膜厚検出センサの接続構造及び接続方法
【課題】同軸ケーブルの交換を容易にさせると共に、膜厚検出センサ間の信号の干渉を抑制することができる膜厚検出センサの接続構造及び接続方法を提供する。
【解決手段】潤滑油の油膜の厚さを検出するセンサヘッド１と、センサヘッド１と電気的に接続される内導体２ａ及び内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される外導体２ｂを備える同軸ケーブル２との接続構造であって、センサヘッド１には、内導体２ａと電気的に接続されるセンサ電極１ａの周りに絶縁体１ｂを介してセンサケース１ｃが設けられており、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、センサ電極１ａと内導体２ａとを電気的に接続させると共に、外導体２ｂとセンサケース１ｃとを電気的に接続させ、且つ、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせる同軸コネクタ１０を介して接続されているという構成を採用する。
【解決手段】潤滑油の油膜の厚さを検出するセンサヘッド１と、センサヘッド１と電気的に接続される内導体２ａ及び内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される外導体２ｂを備える同軸ケーブル２との接続構造であって、センサヘッド１には、内導体２ａと電気的に接続されるセンサ電極１ａの周りに絶縁体１ｂを介してセンサケース１ｃが設けられており、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、センサ電極１ａと内導体２ａとを電気的に接続させると共に、外導体２ｂとセンサケース１ｃとを電気的に接続させ、且つ、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせる同軸コネクタ１０を介して接続されているという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚検出センサの接続構造及び接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダライナに沿ってピストンが往復移動する内燃機関のエンジンシリンダにおいて、シリンダライナのピストンが摺動する摺動面に潤滑油を供給することにより、シリンダライナとピストンとの間隙に所定の厚さの油膜を形成し、シリンダライナとピストンとの摺動を円滑にさせると共に、ピストンの焼き付き、シリンダライナの磨耗等の発生を回避させることがなされている。
【０００３】
エンジンシリンダにおいて、潤滑油の油膜の厚さは焼き付き等の発生のし易さの指標となるため、当該油膜の厚さを検出する膜厚検出センサをシリンダライナに設けて、ピストンと対向させることにより油膜厚さを検出させ、当該検出結果に基づいて潤滑油の供給量を調節等する装置が設けられるものが知られている。
このような膜厚検出センサとして例えば特許文献１には、シリンダライナに設けられたセンサヘッド取付孔に圧入され、ピストンリング摺動面と面一に設けられて、センサ電極とピストンのピストンリングと対向させ、センサ電極とピストンとの間の静電容量を検出することにより、シリンダライナとピストンとの間隙に形成された油膜の厚さを計測するものが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１０７９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、膜厚検出センサは一般に寸法が小さいため、膜厚検出センサと電気的に接続される信号線である同軸ケーブルは、先端部に内導体を半田付けした圧着端子を設けて、該圧着端子と膜厚検出センサとをネジ及びナットで締結して固着することで電気的導通をとっていた。また、膜厚検出センサの電気的接地は、同軸ケーブルの外導体を介してエンジンシリンダの外側でなされる構成であり、複数の膜厚検出センサの電気的接地を各膜厚検出センサから離れた同一の場所で行っていた。
【０００５】
しかし、このような接続構造を有する膜厚検出センサは、シリンダライナに設けられた後、何らかの影響で同軸ケーブルが断線した場合に、断線した同軸ケーブルの交換が困難であるという問題があった。すなわち、膜厚検出センサが取り付けられるセンサヘッド取付孔は、膜厚検出センサの寸法に応じて形成され、且つ、シリンダライナの強度の問題を考慮して小径で設計されているため、作業者がセンサヘッド取付孔内に手を挿入して上記ネジ及びナットの締結を解除し、同軸ケーブルを取り外すことは困難であった。
【０００６】
また、膜厚検出センサの電気的接地を各膜厚検出センサから離れた同一の場所で行っていることで、例えば、特定の膜厚検出センサがピストンと金属接触した場合に、他のセンサが、当該接触した信号の干渉を受けるという現象が発生することがあり、膜厚検出センサの検出精度に影響を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、同軸ケーブルの交換を容易にさせると共に、膜厚検出センサ間の信号の干渉を抑制することができる膜厚検出センサの接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとは、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
【０００９】
また、本発明では、上記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、上記コネクタ部材の一方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、上記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び上記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、上記コネクタ部材の他方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、上記螺旋溝及び上記ロックピンの他方を有し、上記コネクタ部材の一方を、上記コネクタ部材の他方に対し上記軸周りに回転することで上記螺旋溝と上記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、一対のコネクタ部材を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることができる。
【００１０】
また、本発明では、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続方法であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続するという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
【００１１】
また、本発明では、上記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、上記コネクタ部材の一方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、上記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び上記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、上記コネクタ部材の他方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、上記螺旋溝及び上記ロックピンの他方を有し、上記コネクタ部材の一方を、上記コネクタ部材の他方に対し上記軸周りに回転することで上記螺旋溝と上記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせるという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、一対のコネクタ部材を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることができる。
【００１２】
また、本発明では、上記コネクタ部材の一方の形状に応じて形成された治具に上記コネクタ部材の一方を嵌合させ、上記コネクタ部材の一方が嵌合した上記治具を上記軸周りに回転させて、上記螺旋溝と上記ロックピンとの嵌合／嵌合解除を行うという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、例えば、作業者の手が入らない狭く長いセンサヘッド取付孔の奥側に膜厚検出センサが配置されている場合であっても、当該治具により嵌合／嵌合解除が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとは、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されているという構成を採用することによって、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
したがって、本発明は、同軸ケーブルの交換を容易にさせると共に、膜厚検出センサ間の信号の干渉を抑制することができる膜厚検出センサの接続構造を提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるエンジンシリンダ装置Ｅの機能構成図である。この図に示すように、エンジンシリンダ装置Ｅは、エンジンシリンダＳと、膜厚計測装置Ｍとを有する構成となっている。
このエンジンシリンダＳは、例えば船舶等に設けられる大型の２サイクルエンジンのシリンダであり、図示するように、ピストンＰ、シリンダライナｓ１、クランクシャフトＫとを有する。
【００１５】
ピストンＰは、クランクシャフトＫとピストンロッドｐ２を介して接続され、シリンダライナｓ１に沿って往復移動自在な構成となっている。また、ピストンＰは、ピストンリングｐ１を有しており、ピストンリングｐ１がピストン摺動面ｓ３に沿って摺動する構成となっている。なお、本実施形態では、説明の容易化のためにピストンリングｐ１を一つ有する構成となっているが、ピストンリングｐ１が複数ある構成であっても良い。
シリンダライナｓ１は、センサヘッド取付孔ｓ２、ピストン摺動面ｓ３を有する構成となっている。
クランクシャフトＫは、基端部が図１において紙面垂直方向に延びる回転軸周りに回転自在であり、先端部が同方向に延びる回転軸周りに回転自在にピストンロッドｐ２に接続されている。
【００１６】
膜厚計測装置Ｍは、センサヘッド（膜厚検出センサ）１、同軸ケーブル２、静電容量検出部３、シリンダ内圧力検出部４、クランク角度検出部５及び信号処理部６から構成されている。このような膜厚計測装置Ｍは、エンジンシリンダＳにおけるシリンダライナｓ１とピストンＰとの間隙、より詳しくは、シリンダライナｓ１の内壁面（ピストン摺動面ｓ３）とピストンリングｐ１との間隙に形成されている潤滑油の油膜の厚さを計測するものである。
【００１７】
センサヘッド１は、ピストンリングｐ１と対向した場合に、当該ピストンリングｐ１を対向電極とし、油膜を誘電体とするコンデンサ（計測コンデンサ）を形成するものでありシリンダライナｓ１に複数設けられる。このセンサヘッド１は、同軸ケーブル２を介して静電容量検出部３（具体的には静電容量検出アンプ３ａ）に接続されている。
【００１８】
静電容量検出部３は、静電容量検出アンプ３ａ、電圧／電流変換器３ｂ、ＡＣ／ＤＣ電源３ｃ及びシールドケース３ｄから構成されている。
静電容量検出アンプ３ａは、同軸ケーブル２を介してセンサヘッド１に定電流を供給し、当該定電流によって充電される計測コンデンサの充電電圧の変化に基づいて上記計測コンデンサの静電容量を検出し、当該静電容量を示す電圧信号ｄ１（アナログ信号）を電圧／電流変換器３ｂに出力する。電圧／電流変換器３ｂは、上記静電容量検出アンプ３ａから入力される電圧信号ｄ１を電流信号ｄ２に変換して信号処理部６（具体的には電流／電圧変換器６ａ）に出力する。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣ電源３ｃは、外部より供給されるＡＣ電源を直流変換して上記静電容量検出アンプ３ａ及び電圧／電流変換器３ｂに供給する。なお、このＡＣ／ＤＣ電源３ｃのコモン端子はシールドケース３ｄと接続されている。シールドケース３ｄは、上記静電容量検出アンプ３ａ、電圧／電流変換器３ｂ及びＡＣ／ＤＣ電源３ｃを収納する電磁遮蔽用筐体であり、外部接地されている。
【００２０】
シリンダ内圧力検出部４は、エンジンシリンダＳの燃焼室内の圧力を検出し、当該圧力を示す圧力信号を信号処理部６（具体的には膜厚演算部６ｃ）に出力する。
クランク角度検出部５は、例えばエンコーダであり、クランクシャフトＫ、すなわちクランク軸の回転角度を検出し、当該回転角度を示す回転角信号を信号処理部６（具体的には膜厚演算部６ｃ）に出力する。なお、このクランク軸の回転角度は、ピストンリングｐ１のピストン摺動方向に対する位置を示すものである。
【００２１】
信号処理部６は、電流／電圧変換器６ａ、Ａ／Ｄ変換器６ｂ、膜厚演算部６ｃ及び表示部６ｄから構成されている。
上記信号処理部６において、電流／電圧変換器６ａは、静電容量検出部３の電圧／電流変換器３ｂから入力される電流信号ｄ２を電圧信号ｄ３に変換してＡ／Ｄ変換器６ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換器６ｂは、アナログ信号である上記電圧信号ｄ３をデジタル信号ｄ４に変換して膜厚演算部６ｃに出力する。
【００２２】
膜厚演算部６ｃは、Ａ／Ｄ変換器６ｂから入力されるデジタル信号ｄ４（つまり静電容量）と、シリンダ内圧力検出部４から入力される圧力信号及びクランク角度検出部５から入力される回転角信号に所定の信号処理を施すことにより、ピストンリングｐ１とセンサヘッド１との間隙に形成された油膜の膜厚を算出し、当該膜厚を示す膜厚信号を表示部６ｄに出力する。表示部６ｄは、例えば液晶表示装置であり、上記膜厚信号に基づいて膜厚情報を表示する。
【００２３】
続いて、このようなエンジンシリンダ装置Ｍに設けられるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続構造について図２〜図５を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続構造を示す要部断面図である。
図３は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１の構成を説明する図である。
図４は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１と接続されるカップリング２０の構成を説明する図である。
図５は、本発明の実施形態における同軸ケーブル２と接続されるカップリング３０の構成を説明する図である。
【００２４】
図２に示すように、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、同軸コネクタ（連結部材）１０を介して接続されている。
センサヘッド１は、図３に示すように、円筒形状のセンサ電極１ａを絶縁体１ｂで同心円状に被覆し、さらに絶縁体１ｂの外周を導電体のセンサケース１ｃによって同心状に被覆した構造となっている。センサケース１ｃは、センサ電極１ａの軸方向において、漸次縮径するテーパ状に形成されており、縮径した端部には、雄ネジ１ｃ１が形成されている。このようなセンサヘッド１は、図２に示すように、拡径した部位がピストン摺動面ｓ３に対して面一となるようにセンサヘッド取付孔ｓ２のテーパ孔ｓ２１に圧入されている。
同軸ケーブル２は、図２及び図５に示すように、内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される編組の外導体２ｂを有する。
【００２５】
同軸コネクタ１０は、着脱方向（図２において紙面左右方向）において互いに着脱自在な一対のカップリング（コネクタ部材）２０、３０を備えている。図１に示すように、カップリング２０は、センサヘッド１に接続され、カップリング３０は、同軸ケーブル２と接続される構成となっている。
【００２６】
カップリング２０は、図４に示すように、センサ電極１ａと電気的に導通する凸コネクタピン２１と、凸コネクタピン２１の外周に絶縁体２２を介して配されるシェル部２３とを有する構成となっている。
シェル部２３の一端部には、センサケース１ｃに形成された雄ネジ１ｃ１と着脱方向において螺合可能な雌ネジ２３ａが形成されており、シェル部２３の他端部には、外周面から半径方向に突出し、且つ、シェル部２３の中心軸を挟んで対称的に配される一対のロックピン２３ｂが形成されている。なお、シェル部２３は、導電体である金属部材から形成される。
このような、カップリング２０は、図２に示すように、雄ネジ１ｃ１と雌ネジ２３ａとを螺合させることで、センサ電極１ａと凸コネクタピン２１とが電気的に接続され、センサケース１ｃとシェル部２３とが電気的に接続される構成となっている。
【００２７】
カップリング３０は、図５に示すように、内導体２ａと電気的に導通する凹コネクタピン３１と、凹コネクタピン３１の外周に絶縁体３２を介して配されるシェル部３３とを有する構成となっている。
凹コネクタピン３１は、着脱方向において、凸コネクタピン２１と嵌合して電気的に接続可能な構成となっている。
シェル部３３の一端部には、着脱方向に延びる軸周りに螺旋溝３５がシェル部３３の中心軸を挟んで対称に形成され、シェル部３３の他端部には、六角形状を有する嵌合部３６が形成されている。螺旋溝３５は、ロックピン２３ｂの形状に対応する幅を有する構成となっており、螺旋溝３５の終端には、螺旋溝３５の当該幅より拡径したロック穴３５ａが形成されている。より詳しくは、ロック穴３５ａは、カップリング２０に向かう着脱方向側に拡径する構成となっている。なお、シェル部３３は、導電体である金属部材から形成される。
このような、カップリング３０は、不図示であるが内部において内導体２ａと凹コネクタピン３１とが電気的に接続され、さらに、外導体２ｂとシェル部３３とが電気的に接続される構成となっている。
【００２８】
続いて、図６及び図７を参照して、センサヘッド１と同軸ケーブル２との接続方法及び、その接続構造の作用について説明する。
図６は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド取付孔ｓ２内においてカップリング２０とカップリング３０とを嵌合／嵌合解除させる治具４０の構成を説明する図である。
図７は、本実施形態におけるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続方法を説明する図である。
【００２９】
センサヘッド取付孔ｓ２は、例えば本実施形態では、その径がセンサヘッド１の寸法と対応して約２センチメートル程度で形成され、その長さがシリンダライナｓ１の厚さと対応して約５０センチメートル程度で形成される構成となっている。したがって、このような場合、作業者は、センサヘッド取付孔ｓ２内に手を挿入することが困難であるため、以下に説明する治具４０を用いて、カップリング２０とカップリング３０との嵌合／嵌合解除を行うこととなる。
【００３０】
治具４０は、図６に示すように、カップリング３０の形状に応じて形成されたヘッド部４１と、ヘッド部４１に接続されるグリップ部４２とを有する構成となっている。
ヘッド部４１は、図６（ａ）に示すように、カップリング３０の嵌合部３６の六角形状に対応して、六角形状に形成された嵌合溝部４１ａを有する。グリップ部４２は、図６（ｂ）に示すように、センサヘッド取付孔ｓ２の長さに対応する長さを有し、内部に同軸ケーブル２が挿通可能なケーブル逃がし孔４２ｂが形成された円筒形状を有する。そして、嵌合溝部４１ａの底部は、ケーブル逃がし孔４２ｂが連通する構成となっている。
【００３１】
センサヘッド取付孔ｓ２内においてカップリング２０とカップリング３０とを嵌合させる場合、図７（ａ）に示すように、先ず、作業者は、治具４０に、同軸ケーブル２が接続されたカップリング３０を嵌合させる。より詳しくは、同軸ケーブル２が接続されたカップリング３０を、ヘッド部４１内において、互いの六角形状を合わせ込むように嵌合部３６と嵌合溝部４１ａとを嵌合させ、また、同軸ケーブル２を嵌合溝部４１ａの底部を介してケーブル逃がし孔４２ｂを挿通させるようにして治具４０に嵌合する。
そして、作業者は、センサヘッド１に接続されたカップリング２０に向かう着脱方向に、カップリング３０が嵌合した治具４０をセンサヘッド取付孔ｓ２内に挿入する。
【００３２】
次に、作業者は、図７（ｂ）に示すように、治具４０を着脱方向に延びる軸周りに回転させて、カップリング２０とカップリング３０とを嵌合させることで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを連結させる。より詳しくは、作業者は、カップリング２０に設けられたロックピン２３ｂと、カップリング３０に設けられた螺旋溝３５とを着脱方向において合わせ込んだ後、治具４０を軸周りに回転させることで、ロックピン２３ｂを螺旋溝３５に嵌合させる。そして、作業者は、ロックピン２３ｂが螺旋溝３５の終端においてロック穴３５ａにて係止されるまで治具４０を回転させる。
【００３３】
このとき、カップリング２０とカップリング３０とが着脱方向において嵌合されることで、図２に示すように、凸コネクタピン２１と凹コネクタピン３１とが嵌合され、センサ電極１ａと内導体２ａとが電気的に接続される。また、互いに接触するシェル部２３及びシェル部３３を介して、センサケース１ｃと外導体２ｂとが電気的に接続されるため、センサヘッド１の直近で電気的接地をとることが可能となる。
【００３４】
カップリング２０とカップリング３０とを嵌合した後、作業者は、図７（ｃ）に示すように、治具４０を着脱方向において引き抜くことで、治具４０とカップリング３０との嵌合解除を行う。なお、このとき、ロックピン２３ｂは、ロック穴３５ａの形状により着脱方向において係止されるため、治具４０の引き抜きにより、カップリング２０とカップリング３０とが嵌合解除されることはない。
そして、作業者は、同軸ケーブル２の端部において治具４０を引き抜くことで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とが同軸コネクタ１０を介して接続される接続構造が得られる。
【００３５】
なお、同軸ケーブル２が断線等した際は、治具４０を用いて、今度はカップリング３０を、嵌合する場合と逆方向に回転させ、カップリング２０との嵌合を解除させて引き抜くことで、センサヘッド１と同軸ケーブル２との連結を解除し互いに分離させる。そして、断線した同軸ケーブル２を、新しい同軸ケーブル２と交換した後、再びセンサヘッド１と連結させることとなる。
【００３６】
したがって、上述の本実施形態によれば、シリンダライナｓ１に設けられ、シリンダライナｓ１に沿って往復移動自在なピストンＰとシリンダライナｓ１との間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出するセンサヘッド１と、センサヘッド１と電気的に接続される内導体２ａ及び内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される外導体２ｂを備える同軸ケーブル２との接続構造であって、センサヘッド１には、内導体２ａと電気的に接続されるセンサ電極１ａの周りに絶縁体を介してセンサケース１ｃが設けられており、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、センサ電極１ａと内導体２ａとを電気的に接続させると共に、外導体２ｂとセンサケース１ｃとを電気的に接続させ、且つ、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせる同軸コネクタ１０を介して接続されているという構成を採用することによって、同軸ケーブル２の外導体２ｂとセンサケース１ｃとが電気的に接続されるため、センサヘッド１の直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、センサヘッド１と同軸ケーブル２とが着脱自在となるため、同軸ケーブル２の交換を容易とさせることができる。
したがって、本実施形態は、同軸ケーブル２の交換を容易にさせると共に、センサヘッド１間の信号の干渉を抑制することができるセンサヘッド１の接続構造を提供することができる効果がある。
【００３７】
また、本実施形態では、同軸コネクタ１０は、互いに着脱自在な一対のカップリング２０、３０を備えて、カップリング３０は、同軸ケーブル２と接続され、且つ、着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝３５を有し、カップリング２０は、センサヘッド１と接続され、且つ、螺旋溝３５に嵌合するロックピン２３ｂを有し、カップリング３０を、カップリング２０に対し上記軸周りに回転することで螺旋溝３５とロックピン２３ｂとを嵌合／嵌合解除させて、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせるという構成を採用することによって、一対のカップリング２０、３０を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせることができる。また、このような構成を採用することで同軸ケーブル２に引っ張り力が加わった場合において、カップリング２０とカップリング３０とが簡単に嵌合解除されることを防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、カップリング３０の形状に応じて形成された治具４０にカップリング３０を嵌合させ、カップリング３０が嵌合した治具４０を上記軸周りに回転させて、螺旋溝３５とロックピン２３ｂとの嵌合／嵌合解除を行うという接続方法を採用することによって、例えば、作業者の手が入らない狭く長いセンサヘッド取付孔ｓ２の奥側にセンサヘッド１が配置されている場合であっても、当該治具４０により嵌合／嵌合解除が可能となる。
【００３９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態では、ケーブル逃がし孔４２ｂは、嵌合溝部４１ａの底部と連通してグリップ部４２内部に形成されると説明したが、上記構成に限定されるものでは無く、嵌合溝部４１ａの側部からヘッド部４１外部に貫通するように設けられる構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態におけるエンジンシリンダ装置の機能構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと同軸ケーブルとの接続構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドの構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと接続されるカップリングの構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態における同軸ケーブルと接続されるカップリングの構成を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるセンサヘッド取付孔内においてカップリングとカップリングとを嵌合／嵌合解除させる治具の構成を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと同軸ケーブルとの接続方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…センサヘッド、１ａ…センサ電極、１ｂ…絶縁体、１ｃ…センサケース、２…同軸ケーブル、２ａ…内導体、２ｂ…外導体、１０…同軸コネクタ（連結部材）、２０…カップリング（コネクタ部材）、２３ｂ…ロックピン、３０…カップリング（コネクタ部材）、３５…螺旋溝、４０…治具、Ｐ…ピストン、ｓ１…シリンダライナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚検出センサの接続構造及び接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダライナに沿ってピストンが往復移動する内燃機関のエンジンシリンダにおいて、シリンダライナのピストンが摺動する摺動面に潤滑油を供給することにより、シリンダライナとピストンとの間隙に所定の厚さの油膜を形成し、シリンダライナとピストンとの摺動を円滑にさせると共に、ピストンの焼き付き、シリンダライナの磨耗等の発生を回避させることがなされている。
【０００３】
エンジンシリンダにおいて、潤滑油の油膜の厚さは焼き付き等の発生のし易さの指標となるため、当該油膜の厚さを検出する膜厚検出センサをシリンダライナに設けて、ピストンと対向させることにより油膜厚さを検出させ、当該検出結果に基づいて潤滑油の供給量を調節等する装置が設けられるものが知られている。
このような膜厚検出センサとして例えば特許文献１には、シリンダライナに設けられたセンサヘッド取付孔に圧入され、ピストンリング摺動面と面一に設けられて、センサ電極とピストンのピストンリングと対向させ、センサ電極とピストンとの間の静電容量を検出することにより、シリンダライナとピストンとの間隙に形成された油膜の厚さを計測するものが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１０７９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、膜厚検出センサは一般に寸法が小さいため、膜厚検出センサと電気的に接続される信号線である同軸ケーブルは、先端部に内導体を半田付けした圧着端子を設けて、該圧着端子と膜厚検出センサとをネジ及びナットで締結して固着することで電気的導通をとっていた。また、膜厚検出センサの電気的接地は、同軸ケーブルの外導体を介してエンジンシリンダの外側でなされる構成であり、複数の膜厚検出センサの電気的接地を各膜厚検出センサから離れた同一の場所で行っていた。
【０００５】
しかし、このような接続構造を有する膜厚検出センサは、シリンダライナに設けられた後、何らかの影響で同軸ケーブルが断線した場合に、断線した同軸ケーブルの交換が困難であるという問題があった。すなわち、膜厚検出センサが取り付けられるセンサヘッド取付孔は、膜厚検出センサの寸法に応じて形成され、且つ、シリンダライナの強度の問題を考慮して小径で設計されているため、作業者がセンサヘッド取付孔内に手を挿入して上記ネジ及びナットの締結を解除し、同軸ケーブルを取り外すことは困難であった。
【０００６】
また、膜厚検出センサの電気的接地を各膜厚検出センサから離れた同一の場所で行っていることで、例えば、特定の膜厚検出センサがピストンと金属接触した場合に、他のセンサが、当該接触した信号の干渉を受けるという現象が発生することがあり、膜厚検出センサの検出精度に影響を与えるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、同軸ケーブルの交換を容易にさせると共に、膜厚検出センサ間の信号の干渉を抑制することができる膜厚検出センサの接続構造及び接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとは、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されているという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
【０００９】
また、本発明では、上記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、上記コネクタ部材の一方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、上記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び上記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、上記コネクタ部材の他方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、上記螺旋溝及び上記ロックピンの他方を有し、上記コネクタ部材の一方を、上記コネクタ部材の他方に対し上記軸周りに回転することで上記螺旋溝と上記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、一対のコネクタ部材を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることができる。
【００１０】
また、本発明では、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続方法であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続するという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
【００１１】
また、本発明では、上記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、上記コネクタ部材の一方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、上記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び上記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、上記コネクタ部材の他方は、上記膜厚検出センサ及び上記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、上記螺旋溝及び上記ロックピンの他方を有し、上記コネクタ部材の一方を、上記コネクタ部材の他方に対し上記軸周りに回転することで上記螺旋溝と上記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせるという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、一対のコネクタ部材を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることができる。
【００１２】
また、本発明では、上記コネクタ部材の一方の形状に応じて形成された治具に上記コネクタ部材の一方を嵌合させ、上記コネクタ部材の一方が嵌合した上記治具を上記軸周りに回転させて、上記螺旋溝と上記ロックピンとの嵌合／嵌合解除を行うという接続方法を採用する。
このような接続方法を採用することによって、本発明では、例えば、作業者の手が入らない狭く長いセンサヘッド取付孔の奥側に膜厚検出センサが配置されている場合であっても、当該治具により嵌合／嵌合解除が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シリンダライナに設けられ、上記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと上記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、上記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び上記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、上記膜厚検出センサには、上記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとは、上記センサ電極と上記内導体とを電気的に接続させると共に、上記外導体と上記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、上記膜厚検出センサと上記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されているという構成を採用することによって、同軸ケーブルの外導体とセンサケースとが電気的に接続されるため、膜厚検出センサの直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、膜厚検出センサと同軸ケーブルとが着脱自在となるため、同軸ケーブルの交換を容易とさせることができる。
したがって、本発明は、同軸ケーブルの交換を容易にさせると共に、膜厚検出センサ間の信号の干渉を抑制することができる膜厚検出センサの接続構造を提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるエンジンシリンダ装置Ｅの機能構成図である。この図に示すように、エンジンシリンダ装置Ｅは、エンジンシリンダＳと、膜厚計測装置Ｍとを有する構成となっている。
このエンジンシリンダＳは、例えば船舶等に設けられる大型の２サイクルエンジンのシリンダであり、図示するように、ピストンＰ、シリンダライナｓ１、クランクシャフトＫとを有する。
【００１５】
ピストンＰは、クランクシャフトＫとピストンロッドｐ２を介して接続され、シリンダライナｓ１に沿って往復移動自在な構成となっている。また、ピストンＰは、ピストンリングｐ１を有しており、ピストンリングｐ１がピストン摺動面ｓ３に沿って摺動する構成となっている。なお、本実施形態では、説明の容易化のためにピストンリングｐ１を一つ有する構成となっているが、ピストンリングｐ１が複数ある構成であっても良い。
シリンダライナｓ１は、センサヘッド取付孔ｓ２、ピストン摺動面ｓ３を有する構成となっている。
クランクシャフトＫは、基端部が図１において紙面垂直方向に延びる回転軸周りに回転自在であり、先端部が同方向に延びる回転軸周りに回転自在にピストンロッドｐ２に接続されている。
【００１６】
膜厚計測装置Ｍは、センサヘッド（膜厚検出センサ）１、同軸ケーブル２、静電容量検出部３、シリンダ内圧力検出部４、クランク角度検出部５及び信号処理部６から構成されている。このような膜厚計測装置Ｍは、エンジンシリンダＳにおけるシリンダライナｓ１とピストンＰとの間隙、より詳しくは、シリンダライナｓ１の内壁面（ピストン摺動面ｓ３）とピストンリングｐ１との間隙に形成されている潤滑油の油膜の厚さを計測するものである。
【００１７】
センサヘッド１は、ピストンリングｐ１と対向した場合に、当該ピストンリングｐ１を対向電極とし、油膜を誘電体とするコンデンサ（計測コンデンサ）を形成するものでありシリンダライナｓ１に複数設けられる。このセンサヘッド１は、同軸ケーブル２を介して静電容量検出部３（具体的には静電容量検出アンプ３ａ）に接続されている。
【００１８】
静電容量検出部３は、静電容量検出アンプ３ａ、電圧／電流変換器３ｂ、ＡＣ／ＤＣ電源３ｃ及びシールドケース３ｄから構成されている。
静電容量検出アンプ３ａは、同軸ケーブル２を介してセンサヘッド１に定電流を供給し、当該定電流によって充電される計測コンデンサの充電電圧の変化に基づいて上記計測コンデンサの静電容量を検出し、当該静電容量を示す電圧信号ｄ１（アナログ信号）を電圧／電流変換器３ｂに出力する。電圧／電流変換器３ｂは、上記静電容量検出アンプ３ａから入力される電圧信号ｄ１を電流信号ｄ２に変換して信号処理部６（具体的には電流／電圧変換器６ａ）に出力する。
【００１９】
ＡＣ／ＤＣ電源３ｃは、外部より供給されるＡＣ電源を直流変換して上記静電容量検出アンプ３ａ及び電圧／電流変換器３ｂに供給する。なお、このＡＣ／ＤＣ電源３ｃのコモン端子はシールドケース３ｄと接続されている。シールドケース３ｄは、上記静電容量検出アンプ３ａ、電圧／電流変換器３ｂ及びＡＣ／ＤＣ電源３ｃを収納する電磁遮蔽用筐体であり、外部接地されている。
【００２０】
シリンダ内圧力検出部４は、エンジンシリンダＳの燃焼室内の圧力を検出し、当該圧力を示す圧力信号を信号処理部６（具体的には膜厚演算部６ｃ）に出力する。
クランク角度検出部５は、例えばエンコーダであり、クランクシャフトＫ、すなわちクランク軸の回転角度を検出し、当該回転角度を示す回転角信号を信号処理部６（具体的には膜厚演算部６ｃ）に出力する。なお、このクランク軸の回転角度は、ピストンリングｐ１のピストン摺動方向に対する位置を示すものである。
【００２１】
信号処理部６は、電流／電圧変換器６ａ、Ａ／Ｄ変換器６ｂ、膜厚演算部６ｃ及び表示部６ｄから構成されている。
上記信号処理部６において、電流／電圧変換器６ａは、静電容量検出部３の電圧／電流変換器３ｂから入力される電流信号ｄ２を電圧信号ｄ３に変換してＡ／Ｄ変換器６ｂに出力する。Ａ／Ｄ変換器６ｂは、アナログ信号である上記電圧信号ｄ３をデジタル信号ｄ４に変換して膜厚演算部６ｃに出力する。
【００２２】
膜厚演算部６ｃは、Ａ／Ｄ変換器６ｂから入力されるデジタル信号ｄ４（つまり静電容量）と、シリンダ内圧力検出部４から入力される圧力信号及びクランク角度検出部５から入力される回転角信号に所定の信号処理を施すことにより、ピストンリングｐ１とセンサヘッド１との間隙に形成された油膜の膜厚を算出し、当該膜厚を示す膜厚信号を表示部６ｄに出力する。表示部６ｄは、例えば液晶表示装置であり、上記膜厚信号に基づいて膜厚情報を表示する。
【００２３】
続いて、このようなエンジンシリンダ装置Ｍに設けられるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続構造について図２〜図５を参照して説明する。
図２は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続構造を示す要部断面図である。
図３は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１の構成を説明する図である。
図４は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド１と接続されるカップリング２０の構成を説明する図である。
図５は、本発明の実施形態における同軸ケーブル２と接続されるカップリング３０の構成を説明する図である。
【００２４】
図２に示すように、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、同軸コネクタ（連結部材）１０を介して接続されている。
センサヘッド１は、図３に示すように、円筒形状のセンサ電極１ａを絶縁体１ｂで同心円状に被覆し、さらに絶縁体１ｂの外周を導電体のセンサケース１ｃによって同心状に被覆した構造となっている。センサケース１ｃは、センサ電極１ａの軸方向において、漸次縮径するテーパ状に形成されており、縮径した端部には、雄ネジ１ｃ１が形成されている。このようなセンサヘッド１は、図２に示すように、拡径した部位がピストン摺動面ｓ３に対して面一となるようにセンサヘッド取付孔ｓ２のテーパ孔ｓ２１に圧入されている。
同軸ケーブル２は、図２及び図５に示すように、内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される編組の外導体２ｂを有する。
【００２５】
同軸コネクタ１０は、着脱方向（図２において紙面左右方向）において互いに着脱自在な一対のカップリング（コネクタ部材）２０、３０を備えている。図１に示すように、カップリング２０は、センサヘッド１に接続され、カップリング３０は、同軸ケーブル２と接続される構成となっている。
【００２６】
カップリング２０は、図４に示すように、センサ電極１ａと電気的に導通する凸コネクタピン２１と、凸コネクタピン２１の外周に絶縁体２２を介して配されるシェル部２３とを有する構成となっている。
シェル部２３の一端部には、センサケース１ｃに形成された雄ネジ１ｃ１と着脱方向において螺合可能な雌ネジ２３ａが形成されており、シェル部２３の他端部には、外周面から半径方向に突出し、且つ、シェル部２３の中心軸を挟んで対称的に配される一対のロックピン２３ｂが形成されている。なお、シェル部２３は、導電体である金属部材から形成される。
このような、カップリング２０は、図２に示すように、雄ネジ１ｃ１と雌ネジ２３ａとを螺合させることで、センサ電極１ａと凸コネクタピン２１とが電気的に接続され、センサケース１ｃとシェル部２３とが電気的に接続される構成となっている。
【００２７】
カップリング３０は、図５に示すように、内導体２ａと電気的に導通する凹コネクタピン３１と、凹コネクタピン３１の外周に絶縁体３２を介して配されるシェル部３３とを有する構成となっている。
凹コネクタピン３１は、着脱方向において、凸コネクタピン２１と嵌合して電気的に接続可能な構成となっている。
シェル部３３の一端部には、着脱方向に延びる軸周りに螺旋溝３５がシェル部３３の中心軸を挟んで対称に形成され、シェル部３３の他端部には、六角形状を有する嵌合部３６が形成されている。螺旋溝３５は、ロックピン２３ｂの形状に対応する幅を有する構成となっており、螺旋溝３５の終端には、螺旋溝３５の当該幅より拡径したロック穴３５ａが形成されている。より詳しくは、ロック穴３５ａは、カップリング２０に向かう着脱方向側に拡径する構成となっている。なお、シェル部３３は、導電体である金属部材から形成される。
このような、カップリング３０は、不図示であるが内部において内導体２ａと凹コネクタピン３１とが電気的に接続され、さらに、外導体２ｂとシェル部３３とが電気的に接続される構成となっている。
【００２８】
続いて、図６及び図７を参照して、センサヘッド１と同軸ケーブル２との接続方法及び、その接続構造の作用について説明する。
図６は、本発明の実施形態におけるセンサヘッド取付孔ｓ２内においてカップリング２０とカップリング３０とを嵌合／嵌合解除させる治具４０の構成を説明する図である。
図７は、本実施形態におけるセンサヘッド１と同軸ケーブル２との接続方法を説明する図である。
【００２９】
センサヘッド取付孔ｓ２は、例えば本実施形態では、その径がセンサヘッド１の寸法と対応して約２センチメートル程度で形成され、その長さがシリンダライナｓ１の厚さと対応して約５０センチメートル程度で形成される構成となっている。したがって、このような場合、作業者は、センサヘッド取付孔ｓ２内に手を挿入することが困難であるため、以下に説明する治具４０を用いて、カップリング２０とカップリング３０との嵌合／嵌合解除を行うこととなる。
【００３０】
治具４０は、図６に示すように、カップリング３０の形状に応じて形成されたヘッド部４１と、ヘッド部４１に接続されるグリップ部４２とを有する構成となっている。
ヘッド部４１は、図６（ａ）に示すように、カップリング３０の嵌合部３６の六角形状に対応して、六角形状に形成された嵌合溝部４１ａを有する。グリップ部４２は、図６（ｂ）に示すように、センサヘッド取付孔ｓ２の長さに対応する長さを有し、内部に同軸ケーブル２が挿通可能なケーブル逃がし孔４２ｂが形成された円筒形状を有する。そして、嵌合溝部４１ａの底部は、ケーブル逃がし孔４２ｂが連通する構成となっている。
【００３１】
センサヘッド取付孔ｓ２内においてカップリング２０とカップリング３０とを嵌合させる場合、図７（ａ）に示すように、先ず、作業者は、治具４０に、同軸ケーブル２が接続されたカップリング３０を嵌合させる。より詳しくは、同軸ケーブル２が接続されたカップリング３０を、ヘッド部４１内において、互いの六角形状を合わせ込むように嵌合部３６と嵌合溝部４１ａとを嵌合させ、また、同軸ケーブル２を嵌合溝部４１ａの底部を介してケーブル逃がし孔４２ｂを挿通させるようにして治具４０に嵌合する。
そして、作業者は、センサヘッド１に接続されたカップリング２０に向かう着脱方向に、カップリング３０が嵌合した治具４０をセンサヘッド取付孔ｓ２内に挿入する。
【００３２】
次に、作業者は、図７（ｂ）に示すように、治具４０を着脱方向に延びる軸周りに回転させて、カップリング２０とカップリング３０とを嵌合させることで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを連結させる。より詳しくは、作業者は、カップリング２０に設けられたロックピン２３ｂと、カップリング３０に設けられた螺旋溝３５とを着脱方向において合わせ込んだ後、治具４０を軸周りに回転させることで、ロックピン２３ｂを螺旋溝３５に嵌合させる。そして、作業者は、ロックピン２３ｂが螺旋溝３５の終端においてロック穴３５ａにて係止されるまで治具４０を回転させる。
【００３３】
このとき、カップリング２０とカップリング３０とが着脱方向において嵌合されることで、図２に示すように、凸コネクタピン２１と凹コネクタピン３１とが嵌合され、センサ電極１ａと内導体２ａとが電気的に接続される。また、互いに接触するシェル部２３及びシェル部３３を介して、センサケース１ｃと外導体２ｂとが電気的に接続されるため、センサヘッド１の直近で電気的接地をとることが可能となる。
【００３４】
カップリング２０とカップリング３０とを嵌合した後、作業者は、図７（ｃ）に示すように、治具４０を着脱方向において引き抜くことで、治具４０とカップリング３０との嵌合解除を行う。なお、このとき、ロックピン２３ｂは、ロック穴３５ａの形状により着脱方向において係止されるため、治具４０の引き抜きにより、カップリング２０とカップリング３０とが嵌合解除されることはない。
そして、作業者は、同軸ケーブル２の端部において治具４０を引き抜くことで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とが同軸コネクタ１０を介して接続される接続構造が得られる。
【００３５】
なお、同軸ケーブル２が断線等した際は、治具４０を用いて、今度はカップリング３０を、嵌合する場合と逆方向に回転させ、カップリング２０との嵌合を解除させて引き抜くことで、センサヘッド１と同軸ケーブル２との連結を解除し互いに分離させる。そして、断線した同軸ケーブル２を、新しい同軸ケーブル２と交換した後、再びセンサヘッド１と連結させることとなる。
【００３６】
したがって、上述の本実施形態によれば、シリンダライナｓ１に設けられ、シリンダライナｓ１に沿って往復移動自在なピストンＰとシリンダライナｓ１との間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出するセンサヘッド１と、センサヘッド１と電気的に接続される内導体２ａ及び内導体２ａの周りに絶縁体を介して配される外導体２ｂを備える同軸ケーブル２との接続構造であって、センサヘッド１には、内導体２ａと電気的に接続されるセンサ電極１ａの周りに絶縁体を介してセンサケース１ｃが設けられており、センサヘッド１と同軸ケーブル２とは、センサ電極１ａと内導体２ａとを電気的に接続させると共に、外導体２ｂとセンサケース１ｃとを電気的に接続させ、且つ、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせる同軸コネクタ１０を介して接続されているという構成を採用することによって、同軸ケーブル２の外導体２ｂとセンサケース１ｃとが電気的に接続されるため、センサヘッド１の直近で各々個別に電気的接地をとることが可能となる。また、センサヘッド１と同軸ケーブル２とが着脱自在となるため、同軸ケーブル２の交換を容易とさせることができる。
したがって、本実施形態は、同軸ケーブル２の交換を容易にさせると共に、センサヘッド１間の信号の干渉を抑制することができるセンサヘッド１の接続構造を提供することができる効果がある。
【００３７】
また、本実施形態では、同軸コネクタ１０は、互いに着脱自在な一対のカップリング２０、３０を備えて、カップリング３０は、同軸ケーブル２と接続され、且つ、着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝３５を有し、カップリング２０は、センサヘッド１と接続され、且つ、螺旋溝３５に嵌合するロックピン２３ｂを有し、カップリング３０を、カップリング２０に対し上記軸周りに回転することで螺旋溝３５とロックピン２３ｂとを嵌合／嵌合解除させて、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせるという構成を採用することによって、一対のカップリング２０、３０を着脱方向に延びる軸周りに相対的に回転させることで、センサヘッド１と同軸ケーブル２とを着脱自在とさせることができる。また、このような構成を採用することで同軸ケーブル２に引っ張り力が加わった場合において、カップリング２０とカップリング３０とが簡単に嵌合解除されることを防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、カップリング３０の形状に応じて形成された治具４０にカップリング３０を嵌合させ、カップリング３０が嵌合した治具４０を上記軸周りに回転させて、螺旋溝３５とロックピン２３ｂとの嵌合／嵌合解除を行うという接続方法を採用することによって、例えば、作業者の手が入らない狭く長いセンサヘッド取付孔ｓ２の奥側にセンサヘッド１が配置されている場合であっても、当該治具４０により嵌合／嵌合解除が可能となる。
【００３９】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態では、ケーブル逃がし孔４２ｂは、嵌合溝部４１ａの底部と連通してグリップ部４２内部に形成されると説明したが、上記構成に限定されるものでは無く、嵌合溝部４１ａの側部からヘッド部４１外部に貫通するように設けられる構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態におけるエンジンシリンダ装置の機能構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと同軸ケーブルとの接続構造を示す要部断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドの構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと接続されるカップリングの構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態における同軸ケーブルと接続されるカップリングの構成を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるセンサヘッド取付孔内においてカップリングとカップリングとを嵌合／嵌合解除させる治具の構成を説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるセンサヘッドと同軸ケーブルとの接続方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…センサヘッド、１ａ…センサ電極、１ｂ…絶縁体、１ｃ…センサケース、２…同軸ケーブル、２ａ…内導体、２ｂ…外導体、１０…同軸コネクタ（連結部材）、２０…カップリング（コネクタ部材）、２３ｂ…ロックピン、３０…カップリング（コネクタ部材）、３５…螺旋溝、４０…治具、Ｐ…ピストン、ｓ１…シリンダライナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダライナに設けられ、前記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと前記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、前記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び前記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、
前記膜厚検出センサには、前記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、
前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとは、前記センサ電極と前記内導体とを電気的に接続させると共に、前記外導体と前記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されていることを特徴とする膜厚検出センサの接続構造。
【請求項２】
前記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、
前記コネクタ部材の一方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、前記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び前記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、
前記コネクタ部材の他方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、前記螺旋溝及び前記ロックピンの他方を有し、
前記コネクタ部材の一方を、前記コネクタ部材の他方に対し前記軸周りに回転することで前記螺旋溝と前記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることを特徴とする請求項１に記載の膜厚検出センサの接続構造。
【請求項３】
シリンダライナに設けられ、前記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと前記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、前記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び前記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続方法であって、
前記膜厚検出センサには、前記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、
前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを、前記センサ電極と前記内導体とを電気的に接続させると共に、前記外導体と前記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続することと特徴とする膜厚検出センサの接続方法。
【請求項４】
前記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、
前記コネクタ部材の一方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、前記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び前記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、
前記コネクタ部材の他方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、前記螺旋溝及び前記ロックピンの他方を有し、
前記コネクタ部材の一方を、前記コネクタ部材の他方に対し前記軸周りに回転することで前記螺旋溝と前記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることを特徴とする請求項３に記載の膜厚検出センサの接続方法。
【請求項５】
前記コネクタ部材の一方の形状に応じて形成された治具に前記コネクタ部材の一方を嵌合させ、前記コネクタ部材の一方が嵌合した前記治具を前記軸周りに回転させて、前記螺旋溝と前記ロックピンとの嵌合／嵌合解除を行うことを特徴とする請求項４に記載の膜厚検出センサの接続方法。
【請求項１】
シリンダライナに設けられ、前記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと前記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、前記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び前記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続構造であって、
前記膜厚検出センサには、前記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、
前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとは、前記センサ電極と前記内導体とを電気的に接続させると共に、前記外導体と前記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続されていることを特徴とする膜厚検出センサの接続構造。
【請求項２】
前記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、
前記コネクタ部材の一方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、前記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び前記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、
前記コネクタ部材の他方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、前記螺旋溝及び前記ロックピンの他方を有し、
前記コネクタ部材の一方を、前記コネクタ部材の他方に対し前記軸周りに回転することで前記螺旋溝と前記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることを特徴とする請求項１に記載の膜厚検出センサの接続構造。
【請求項３】
シリンダライナに設けられ、前記シリンダライナに沿って往復移動自在なピストンと前記シリンダライナとの間隙に形成された潤滑油の油膜の厚さを検出する膜厚検出センサと、前記膜厚検出センサと電気的に接続される内導体及び前記内導体の周りに絶縁体を介して配される外導体を備える同軸ケーブルとの接続方法であって、
前記膜厚検出センサには、前記内導体と電気的に接続されるセンサ電極の周りに絶縁体を介してセンサケースが設けられており、
前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを、前記センサ電極と前記内導体とを電気的に接続させると共に、前記外導体と前記センサケースとを電気的に接続させ、且つ、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせる連結部材を介して接続することと特徴とする膜厚検出センサの接続方法。
【請求項４】
前記連結部材は、互いに着脱自在な一対のコネクタ部材を備えて、
前記コネクタ部材の一方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルのいずれか一方と接続され、且つ、前記着脱方向に延びる軸周りに形成された螺旋溝及び前記螺旋溝に嵌合するロックピンのいずれか一方を有し、
前記コネクタ部材の他方は、前記膜厚検出センサ及び前記同軸ケーブルの他方と接続され、且つ、前記螺旋溝及び前記ロックピンの他方を有し、
前記コネクタ部材の一方を、前記コネクタ部材の他方に対し前記軸周りに回転することで前記螺旋溝と前記ロックピンとを嵌合／嵌合解除させて、前記膜厚検出センサと前記同軸ケーブルとを着脱自在とさせることを特徴とする請求項３に記載の膜厚検出センサの接続方法。
【請求項５】
前記コネクタ部材の一方の形状に応じて形成された治具に前記コネクタ部材の一方を嵌合させ、前記コネクタ部材の一方が嵌合した前記治具を前記軸周りに回転させて、前記螺旋溝と前記ロックピンとの嵌合／嵌合解除を行うことを特徴とする請求項４に記載の膜厚検出センサの接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２７０９９４（Ｐ２００９−２７０９９４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３２５５（Ｐ２００８−１２３２５５）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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