JPS5952964B2 - クランク角度の検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クランク軸が微小一定角度回転するごとに周
期的に変化する出力を取出すクランク角度の検出方法に
関する。

エンジンの各種現象は、クランク角度によつて整理すれ
ば、その解析が容易となる例が多い。

ところで、エンジンの試験、一般にエンジンを定盤上の
支持装置に支持して行われるが、エンジンは常に振動し
ているため、従来公知の一般的な回転角検出法はそのま
ま適用できない。すなわち、等ピッチに多数のスリット
を穿設したスリット円板をクランク軸に固着すると共に
、投光器と受光器がスリット円板を狭んで対向する状態
に取付具を介してそれらを定盤上に固着すれば、原理的
にはクランク軸がスリットの１ピッチ分回転するごとに
受光器に周期的出力が得られることになるが、実際には
スリット円板はエンジンと共に振動するため、投受光器
とスリットの対向位置が変化してしまい正確な出力を得
ることはできない。これを避けるためには、スリット円
板と投受光器が組込まれているロータリエンコーダをク
ランク軸端に結合する方法が考えられるが、ロータリエ
ンコーダも常時振動を受けることになるため耐振構造と
する必要があり、その結果大型化すると同時に自重も増
すことも避けられないので、クランク軸への取付上の制
約を受けることになる。そこで、上記問題点の解決を検
討するのに例えば、特開昭５０−１１２０８７号と同様
な手法を用いることが考えられる。すなわち、クランク
軸にはスリット円板を取付けるのみにし、エンジンケー
スに・投受光器を取付け、スリット円板と投受光器がエ
ンジンの振動に伴つて同一に振動し、それらの間に相対
変位がない状態での出力の検出が行われるようにするこ
とが考えられる。以下、図面を参照してそれを詳細に説
明する。

門 第１図において、１はエンジンであり、そのケース
１１は定盤２に支持装置２１によつて支持されてると共
に、クランク軸の一方の突出端１３は例えば動力計（図
示せず）と結合されている。また、他方のクランク軸の
突出端１２には、スリツクト円板３が例えばボルトによ
り一体的に固着されている。４は投受光器であり、前記
スリット円板３のスリットを投光器と受光器が狭んで対
向する状態に取付具５を介してエンジンケース１１に一
体的に固着されている。

５ 第２図は、前記スリット円板３の一例を示した図で
あり、周辺に等ピッチに多数個のスリット３１が穿設さ
れると共に、その内側に１個の基準スリツト３２が穿設
されている。

次に、第３図は前記投受光器４の一例を示した図であり
、コの字状の枠体の各対辺４］，４２にそれぞれ投光器
４３，４４、受光器４５，４６が固着されると共に、受
光器４５の前面には、前記スリツト円板３１のスリツト
と等ピツチのスリツトを有する固定スリツト板４７が固
着されている。そして、対向する投光器と受光器４３と
４５，４４と４６の中心線間距離は前記スリツト板３の
スリツト３１と基準スリツト３２の中心線間距離に等し
く形成さ，れている。また、４８はこれら投受光器４３
〜４６への電源供給と出力取出し用のコネクタである。
これらスリツト円板３と投受光器４の取付にあたつては
、先ず、スリツト円板３をクランク軸端，１２に仮止め
し、投受光器４とそれぞれのスリツト３１，３２との対
向位置が所定位置となるように取付具５によつて投受光
器４をエンジンケース１１に固着する。

続いて、スリツト円板３の仮止めをとき、その基準スリ
ツト３２がクランク軸１２２の所定位置、例えば、基準
とするエンジンピストンの上死点位置において投受光器
４から基準点出力が取出せるような位置に調整し、クラ
ンク軸１２に固着する。このようにすると、投受光器４
の受光器４６か２らはクランク軸１２が１回転するごと
に基準出力が取出せることになり、また、受光器４７か
らはスリツト３１のピツチ分クランク軸１２が回転する
ごとに周期的に変化する出力が取出せることになる。

しかも、このような検出法においては、工５ンジンが振
動していても、スリツト円板３と投受光器４が同一の振
動を行うことになるので、それらの間に相対変位が起こ
る恐れはなく、正確な検出を行うことがで゛きる。ただ
し、エンジンの種類およびその支持法によ５つては、振
動が極めて大になる場合があり、その場合には、投受光
器４はケース１１から突出しているため十分に剛性をと
らないと、両者の間に振動の位相ずれが生ずる恐れがあ
る。

本発明は、上記欠点を除き、エンジンケースか４らの突
出長さを小さくして振動に強い構成にするために、小型
な受光器のみをエンジンケースに固着し、投光器はスリ
ツト円板を狭んで受光器と対向する状態に別に配置し、
投光器からはエンジンの振動に伴う受光器と投光器の相
対変位分をカバーし、かつ、その間均一な密度をもつ適
宜面積の光束を投射させるようにしたものである。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第４図において、前記第１図と同番号を付したエンジン
１、クランク軸１２，］３、定盤２、支持装置２１．ス
リツト円板３は第］図と同様のものであり、同様に配置
されている。

７は投光器であり、スリツト板３と対向状態に支持体２
２により定盤２上に固着されている。

第５図および第６図は投光器７の一例であり、スリツト
板３上に均一な密度で適宜面積を有する光束を投射する
構成となつている。先ず第５図に例示したものは、ケー
ス７１内の底部に光源７２を配置すると共に開口端にレ
ンズ７３を配置し、また、ケース７１内は例えばメツキ
により鏡面状にすると共に、ケース長さを十分長く形成
したものであり、光源７２からの光は、ケース７１内で
種々に反射して開口端に導かれ、光の密度を略均一にし
た状態でレンズ７３によつて適宜の面積の光束に絞られ
投射されることになる。また、第６図はケース７「の底
部に光源７２″を配置すると共に、その光を微小な多数
本のフアイバ７４に導入し、そのフアイバ７４を中途で
ランダムに並べ直すと共にその終端から放射される光を
ケース７「の開口端に設けたレンズ７３″により適宜の
面積の光束に絞り、投射するようにしたものであり、フ
アイバ７４により光の密度は均一化されることになる。
第４図の６は、投光器７から前記のように投射される光
束をスリツト円板３を介して受光するようにエンジンケ
ース１１に固着された受光器であり、第７図にその一例
を示す。図において、６］，６２は受光素子であり、前
記第２図に示したスリツト円板３のスリツト３１，３２
の中心距離と同一距離隔ててフランジ状の枠体６４に固
着されると共に、受光素子６１の前面にはスリツト３１
と同一ピツチの固定スリツト板６３が設けられている。
そして、枠体６４のフランジ部に穿設された取付孔にボ
ルトを挿入してエンジンケース］１に固着されるように
なつている。このようにすると、受光器６はエンジンケ
ース１１と一体的に振動するか、スリツト円板３との相
対変位は無視できることになり、しかも、投光器７から
は均一な密度で適宜の面積をもつ光束が投射されている
ので、エンジンが振動しても常にスリツト板３には一定
の光量が投射されることになり、正確に角度が検出でき
ることになる。

以上のとおりであり、本発明は、クランク軸と一体的に
変位するエンジンケースに受光器を固着して相対変位が
ないようにして検出するので、正確にクランク角度が検
出できることになる。

【図面の簡単な説明】 第］図は本発明に至る過程において考えられた装置の側
面図、第４図は本発明の実施に用いられる装置の側面図
、第２図は同装置に用いられるスリツト円板の正面図、
第３図、第７図は同装置に用いられる投受光器、受光器
のそれぞれの構造図、第５図、第６図は第４図の装置に
用いられる投光器の一例を示す側面図である。 １：エンジン、１１：ケース、１２，１３：クランタ軸
、２：定盤、３：スリツト円板、４：投受光器、６：受
光器、７：投光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンケースから突出したクランク軸に、周辺に
   多数のスリットが等ピッチに穿設されると共に、基準ス
   リットの穿設されたスリット円板を固着し、そのスリッ
   トを狭む状態に設けた投光器、受光器によりクランク軸
   の回転角を検出するに際し、受光器のみをエンジンケー
   スに固着し、別にスリット円板と対向させて配置した投
   光器によつて均一な密度で適宜面積の光束をスリット板
   上に投射させるようにしたところのクランク角度の検出
   方法。