JPS6220386B2 - - Google Patents

Description

段を診断回路に接続する連結具１４又は８０ を含んでおり、前記ハウジングが前記本体の前記
他端部のプラグ上に嵌合される際に前記マイクロ
波伝播手段３０の前記突出した部分は前記腔部内
へ突出すると共に前記光学的伝播手段は前記腔部
内で終端し、マイクロ波装置６６，６８，７０又
は９２が前記ハウジングに担持されていると共に
前記ボアの側方で前記腔部と連通していてマイク
ロ波信号を前記腔部を介して前記腔部内に突出し
ている前記マイクロ波伝播手段の前記部分へと伝
播しており、そして光検出器５８が前記ハウジン
グに担持されていると共に前記ボアの軸方向で前
記腔部と連通していて燃料点火を表わす前記ルミ
ネセンスを受け取ることを特徴とするプローブ組
立体。

２ 前記連結具１４又は８０の前記ボア５６又は
８３が前記他端部のプラグ３６の軸線に沿つて前
記本体１６に摺動嵌合されることを特徴とする、
特許請求の範囲第１項に記載のプローブ組立体。

３ 前記連結具１４又は８０は前記本体の前記他
端部のプラグ３６上に、前記マイクロ波伝播手段
３０、前記光学的伝播手段２８及び前記本体１６
の軸線に対して種々の角度方向から入れ子式に嵌
合されるよう構成されていることを特徴とする、
特許請求の範囲第２項記載のプローブ組立体。

４ 前記本体１６の前記他端部のプラグ３６の外
側面は前記本体と同軸の円筒形であつて、前記本
体の軸に対して任意の角度で前記連結具１４又は
８０を受け取ることを特徴とする、特許請求の範
囲第３項に記載のプローブ組立体。

５ 前記マイクロ波装置６６−７０は、前記ボア
５６の軸線に平行な軸線上で前記腔部５２へと突
出するマイクロ波伝導体６８を含んでいることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項から第４項の
いずれかに記載のプローブ組立体。

６ 前記マイクロ波装置９２は、マイクロ波発振
器９４と、前記腔部８８と開口を介して連通する
よう支持された検出器９８とを含んでいることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項から第５項の
いずれかに記載のプローブ組立体。

７ 前記マイクロ波発振器９４及び前記マイクロ
波検出器９８を前記腔部８８へ連通させるサーキ
ユレータ９６を含んでいることを特徴とする、特
許請求の範囲第６項に記載の組合せ。

【発明の詳細な説明】

この発明は、内燃機関における点火タイミング
の測定及び試験、特にデイーゼルエンジンにおけ
るピストン位置及び燃料点火をモニターするプロ
ーブ及び連結具の組立体に関する。

本発明の背景及び目的 燃料経済性及び排出物制御がしだいに強調され
るにつれて、内燃機関の燃焼室内でのモニタリン
グ及び診断をすることの重要性がだんだん増大す
ると共に決定的であるとさえ思われてきている。
メルロ（Merlo）に与えられた米国特許第
3589177号明細書及び米国特許第3703825号明細書
には、ガソリンエンジンにおいて、ピストン位置
に対する燃料点火を、別々にモニターし且つ相互
に関連づける装置が開示されている。ピストン位
置は、マイクロ波エネルギー源をアダプタを介し
てエンジン点火プラグへ連結すると共に、エンジ
ン作動中のマイクロ波共鳴現象を検出することに
よつてモニターされる。燃料点火発生の時期は、
アダプタ内における点火エネルギーの点火プラグ
への伝播を検出することによつて間接的に定めら
れる。

これまで、メルロ（Merlo）特許に示された型
式のガソリンエンジンタイミング技術を、シリン
ダのグローランプ開口内に装着されたプローブを
介して、又は直接噴射式に設計されたデイーゼル
エンジンの場合には主シリンダー内の特別な部分
を通して、マイクロ波信号をエンジンシリンダー
内に放射することによつて、デイーゼルエンジン
に適用することが提案された。この型式の従来技
術のプローブは、更に、点火腔部からの燃焼ルミ
ネセンスを光検出器へ直接送ることによつて、燃
料点火の表示を外部診断回路へ供給するための、
例えば光フアイバーのような、光学的伝播手段を
含んでいる。

これまでに提案されたデイーゼルエンジンのた
めのかかる光学的及びマイクロ波プローブについ
ての問題点は、光検出器や光検出器とプローブ内
のマイクロ波伝播器との間の電気的接続や、或い
はそしてプローブを外部診断回路へ接続するケー
ブルが、プローブをエンジン内へ装填する際、特
にエンジンが車両に装填されている場合の点検修
理環境において損傷や破損を受ける可能性のある
ことにある。接続ケーブルがプローブへ接続され
たままになつている場合には、プローブが選ばれ
たグロープラグ開口にねじ込まれる時に、ケーブ
ルが他の部分ともつれ合う傾向がある。他方、プ
ローブを差し込む過程においてケーブルが接続を
外されていると、ケーブルを再連結するのが時に
困難となり、特にマイクロ波コネクタに関して
は、有害な摩耗が発生するのを避け難い。

本発明の目的は、プローブがエンジンに組付け
られた後で該プローブに容易に取り付け得るよう
な連結具を含むプローブ組立体を提供することで
ある。上記に加えて、本発明の別のそして更に特
別の目的は、プローブがエンジンに装填されてし
まつた後で連結具がプローブに容易に組み付けら
れ、そしてプローブに対する連結具の方向に拘わ
りなく作動できるように適合されるプローブ組立
体を提供することである。

本発明は、本発明の別の目的、特徴及び利点と
共に、以下の記述、添付クレーム及び添付図面か
ら最も良く理解されるであろう。

第１図乃至第４図には、本発明によるプローブ
及び連結具組立体１０の一実施例が、デユアルプ
ローブ、即ち前に述べたようにマイクロ波と光学
エネルギーの双方の伝播のためのプローブと、プ
ローブ１２を外部診断回路１５（第２図）へ接続
するための連結具１４とから成るものとして図示
されている。かかる回路は多くの形態のものを採
り得るのであつて、前に指摘したメルロ
（Merlo）の特許にはこのうち２つの例が示され
ているけれども、ここではかかる特許の開示は番
号の引用だけで済ましてある。プローブ１２は概
略管状の本体１６から成り、その一端部１８に機
械加工した外側ねじ部がプローブを内燃機関１９
（第２図）のシリンダー開口へ正しくねじ込まれ
ている。本発明をデイーゼルエンジンに適用する
特に好ましい例においては、ねじ切りした一端部
１８は、選ばれたエンジンシリンダー又はシリン
ダーの渦巻室（グロープラグを取り除いた）グロ
ープラグ開口に挿入して嵌込み可能であるのが有
利である。プローブは、また、ねじを用いること
なく、弾力性のあるカラー等によつてシールされ
た空気シリンダーを用いて保持することもでき
る。管状本体１６の外表面の少なくとも一部分は
機械加工が施され六角形パターン（第１図及び第
３図）を呈する軸方向に向かう平担面２０となつ
ており、燃焼ガス等が漏れ出ないようにプローブ
をシリンダー開口にきつく締め込むためにレンチ
等を受け入れる形となつている。プローブ本体１
６の他端部２２には、本体１６の中心軸線と同心
状であつて内側にねじを切つたボア２４（第２
図）が設けられていて、このボア２４内にはエネ
ルギー伝播半組立体２６がねじ込まれている。

第２図及び第３図を参照すると非常によくわか
るように、半組立体２６は、プローブ本体１６と
同心であると共に、中空の管状金属マイクロ波伝
導体３０内に入れ子式に収容されている光学フア
イバー２８から成つている。伝導体３０は光学的
に透明な材質から構成されるのが好ましい同心状
の絶縁体３２で取り囲まれており、フアイバー２
８と協働して燃焼ルミネセンスを伝播する。絶縁
体３２は外側シース３４に伸縮管式に収容されて
いる。シース３４を通るフアイバー２８の半組立
体は一端において、プローブ本体１６のボア２４
内にねじ込まれたプラグ３６内に受け止められて
いて、入れ子状になつた組立体は本体１６の端部
１８から同心状に突出している。絶縁体３２、マ
イクロ波伝導体３０及び光学フアイバー２８は、
外側シース３４の両端から軸方向に突出してい
る。

プローブ本体１６のねじ切りした一端部１８に
隣接して、プラグ４０が、フアイバー２８、伝導
体３０及び絶縁体３２の面一の端部に接着して取
り付けてあり、プラグ４０は光エネルギーをフア
イバー２８に伝達するための中央開口４２を有し
ている。燃焼ルミネセンスからの光エネルギーは
同じく、プラグ４０とシース３４の内側端部との
間の環状窓４３を通して半径方向に絶縁体３２に
突き当たる。直径方向に対向するように溝を切つ
た開口４１が伝導体３０内で窓４３の半径方向内
側に形成されていて、光エネルギーの一部分をこ
の開口を通してフアイバー２８上に受け止めさせ
ている。同様に、フアイバー２８、伝導体３０及
び絶縁体３２がプラグ３６の外側端部から突出し
ており、一方シース３４はプラグ３６と面一に終
端していてそこでエポキシ層４４によつてシール
されている。プローブ本体１６から軸方向に突出
しているプラグ３６の部分の半径方向に対向する
面はプローブ本体１６と同心の円筒をなしてお
り、マイクロ波チヨークとして機能する円周方向
チヤンネル４６を備えている。

本発明によると、連結具１４はプラグ３６のま
わりに入れ子式に受け取められていて、マイクロ
波エネルギーを伝導体３０へ伝えると共にフアイ
バー２８及び／又は絶縁体３２による光学エネル
ギーの伝播を検出する。連結具１４はコネクタ装
着ブロツク５０を含む中空本体を有しており、こ
のブロツク５０はその一面５１に沿つて横に伸び
る矩形チヤンネル即ち腔部５２（第２図及び第４
図）を有している。プレート５４が、サイドプレ
ート５５によつて面５１に対向するようにブロツ
ク５０に剛固に装着されていて、チヤンネル即ち
腔部５２を閉鎖すると共にそれによつてサイドプ
レート５５と協働して横に伸びる矩形のマイクロ
波腔部、即ち導波管を形成している。円筒状のボ
ア５６がプレート５４を貫いて伸びて腔部５２に
開口し、連結具１４をプラグ３６の円筒外面のま
わりに装着しているので、フアイバー２８、マイ
クロ波伝導体３０及び絶縁体３２が、第２図に非
常に良く見えるように、縦方向及び軸線方向に腔
部５２内へ突出している。

光検出器５８が、腔部５２の底壁部に沿つてプ
レート５４内のボア５６と同心状の位置におい
て、ブロツク５０上に装着されているので、この
光検出器５８はプローブ１２を備えた連結具１４
の組立体において光学フアイバー２８と絶縁体３
２と軸線方向に整列させられる。電気的チツプ及
び機器が、照度信号をあらかじめ整える（即ち、
形を整え増幅する）ために、コネクタ６２に取り
付けられたモジユール（図示せず）内にかしめ付
け得る。導線６０が、ねじ６４によつてブロツク
５０の外面に装着されたコネクタ６２に対して、
光検出器５８を電気的に接続しており、これによ
つて光検出器５８が外部診断回路５５に電気的に
接続されている。SMA型同軸コネクタ６６が、
同様にして、ボア５６とプローブ１２との軸線か
ら横に離れた位置においてブロツク５０と装着さ
れている。コネクタ６６は、絶縁体７０によつて
包囲された長尺の伝導体６８を含んでおり、この
伝導体６８は、第２図に最も良く見えるように、
ボア５６とプローブ１２との軸線に平行な軸線上
において、組立体内で横方向に隔置されて、ブロ
ツク５０を貫通して腔部５２内に突出している。
コネクタ６６は、伝導体６８をマイクロ波トラン
シーバ７２そしてそこから診断回路１５へと接続
するための通常の同軸型コネクタ及びケーブルを
受け入れることができる。トランシーバー７２
は、マイクロウエーブ・アソシエーツ発振器MA
−86210−M05、マイクロウエーブ・アソシエイ
タ・サーキユレータMA−8K220、オムニスペク
トラ同軸アダプタ2000−6255及びヘウレツト−パ
ツカード結晶検出器P42Aから成すことができ
る。

操作において、プローブ１２は、先ず前にも述
べたように、選定したシリンダのグロープラグ開
口にねじ込まれ、それからケーブルが取り付けら
れた連結具１４が入れ子式にそして滑動してプラ
グ２６のまわりに係合され、本体１６の軸線端部
に突き当てられる。この場合、連結具１４を光学
フアイバー２８、マイクロ波伝導体３０及び本体
１６の軸線に対して種々の角度をなす方向から入
れ子式に嵌合され、この嵌合が容易に行われるこ
とが看取されよう。かかる位置において、光検出
器５８はフアイバー２８及び絶縁体３２と軸線的
に整列し、検出器は、フアイバー２８及び絶縁体
３２を介して伝播された、選定シリンダ内の燃料
点火を表わす光エネルギーに応答する位置に着く
ことができる。トランシーバ７２からのマイクロ
波エネルギーは、腔部５２を介して横方向に、こ
の腔部５２内に突出する伝導体６８、そしてそこ
から、マイクロ波伝播ラインとして機能する伝導
体３０に沿つてシリンダー腔部内へと連結され
る。シリンダー腔部内では、マイクロ波エネルギ
ーは、伝導体３０からプラグ４０と外側シース３
４との間の環状窓４３を通つて横方向に輻射され
るが、窓４３は軸方向寸法が約半波長の長さであ
るのが好ましい。マイクロ波伝導体３０は、保護
シース３４を越えて約４分の１波長だけ腔部５２
内へ突出している。プレート５４内のボア５６
は、プラグ３６の円筒状外面のまわりに緊密に滑
り嵌合する寸法を有しているのが好ましい。チヤ
ンネル４６は、軸方向寸法が半波長の長さである
のが好ましいが、プレート５４とプラグ３６との
間のマイクロ波エネルギーの漏れを減少してい
る。

このように、第１図乃至第４図と関連してこれ
までに記述されてきた本発明の実施例は、前に述
べた目的及び意図の全てを完全に満たすものであ
ることがわかるであろう。特に、プローブ１２
は、比較的でこぼこのあるものであるから、適当
な工具を用いることによつてシリンダー開口内へ
差し込むことができる。次に連結具１４は、比較
的ずつとデリケートな要素を含んでおり、またケ
ーブルが遠方の診断回路に相互接続しているの
で、プローブがエンジンに完全に装填されたあと
でプローブ１２のプラグ２６のまわりに入れ子式
に嵌め込まれる。従つてコネクタやケーブル、伝
導体などが損傷を受けることはない。光電変換器
５８をボア５６と、そしてそれゆえに、組立てに
おいて導波管腔部５２と協働してプローブ１２と
に対して同軸的に位置すること、及びマイクロ波
アンテナたる伝導体６８をボア５６の軸線の横に
置くことによつて、プローブ／連結具の相互作用
が、プローブ１２の軸線に対する連結具１４の角
度方向とは独立して機能することができる。ボア
５６及びそれに対応する面プラグ３６とは、他の
対称な（多角形の）幾何形状も想像できるけれど
も、前に述べたように円筒形が好ましい。

第５図及び第６図は、本発明の変形実施例を図
示しているが、同一の参照符号は、前に詳細に記
述された実施例の構成要素と同じ構成要素を表わ
している。第５図及び第６図に図示された変形を
施した連結具８０は、主として、マイクロ波エネ
ルギー源及び検出器、即ち第２図のマイクロ波ト
ランシーバ７２が連結具に装着されている点にお
いて、前に記述した連結具１４と異なつている。
更に詳細には、連結具８０は、プローブ１２のプ
ラグ３６と入れ子式に係合するためのボア８３を
有する装着プレート８２と、光検出器５８及びコ
ネクタ８６とを装着したコネクタブロツク８４と
を含んでいる。コネクタブロツク８４内の横方向
即ち半径方向に伸びる腔部８８は、マイクロ波導
波管腔部を形成するために前に述べた態様で、装
着プレート８２及びサイドプレート９０と協働し
ている。全体を９２で示されているマイクロ波ト
ランシーバは連結具８０上に装着され、そして発
振器９４と、適当な検出器９８が装着されている
サーキユレータ９６とを含んでいる。第６図に最
もよく示されているように、サーキユレータ９６
は概して矩形の口部１００を有しており、この口
部１００は腔部８８に開口して、発振器９４から
マイクロ波伝導体３０へ、そして伝導体３０から
検出器９８へマイクロ波エネルギーを伝播してい
る。発振器９４及び検出器９８は適当な導線によ
つてコネクタ８６へ、そしてそこから外部診断回
路１５へと接続されている。第５図及び第６図の
変形を施した実施例では、このようにプローブ及
び連結具組立体と診断回路との間には一つのケー
ブル接続だけが必要となつている。トランシーバ
９２は、マイクロ波アソシエイツによつて商品化
されているモデルMA−86857−MO1とすること
ができる。第５図及び第６図の実施例の作動は、
前の議論から自明のことであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい一実施例について
のプローブ組立体の側面図である。第２図は、第
１図に図示したプローブを幾分拡大して示した側
面図である。第３図は、第２図の線３−３につい
ての断面図である。第４図は、第１図乃至第３図
に示すプローブ組立体の連結具部分を、断片的
に、部分的に分解して示す斜視図である。第５図
は、本発明の変形例についての連結具及びプロー
ブ組立体の断片的な側断面図である。第６図は、
第５図の線６−６についての断面図である。 １０……プローブ及び連結具組立体、１２……
プローブ、１４……連結具、１５……外部診断回
路、１６……管状本体、１８……一端部、１９…
…内燃機関、２２……他端部、２４……ボア、２
６……エネルギー伝播半組立体、２８……光学フ
アイバー、３０……マイクロ波伝導体、３２……
絶縁体、３４……外側シース、３６……プラグ、
４０……プラグ、５０……コネクタ装着ブロツ
ク、５２……腔部、５６……ボア、５８……光検
出器、６０……導線、６２……コネクタ、６８…
…伝導体、７０……絶縁体、７２……トランシー
バ、９４……発振器、９６……サーキユレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンシリンダーの開口内へ受け入れられ
   るように構成された一端部１８と他端部のプラグ
   ３６とを有している本体１６と、該本体を貫通し
   て伸びており該本体の前記の一端部及び他端部の
   プラグから突出していてエンジンシリンダー内に
   マイクロ波信号を注入するマイクロ波伝播手段３
   ０と、及び前記本体を貫通して伸びていて前記シ
   リンダー内の燃料点火を表わすルミネセンスを前
   記本体の前記他端部のプラグに伝播する光学的伝
   播手段２８とからなるプローブと１２を含む、内
   燃機関のタイミング事象を検出するためのプロー
   ブ組立体１２，１４又は１２，８０において、 該組立体がさらに、前記本体の前記他端部のプ
   ラグ３６上に取外し可能且つ入れ子式に嵌合され
   るボア５６又は８３を有するハウジング５０，５
   ４，５５又は８２，８４，９０と、該ハウジング
   の前記ボアと連通すると共に該ボアから横方向に
   伸びているマイクロ波腔部５２又は８８から成つ
   ていて前記マイクロ波伝播手段及び光学的伝播手