JPH09229807A - Pressure sensor - Google Patents
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- JPH09229807A JPH09229807A JP3474696A JP3474696A JPH09229807A JP H09229807 A JPH09229807 A JP H09229807A JP 3474696 A JP3474696 A JP 3474696A JP 3474696 A JP3474696 A JP 3474696A JP H09229807 A JPH09229807 A JP H09229807A
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- pressure detecting
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力検出装置に係
り、特に自動車エンジンのシリンダ内の圧力を検出する
圧力検出装置の構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detecting device, and more particularly to the structure of a pressure detecting device for detecting the pressure in a cylinder of an automobile engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、自動車エンジンにおいて環境保護
のため排ガス規制、燃費の向上が急務になっている。そ
こで、エアフロ−センサ、ノックセンサ、圧力センサ及
びマイクロコンピュ−タを用い燃料、点火タイミングを
高精度に制御する方式が取られている。そして、シリン
ダ内の圧力情報（失火検出、ノッキング、ピ−ク燃焼圧
等）を得ることにより、リ−ン限界の燃料、最適点火時
期を各気筒ごとに高精度制御することが可能となってい
る。2. Description of the Related Art Recently, in automobile engines, there is an urgent need to control exhaust gas and improve fuel efficiency in order to protect the environment. Therefore, a method of controlling the fuel and ignition timing with high accuracy using an air flow sensor, a knock sensor, a pressure sensor, and a microcomputer is adopted. By obtaining pressure information in the cylinder (misfire detection, knocking, peak combustion pressure, etc.), it is possible to control the lean fuel limit and the optimum ignition timing with high precision for each cylinder. There is.
【０００３】シリンダ内の圧力を検出する方法して、特
開平４−４５９４１号公報に記載されているように、シ
リンダヘッドガスケット内部に圧力センサをシリンダブ
ロックと略平行になる様に配置すると共にシリンダヘッ
ドガスケットにシリンダからの圧力導入孔を形成する圧
力検出装置が提案されている。As a method for detecting the pressure in the cylinder, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-45941, a pressure sensor is arranged inside the cylinder head gasket so as to be substantially parallel to the cylinder block and the cylinder is A pressure detecting device has been proposed in which a pressure introducing hole from a cylinder is formed in a head gasket.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は、シリンダヘッドガスケットとセンサ部の概
略的配置構成に関するものであり、燃焼圧力に対するシ
−ルの方法、センサの固定部材による熱疲労，配線によ
る劣化に対する保護方法等に関しては考慮されていな
い。そのため、長時間稼働していると、センサ部が狂
い、出力信号が変動し、高精度な制御ができないという
問題が生じる恐れがあった。However, the above-mentioned prior art relates to a schematic arrangement structure of the cylinder head gasket and the sensor portion, and there is a method of sealing against combustion pressure, thermal fatigue due to a fixing member of the sensor, No consideration is given to the protection method against deterioration due to wiring. Therefore, when operating for a long time, there is a possibility that the sensor unit may be out of order, the output signal may fluctuate, and high-precision control may not be possible.
【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決すべき、
シリンダ内の圧力を精度よく検出し、しかも精度劣化の
ない圧力検出装置を提案することにある。The object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to propose a pressure detection device that accurately detects the pressure in the cylinder and that does not deteriorate in accuracy.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダのヘッドガスケットに内蔵され
かつ前記シリンダ内の圧力を検出する圧力検出装置にお
いて、前記圧力検出装置は、前記圧力が導入できる位置
でかつ前記ヘッドガスケットにあけられた貫通穴と嵌合
し、前記貫通穴と前記圧力検出装置との嵌合面の隙間を
接合材で接合する構成を有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention relates to a pressure detecting device which is built in a head gasket of a cylinder and detects pressure in the cylinder, wherein the pressure detecting device is the pressure Is fitted into a through hole formed in the head gasket, and a gap between fitting surfaces of the through hole and the pressure detecting device is joined by a joining material.
【０００７】また、本発明の他の特徴は、シリンダのヘ
ッドガスケットに内蔵されかつ前記ヘッドガスケットの
グロメットを介して前記シリンダ内の圧力を検出する圧
力検出装置において、前記圧力検出装置は、前記グロメ
ットを介して導入された圧力の変化を機械的変化に変換
するダイアフラムと、前記機械的変化を前記ダイアフラ
ムの突起から感知して光量変化に変換し前記ヘッドガス
ケットを介して光量伝送を行う光ファイバと、前記光フ
ァイバの下部に配置され前記光ファイバを保持するスペ
ーサと、前記光ファイバと前記スペーサとの隙間に設け
たパッキンとで構成され、かつ前記ヘッドガスケットに
あけられた貫通穴と嵌合し該貫通穴と前記圧力検出装置
との嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有すること
にある。Another feature of the present invention is a pressure detecting device, which is built in a head gasket of a cylinder and detects the pressure in the cylinder via a grommet of the head gasket, wherein the pressure detecting device is the grommet. A diaphragm that converts a change in pressure introduced via a mechanical change into a mechanical change; and an optical fiber that detects the mechanical change from a protrusion of the diaphragm and converts it into a light amount change and transmits the light amount through the head gasket. A spacer that is arranged below the optical fiber and holds the optical fiber, and a packing that is provided in a gap between the optical fiber and the spacer, and that is fitted with a through hole formed in the head gasket. It has a structure in which a gap between the fitting surface between the through hole and the pressure detecting device is joined with a joining material.
【０００８】また、本発明の他の特徴は、シリンダのヘ
ッドガスケットに内蔵されかつ前記シリンダ内の圧力を
検出する圧力検出装置において、前記圧力検出装置は、
前記圧力の変化を機械的変化に変換するダイアフラム
と、前記ダイアフラムに配置され前記機械的変化を前記
ダイアフラムの突起から感知して光量変化に変換する第
１の光ファイバと、前記ヘッドガスケットに配置され光
量伝送を行う第２の光ファイバと、前記第１の光ファイ
バの下部に配置され前記第１の光ファイバを保持するス
ペーサと、前記第１の光ファイバと前記スペーサとの隙
間に設けたパッキンとで構成され、かつ前記ヘッドガス
ケットにあけられた貫通穴と嵌合し該貫通穴と前記圧力
検出装置との嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有
することにある。Another feature of the present invention is a pressure detecting device which is built in a head gasket of a cylinder and detects pressure in the cylinder, wherein the pressure detecting device is
A diaphragm for converting the change in pressure into a mechanical change, a first optical fiber arranged in the diaphragm for detecting the mechanical change from a protrusion of the diaphragm and converting the change into a light quantity, and a first optical fiber arranged in the head gasket. A second optical fiber for transmitting the amount of light, a spacer arranged below the first optical fiber for holding the first optical fiber, and a packing provided in a gap between the first optical fiber and the spacer. And a structure in which a through hole formed in the head gasket is fitted and a gap between fitting surfaces of the through hole and the pressure detecting device is joined by a joining material.
【０００９】本発明によれば、圧力検出装置は、圧力が
導入できる位置でかつヘッドガスケットにあけられた貫
通穴と嵌合し、該貫通穴と圧力検出装置との嵌合面の隙
間を接合材で接合する構成を有する。According to the present invention, the pressure detecting device is fitted into the through hole formed in the head gasket at the position where the pressure can be introduced, and the gap between the fitting surface of the through hole and the pressure detecting device is joined. It has a structure of joining with materials.
【００１０】また、圧力検出装置は、グロメットを介し
て導入された圧力の変化を機械的変化に変換するダイア
フラムと、機械的変化をダイアフラムの突起から感知し
て光量変化に変換しヘッドガスケットを介して光量伝送
を行う光ファイバと、光ファイバの下部に配置され光フ
ァイバを保持するスペーサと、光ファイバとスペーサと
の隙間に設けたパッキンとで構成され、かつヘッドガス
ケットにあけられた貫通穴と嵌合し、貫通穴と前記圧力
検出装置との嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有
する。Further, the pressure detecting device includes a diaphragm for converting a change in pressure introduced through the grommet into a mechanical change, and a mechanical change detected by a protrusion of the diaphragm to be converted into a light amount change for passing through a head gasket. And a through hole formed in the head gasket, which includes an optical fiber for transmitting light quantity, a spacer arranged below the optical fiber for holding the optical fiber, and a packing provided in a gap between the optical fiber and the spacer. It is configured to be fitted, and a gap between the fitting surface of the through hole and the fitting surface of the pressure detecting device is joined with a joining material.
【００１１】また、圧力検出装置は、圧力の変化を機械
的変化に変換するダイアフラムと、ダイアフラムに配置
され機械的変化をダイアフラムの突起から感知して光量
変化に変換する第１の光ファイバと、ヘッドガスケット
に配置され光量伝送を行う第２の光ファイバと、第１の
光ファイバの下部に配置され第１の光ファイバを保持す
るスペーサと、第１の光ファイバとスペーサとの隙間に
設けたパッキンとで構成され、かつヘッドガスケットに
あけられた貫通穴と嵌合し、貫通穴と圧力検出装置との
嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有する。Further, the pressure detecting device includes a diaphragm for converting a change in pressure into a mechanical change, and a first optical fiber arranged in the diaphragm for detecting the mechanical change from a protrusion of the diaphragm and converting the change into a light amount change. A second optical fiber arranged on the head gasket for transmitting the light quantity, a spacer arranged below the first optical fiber for holding the first optical fiber, and provided in a gap between the first optical fiber and the spacer. It is composed of a packing and is fitted into a through hole formed in the head gasket, and a gap between fitting surfaces of the through hole and the pressure detecting device is joined by a joining material.
【００１２】これにより、シリンダ内からの圧力がかか
るダイアフラム上面から下面に圧力が逃げてしまうのを
防止できる。また、光ファイバとスペーサとの熱膨張係
数差を小さくすることにより温度差の影響に耐えること
ができる。As a result, it is possible to prevent the pressure from escaping from the upper surface of the diaphragm to the lower surface to which pressure is applied from inside the cylinder. Further, by reducing the difference in thermal expansion coefficient between the optical fiber and the spacer, it is possible to withstand the influence of the temperature difference.
【００１３】また、ヘッドガスケットに配置された光フ
ァイバに保護パイプを被せることにより、外力による影
響を対策できる。また、ダイアフラムをグロメットと一
体形成とすることにより、つぎ目からの圧力洩れを防止
でき、また、パッキンを設けることによりサイドからの
圧力洩れを防止できる。Further, by covering the optical fiber arranged in the head gasket with the protective pipe, the influence of external force can be prevented. Further, by forming the diaphragm integrally with the grommet, it is possible to prevent pressure leakage from the seam, and by providing the packing, it is possible to prevent pressure leakage from the side.
【００１４】更に、曲げ特性が敏感な光ファイバと曲げ
特性が鈍感な光ファイバを使い分けることにより、曲げ
特性が敏感な光ファイバの使用長さを短くすることで
き、配線曲げ等による光量の劣化を防ぐことができる。Further, by selectively using an optical fiber having a sensitive bending characteristic and an optical fiber having a poor bending characteristic, it is possible to shorten the length of use of the optical fiber having a sensitive bending characteristic, and to prevent the deterioration of the light quantity due to the wiring bending. Can be prevented.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係る圧
力検出装置を、図を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A pressure detecting device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】図１は、本発明の一実施例に係る圧力検出
装置をシリンダのヘッドガスケットに内蔵した状態の上
面を示す。図２は図１のヘッドガスケットが組み込まれ
たシリンダの断面を示す。図３は図１の圧力検出装置の
断面詳細を示す。図４は図３のダイアフラムの斜視詳細
を示す。図５は図４のダイアフラムのＡ−Ａ断面を示
す。図６は図３のスペ−サの斜視詳細を示する。図７は
図１のガスケットの断面を示す。図８はグロメット一体
形ダイアフラムの構造を示す。図９は圧力信号伝搬部材
及び感圧部材である光ファイバ８の保護構造を示す。図
１０は光ファイバの曲げ特性を示す。図１１は本発明の
他の実施例で、光伝送用として曲げ感度の異なる光ファ
イバを用いた圧力検出装置の断面詳細を示す。図１２
は、図１１の圧力検出装置の配線状態を示す。FIG. 1 shows the upper surface of a cylinder in which a pressure detecting device according to an embodiment of the present invention is built in a head gasket. FIG. 2 shows a cross section of a cylinder incorporating the head gasket of FIG. FIG. 3 shows a cross-sectional detail of the pressure sensing device of FIG. FIG. 4 shows a perspective detail of the diaphragm of FIG. FIG. 5 shows an AA cross section of the diaphragm of FIG. FIG. 6 shows a perspective detail of the spacer of FIG. FIG. 7 shows a cross section of the gasket of FIG. FIG. 8 shows the structure of the grommet-integrated diaphragm. FIG. 9 shows a protective structure of the optical fiber 8 which is a pressure signal transmitting member and a pressure sensitive member. FIG. 10 shows the bending characteristics of the optical fiber. FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional detail of a pressure detecting device using optical fibers having different bending sensitivities for optical transmission. FIG.
Shows the wiring state of the pressure detection device of FIG.
【００１７】図１、図２に示すように、シリンダヘッド
２５とシリンダブロック２４との間に配置されたヘッド
ガスケット２に内蔵された圧力検出装置６は、ヘッドガ
スケット２のグロメット４に隣接した位置に設置され、
かつシリンダ内と連通している。As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure detecting device 6 built in the head gasket 2 arranged between the cylinder head 25 and the cylinder block 24 is located at a position adjacent to the grommet 4 of the head gasket 2. Installed in
It also communicates with the inside of the cylinder.
【００１８】圧力検出装置６は、図３に示すように、ダ
イアフラム１６と、圧力信号伝搬及び感圧部材（以下、
光ファイバと称す）８と、スペ−サ９とで構成されてい
る。ダイアフラム１６には、シリンダ内の圧力により光
ファイバ８を押して変動させる突起１０と、圧力を他部
に逃がさないためにシ−ル構造を持たせたバネ状のビー
ト１１が設けられている。また、スペ−サ９には、光フ
ァイバ８を固定するファイバ溝１と、突起１０により光
ファイバ８が変動するための逃げ穴２０が設けられてい
る。As shown in FIG. 3, the pressure detecting device 6 includes a diaphragm 16, a pressure signal transmitting and pressure sensing member (hereinafter,
It is composed of an optical fiber 8) and a spacer 9. The diaphragm 16 is provided with a projection 10 that pushes and fluctuates the optical fiber 8 by the pressure in the cylinder, and a spring-like beat 11 having a seal structure so as to prevent the pressure from escaping to other parts. Further, the spacer 9 is provided with a fiber groove 1 for fixing the optical fiber 8 and an escape hole 20 for changing the optical fiber 8 by the projection 10.
【００１９】また、圧力検出装置６は、ヘッドガスケッ
ト２にあけけられた穴に嵌め込まれ、穴との接合面を、
接合材１５で隙間なく接合されている。そのため、ダイ
アフラム１６にかかった圧力が高圧面（シール材１７の
塗布面）から低圧面（光ファイバの８の通っている側）
に接合面を介して抜けてしまうことはなく、圧力の検出
精度及び圧力検出装置６自体の耐久性を向上させること
ができる。接合材１５の材料としては、樹脂，カーボ
ン，ゴム等が良好であり、樹脂の場合は接着，溶着、カ
ーボンの場合は加圧、ゴムの場合は接着で接合されてい
る。Further, the pressure detecting device 6 is fitted into a hole formed in the head gasket 2, and the joint surface with the hole is
It is joined with the joining material 15 without any gap. Therefore, the pressure applied to the diaphragm 16 is changed from the high pressure surface (the surface coated with the seal material 17) to the low pressure surface (the side through which the optical fiber 8 passes).
Therefore, the pressure detection accuracy and the durability of the pressure detection device 6 itself can be improved. Resin, carbon, rubber or the like is preferable as the material of the bonding material 15. In the case of resin, bonding and welding are performed, in the case of carbon, pressure is applied, and in the case of rubber, bonding is performed.
【００２０】また、エンジン本体にヘッドガスケット２
を取り付ける際、圧力検出装置６をヘッドガスケット２
と一体化して固定しているので、外力等によるダイアフ
ラム１６及び光ファイバ８の圧縮変形を防止でき、圧力
検出精度の低下を防止することができる。The head gasket 2 is attached to the engine body.
When installing the pressure detector 6, attach the pressure detector 6 to the head gasket 2
Since it is integrally fixed to the diaphragm 16, it is possible to prevent compressive deformation of the diaphragm 16 and the optical fiber 8 due to an external force or the like, and it is possible to prevent deterioration of pressure detection accuracy.
【００２１】ここで、図１０に、光ファイバの曲げ径と
伝送光量の関係を示す。図１０に示すように、光ファイ
バを曲げると光量が変化し、圧力検出装置６に用いる光
ファイバの特性は、Ｒ６〜Ｒ８を中心として光量が極端
に変化する特性のものを使用している。そのため、図３
に示すように、ヘッドガスケット２に光ファイバ８を通
すファイバ溝１の曲げ角１４をＲ５より大きくすること
により、光量の低下を防ぐことができる。すなわち分解
能の低下を防ぐことができる。Here, FIG. 10 shows the relationship between the bending diameter of the optical fiber and the amount of transmitted light. As shown in FIG. 10, the amount of light changes when the optical fiber is bent, and the characteristic of the optical fiber used for the pressure detection device 6 is such that the amount of light changes extremely around R6 to R8. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 5, by making the bending angle 14 of the fiber groove 1 for passing the optical fiber 8 through the head gasket 2 larger than R5, it is possible to prevent the decrease in the light amount. That is, it is possible to prevent a decrease in resolution.
【００２２】また、図８に示すように、耐熱性，耐ガス
性，耐水性，耐圧性，耐酸性に優れた金属製あるいは樹
脂製の保護パイプ２１で、光ファイバ８を覆うことによ
り、外圧による湾曲、被覆の傷、振動による変動から保
護し、伝送光量を所定の量に維持することができる。保
護パイプ２１の材料しては、ステンレス製が良好であ
る。Further, as shown in FIG. 8, the optical fiber 8 is covered with a protective pipe 21 made of metal or resin having excellent heat resistance, gas resistance, water resistance, pressure resistance, and acid resistance, so that the external pressure can be reduced. It is possible to protect the curve due to, the damage of the coating, and the fluctuation due to vibration, and to maintain the amount of transmitted light at a predetermined amount. The material of the protective pipe 21 is preferably stainless steel.
【００２３】図４は、ダイアフラム１６の構造を示す。
図４に示すように、ダイアフラム１６に圧力を導入する
ための圧力導入口１８を設けられており、ダイアフラム
１６にかかった圧力を他に漏らさないように、ダイアフ
ラム１６をグロメット４に隣接させる構造になってい
る。FIG. 4 shows the structure of the diaphragm 16.
As shown in FIG. 4, a pressure introducing port 18 for introducing pressure to the diaphragm 16 is provided, and the diaphragm 16 has a structure adjacent to the grommet 4 so as not to leak the pressure applied to the diaphragm 16 to the other. Has become.
【００２４】また、図２に示すように、ダイアフラム１
６にシ−ル構造を持たせるためにビ−ト１１を設け、更
にミクロシ−ルを行うために、ダイアフラム１６の高圧
面にシール材１７を塗布することにより、少しの圧力も
漏らさない構造としている。シール材１７としては、二
硫化モリブデン，カ−ボン，シリコン等が良好であり、
これらを用いることにより、より良いシ−ル特性を得る
ことができる。Further, as shown in FIG. 2, the diaphragm 1
6 is provided with a bead 11 to have a seal structure, and a micro seal is further provided by applying a sealing material 17 on the high pressure surface of the diaphragm 16 so that a slight pressure is not leaked. There is. As the sealing material 17, molybdenum disulfide, carbon, silicon, etc. are preferable.
By using these, better seal characteristics can be obtained.
【００２５】また、圧力検出装置６の使用温度条件は−
３０〜２００度Ｃと広範囲である。そのため、図３に示
すように、光ファイバ８をスペ−サ９に接着剤等で固定
すると、お互いの熱膨張係数の差により、使用温度の影
響をうけて光ファイバ８は材料的に疲労が発生し、光フ
ァイバ８の検出出力が変化してしまう問題がある。これ
を改良するために、スペ−サ９は、光ファイバ８との熱
膨張係数差が２０／１０6以内の材料で製作されてい
る。これにより、光ファイバ８との熱膨張係数差を小さ
くすることができる。スペ−サ９の実際の材料として
は、光ファイバ８の熱膨張係数にあわせるために、熱膨
張係数が調整できる鉄ニッケル合金等が使用されてい
る。The operating temperature condition of the pressure detecting device 6 is −
A wide range of 30 to 200 degrees C. Therefore, as shown in FIG. 3, when the optical fiber 8 is fixed to the spacer 9 with an adhesive or the like, the optical fiber 8 is subject to fatigue due to the influence of the operating temperature due to the difference in thermal expansion coefficient between them. However, there is a problem in that the detection output of the optical fiber 8 changes. In order to improve this, the spacer 9 is made of a material having a difference in coefficient of thermal expansion with the optical fiber 8 within 20/10 6 . Thereby, the difference in thermal expansion coefficient from the optical fiber 8 can be reduced. As an actual material of the spacer 9, an iron-nickel alloy or the like whose thermal expansion coefficient can be adjusted to match the thermal expansion coefficient of the optical fiber 8 is used.
【００２６】また、圧力検出装置６をヘッドガスケット
２に取り付けた時、ダイアフラム１６とスペーサ９との
隙間からの圧力漏れを防止するために、圧力検出装置６
は、図３に示すように、パッキン７をダイアフラム１６
とスペ−サ９の間に配置する構成としている。パッキン
７の材料としては、例えばフロン系樹脂，ニトリルゴ
ム，カ−ボン等の弾性体、または、耐熱性，化学的安定
性のある、例えば石綿，金属粉含有樹脂，セラミック等
が使用されている。Further, when the pressure detecting device 6 is attached to the head gasket 2, in order to prevent pressure leakage from the gap between the diaphragm 16 and the spacer 9, the pressure detecting device 6
As shown in FIG. 3, the packing 7 is attached to the diaphragm 16
And the spacer 9 are arranged between them. As the material of the packing 7, for example, a fluorocarbon resin, an nitrile rubber, an elastic body such as carbon, or a heat-resistant and chemically stable resin such as asbestos, a resin containing metal powder, or ceramic is used. .
【００２７】また、２気筒以上のシリンダを有し各気筒
の圧力検出装置６が直列に配置され出力信号が一つのエ
ンジンにおいて、少なくとも１気筒の圧力検出装置６の
ダイアフラム１６の突起１０の先端の高さを変えるか、
あるいは光ファイバを固定している逃げ穴２０の径を変
えることにより、その気筒の出力特性が変更でき、どの
シリンダの信号か判別することができので、ヘッドガス
ケット２に内蔵された圧力検出装置６自体による点火順
序判別を可能とすることができる。Further, in an engine having two or more cylinders, in which the pressure detection devices 6 of the respective cylinders are arranged in series and one output signal is obtained, at least one cylinder of the pressure detection device 6 has a tip of the protrusion 10 of the diaphragm 16 of the diaphragm 16. Change the height or
Alternatively, by changing the diameter of the escape hole 20 that fixes the optical fiber, the output characteristic of the cylinder can be changed and which cylinder's signal can be discriminated. Therefore, the pressure detecting device 6 built in the head gasket 2 can be changed. It is possible to determine the ignition order by itself.
【００２８】図３、図７に示すように、ヘッドガスケッ
ト２は、芯金１２の両面が弾性体１３（例えば、石綿、
カーボン、ゴム等）で覆われた構成であり、また、各気
筒を結ぶ光ファイバ８が通るファイバ溝１が設けられて
いる。ガスケット２はガスケット弾性体１３，芯金１
２，ガスケット弾性体１３のサンドイッチ構造で構成さ
れているので芯金１２を貫通するとガスケット２が２分
割されるため、芯金１２を貫通しないようにファイバ溝
１が設けられている。As shown in FIGS. 3 and 7, in the head gasket 2, both surfaces of the cored bar 12 are elastic bodies 13 (for example, asbestos,
The structure is covered with carbon, rubber, etc., and the fiber groove 1 through which the optical fiber 8 connecting the cylinders passes is provided. Gasket 2 is gasket elastic body 13, core metal 1
2. Since the gasket 2 has a sandwich structure of the gasket elastic body 13, since the gasket 2 is divided into two when the core metal 12 is penetrated, the fiber groove 1 is provided so as not to penetrate the core metal 12.
【００２９】また、光ファイバ８は水分等に弱いため、
ガスケット２にファイバ溝１を設ける時は、シリンダの
水穴５、オイル穴３等を避けてある。また、水穴５、オ
イル穴３のリングシ−ルを切断して光ファイバ８を通す
とシ−ルの役目を果たさなくなる。さらに、水流、オイ
ル流等の影響により光ファイバ８が劣化し出力信号が変
化する恐れがあるため、光ファイバ８が水穴５、オイル
穴３を横切らないようにファイバ溝が設けられている。Since the optical fiber 8 is weak against moisture,
When the fiber groove 1 is provided in the gasket 2, the water hole 5 and the oil hole 3 of the cylinder are avoided. Further, if the ring seals of the water hole 5 and the oil hole 3 are cut and the optical fiber 8 is passed through, the role of the seal is lost. Further, since the optical fiber 8 may deteriorate due to the influence of water flow, oil flow, etc. and the output signal may change, a fiber groove is provided so that the optical fiber 8 does not cross the water hole 5 and the oil hole 3.
【００３０】また、図３に示す突起１０と光ファイバ８
の接触点では、両者の接触面が摩耗し易いので不揮発性
のオイル、グリス等を塗布することにより、摩耗を防ぐ
ようにしている。Further, the protrusion 10 and the optical fiber 8 shown in FIG.
At the contact point, since the contact surfaces of both are easily worn, non-volatile oil, grease or the like is applied to prevent the wear.
【００３１】また、図１に示すように、圧力検出装置６
をグロメット４に隣接させているので、シリンダ部と圧
力検出装置６のダイアフラム１６間の距離が短縮される
と、応答性が良くなる。その上、図４に示すようにダイ
アフラム１６の圧力導入口１８の体積も小さくすること
ができ、圧力の逃げ部を少なくすることできる。Further, as shown in FIG. 1, the pressure detecting device 6
Is adjacent to the grommet 4, the response is improved when the distance between the cylinder portion and the diaphragm 16 of the pressure detection device 6 is shortened. Moreover, as shown in FIG. 4, the volume of the pressure introducing port 18 of the diaphragm 16 can be reduced, and the relief portion of the pressure can be reduced.
【００３２】しかし、圧力検出装置６とグロメット４は
溶接か接着剤等により接続されているため、圧力が圧力
検出装置６とグロメット４との接続部から多少逃げるこ
とも考えられる。図８は、グロメットと一体構成したダ
イアフラムを示す。図８に示すように、グロメット４と
一体構造で形成することによりグロメット４との接続部
がなくなり、圧力も漏れず、高信頼性のものとすること
ができる。この製作方法としては、グロメット４にダイ
アフラム１６を一体プレス加工し、その後ガスケット２
にかしめて、ベッドガスケット２と一体化する。However, since the pressure detecting device 6 and the grommet 4 are connected by welding, an adhesive or the like, it is conceivable that the pressure slightly escapes from the connecting portion between the pressure detecting device 6 and the grommet 4. FIG. 8 shows a diaphragm integrally formed with the grommet. As shown in FIG. 8, since the grommet 4 and the grommet 4 are integrally formed, the connecting portion with the grommet 4 is eliminated, the pressure does not leak, and high reliability can be achieved. As a manufacturing method, the diaphragm 16 is integrally pressed on the grommet 4, and then the gasket 2
After crimping, it is integrated with the bed gasket 2.
【００３３】図１１は本発明の他の実施例で、光伝送用
として曲げ感度の異なる光ファイバを用いた圧力検出装
置の断面詳細を示し、図１２は図１１の圧力検出装置の
配線状態を示す。図１１に示すように、本実施例の圧力
検出装置６は、突起１０と接触しダイアフラム１６の下
部にある光ファイバには曲げ特性が敏感な光ファイバ８
を使用し、それ以外の光伝送用としての部分には曲げ特
性が鈍感な光ファイバ２２を使用する構成になってい
る。このような構成にすることにより、ベッドガスケッ
ト２に組込時の曲げ圧，締め付け圧等の影響による光量
の劣化を防ぐことができる。FIG. 11 shows another embodiment of the present invention, showing a cross-sectional detail of a pressure detecting device using optical fibers having different bending sensitivities for optical transmission, and FIG. 12 shows a wiring state of the pressure detecting device of FIG. Show. As shown in FIG. 11, in the pressure detecting device 6 of this embodiment, the optical fiber 8 that is in contact with the protrusion 10 and is bent at a lower portion of the diaphragm 16 is sensitive to bending characteristics.
Is used, and the other part for optical transmission uses the optical fiber 22 having insensitive bending characteristics. With such a configuration, it is possible to prevent the deterioration of the light amount due to the influence of the bending pressure, the tightening pressure, and the like when the bed gasket 2 is assembled.
【００３４】以上述べたように、内燃機関の燃焼圧検出
に本発明の圧力検出装置６を用いることにより、ノッ
ク，失火等を検出しＮＯｘの制御ができ、また、図２に
示すように、ダイレクトインジェクションシステム２６
と圧力検出装置６を組合わせて用いることで、より高精
度な制御を行うことができる。As described above, by using the pressure detecting device 6 of the present invention to detect the combustion pressure of the internal combustion engine, knocking, misfire, etc. can be detected and NOx can be controlled, and as shown in FIG. Direct injection system 26
By using the pressure detector 6 and the pressure detector 6 in combination, more precise control can be performed.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、シリンダ内の圧力を、
精度よく、しかも長時間稼働に対して劣化なく検出する
ことにより、内燃機関の高精度な燃焼制御を行うことが
でき、また、内燃機関の耐久性を向上することができ
る。According to the present invention, the pressure in the cylinder is
By detecting with high accuracy and without deterioration for long-term operation, it is possible to perform highly accurate combustion control of the internal combustion engine and improve the durability of the internal combustion engine.
【図１】本発明の一実施例に係る圧力検出装置をシリン
ダのヘッドガスケットに内蔵した状態の上面図である。FIG. 1 is a top view showing a state in which a pressure detecting device according to an embodiment of the present invention is built in a head gasket of a cylinder.
【図２】図１のヘッドガスケットが組み込まれたシリン
ダの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder incorporating the head gasket of FIG.
【図３】図１の圧力検出装置の断面詳細である。3 is a cross-sectional detail of the pressure sensing device of FIG.
【図４】図３のダイアフラムの斜視詳細図である。4 is a detailed perspective view of the diaphragm of FIG. 3. FIG.
【図５】図４のダイアフラムのＡ−Ａ断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of the diaphragm shown in FIG.
【図６】図３のスペ−サの斜視詳細図である。6 is a detailed perspective view of the spacer of FIG. 3. FIG.
【図７】図１のガスケットの断面図である。7 is a cross-sectional view of the gasket of FIG.
【図８】グロメット一体形ダイアフラムの構造図であ
る。FIG. 8 is a structural diagram of a grommet-integrated diaphragm.
【図９】図２の光ファイバの保護構造を示す図である、9 is a diagram showing a protective structure of the optical fiber of FIG.
【図１０】光ファイバの曲げ特性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing bending characteristics of an optical fiber.
【図１１】本発明の他の実施例で、光伝送用として曲げ
感度の異なる光ファイバを用いた圧力検出装置の断面詳
細図である。FIG. 11 is a detailed cross-sectional view of a pressure detecting device using optical fibers having different bending sensitivities for optical transmission according to another embodiment of the present invention.
【図１２】図１１の圧力検出装置の配線状態を示す図で
ある。12 is a diagram showing a wiring state of the pressure detection device of FIG.
１…ファイバ溝、２…ヘッドガスケット、３…オイル
穴、４…グロメット、５…水穴、６…圧力検出装置、７
…パッキン、８，２２…光ファイバ、９…スペ−サ、１
０…突起、１１…ビ−ト、１２…芯金、１３…弾性体、
１４…曲げ部、１５…接合材、１６…ダイアフラム、１
７…シール材、１８…圧力導入口、２０…逃げ穴、２１
…保護パイプ、２３…ピストン、２４…シリンダブロッ
ク、２５…シリンダヘッド、２６…プラグ、２７…ダイ
レクトインジェクション、２８…バルブ1 ... Fiber groove, 2 ... Head gasket, 3 ... Oil hole, 4 ... Grommet, 5 ... Water hole, 6 ... Pressure detection device, 7
... Packing, 8,22 ... Optical fiber, 9 ... Spacer, 1
0 ... Protrusion, 11 ... Beat, 12 ... Core bar, 13 ... Elastic body,
14 ... Bent portion, 15 ... Bonding material, 16 ... Diaphragm, 1
7 ... Sealing material, 18 ... Pressure inlet, 20 ... Escape hole, 21
... Protection pipe, 23 ... Piston, 24 ... Cylinder block, 25 ... Cylinder head, 26 ... Plug, 27 ... Direct injection, 28 ... Valve
Claims (10)
つ前記シリンダ内の圧力を検出する圧力検出装置におい
て、 前記圧力検出装置は、前記圧力が導入できる位置でかつ
前記ヘッドガスケットにあけられた貫通穴と嵌合し、前
記貫通穴と前記圧力検出装置との嵌合面の隙間を接合材
で接合する構成を有することを特徴とする圧力検出装
置。1. A pressure detecting device which is built in a head gasket of a cylinder and detects the pressure in the cylinder, wherein the pressure detecting device has a through hole formed in the head gasket at a position where the pressure can be introduced. A pressure detecting device, characterized in that the pressure detecting device is fitted and a gap between fitting surfaces of the through hole and the pressure detecting device is joined with a joining material.
つ前記ヘッドガスケットのグロメットを介して前記シリ
ンダ内の圧力を検出する圧力検出装置において、 前記圧力検出装置は、前記グロメットを介して導入され
た圧力の変化を機械的変化に変換するダイアフラムと、
前記機械的変化を前記ダイアフラムの突起から感知して
光量変化に変換し前記ヘッドガスケットを介して光量伝
送を行う光ファイバと、前記光ファイバの下部に配置さ
れ前記光ファイバと前記ダイアフラムを保持するスペー
サと、前記光ファイバと前記スペーサとの隙間に設けた
パッキンとで構成され、かつ前記ヘッドガスケットにあ
けられた貫通穴と嵌合し該貫通穴と前記圧力検出装置と
の嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有することを
特徴とする圧力検出装置。2. A pressure detecting device, which is built in a head gasket of a cylinder and detects the pressure in the cylinder via a grommet of the head gasket, wherein the pressure detecting device detects the pressure introduced through the grommet. A diaphragm that transforms changes into mechanical changes,
An optical fiber that senses the mechanical change from the protrusion of the diaphragm and converts it into a change in the amount of light and transmits the amount of light through the head gasket, and a spacer that is arranged below the optical fiber and holds the optical fiber and the diaphragm. And a packing provided in the gap between the optical fiber and the spacer, and is fitted with a through hole formed in the head gasket to form a gap between a fitting surface of the through hole and the pressure detecting device. A pressure detecting device having a configuration of joining with a joining material.
記ダイアフラムの下部に配置され前記機械的変化を光量
変化に変換する第１の光ファイバと、前記ヘッドガスケ
ットに配置され、光量伝送を行う第２の光ファイバとで
構成されていることを特徴とする圧力検出装置。3. The optical fiber according to claim 2, wherein the optical fiber is arranged in a lower portion of the diaphragm and is arranged in the head gasket and a first optical fiber for converting the mechanical change into a change in light amount, and performs light amount transmission. A pressure detecting device comprising a second optical fiber.
１の光ファイバには曲げ特性が敏感な光ファイバを使用
し、前記第２の光ファイバには曲げ特性が鈍感な光ファ
イバを使用することを特徴とする圧力検出装置。4. The optical fiber according to claim 2 or 3, wherein a bending characteristic is sensitive to the first optical fiber, and an bending-sensitive optical fiber is used as the second optical fiber. A pressure detecting device characterized by:
２の光ファイバに、保護パイプを被せることを特徴とす
る圧力検出装置。5. The pressure detecting device according to claim 3 or 4, wherein the second optical fiber is covered with a protective pipe.
スペーサとの熱膨張係数差は２０／１０6以下であるこ
とを特徴とする圧力検出装置。6. The pressure detecting device according to claim 2, wherein a difference in thermal expansion coefficient between the optical fiber and the spacer is 20/10 6 or less.
記グロメットと一体形成することを特徴とする圧力検出
装置。7. The pressure detecting device according to claim 2, wherein the diaphragm is formed integrally with the grommet.
前記前記ダイアフラムの突起の高さまたは前記スペーサ
の逃げ穴の径を変えることにより、前記光ファイバが感
知する光量が変えられる構成を有することを特徴とする
圧力検出装置。8. The pressure detecting device according to claim 2,
The pressure detecting device is characterized in that the amount of light sensed by the optical fiber can be changed by changing the height of the protrusion of the diaphragm or the diameter of the escape hole of the spacer.
つ前記シリンダ内の圧力を検出する圧力検出装置におい
て、 前記圧力検出装置は、前記圧力の変化を機械的変化に変
換するダイアフラムと、前記ダイアフラムの下部に配置
され前記機械的変化を前記ダイアフラムの突起から感知
して光量変化に変換する第１の光ファイバと、前記ヘッ
ドガスケットに配置され光量伝送を行う第２の光ファイ
バと、前記第１の光ファイバの下部に配置され前記第１
の光ファイバと前記ダイアフラムを保持するスペーサ
と、前記第１の光ファイバと前記スペーサとの隙間に設
けたパッキンとで構成され、かつ前記ヘッドガスケット
にあけられた貫通穴と嵌合し該貫通穴と前記圧力検出装
置との嵌合面の隙間を接合材で接合する構成を有するこ
とを特徴とする圧力検出装置。9. A pressure detecting device, which is built in a head gasket of a cylinder and detects the pressure in the cylinder, wherein the pressure detecting device converts a change in the pressure into a mechanical change, and a lower portion of the diaphragm. A first optical fiber disposed on the head gasket for converting the mechanical change into a change in the light amount by sensing from the protrusion of the diaphragm; a second optical fiber disposed in the head gasket for transmitting the light amount; The first is disposed at the bottom of the fiber
Of the optical fiber and the spacer for holding the diaphragm, and a packing provided in the gap between the first optical fiber and the spacer, and fitted into a through hole formed in the head gasket to form the through hole. A pressure detecting device having a configuration in which a gap between fitting surfaces of the pressure detecting device and the pressure detecting device is joined with a joining material.
バには曲げ特性が敏感な光ファイバを使用し、前記第２
の光ファイバには曲げ特性が鈍感な光ファイバを使用す
ることを特徴とする圧力検出装置。10. The optical fiber according to claim 9, wherein the first optical fiber is an optical fiber whose bending characteristic is sensitive,
The pressure detecting device is characterized by using an optical fiber whose bending characteristics are insensitive as the optical fiber of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3474696A JPH09229807A (en) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3474696A JPH09229807A (en) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | Pressure sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09229807A true JPH09229807A (en) | 1997-09-05 |
Family
ID=12422898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3474696A Pending JPH09229807A (en) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | Pressure sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09229807A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100824335B1 (en) * | 2006-05-12 | 2008-04-22 | 이시카와 가스킷 가부시키가이샤 | Cylinder head gasket |
| GB2567610A (en) * | 2017-03-21 | 2019-04-24 | Nuron Ltd | Optical fibre pressure sensing apparatus employing longitudinal diaphragm |
| CN114518140A (en) * | 2022-01-04 | 2022-05-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | Temperature compensation type optical fiber intelligent gasket |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP3474696A patent/JPH09229807A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100824335B1 (en) * | 2006-05-12 | 2008-04-22 | 이시카와 가스킷 가부시키가이샤 | Cylinder head gasket |
| GB2567610A (en) * | 2017-03-21 | 2019-04-24 | Nuron Ltd | Optical fibre pressure sensing apparatus employing longitudinal diaphragm |
| GB2567610B (en) * | 2017-03-21 | 2021-07-21 | Nuron Ltd | Optical fibre pressure sensing apparatus employing longitudinal diaphragm |
| US11280691B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-03-22 | Nuron Limited | Optical fibre pressure sensing apparatus employing longitudinal diaphragm |
| AU2018238373B2 (en) * | 2017-03-21 | 2022-10-27 | Nuron Limited | Optical fibre pressure sensing apparatus employing longitudinal diaphragm |
| CN114518140A (en) * | 2022-01-04 | 2022-05-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | Temperature compensation type optical fiber intelligent gasket |
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