JP2019027919A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】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を提供する。【解決手段】内燃機関のエンジンブロック１００の上面の凹部１００ｒにノッキングを検出するノッキングセンサ１が取り付けられてなり、ノッキングセンサがＰＰＳ樹脂でモールドされてなる内燃機関である。【選択図】図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。

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）。

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。

特開２０１５−４６５７号公報

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。

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。

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。

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。 ノッキングセンサの断面図である。 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (1)

1. 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内燃機関。

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