられるものとなっている。
【００１３】前述した絶縁シート３２を構成する無機繊
維としては、ガラスファイバー、チタン酸カリウムなど
が採用でき、有機繊維としては、ロックウール、アラミ
ド繊維、セルロース繊維、ポリエステル繊維、ポリアミ
ド繊維、などが採用可能である。また、無機充填材とし
ては、シリカ、クレー、あるいは炭酸カルシウムなどを
採用することができる。さらに、ここでのゴム系バイン
ダーとしては、ＮＢＲ（ニトリルプタジエンラバー）が
一般的に用いられるが、他に例えば、アクリルゴム、シ
リコンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴムなどの
いずれかを用いることができる。この絶縁シート３２が
設けられる金属薄板３１は、ＳＵＳ、バネ鋼、ＳＰＣＣ
などが用いられ、シリンダヘッドガスケット３の形成に
おいては、前記のような金属薄板３１の両面に前記した
絶縁シート３２を設けた後、所望の形状に打ち抜き、ビ
ード加工を施して完成される。
【００１４】その装着取付けでは、通常、前記シリンダ
ヘッドガスケット３を図３に示すようにシリンダヘッド
１とシリンダブロック２との間に単数載置せしめて締め
付け装着するが、場合によっては前記シリンダヘッドガ
スケット３を複数枚重ねて載置せしめることも可能であ
り、この複数枚の装着では燃焼状態の検出精度が向上す
ることと、シール性能に好結果をもたらす。
【００１５】各電極は、前記延出部３３から接地電極と
してのシリンダブロック２(もしくはシリンダヘッド１)
との間に例えば９０Ｖの電位をかけると、燃焼室４に臨
設された電極に火炎が到達した瞬間にイオン状態の火炎
帯を通じて回路が形成され、そのときの電流値をアンプ
により増幅してシグナルプロセッサで処理することによ
って燃焼室４内の燃焼状態が検出される。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上のように、シリンダヘッド
ガスケット３とシリンダブロック２(もしくはシリンダ
ヘッド１) とでイオンセンサーを構成しているので極め
てシンプルで効率的であり、その締付け時にイオンセン
サーの絶縁性を良好に維持することができ、また、シリ
ンダヘッドガスケット３にクラック等が発生するのを防
止して、シリンダヘッドガスケット３及びイオンセンサ
ーの信頼性を向上きせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るエンジンの燃焼状態検
出装置の配置図。
【図２】シリンダヘッドガスケットの部分平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ´断面図
【符号の説明】 １ シリンダヘッド ２ シリンダブロック ３ シリンダヘッドガスケット ３１ 金属薄板 ３２ 絶縁シート ３３ 延出部 ４ 燃焼室 ５ ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G019 CD01 CD09 KD19 KD20 LA05 LA21 3J040 BA01 EA17 EA27 HA12 HA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダヘッドとシリンダブロックとの
    間にシリンダヘッドガスケットを介在させてエンジンの
    燃焼状態を検知する燃焼状態検出装置において、金属薄
    板の両面に無機繊維、有機繊維、無機充填材、及びゴム
    系バインダーで構成される絶縁シートを設けてシリンダ
    ヘッドガスケットを形成し、前記シリンダヘッドガスケ
    ットの金属薄板の燃焼室側部分を燃焼室の燃焼ガスと接
    触せしめるとともに、外周の一部をシリンダブロックの
    周縁より延出させて延出部３３を形成せしめ、前記延出
    部３３の金属薄板より信号を取り出すことを特徴とした
    燃焼状態検出装置。
  2. 【請求項２】 シリンダヘッドとシリンダブロックとの
    間に介在させてエンジンの燃焼状態を検知せしめるシリ
    ンダヘッドガスケットにおいて、板厚０．１〜２．０ｍ
    ｍの金属薄板の両面に無機繊維、有機繊維、無機充填
    材、及びゴム系バインダーで構成される厚み０．０１〜
    ０．５ｍｍの絶縁シートを設けてシリンダヘッドガスケ
    ットを形成し、前記シリンダヘッドガスケットの金属薄
    板を燃焼室の燃焼ガスと接触せしめるとともに、その外
    縁の一部をシリンダブロックの周縁より延出させて延出
    部３３を形成せしめたことを特徴としたシリンダヘッド
    ガスケット。
  3. 【請求項３】 前記シリンダヘッドガスケットの燃焼室
    部の絶縁シートを除去して前記金属薄板が燃焼室に露出
    することを特徴とした請求項１ないし２のシリンダヘッ
    ドガスケット。
  4. 【請求項４】 前記シリンダヘッドガスケットを複数枚
    重ねて装着したことを特徴とした請求項１ないし２ない
    し３の燃焼状態検出装置。
  5. 【請求項５】 前記シリンダヘッドガスケットは金属薄
    板の両面に絶縁シートを設けた後、所望の形状に打ち抜
    きビード加工を施して形成されることを特徴とした請求
    項１ないし２ないし３ないし４のシリンダヘッドガスケ
    ット。
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