JP2019027919A

JP2019027919A - Internal-combustion engine

Info

Publication number: JP2019027919A
Application number: JP2017147526A
Authority: JP
Inventors: 克樹青井; Katsuki Aoi; 佳輝池山; Yoshiteru Ikeyama; 内田　貴大; Takahiro Uchida; 貴大内田; 治今村; Osamu Imamura; 大樹池原; Daiki Ikehara; 和真近藤; Kazumasa Kondo
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-02-21

Abstract

To provide an internal-combustion engine in which degradation of a knocking sensor set in the recess of the upper surface of an engine block is suppressed.SOLUTION: A knocking sensor 1 for detecting knocking is attached in the recess part 100r of the upper surface of an engine block 100 of the internal-combustion engine, and the knocking sensor is molded by a PPS resin.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、エンジンブロックの上面の凹部にノッキングセンサが取り付けられた内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine in which a knocking sensor is attached to a recess on an upper surface of an engine block.

自動車等の内燃機関のノッキング現象を検出するノッキングセンサが知られており、ノッキングセンサの検出に応じて点火プラグの点火時期の遅角制御が行われている。
上記したノッキングセンサの一例として、内燃機関のシリンダブロック等へ取付けるための取付孔を中心部に有する、いわゆるセンターホール式非共振型のノッキングセンサが知られている。このノッキングセンサは、主体金具に絶縁部材、圧電素子、ウェイト等を組み付けた内部部品全体がポリアミド樹脂によってモールド被覆されて構成されている（特許文献１）。 A knocking sensor that detects a knocking phenomenon of an internal combustion engine such as an automobile is known, and retarding control of the ignition timing of the spark plug is performed according to the detection of the knocking sensor.
As an example of the above-described knocking sensor, a so-called center hole non-resonant knocking sensor having a mounting hole for mounting to a cylinder block or the like of an internal combustion engine in the center is known. This knocking sensor is configured such that an entire internal part in which an insulating member, a piezoelectric element, a weight, and the like are assembled to a metal shell is mold-coated with a polyamide resin (Patent Document 1).

一方、図３に示すように、内燃機関のエンジン形式（例えば水平対向エンジン）によっては、エンジンブロック１００の上面に凹部１００ｒが形成されており、この凹部１００ｒから立ち上がる脚部１００ｓの上にノッキングセンサ１０００が取付けられている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, depending on the engine type (for example, horizontally opposed engine) of the internal combustion engine, a recess 100r is formed on the upper surface of the engine block 100, and a knocking sensor is formed on the leg 100s rising from the recess 100r. 1000 is attached.

特開２０１５−４６５７号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-4657

ところで、エンジンブロック１００に凹部１００ｒを備えた内燃機関を冬季に運転した場合、凹部１００ｒに雨水や融雪水等の水Ｗが溜まり、さらに融雪剤に含まれる塩化カルシウムが水Ｗに溶解する。そして、この塩化カルシウムがノッキングセンサを被覆するポリアミド樹脂に高湿度下で接すると、カルシウムイオンを含んだ水Ｗをポリアミドが吸水し、ポリアミド内部に浸透したカルシウムイオンがポリアミドの分子間の水素結合を切断して脆化するという問題がある。ポリアミドが脆化するとクラックが入り、ノッキングセンサの内部部品が被水して動作不良を起こしたり、劣化するおそれがある。
そこで、本発明は、エンジンブロックの上面の凹部に取り付けられたノッキングセンサの劣化を抑制した内燃機関の提供を目的とする。 By the way, when the internal combustion engine provided with the recess 100r in the engine block 100 is operated in winter, water W such as rain water or snowmelt water accumulates in the recess 100r, and calcium chloride contained in the snow melting agent dissolves in the water W. When this calcium chloride comes into contact with the polyamide resin that coats the knocking sensor under high humidity, the polyamide absorbs water W containing calcium ions, and the calcium ions that have penetrated inside the polyamide cause hydrogen bonds between the polyamide molecules. There is a problem that it breaks and becomes brittle. If the polyamide becomes brittle, cracks may occur and the internal components of the knocking sensor may get wet and cause malfunction or deterioration.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine in which deterioration of a knocking sensor attached to a recess on the upper surface of an engine block is suppressed.

上記課題を解決するため、本発明の内燃機関は、内燃機関のエンジンブロックの上面の凹部にノッキングを検出するノッキングセンサが取り付けられてなり、該ノッキングセンサがＰＰＳ樹脂でモールドされてなる。
この内燃機関によれば、ノッキングセンサがＰＰＳ樹脂でモールドされてなり、このＰＰＳは融雪剤に含まれる塩化カルシウムによる脆化が抑制される。このため、ノッキングセンサのモールドが脆化してクラックが入ることも抑制され、ノッキングセンサの内部部品が被水して動作不良を起こしたり、劣化することが抑制される。 In order to solve the above-described problems, the internal combustion engine of the present invention is configured such that a knocking sensor for detecting knocking is attached to a recess on the upper surface of an engine block of the internal combustion engine, and the knocking sensor is molded with PPS resin.
According to this internal combustion engine, the knocking sensor is molded with PPS resin, and this PPS is suppressed from being embrittled by calcium chloride contained in the snow melting agent. For this reason, it is suppressed that the mold of the knocking sensor becomes brittle and cracks are generated, and internal components of the knocking sensor are prevented from getting wet and causing malfunction or deterioration.

この発明によれば、エンジンブロックの上面の凹部に取り付けられたノッキングセンサの劣化を抑制した内燃機関が得られる。 According to the present invention, an internal combustion engine in which deterioration of a knocking sensor attached to a recess on the upper surface of the engine block is suppressed can be obtained.

本発明の実施形態に係る内燃機関に取り付けられるノッキングセンサの外観を示す正面図である。1 is a front view showing an external appearance of a knocking sensor attached to an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. ノッキングセンサの断面図である。It is sectional drawing of a knocking sensor. エンジンブロックの上面に形成された凹部にノッキングセンサが取り付けられた内燃機関の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the internal combustion engine by which the knocking sensor was attached to the recessed part formed in the upper surface of an engine block.

以下、図１〜図３を参照し、本発明の実施形態に係る内燃機関について説明する。
図１は本発明の実施形態に係る内燃機関に取り付けられるノッキングセンサの外観を示し、図２はノッキングセンサを軸方向に破断した断面図を示し、図３は内燃機関の構成を示す断面図を示している。なお、本発明の実施形態に係る内燃機関は、ノッキングセンサ１の構成以外は、エンジンブロック１００を有する従来の内燃機関と同一の構成となるので、従来技術の説明に用いた図３を流用する。 Hereinafter, an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the appearance of a knocking sensor attached to an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a sectional view of the knocking sensor broken in the axial direction, and FIG. 3 shows a sectional view showing the configuration of the internal combustion engine. Show. The internal combustion engine according to the embodiment of the present invention has the same configuration as that of the conventional internal combustion engine having the engine block 100 except for the configuration of the knocking sensor 1, and therefore FIG. 3 used for the description of the prior art is used. .

図１において、ノッキングセンサ１は、内燃機関のシリンダブロック等へ取付けるためのねじ挿通孔１１(図２参照)を中心部に有する、いわゆるセンターホール式非共振型のノッキングセンサである。ノッキングセンサ１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂をモールド材料に用いたケース３により覆われている。このケース３は、上部がテーパ状に成形された円柱形状の素子収納部５と、図示しない点火時期制御装置からのコネクタを接続するコネクタ部７とから構成されている。
図２に示すように、ノッキングセンサ１は、金属材料（例えばＳＰＨＤ、ＳＷＣＨ２５Ｋ）からなる主体金具９を備えており、主体金具９は、ねじ部材（六角ボルト）を挿通するためのねじ挿通孔１１を有する円筒形状の筒状部１３と、筒状部１３の一端側（図１の下側）にて外周面から周方向外側に張り出す鍔部１５とを有している。
この主体金具９の鍔部１５の厚み方向の一面（図１の上面）側には、筒状部１３の外周に嵌められる環状（円筒形状）で、圧電セラミックス（例えばＰＺＴ）からなる圧電素子１７が載置されている。
また、圧電素子１７の上面側には、筒状部１３の外周に嵌められる環状（円筒形状）で、錘としての効果を発揮する比重を有する金属材料（例えばＳＭＦ４０５０）からなるウェイト１９が載置されている。 In FIG. 1, a knocking sensor 1 is a so-called center hole type non-resonant knocking sensor having a screw insertion hole 11 (see FIG. 2) for attaching to a cylinder block or the like of an internal combustion engine at the center. The knocking sensor 1 is covered with a case 3 using PPS (polyphenylene sulfide) resin as a molding material. The case 3 includes a cylindrical element storage portion 5 whose upper portion is formed in a tapered shape, and a connector portion 7 for connecting a connector from an ignition timing control device (not shown).
As shown in FIG. 2, the knocking sensor 1 includes a metal shell 9 made of a metal material (for example, SPHD, SWCH25K). The metal shell 9 is a screw insertion hole 11 for inserting a screw member (hexagon bolt). And a collar portion 15 projecting from the outer peripheral surface to the outer side in the circumferential direction on one end side (lower side in FIG. 1) of the cylindrical portion 13.
On one surface (upper surface in FIG. 1) in the thickness direction of the flange portion 15 of the metal shell 9, an annular shape (cylindrical shape) fitted on the outer periphery of the cylindrical portion 13 and a piezoelectric element 17 made of piezoelectric ceramics (for example, PZT). Is placed.
Further, on the upper surface side of the piezoelectric element 17, a weight 19 made of a metal material (for example, SMF4050) which is an annular (cylindrical shape) fitted on the outer periphery of the cylindrical portion 13 and has a specific gravity that exhibits an effect as a weight is placed. Has been.

鍔部１５と圧電素子１７との間、及びウェイト１９と圧電素子１７との間、即ち圧電素子１７の厚み方向の両側には、導電材料（例えば黄銅）からなる出力端子２１、２３が、それぞれ圧電素子１７と接するように配置されている。なお、出力端子２１、２３のうち圧電素子１７と接する部分は環状である。
また、鍔部１５と出力端子２１との間、及び出力端子２３とウェイト１９との間には、絶縁性を有するフィルム状の合成樹脂（例えばＰＥＴ）からなる環状の絶縁体２５、２７がそれぞれ配置され、出力端子２１、２３が主体金具９の鍔部１５やウェイト１９と短絡しないようにされている。
なお、圧電素子１７とウェイト１９と出力端子２１、２３（環状部分）と絶縁体２５、２７との内周面と、筒状部１３の外周面との間には、環状の空間２０が形成されており、この環状の空間２０にも上記合成樹脂が充填されている。更に、主体金具９には、金属材料（例えばＳＫ−５Ｍ）からなり、ウェイト１９を鍔部１５方向（同図下方）へ押圧する環状の板バネ２９が取り付けられている。 Output terminals 21 and 23 made of a conductive material (for example, brass) are provided between the flange portion 15 and the piezoelectric element 17 and between the weight 19 and the piezoelectric element 17, that is, on both sides in the thickness direction of the piezoelectric element 17, respectively. It arrange | positions so that the piezoelectric element 17 may be contact | connected. Note that portions of the output terminals 21 and 23 that are in contact with the piezoelectric element 17 are annular.
Further, between the flange portion 15 and the output terminal 21, and between the output terminal 23 and the weight 19, annular insulators 25 and 27 made of an insulating film-like synthetic resin (for example, PET) are respectively provided. The output terminals 21 and 23 are arranged so as not to be short-circuited with the flange 15 and the weight 19 of the metal shell 9.
An annular space 20 is formed between the piezoelectric element 17, the weight 19, the output terminals 21 and 23 (annular portions), the inner peripheral surfaces of the insulators 25 and 27, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13. The annular space 20 is also filled with the synthetic resin. Further, the metal shell 9 is made of a metal material (for example, SK-5M) and attached with an annular leaf spring 29 that presses the weight 19 toward the flange 15 (downward in the figure).

さらに、板バネ２９の上側の位置において、筒状部１３の外周面には、筒状部１３の内面１３ａから周方向外側に向かって塑性変形して突出する突出部１３ｐが設けられている。そして、突出部１３ｐが板バネ２９の上面に接することによって、板バネ２９が下方に押圧され、さらに板バネ２９の弾性力によりウェイト１９が係止され、ウェイト１９と鍔部１５との間の積層構造体（圧電素子１７、出力端子２１、２３、絶縁体２５、２７）が主体金具９に固定される。 Further, at the upper position of the leaf spring 29, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 13 is provided with a protruding portion 13 p that protrudes by being plastically deformed from the inner surface 13 a of the cylindrical portion 13 toward the outer side in the circumferential direction. Then, when the protruding portion 13p is in contact with the upper surface of the leaf spring 29, the leaf spring 29 is pressed downward, and the weight 19 is locked by the elastic force of the leaf spring 29. The laminated structure (piezoelectric element 17, output terminals 21 and 23, insulators 25 and 27) is fixed to the metal shell 9.

そして、図示しないねじ部材をノッキングセンサ１の板バネ２９側からねじ挿通孔１１に挿通し、エンジンブロック１００の脚部１００ｓの上面にねじ部材をネジ留めすることで、ノッキングセンサ１がエンジンブロック１００に取付けられている。 Then, by inserting a screw member (not shown) from the leaf spring 29 side of the knocking sensor 1 into the screw insertion hole 11 and screwing the screw member on the upper surface of the leg portion 100s of the engine block 100, the knocking sensor 1 is moved to the engine block 100. Installed on.

このように、本発明の実施形態に係る内燃機関においては、ノッキングセンサ１がＰＰＳ樹脂でモールドされてなり、このＰＰＳは分子構造にアミド基を有しないため、融雪剤に含まれる塩化カルシウムによって水素結合が切断されず脆化が抑制される。このため、ノッキングセンサ１のモールドが脆化してクラックが入ることも抑制され、ノッキングセンサの内部部品が被水して動作不良を起こしたり、劣化することが抑制される。
特に、ノッキングセンサ１を樹脂モールドする際に金型内で流動した樹脂が線状に結合するウェルド部は最も強度が弱く、脆化によりクラックが入り易いが、このウェルド部の脆化も抑制できる。 As described above, in the internal combustion engine according to the embodiment of the present invention, the knocking sensor 1 is molded with PPS resin, and this PPS does not have an amide group in the molecular structure. Therefore, hydrogen is absorbed by calcium chloride contained in the snow melting agent. Bonding is not broken and embrittlement is suppressed. For this reason, it is also suppressed that the mold of the knocking sensor 1 becomes brittle and cracks occur, and internal components of the knocking sensor are prevented from getting wet and causing malfunction or deterioration.
In particular, when the knocking sensor 1 is resin-molded, the weld portion where the resin flowing in the mold is linearly bonded has the weakest strength and is easily cracked due to embrittlement, but the weld portion can also be prevented from embrittlement. .

なお、エンジンブロック１００の上面には、凹部１００ｒより高い脚部１００を設け、この脚部１００ｓにノッキングセンサ１を取付けることが一般的である。これにより、凹部１００ｒに多少の水Ｗが溜まっても、脚部１００までは到達せず、ノッキングセンサ１の被水を少なくすることができる。但し、脚部１００は必須の構成ではなく、凹部１００ｒに直接ノッキングセンサ１を取付ける場合も排除するものではない。 In general, a leg 100 higher than the recess 100r is provided on the upper surface of the engine block 100, and the knocking sensor 1 is attached to the leg 100s. Thereby, even if some water W accumulates in the concave portion 100r, it does not reach the leg portion 100, and the knocking sensor 1 can be reduced in water. However, the leg portion 100 is not an essential configuration, and the case where the knocking sensor 1 is directly attached to the concave portion 100r is not excluded.

本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
ノッキングセンサはセンターホール式に限らず、ＰＰＳ樹脂でモールドされるものであればよい。
エンジンブロックや凹部の形状も上記に限定されない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but extends to various modifications and equivalents included in the spirit and scope of the present invention.
The knocking sensor is not limited to the center hole type, and may be any one that is molded with PPS resin.
The shape of the engine block and the recess is not limited to the above.

１ノッキングセンサ
３モールド（ケース）
１００エンジンブロック
１００ｒ凹部 1 Knocking sensor 3 Mold (case)
100 engine block 100r recess

Claims

A knocking sensor for detecting knocking is attached to a recess on the upper surface of the engine block of the internal combustion engine,
An internal combustion engine in which the knocking sensor is molded with PPS resin.