JP2006262032A - エンジン回転計の受信アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン回転数の測定時に、高圧電流発生部や点火プラグ等に近接されるアンテナケーブルまたはアンテナリード（以下、これをまとめてアンテナリードという）の先端部において、電磁波を高感度検出可能にする。
【解決手段】アンテナ素子を、電磁波の受波面が大きく形成されて、測定対象に近づけるように用いられる電磁波受波部４と、電磁波受波部４に先端が接続されて、前記誘導検出により得られた信号を導出するアンテナリード２とを備える構成にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの点火系統で発生する電磁波を誘導検出し、該誘導検出により得られた信号にもとづきエンジン回転数を計測可能にするエンジン回転計の受信アンテナに関する。

一般に、エンジンの点火装置は、カムシャフト等のエンジンの駆動系に付随して設けた発電機を利用し、該発電機が発生する高圧電流を昇圧した後、各点火プラグへ所定のタイミングで通電するようにしている。前記の場合には、高圧電流の発生部と各点火プラグとは距離的に離れているため、電力エネルギーの損失が大きくなる。

前記に対し、高圧電流の通電距離を短くし、省エネルギー化を図ることができるダイレクトイグニッションと呼ばれる点火方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記ダイレクトイグニッション点火方式では、高圧電流の発生部を点火プラグの近傍に近づけて設置する必要があり、該設置空間確保のために、従来のものに比較して小形化する必要がある。また、これに加えて、従来と同様の点火機能が要求される。
特開２００２−２０８４６号公報

しかしながら、従来のダイレクトイグニッション点火方式では、前記のように設置空間確保のために高圧電流発生部が小形化されることにより、この高圧電流発生部付近に発生する電磁波のエネルギーレベルが低くなる。このため、従来のアンテナケーブルまたはアンテナリードのみの受信アンテナでは、前記電磁波中に含まれるエンジンの点火タイミング対応のパルスを確実に検出できない場合があるという問題がある。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、エンジン回転数の測定時に、高圧電流発生部や点火プラグ等に近接されるアンテナケーブルまたはアンテナリード（以下、これをまとめてアンテナリードという）の先端部において、電磁波を高感度検出可能にするエンジン回転計の受信アンテナを提供することを目的とする。

前記目的達成のために、請求項１の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、エンジンの点火系統で発生する電磁波を誘導検出するアンテナ素子を持ち、該アンテナ素子により得られた信号にもとづきエンジン回転数を計測可能にするエンジン回転計の受信アンテナであって、前記アンテナ素子は、電磁波の受波面が他より大きく形成されて、測定対象に近づけるように用いられる電磁波受波部と、電磁波受波部に先端が接続されて、前記誘導検出により得られた信号を導出するアンテナリードと、を備えることを特徴とする。

前記請求項１の発明によれば、前記電磁波受波部は高圧電流発生部や点火プラグ付近から発生する電磁波を大きな受波面で受けるため、その電磁波を効果的に高レベルの電気信号に変換して、前記アンテナリードを通じてエンジン回転数の計数処理回路に送出することができる。

また、請求項２の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に取り付けられた導電板であることを特徴とする。

前記請求項２の発明によれば、前記電磁波受波部を最もシンプルな形状にて安価に構成できるとともに、充分な大きさの受波面積が得られるため、電磁波の受波感度（受波効率）が極めて高くなる。

また、請求項３の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記電磁波の受波部が、前記アンテナリードの先端部を電磁波を発生する点火コイルと略等しい径でループ状に丸めたものであることを特徴とする。

前記請求項３の発明によれば、高圧電流発生部や点火プラグ付近から発生する電磁波をループ形状部内に導くことができ、フレキシブルに丸められた１ターン（１回巻き）のコイルとして機能するループ形状部での電磁波の誘導検出感度を十分に高めることができる。

また、請求項４の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に受波方向角度調整可能に取り付けられていることを特徴とする。

前記請求項４の発明によれば、高圧電流発生部や点火プラグ付近で発生する電磁波の向きに対し受波感度が最適となる方向に前記電磁波受波部を回動調整できるため、アンテナリード自体の向きを変えずに、前記電磁波受波部のみの手元操作による角度調整のみで、電磁波の高感度検出を実現できる。

また、請求項５の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に電磁波の受波面の面積が調整可能に取り付けられていることを特徴とする。

前記請求項５の発明によれば、電磁波受波時以外は、前記電磁波受波部の面積を小さくするように、例えば重ね合わせることで、収納、運搬が容易になるとともに、電磁波受波時には前記電磁波受波部を大面積となるように拡張することで、電磁波の受波効率を高めることができる。

また、請求項６の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に取り付けられた導電吸盤であることを特徴とする。

前記請求項６の発明によれば、吸盤を高圧電流発生部や点火プラグ付近のエンジン本体や部品側面に吸着させるだけで、前記アンテナリード線などを人が手で支えることなく、電磁波測定を、測定作業者の負担なく速やかに実施できる。また、吸盤自体が導電材料で面積が大きく形成されているため、前記同様に電磁波の受信感度を向上させることができる。

また、請求項７の発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナは、前記アンテナリードの前記電磁波受波部が設けられる側とは反対側の端部に、エンジン回転計側の信号入力用ソケットに接続可能なアンテナジャックが接続され、該アンテナジャックは前記信号入力用ソケット付近でエンジン回転計のケースの一部に嵌合可能な嵌合部材内にモールドされていることを特徴とする。

前記請求項７の発明によれば、前記嵌合部材は、前記アンテナリード端の前記ジャックの、エンジン回転計側の前記ソケットに対する電気的接続と抜け止めを確実にすることができる。

本発明によれば、エンジンの点火系統で発生する電磁波を、その点火系統に近づけた受波面の大きい電磁波受波部で集中的に受けることができるため、前記電磁波の出力レベルが低い場合にも、この電磁波の検出効率を高めることができる。

従って、エンジン回転数の計測を高精度で実施でき、このような効果を簡単かつローコストの構成にて得ることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるエンジン回転計の受信アンテナの使用形態を示す外観図である。

図１において、エンジン回転計１はアンテナリード（アンテナワイヤ）２と、アンテナジャック３と、電磁波受波部４とを備えている。エンジン６は点火プラグ５を備え、該点火プラグ５は高圧電流発生部７を介して、図示しない点火制御回路に接続されている。

前記エンジン回転計１は、プラスチックなどのケース８の内部に、電磁波を誘導する誘導コイルを設けて、電磁波にもとづいてその誘導コイルに得られた電流パルスの波形整形、パルスカウントおよび演算を行い、表示部９にエンジン回転数を表示するように機能する。

前記アンテナリード２は、柔軟な電線または硬質の導電性ワイヤなどからなり、電気抵抗の小さな材料よりなる。前記アンテナジャック３は前記アンテナリード２の一端に電気的に接続されており、前記エンジン回転計１の前記ケース８に設けられた図示しないソケットに対し、着脱自在に挿し込み可能となっている。なお、該ソケットは、前記ケース８内に設けられた誘導コイル（図示しない）に接続されている。

一方、前記電磁波受波部４は前記アンテナリード２の先端に電気的に接続され、または一体に設けられ、具体的には、図２〜図９に示すように形成されている。前記電磁波受波部４はいずれも、前記エンジン６の前記高圧電流発生部７または前記点火プラグ５付近に手で近づけるように配置され、これらから漏れる電磁波を効率的に誘導検出するように機能する。このため、前記電磁波受波部４は電磁波の受波面積または受波面空間が大きくなるように形成されている。

前記アンテナリード２及び前記電磁波受波部４は、本発明のアンテナ素子を構成している。なお、前記電磁波は前記高圧電流発生部７および前記点火プラグ５間を結ぶケーブル付近からも漏れる。

図２は、前記アンテナリード２および前記電磁波受波部４とともに前記アンテナジャック３を備えた受信アンテナの実施の形態を示す。ここでは前記電磁波受波部４が、硬質のアンテナリード２の先端に取り付けた導電板４ａからなる。

前記導電板４ａは、ここでは円板状をなし、これの中心に前記アンテナリード２の先端が溶接または半田により接続されている。前記導電板４ａは、全体としてプラスチック板とし、これの片面にメッキ、蒸着などにより導電膜を形成し、前記アンテナリード２の先端に電気的および機械的に接続されるようにしてもよい。

また、前記導電板４ａの受波面の面積は、電磁波発生部のサイズに合わせて大形に形成されており、電磁波を十分に効率良く捉えるようになっている。

従って、前記エンジン回転計１を用いてエンジンの回転数を計測する場合には、まず、ユーザは、受信アンテナの前記前記アンテナジャック３を前記ケース８側のソケットに挿し込んだ上で、前記アンテナリード２を手で持ち、その先端の前記導電板４ａを、前記点火プラグ５や前記高圧電流発生部７、あるいはこれらを接続するケーブルに対し、それぞれ近接させる。

前記構成では、例えば前記高圧電流発生部７から発生する電磁波が大面積の前記導電板４ａにより効率的に受信され、この電磁波対応のパルスが前記アンテナリード２および前記アンテナジャック３を介して、前記ケース８内の誘導コイルへ導入される。

また、前記ケース８内の計測処理回路では前記パルスの波形整形およびカウント処理を行って、前記表示部９でエンジン回転数として表示する。この実施の形態では、大形の前記導電板４ａで電磁波を受信するため、エンジン回転数の検出感度は従来に比し大幅に改善される。

図３は、前記電磁波受波部４として、前記アンテナリード２の先端部を、電磁波を発生する点火コイルの形状と略等しい外径寸法となるように丸めたフレキシブルな導電性のループ形状部４ｂとしたものである。該ループ形状部４ｂは、図４に示すように、ストレートな形状アンテナリード２の先端部を、ユーザが手または指で丸めて、ループ形状としたものである。

前記構成では、点火コイル付近から発生した電磁波が、１ターンのコイルとして機能する前記ループ形状部４ｂのループ内を通って貫通する。このため、該ループ形状部４ｂにはエンジンの点火タイミングに応じたパルスが高レベルで誘起され、出力される。なお、符号５は、ループ形状部４ｂの先端に嵌挿されたキャップである。

図５は、前記電磁波受波部４として、前記アンテナリード２の先端部に、電磁波を発生する前記点火コイルや前記高圧電流発生部７と略等しい外径寸法の２枚の半円板４ｃ、４ｄを取り付けたものである。前記２枚の半円板４ｃ、４ｄは導電材料からなり、一方の半円板４ｃの中心部は前記アンテナリード２の先端に電気的、機械的に接続されている。また、他方の半円板４ｄは、前記中心部を中心として、前記半円板４ｄに対して１８０度の範囲内で回動操作可能とされている。

前記構成では、前記他方の半円板４ｄがもう一方の半円板４ｃに対し、略同一の平面内で１８０度の範囲に回動可能となっている。このため前記半円板４ｄを前記半円板４ｃに対し１８０度回動操作すると、図５に示すように、前記半円板４ｃ、４ｄは全体として円形面を形成したり、図６に示すように、２枚重ねの半円形になったりする。

前記半円形となった場合には、受信アンテナとしての収納、運搬を容易にし、一方、円形となった場合には、図２について説明したものと同様に、広範囲に亘って電磁波を捉えることができ、受波感度が向上する。なお、前記半円板４ｄの回動は、これを手で直接操作したり、周知のハンドルやレバーを用いて操作したりする構成を任意に採用できる。

図７は、前記電磁波受波部４を前記アンテナリード２の先端部に取り付けた円形の導電板４ｅとしたものであり、該導電板４ｅを、前記アンテナリード２を通した細管６上端のレバー装置７の操作により回動可能にしている。

前記構成では、前記細管６の下端部に下方が開放された箱形の支持枠８が、図８に示すように取り付けられている。該支持枠８の下縁には、前記導電板４ｅの一部がヒンジ軸９により回動自在に支持されている。また、細管６内にはアンテナリード２が挿通され、このアンテナリード２の下端が導電板４ｅの一部を支持している。

なお、前記導電板４ｅの支持は、相互に移動または回動が自由にできるように、例えばヒンジ結合部１０とされ、あるいは前記導電板４ｅに設けた小孔（図示せず）に前記アンテナリード２端を通し、該アンテナリード２端に小孔から抜けない突起を設けた構成とすることもできる。

また、前記支持枠８と前記導電板４ｅとの間には、これらを開くように付勢するコイルばね１１が介在されている。ここでは、前記コイルばね１１は前記アンテナリード２の先端部の前記細管６に至る部分に嵌挿されている。前記アンテナリード２の上端部付近は細管６内にあって、前記レバー装置７に連結されている。

前記構成の受信アンテナでは、前記細管６を手で把持し、前記レバー装置７のレバー７ａを指で矢印方向へ引き込むと、前記細管６内の前記アンテナリード２は前記コイルばね１１の反発力に抗して上方へ持ち上げられる。このため、前記アンテナリード２の先端に支持された前記導電板４ｅは前記ヒンジ軸９を中心に上方へ回動する。

一方、前記レバー７の引き込みを解除または弱めると、前記コイルばね１１の反発力により前記導電板４ｅは前記ヒンジ軸９を中心に下方へ回動する。このようにして、前記導電板４ｅの回動量は、前記レバー７の操作により任意に調整できる。従って、前記レバー７の操作により、前記導電板４ｅの向きを、電磁波を最も高い感度で検知できる方向に変えることができる。

図９は、前記電磁波受信部４として、導電性樹脂や導電性ゴムなどからなる導電吸盤４ｆを用いたものである。この導電吸盤４ｆは、外側中心部に摘み１２が一体に突設され、この摘み１２に形成された係止孔１３に、前記アンテナリード２の先端部２ａが容易に抜けることがないように挿入されている。

前記構成によれば、前記導電吸盤４ｆが電磁波の受信を効率的に行うとともに、エンジンの本体カバー、その他の部品に容易に吸着させることができるため、前記アンテナリード２等を手で支える必要がなくなり、エンジン回転数の測定作業が容易になる。また、測定値が安定する。なお、導電吸盤は市販の吸盤に導電塗料を塗布または蒸着したものとして構成することもできる。

図１０は、前記アンテナリード２の他端（基端）に取り付けられた前記アンテナジャック３と、前記エンジン回転計１の前記ケース８内に設けられたソケット（図示しない）との結合構造を示す。ここでは、前記アンテナジャック３と該アンテナジャック３付近の前記アンテナリード２をプラスチックからなるＬ字状の嵌合部材１４内にモールドしたものを用いて、これらの結合構造を安定保持可能にしている。このために、嵌合部材１４は、図１１および図１２に示すように、前記ソケット付近の前記ケース８側部を弾性的に挟持（嵌合）する一対の突片１５を有する。

前記嵌合部材１４は、前記アンテナジャック３をソケットに挿し込んだとき、前記一対の突片１５が共に前記ケース８の側部を挟圧するため、前記アンテナジャック３のソケットに対する安定保持と、容易な抜け止め防止を実現することができる。

前記の各実施の形態は、エンジンの点火系統で発生する電磁波をアンテナ素子により誘導検出し、この誘導検出により得られた信号にもとづきエンジン回転数を計測可能にするエンジン回転計の電信アンテナであり、前記アンテナ素子は、電磁波の受波面が大きく形成されて、測定対象に近づけるように用いられる電磁波受波部と、該電磁波受波部に先端が接続されて、前記誘導検出により得られた信号を導出するアンテナリードとを備えることにより、エンジン回転数の計測時において、高圧電流発生部や点火プラグ等に近接されるアンテナケーブルまたはアンテナリードの先端部で、電磁波を高感度検出することができ、正確なエンジン回転数の計測を実現することができる。

本発明のエンジン回転計の受信アンテナは、エンジンの点火系統で発生する電磁波を、該点火系統に近づけた受波面の大きい電磁波受波部で集中的に受けることができるため、前記電磁波の出力レベルが低い場合にも、前記電磁波の検出効率を高めることができ、エンジンの点火系統で発生する電磁波を誘導検出し、該誘導検出により得られた信号にもとづきエンジン回転数を計測可能にするエンジン回転計の受信アンテナ等として有用である。

本発明の実施の形態によるエンジン回転計の受信アンテナの使用形態を示す外観図である。 本発明の実施の一形態に係る受信アンテナを示す斜視図である。 本発明の実施の他の形態に係る受信アンテナを示す斜視図である。 図３に示す受信アンテナの成形前の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の他の形態に係る受信アンテナを示す斜視図である。 図５に示す受信アンテナの動作前後の状態を示す斜視図である。 本発明の実施の他の形態に係る受信アンテナを示す斜視図である。 図７に示す受信アンテナの要部を拡大して示す側面図である。 本発明の実施の他の形態による受信アンテナを示す斜視図である。 本発明におけるアンテナリードとエンジンの回転数検出器との接続状況を示す正面図である。 本発明におけるアンテナジャックの嵌合部材構造を示す正面図である。 本発明におけるアンテナジャックのモールド構造を示す正面断面図である。

符号の説明

１ エンジン回転計
２ アンテナリード
３ アンテナジャック
４ 電磁波受波部
４ａ 導電板
４ｂ ループ形状部
４ｃ、４ｄ 半円板
４ｅ 導電板
４ｆ 導電吸盤
１２ 嵌合部材

Claims (7)

1. エンジンの点火系統で発生する電磁波を誘導検出するアンテナ素子と、該アンテナ素子で検出した電磁波のパルスにもとづきエンジン回転数を計測可能にするエンジン回転計の受信アンテナであって、前記アンテナ素子は、電磁波の受波面が他より大きく形成されて、測定対象に近づけるように用いられる電磁波受波部と、該電磁波受波部に先端が接続されて、前記誘導検出により得られた信号を導出するアンテナリードとを、備えることを特徴とするエンジン回転計の受信アンテナ。
2. 前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に取り付けられた導電板であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計の受信アンテナ。
3. 前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端部を、電磁波を発生する点火コイルと略等しい径でループ形状に丸めたものであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計の受信アンテナ。
4. 前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に受波方向角度調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計の受信アンテナ。
5. 前記電磁波受波部が、前記アンテナリードの先端に電磁波の受波面の面積が調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計の受信アンテナ。
6. 前記電磁波受波部が、アンテナリードの先端に取り付けられた導電吸盤であることを特徴とする請求項１に記載のエンジン回転計の受信アンテナ。
7. 前記アンテナリードの電磁波受波部が設けられる側とは反対側の端部には、エンジン回転計側の信号入力用ソケットに接続可能なアンテナジャックが接続され、該アンテナジャックは前記信号入力用ソケット付近でエンジン回転計のケースの一部に嵌合可能な嵌合部材内にモールドされていることを特徴とするエンジン回転計の受信アンテナ。

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