JPH0421015Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の着火時期センサに係り、
特に、先端がエンジン燃焼室内に臨むように配置
される光導体からなる導光ロツドと、燃焼室内を
外気から遮断した状態で前記導光ロツドを保持す
る筒状ケースと、前記導光ロツドの後端に臨んで
配設される受光素子と、を有し、前記導光ロツド
によつて導かれる燃焼光の状態から前記受光素子
を介して着火時期を検出するための内燃機関の着
火時期センサの改良に関する。

【従来技術】

近年、特に自動車デイーゼルエンジン、ガソリ
ンエンジンにおいては、出力、燃費あるいは排気
ガス浄化性能の向上が重要な課題となつている。 これを実現するための手段の一つとして、燃料
噴射時期制御に際して、エンジン燃焼室内の燃焼
光を検出ための着火時期センサを設け、該着火時
期センサ出力から着火時期を検出し、この検出結
果に応じて、例えばタイミング制御弁をフイード
バツク制御することが提案されている。 このような燃料噴射時期制御における着火時期
の検出に際して、燃料光の状態をエンジン燃焼室
内から外部に取出すための手段としては、例え
ば、光フアイバや石英硝子棒からなる導光ロツド
を、燃焼室内を外気から遮断した状態でエンジン
のシリンダヘツド等に取付け保持することが考え
られる。 この場合、導光ロツドは耐熱材料よりなる筒状
のケースに保持され、該ケースがエンジンのシリ
ンダヘツドに形成されたねじ孔に螺着される。 ここで、この導光ロツドを介して取出されたエ
ンジン燃焼室内の燃焼光は、該導光ロツドの後端
に臨んで取付けられた受光素子、又は、オプチカ
ルフアイバを介して、離れて配置された受光素子
に受光され、ここで電気信号に変換される。 前者の一体型の場合、受光素子は、前記筒状ケ
ースに前記導光ロツドと共に保持される。 ここで、前記受光素子は、半導体よりなり、そ
の耐熱温度が100数十度であつて比較的低いが、
前記筒状ケースがエンジンに直接取付けられてい
るために、着火時期センサ自体の温度が、受光素
子の耐熱温度近傍（例えばシリンダヘツドの外側
に突出した部分でも最高150℃程度）にまで上昇
してしまい、特に真夏や高負荷連続走行時などの
運転状態によつては、受光素子の耐熱温度を超え
てしまう恐れがある。 又、特に、着火時期センサの受光素子近傍にお
ける温度は、燃焼室内から伝搬される熱よりも、
エンジン本体やエンジンルームからの輻射熱によ
つて高温となる。 このように受光素子近傍が高温となると、該受
光素子の光電変換性能が低下し正確な燃料噴射時
期制御が困難となり、あるいは受光素子が破損し
てしまうという問題点が生じる。 又、導光ロツドはエンジン燃焼室内の爆発燃焼
圧力を受けるために、その抜止め対策及びシール
対策が必要となる。 これに対しては、導光ロツドと金属性の筒状の
保持部材等を融着することも考えられるが、ガラ
ス性の導光ロツドと金属では熱膨張率の差が大き
いために、導光ロツドにクラツクが入つてしまう
恐れがある。 又、筒状ケースに保持された導光ロツドをその
後端側から、該筒状ケースに螺合される第２のケ
ースによつて締付け固定することも考えられる
が、この場合は、コスト高となると共に、受光素
子を前記第２の筒状ケースを介して第１の筒状ケ
ースに取付けることになり、該受光素子と前記導
光ロツドとの相対的位置決めにばらつきが生じる
という問題点がある。

【考案の目的】

この考案は上記従来の問題点に鑑みてなされた
ものであつて、受光素子が耐熱温度以上に加熱さ
れることを防止するようにした内燃機関の着火時
期センサを提供することを目的とする。

【考案の構成】

この考案は、先端がエンジン燃焼室内に臨むよ
うに配置される光導体からなる導光ロツドと、燃
焼室内を外気から遮断した状態で前記導光ロツド
を保持する筒状ケースと、前記導光ロツドの後端
に臨んで配設される受光素子と、を有し、前記導
光ロツドによつて導かれる燃焼光の状態から前記
受光素子を介して着火時期を検出するための内燃
機関の着火時期センサにおいて、前記受光素子
を、前記導光ロツドに対向する端面を除き、その
周囲を断熱材よりなるアダプタにより囲むと共
に、該端面を空間を介して前記導光ロツドの後端
に対向配置し、且つ、前記断熱材に、前記空間に
臨んで、前記端面を取り囲み、前記導光ロツド方
向に拡開するテーパ内周面を形成することにより
上記目的を達成するものである。

【考案の作用】

この考案において、受光素子は、その導光ロツ
ドに対向する端面を除き断熱材で被われることに
よりエンジン本体からの伝導熱及びエンジンルー
ムからの輻射熱によつて過熱されることを防止さ
れ、又、比較的伝熱量の少ない導光ロツド側に
は、空間を介して該導光ロツドに対向され、これ
によつて、導光ロツド側からの伝熱をも減少さ
れ、その過熱が防止される。 又、断熱材のテーパ内周面により導光ロツド後
端から拡がつた光が、受光素子方向に反射され、
空間を設けても充分な検出能力が確保される。

【実施例】

以下図面を参照して、本考案の着火時期センサ
をデイーゼルエンジンに適用した場合の実施例を
詳細に説明する。 本実施例は、第１図に示す如く、デイーゼルエ
ンジン１０の燃焼室１０Ａ内の燃焼光を検出する
ための、デイーゼルエンジン１０のシリンダヘツ
ド１０Ｂに挿入固定される着火時期センサ１２
と、信号線１６を介して入力される前記着火時期
センサ１２出力を処理して着火時期を検出し、該
検出された着火時期に応じて、例えば燃料噴射時
期を制御する電子制御ユニツト（以下ECUと称
する）２０とを有している。第１図において、２
２は、燃料噴射用ノズル、２４はグロープラグ、
２６はピストン、をそれぞれ示す。 前記着火時期センサ１２は、第２図に詳細に示
す如く、先端３０Ａがエンジン燃焼室１０Ａ内に
臨むように配置される、例えば石英硝子製の光導
体からなる導光ロツド３０と、燃焼室１０Ａ内を
外気から遮断した状態で前記導光ロツド３０を保
持する、耐熱性の高い金属あるいはセラミクス製
の筒状ケース３２と、前記導光ロツド３０の後端
３０Ｂに臨んで配置され、前記導光ロツド３０に
よつて導かれる燃焼光を受光して電気信号に変換
するための、例えばシリコンホトトランジスタか
らなる受光素子３４と、を有し、前記導光ロツド
３０によつて導かれる燃焼光の状態から前記受光
素子３４を介して着火時期を検出するようにされ
ると共に、前記受光素子３４を、前記導光ロツド
３０に対向する端面３４Ａを除き、その周囲を断
熱材よりなる筒状のアダプタ３６により囲むと共
に、該端面３４Ａを、空間３８を介して前記導光
ロツド３０の後端３０Ｂに対向配置したものであ
る。 前記アダプタ３６は、筒状の第２のアダプタ４
０内に嵌装されている。この第２のアダプタ４０
は、耐熱性の高い金属、セラミクスあるいは断熱
材よりなり、前記筒状ケース３２の後端にこれと
同軸的に取付けられている。 前記アダプタ３６は、その先端側（導光ロツド
３０側）に、先端方向に拡開するテーパ内周面３
６Ａが形成され、このテーパ内周面３６Ａが前記
受光素子３４の導光ロツド３０側の端面３４Ａの
周囲を取り囲むようにして配置されている。 このテーパ内周面３６Ａには、金属メツキ等の
処理により反射面が形成され、これによつて、導
光ロツド３０の後端３０Ｂから射出された燃焼光
が受光素子３４方向に集中して反射されるように
なつている。 前記アダプタ３６の後端には、大径部３６Ｂが
形成され、この大径部３６Ｂは、前記第２のアダ
プタ４０の内周に形成された肩部４０Ａに、導光
ロツド３０の軸線方向に当接することによつてセ
ンサ軸方向の位置決めがなされるようになつてい
る。即ち、アダプタ３６は受光素子３４の基板を
兼ねている。 図の符号４２はアダプタ３６の後端から第２の
アダプタ４０内に挿入されるインシユレータ、４
４はこのインシユレータ４２の外側から先端が第
２のアダプタ４０内に挿入されるコネクタボデイ
を示す。 このコネクタボデイ４４はその外周の大径部４
４Ａにおいて第２のアダプタ４０の後端にかしめ
により固着され、これによつて、前記アダプタ３
６はインシユレータ４２を介して該コネクタボデ
イ４４によつて、第２のアダプタ４０内で、セン
サ軸方向に固定されることになる。 図の符号４６は前記受光素子３４の出力信号を
外部に導出するためのリード線を示し、このリー
ド線４６は前記インシユレータ４２及びコネクタ
ボデイ４４の底壁を貫通して該コネクタボデイ４
４の内面空間に突出されている。 前記第２のアダプタ４０は、その先端を前記筒
状ケース３２の後端に挿入した状態で、該第２の
アダプタ４０の後端においてかしめにより一体的
に連結されている。 この第２のアダプタ４０は、その先端側内周
で、筒状ケース３２に固着された状態で、前記導
光ロツド３０の後端側の一部を内包して保持する
ようにされている。 又、該第２のアダプタ４０の内周には、内周突
起４０Ｂが半径方向内方に突出して形成され、こ
の内周突起４０Ｂに対して前記導光ロツド３０の
後端３０Ｂが当接することによつて該導光ロツド
３０と第２のアダプタ４０とのセンサ軸線方向の
位置決めがなされるようになつている。 前記導光ロツド３０の先端側は、前記筒状ケー
ス３２の先端内周に溶着されて該筒状ケース３２
の一部を構成するチユーブ３２Ａによつて先端ま
で被覆され、これにより先端方向への抜止めがな
されている。 図の符号４８は筒状ケース３２と導光ロツド３
０間のシールを形成するオーリング、５０は第２
のアダプタ４０とコネクタボデイ４４とのシール
を形成するオーリング、５２は該コネクタボデイ
４４の先端側外周に取付けられたオーリングをそ
れぞれ示し、該オーリング５２は、コネクタボデ
イ４４が相手方コネクタボデイ５３に接続された
時、該相手方コネクタの内周に接触することによ
つて両者間のシールを形成するものである。 又、図の符号５４はコネクタボデイ４４を相手
方コネクタボデイ５３に連接した時に両者をロツ
クさせるためのロツクノブ、５６は筒状ケース３
２の外周に形成され、シリンダヘツド１０Ｂに螺
合されるためのねじ部を示す。 この実施例においては、受光素子３４が断熱材
よるなるアダプタ３６によつて、その導光ロツド
３０側の端面３４Ａを除き周囲を囲まれているた
めに、筒状ケース３２から第２のアダプタ４０を
介して伝達される熱及び第２のアダプタ４０を介
して伝達されるエンジンルーム内からの輻射熱の
該受光素子３４に対する伝熱を遮断し、且つ、端
面３４側は空間３８を介して導光ロツド３０の後
端３０Ｂと対向されているので、受光素子３４の
過熱が効果的に防止される。 ここで、前記第２のアダプタ４０を断熱材によ
り構成すると、更に受光素子３４の温度上昇を抑
制することができる。 又この実施例においては、アダプタ３６の導光
ロツド３０側の端部がテーパ内周面３６Ａとさ
れ、且つ、この部分に金属めつき等により反射面
が形成されているので、導光ロツド３０を通つて
導かれた燃焼光は効果的に受光素子３４に集中さ
れる。 又この実施例においては、受光素子３４の基盤
となるアダプタ３６及び導光ロツド３０が共に１
個の部材である第２のアダプタ４０に対して肩部
４０Ａ、内周突起４０Ｂに当接することによつて
センサ軸線方向の位置決めがなされるために、受
光素子３４と導光ロツド３０間の位置決めにばら
つきが生じたりすることがなく、構造が簡単であ
るという利点がある。

【考案の効果】

以上説明した通り、本考案によれば、簡単な構
造で、受光素子の受光量を低減させることなく過
熱を防止することができるという優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかかる内燃機関の着火時期
のセンサの実施例が用いられている、着火時期検
出装置の全体構成を示す断面図、第２図は、前記
実施例にかかる着火時期センサの構成を示す断面
図。 １０……デイーゼルエンジン、１０Ａ……燃焼
室、１２……着火時期センサ、３０……導光ロツ
ド、３０Ａ……先端、３０Ｂ……後端、３２……
筒状ケース、３４……受光素子、３４Ａ……端
面、３６……アダプタ、３６Ａ……テーパ内周
面、３８……空間、４０……第２のアダプタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端がエンジン燃焼室内に臨むよう配置される
   光導体からなる導光ロツドと、燃焼室内を外気か
   ら遮断した状態で前記導光ロツドを保持する筒状
   ケースと、前記導光ロツドの後端に臨んで配設さ
   れる受光素子と、を有し、前記導光ロツドによつ
   て導かれる燃焼光の状態から前記受光素子を介し
   て着火時期を検出するための内燃機関の着火時期
   センサにおいて、前記受光素子を、前記導光ロツ
   ドに対向する端面を除き、その周囲を断熱材より
   なるアダプタにより囲むと共に、該端面を空間を
   介して前記導光ロツドの後端に対向配置し、且
   つ、前記断熱材に、前記空間に臨んで、前記端面
   を取り囲み、前記導光ロツド方向に拡開するテー
   パ内周面を形成してなる内燃機関の着火時期セン
   サ。