JPH023273Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は棒状中心電極の軸芯部貫通孔に光電変
換型燃焼光センサを組込んだ燃焼光センサ組込式
点火栓に関する。

［従来の技術］ 内燃機関のシリンダ内への燃料噴射の最適時期
および噴射量または最適点火時期を自動的に決定
させるための燃焼自動制御装置へのフイードバツ
ク信号発生用センサとして、従来は燃料の着火に
伴つて生ずる帯電粒子を補足するための火災面セ
ンサとか、ノツキング現象に伴う燃焼ガス圧や振
動の高まりを測るための圧力センサや振動センサ
などが用いられていたが、いずれも計測精度の他
に耐久性にも問題があり、昨今ではシリンダ内混
合気の燃焼光の明暗を捕えてこれを電気信号に変
換させる方法が注目されつつある。

そしてこの種の燃焼光センサは、独立してシリ
ンダ内に設けることによつて燃焼妨害物となる不
都合を避けるために、また取付けの手間を省くた
めに、点火栓の中心電極の軸芯部に穿つた軸孔に
挿着させる方法も提案されている。第２図にこの
ような撚焼光センサ組込式点火栓の縦断面構造を
示した。図中の１は棒状中心電極であり、２は中
心電極１の軸芯部を貫いて穿つた軸孔内に挿嵌さ
れたガラス製のフアイバー状導光体、２ａはその
一方の端面としての受光面、２ｂは他方の端面で
あり、フオトダイオードなどの光電素子１０の受
光部に対面している。１１は光電素子１０の出力
端子、１２は中心電極１の給電端子、１３は中心
電極１を包被する筒状絶縁体、１４は絶縁体１３
に外嵌された主体金具である。３は外側電極であ
つて主体金具１４の放電側端面に溶接されて中心
電極１との間に放電間隙Ａが形成されている。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のごとき構造を備えた従来の燃焼光センサ
組込式点火栓は、内燃機関のシリンダ内にあつて
高温燃焼ガスに曝されているその放電側端部近辺
においては、中心電極１の軸孔内に挿嵌されてい
る耐熱性に乏しいガラス製のフアイバー状導光体
２に向けて、中心電極１を包被する筒状絶縁体１
３の外周面から侵入した高熱が伝導されることに
なり、もしシリンダ内が異常燃焼の発生などによ
つて甚だしい高温に達すれば、導光体２の受光面
２ａが部分的に溶融して光のセンシング感度が大
巾に変動する恐れがあつた。

本考案は異常高温に遇つてもガラス製の導光体
が損傷を受ける恐れのない燃焼光センサ組込式点
火栓を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本考案の燃焼光セ
ンサ組込式点火栓は、棒状中心電極を包被する筒
状絶縁体に主体金具を外嵌し、該主体金具に外側
電極を取付けると共に、前記中心電極の軸芯部を
貫く軸孔に、導光体の一端面を受光面とし他端面
に光電素子を取付けた光センサを組付けた燃焼光
センサ組込式点火栓において、前記中心電極と前
記筒状絶縁体との接触界面のうち、少なくとも燃
焼室壁の内側に位置する部分に断熱用筒状空隙を
設けると共に、前記中心電極と前記外側電極との
少なくとも一方の放電面を、白金等の貴金属材料
で構成させた。

［作用および考案の効果］ 上記のごとき構成を備えた本考案の燃焼光セン
サ組込式点火栓は、棒状中心電極と筒状絶縁体と
の接触界面のうち、燃焼室壁体より内側にあつて
高熱に曝される部位に断熱用筒状空隙を形成させ
たことによつて、エンジンシリンダ内にあつて高
温燃焼ガスに曝されている筒状絶縁体に及ぼされ
た輻射熱が直接的に熱伝導により中心電極に伝え
られることを筒状空隙が阻止してくれるので、中
心電極の軸孔内に挿嵌されているガラス製導光体
の熱脆損が防止される。導光体の受光面に直接的
に及ぼされた高熱は上記の理由によつて比較的低
温に保たれている中心電極に伝導されやすくな
り、よりすみやかに中心電極を伝わつて外界に放
散されるので、受光面が溶融変形するなどの不都
合の発生が防がれる。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本考案の具
体的構成を説明する。

第１図は本考案による燃焼光センサ組込式点火
栓の一実施例を描いた、点火栓が燃焼室壁内に突
出している部分の縦断面図であつて、１は点火栓
の中心電極であり、ニツケル基合金のごとき耐熱
性と耐蝕性にすぐれた金属棒からなる。２は中心
電極１の軸芯部を貫いて穿たれた軸孔に挿嵌され
た導光体であつて、光学特性と耐熱性にすぐれた
石英ガラスからなり、外径が例えば0.4〜0.8mmと
いつた極めて細い棒状体あるいはフアイバー状ガ
ラスの集束体をなしている。２ａは燃焼光の入射
を受け入れる受光面であつて、この実施例では中
心電極１の放電側端面と面一に合わせてある。１
３は中心電極１を包被する筒状絶縁体であつて高
アルミナ含有量の磁器や窒化珪素などで作られて
いる。ｂは中心電極１と筒状絶縁体１３との接触
界面に形成された断熱用の円筒状空隙であつて、
円筒状空隙ｂはこの実施例では、点火栓が取付け
られる内燃機関の燃焼室外壁面（図中にＢ−Ｂ線
で示す）にほぼ対応する個所において中心電極１
の外周面に形成させた環状突起部１ｂと、この突
起に対向させて筒状絶縁体１３の内周面に設けた
段落状異径部１３ａとの間に、セメント質バイン
ダー層４を円環状をなして所要の厚さをもつて介
在させることによつて形成されている。円環の巾
は2.0〜5.0mm内外が適当であまり広すぎるとこの
バインダー層を通過する伝熱量が増大し、また狭
すぎると点火栓の構造強度の低下を招くことにな
る。バインダーとしては公知の磁器接合用セメン
トなどを用いればよい。１４は筒状絶縁体１３に
外嵌された鉄系金属からなる主体金具であり、点
火栓の取付け具として、また外側（接地）電極の
取付ベースとしての役割を果す。３は外側電極で
あつて中心電極１に近似した材質からなり、この
実施例では図示のごとく中心電極１を対称的には
さんで２個が主体金具１４に溶接されている。１
５は燃焼ガスの封止用パツキン、１６は点火栓取
付け用ガスケツトである。

中心電極１と外側電極３のそれぞれの放電側端
部は導電性および耐蝕性の向上およびそれに関連
した放電摩耗抑制のために、白金や金その他の貴
金属またはそれらの合金のチツプ５または６で構
成されており、これらは溶接法によつて各電極の
放電側端面に接合される。

次に上記のごとき構造を備えた燃焼光センサ組
込式点火栓の機能的特長について説明すると、点
火栓は第１図にＢ−Ｂ線で示したラインより下側
特にパツキン１５より下側の放電側端は内燃機関
の燃焼室外壁面より内側にあつて機関の運転中は
常に高温ガスに曝されている。そして耐熱性が充
分ではないガラス製導光体２は、耐熱性と耐蝕性
にすぐれた磁器製の筒状絶縁体１３と中心電極１
によつて２重に包み込まれた状態にはあるが、従
来の燃焼光センサ組込式点火栓であれば既述の第
２図にみられるように、筒状絶縁体１３と中心電
極１とは密着状態のもとに嵌合されていたので、
筒状絶縁体１３の外表面に及ぼされた燃焼室内の
高温輻射熱が伝導熱として中心電極１を伝わつて
直接的に導光体２に伝達されることになり、異常
燃焼が起つた場合にはその高熱によつて導光体２
が光学的に脆損される恐れがあつたのに対して、
本考案による燃焼光センサ組込式点火栓は、筒状
絶縁体１３と中心電極１との接触界面に断熱用筒
状空隙ｂが設けられているので、この部分におい
ては伝熱による熱の移転が阻止されることとなつ
て中心電極１の昇温を著しく抑制することが可能
となり、導光体２は熱による光学的脆損から確実
に保護される。

又導光体２の受光面２ａの防熱対策として前述
のように受光面２ａが中心電極１の放電側端の一
部としての円筒状熱遮断壁によつて包囲されてい
るので、受光面に対して垂直方向に入射する輻射
熱は避けられないとしても、受光面２ａに対して
斜めの入射角をもつた大部分の輻射熱は有効に遮
ることができる。

さらに本考案のごとく中心電極１の軸芯部に導
光体挿通用の軸孔が穿たれている燃焼光センサ組
込式点火栓では、中心電極の放電面１ａがかなり
肉薄になつているので、電気的または化学的な腐
蝕の進行に伴つて比較的早期に寿命が尽きること
を防ぐために、少なくとも中心電極１の放電面１
ａを白金や金など貴金属ないしそれらの合金製の
環状チツプ５で構成させ、望ましくは外側電極３
の放電面も同様な貴金属のチツプ６で構成するよ
うにしたので、点火栓としての放電特性と耐久性
の両面から著しい性能向上が可能となる。

第２図は点火栓の放電側端部分が相異する他は
ほぼ同一の構造を備えた従来の燃焼光センサ組込
式点火栓の側面方向部分断面図であつて、１０は
光電素子としてのフオトダイオード、光電池など
であり、１１はその出力端子、２３はリード線、
２８は光電素子ホルダーである。１３は中心電極
１に外嵌された筒状絶縁体であつてアルミナ含有
量の高い磁器や窒化珪素などで作られている。１
４は筒状絶縁体１３に外嵌された鉄系金属製の主
体金具で点火栓をエンジンシリンダ壁に取付ける
役目と外側電極３を植設させるためのベース部と
しての役割を果す。１６は主体金具取付け用ガス
ケツト、１５と１７は燃焼ガスの漏れ防止用シー
ル材、１８は気密シール兼接合用セメント、１９
は中心電極１のリード線２０の接続用端子、２１
と２２は絶縁材、２４は中心電極１と筒状絶縁体
１３との間隙を埋める滑石、２５はシリコンゴム
製熱収縮チユーブ、２６はロツクピン、２７はシ
リコンゴム充填部、２９は中心電極１と筒状絶縁
体１３との接触界面に施されたセメント質バイン
ダー層、そして１２は中心電極１への給電端子で
ある。図中の他の符号は前記のそれと共通してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による燃焼光センサ組込式点火
栓の放電側端部分の縦断面図、第２図は従来の燃
焼光センサ組込式点火栓の側面方向部分断面図で
ある。 図中、１……中心電極、２……導光体、２ａ…
…受光面、３……外側電極、４……耐熱性バイン
ダー、５，６……貴金属製放電面、１０……光電
素子、１３……筒状絶縁体、１４……主体金具、
Ａ……放電間隙、ｂ……断熱用筒状空隙。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 棒状中心電極を包被する筒状絶縁体に主体金具
   を外嵌し、該主体金具に外側電極を取付けると共
   に、前記中心電極の軸芯部を貫く軸孔に、導光体
   の一端面を受光面とし他端面に光電素子を取付け
   た光センサを組付けた燃焼光センサ組込式点火栓
   において、 前記中心電極と前記筒状絶縁体との接触界面の
   うち、少なくとも燃焼室壁の内側に位置する部分
   に断熱用筒状空隙を設けると共に、前記中心電極
   と前記外側電極との少なくとも一方の放電面が、
   白金等の貴金属材料で構成されていることを特徴
   とする燃焼光センサ組込式点火栓。