(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカム軸の端部にカムセンサのためのシグナルロータを装着するシグナルロータの取付構造であって、所定幅を有し、かつカム軸軸心方向に延びる凹部を内周面に具備した所定長の筒部の一方の端部に鍔部を設け、かつその鍔部の外縁に突起を設けたシグナルロータを、カム軸の端部に圧入により固定することを特徴とするシグナルロータの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用の内燃機関において、カムセンサのためのシグナルロータをカムシャフトの加工なしに取り付けるためのシグナルロータの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの負荷状態に応じて、バルブタイミングやバルブリフト量を変化させ、エンジンの出力やアイドル安定性の向上等を図ることを目的とする可変バルブタイミング機構を採用するエンジンが開発されている。可変バルブタイミング機構においては、カム位置を検出するために、カムセンサのためのシグナルロータをカム軸に設ける必要がある。この場合、カム軸にシグナルロータを形成すべくカム軸を加工するためには、その加工に専用の設備が必要になるので、カム軸を加工するのではなく、例えば、実開昭６０−４１５０３号公報のもののように、カム軸駆動用プーリを利用して、シグナルロータを形成するものも知られている。
【０００３】
このように、間接的にシグナルロータをカム軸に取り付けるのではなく、肉厚の板金を曲げ加工したシグナルロータを直接カム軸に取り付けるものも考えられている。このようなシグナルロータを取り付ける場合、シグナルロータの取付位置を決めるために、カム軸の取付側の端部にフランジ等のストッパーを形成して、そのストッパーに当接するようにシグナルロータをカム軸に圧入固定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにシグナルロータを圧入するものでは、シグナルロータの内径とカム軸の外径とが略同一に形成してあるので、圧入する際にカム軸の外面がごくわずかに削り取られて、バリとなることがある。このようなバリは、カム軸の外径に沿って連続して形成されるので、例えばエアブロー等で一挙に取り除こうとしても、連続しているために取り除けないことがある。このような場合、圧入で生じたバリを、手作業で取り除く必要があり、シグナルロータの取付後に付帯作業を強いるものとなった。
【０００５】
また、バリを生じるような状態の場合には、大きな圧入荷重を必要とするため、圧入作業中にカム軸が変形することがあった。このような場合、圧入荷重を小さくするために締め代を小さくするとカム軸が変形するのを回避することができるが、カム軸あるいはシグナルロータの形状の公差によっては、シグナルロータがカム軸に固定されずに回転したり抜け落ちたらする場合がある。
【０００６】
本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係るシグナルロータの取付構造は、板金素材を折曲加工して所定長の筒部を形成したシグナルロータを、その筒部の端面をカム軸の端面と面一にして圧入固定するもので、そのシグナルロータの筒部の内周面に筒部の略全長にわたる所定幅の凹部を設けることにより、圧入時のバリの発生を抑制する構成である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、内燃機関のカム軸の端部にカムセンサのためのシグナルロータを装着するシグナルロータの取付構造であって、所定幅を有し、かつカム軸軸心方向に延びる凹部を内周面に具備した所定長の筒部の一方の端部に鍔部を設け、かつその鍔部の外縁に突起を設けたシグナルロータを、カム軸の端部に圧入により固定することを特徴とするシグナルロータの取付構造である。
【０００９】
本発明における凹部は、筒部の長さと略同一長さにして、所定間隔離間して複数設けるのが好ましい。また、その形成位置は、突起間の内周面に設定することが望ましい。このような位置に凹部を配設することにより、筒部の強度を必要十分なものに保持でき、突起に対する強度を低下させることなく所期の目的を達成することができる。また、突起に対する強度が低下することがないので、カム軸が回転した際に突起が不安定にならず、安定したカム位置検出を行うことが可能になる。
【００１０】
このような構成によれば、カム軸端部にシグナルロータを圧入する際に、カム軸端部表面が削れても、削られるカム軸表面のバリは、凹部により寸断されるので、生じたバリをエアブロー等で除去することが可能になる。つまり、バリは、凹部以外の部分で発生するものの、カム軸の表面で連続することがない。
また、凹部があるので、シグナルロータとカム軸との圧接面積が減少することになる。このため、締め代を変更することなく圧入時の荷重を小さくして作業できるので、カム軸の変形を許容限度以内に抑制することが可能になる。
【００１１】
しかも、シグナルロータは、カム軸端部に圧入により固定するので、カム軸端部の加工の必要がなくなる。この結果、カム軸を、可変バルブタイミング機構の有無により専用のものを制作する必要がなくなり、在庫管理を行う部品点数を削減することが可能になる。また、筒部の端面とカム軸の端面とを面一にして固定するので、筒部の長さを変更することにより、鍔部に設けた突起のスラスト方向位置を所望に応じて変更することが可能になる。この結果、シグナルロータと対をなして取り付けられるカムセンサとの相対位置を変更する際に、筒部の長さを変更することにより対応できるので、内燃機関の仕様に多様に対応することが可能になる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図１〜８を参照して説明する。
図１及び図２に示すシグナルロータ１は、自動車用の内燃機関である可変バルブタイミング機構を搭載するダブルオーバーヘッドカム軸（ＤＯＨＣ）エンジン（以下、エンジンと略称する）に装着されるものである。この実施例のエンジンは、３気筒のもので、インテークカム軸２の後端部２ａにシグナルロータ１が取り付けられている。これは、燃料噴射弁に燃料を供給するデリバリパイプ等との干渉を避けるために、シグナルロータ１と対をなしているカムセンサ３をシリンダヘッド４の後部側に装着するためである。一方、インテークカム軸２は、可変バルブタイミング機構を搭載していないエンジンに対しても使用できるもので、シグナルロータ１の取付部となるその後端部２ａは、ジャーナル部２ｂの外径より大径になっている。
【００１３】
シグナルロータ１は、薄手の板金素材、例えば２ｍｍ程度の厚みのものを折曲加工して作製されるもので、インテークカム軸２の後端部２ａの厚み寸法と略等しい所定長の筒部１ａの一方の端面側に鍔部１ｂを形成し、かつその鍔部１ｂの外縁１ｃに突起１ｄを設けた構成である。具体的には、筒部１ａは、その内径を基本的にはインテークカム軸２の後端部２ａの外径と略同一に形成してあり、その長さを突起１ｄとの位置関係により決定してある。この筒部１ａの一方の端面、具体的には、取付状態において前端面となる端面には、筒部１ａの外形と同心円となる円形の鍔部１ｂが折曲加工により筒部１ａと一体に設けてある。鍔部１ｂは、筒部１ａの軸心方向に対して直角に折曲されて形成されるもので、その幅は板金素材の略厚みと同じである。この鍔部１ｂの円周方向において、１２０°離間した位置に、板金素材を複数回折曲して突起１ｄが設けてある。
【００１４】
また、突起１ｄ間に対応する位置の内周面１ｆには、筒部１ａの略全長にわたり、周方向の幅が突起１ｄの周方向間の距離よりも小さい、筒部１ｄの厚みに対して比べて十分に浅い、つまり公差程度の深さの凹部１ｇが形成してある。すなわち、凹部１ｇは、突起１ｄに対する強度を低下させず、また筒部１ｄの全体的な強度の低下がないように形成される。したがって、筒部１ａの後端面１ｅの内径は、凹部１ｇを除く部分がインテークカム軸２の後端部２ａの外径と略同一であり、凹部１ｇ部分はそれよりわずかに大きくなっている。
【００１５】
突起１ｄは、鍔部１ｂの外縁１ｃから所定幅の短冊状の平板を延出しておき、その平板を所定方向に順次折曲して形成する。具体的には、まず、鍔部１ｂの径方向の延長上に形成された平板を、筒部１ａの軸心方向と平行になるまで後側に折曲し、次に軸心方向と直角な外方向に折曲し、最後に軸心方向と平行な方向に折曲して最初に折曲した部分と密着させて形成する。図４に示すように、最初の折曲部分１ｄａと最後の折曲部分１ｄｂとを密着して重ね合わせることにより、板金素材が薄いものであっても、突起１ｄのカムセンサ３に対する厚みＤは十分なものを確保することが可能になる。すなわち、板金素材を折曲することにより、突起１ｄは、板金素材の厚みの約２倍の厚みに形成するものである。これは、突起１ｄの厚みＤが薄い場合、後述するカムセンサ３において信号検出精度が低下するためである。
【００１６】
カムセンサ３は、電磁コイルを内蔵した円筒形状の本体３ａと、その後端部に設けられる信号取り出し用のコネクタ３ｂとを備えている。このカムセンサ３は、電磁式のもので、シグナルロータ１の突起１ｄが本体３ａの先端を通過する際に、磁束の変化に応じて信号を発生するものである。そして、インテークカム軸２に取り付けられたシグナルロータ１に対応して、シリンダヘッド４の後端部に設けられた取付孔４ａに本体３ａを嵌入して取り付けられる。
【００１７】
このような構成において、シグナルロータ１は、インテークカム軸２の後端部２ａに、突起１ｄをインテークカム軸２の前側に向けてインテークカム軸２に取り付けられるものである。シグナルロータ１の取付固定は、シグナルロータ１の筒部１ａにインテークカム軸２の後端部２ａを圧入して行う。この場合、シグナルロータ１の突起１ｄがインテークカム軸２の前端側を向いているので、筒部１ａの後端部の面つまり筒部１ａの後端面１ｅが、インテークカム軸２の後端面２ｃと面一になるまで圧入するものである。
【００１８】
この圧入の際に、筒部１ｄの凹部１ｇを除く部分の内径は、インテークカム軸２の後端部２ａの外径と略同一であるので、図５に示すように、後端部２ａの表面を削ってバリＢを生じることがある。バリＢはこの部分すなわち凹部１ｇ間に存在する内周面１ｆの部分だけで形成され、内径の大きい凹部１ｇでは生じないので、筒部１ｄの前端側の内縁部分で不連続なものである。したがって、例えばエアブローを行った際に、図６に示すように、その風圧でバリＢは除去できるものである。また、筒部１ｄの内周面１ｆとインテークカム軸２の後端部２ａの外周面との圧接面積が、凹部１ｇの分だけ少なくなるので、シグナルロータ１の圧入荷重を下げることができる。したがって、圧入作業時にインテークカム軸２が圧入荷重により変形することを許容限度以内に抑えることができる。
【００１９】
このシグナルロータ１の取付構造では、インテークカム軸２に取り付ける際に、その取付位置は、ストッパー等で決めるのではなく、シグナルロータ１の後端面１ｅとインテークカム軸２の後端面２ｃとで決めるので、インテークカム軸２を加工してストッパーを形成する必要がない。このため、インテークカム軸２の後端部２ａの加工は一切必要なく、同一形状のインテークカム軸２を可変バルブタイミング機構の有無にかかわらず使用することができ、部品の共通化により部品点数を削減することができる。
【００２０】
また、エンジンの仕様によりカムセンサ３の取付孔４ａに変更が生じた場合等、シグナルロータ１のカムセンサ３に対する相対位置言い換えれば突起１ｄとカムセンサ３とのスラスト方向の相対位置が標準的なものとは異なる場合は、筒部１ａの長さを変更することにより容易に対応することができる。すなわち、シグナルロータ１は、インテークカム軸２の後端面２ｃを基準として、その後端面２ｃに筒部１ａの後端面１ｅを一致させて位置決めしているので、筒部１ａの長さを変更すると、一義的に突起１ｄのスラスト方向の位置が決まるものである。したがって、筒部１ａの長さを変更すれば、突起１ｄとカムセンサ３との相対位置が容易に変更できるものであり、各種の仕様のエンジンに対して、同形のインテークカム軸２を使用してシグナルロータ１を取り付けることができるものである。
【００２１】
さらに、この実施例では、薄手の板金素材を折曲加工してシグナルロータ１を作製しているため、突起１ｄの厚みを確保するために使用する厚手の板金素材のものや焼結合金製のものに比べて、安価に製造することができる。しかも、折曲加工により筒部１ａを形成しているので、仕様の異なるエンジンにシグナルロータ１を取り付ける場合でも、筒部１ａの長さを調整することにより迅速に対応することができる。
【００２２】
なお、本発明は以上に説明した実施例に限定されるものではなく、エキゾーストカム軸に本発明を適用してもよい。
その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、カム軸端部にシグナルロータを圧入する際に、カム軸端部表面が削れても、削られるカム軸表面のバリは、凹部により寸断されるので、生じたバリをエアブロー等で除去することができる。つまり、バリは、凹部以外の部分で発生するもので、カム軸の表面で連続することがないので、容易に除去することができ、加工作業が簡単になる。
【００２４】
また、凹部があるので、シグナルロータとカム軸との圧接面積が減少することになり、締め代を変更することなく圧入時の荷重を小さくして作業できるので、カム軸の変形を許容限度以内に抑制することができる。
シグナルロータは、カム軸端部に圧入により固定するので、カム軸端部の加工をなくすことができ、カム軸を、可変バルブタイミング機構の有無にかかわらず共通化あるいは標準化することができ、在庫管理する部品点数を削減することができる。また、筒部の端面とカム軸の端面とを面一にして固定するので、筒部の長さを変更することにより、鍔部に設けた突起のスラスト方向位置を所望に応じて変更することができ、シグナルロータと対をなして取り付けられるカムセンサとの相対位置を変更する際に、筒部の長さを変更することにより対応できるために、内燃機関の仕様の相違に対しても多様に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を要部を拡大して破砕断面で示す上面図。
【図２】同実施例におけるシグナルロータを背面から見た斜視図。
【図３】同実施例におけるシグナルロータの正面図。
【図４】同実施例のシグナルロータの突起を拡大して示す断面図。
【図５】同実施例の圧入時に生じたバリの状態を示す斜視図。
【図６】同実施例の圧入が完了してバリが取り除かれた状態を示す斜視図。
【図７】同実施例のインテークカム軸の後端部分を示す正面図。
【図８】同実施例を示す背面図。
【符号の説明】
１…シグナルロータ
１ａ…筒部
１ｂ…鍔部
１ｃ…外縁
１ｄ…突起
１ｅ…後端面
１ｆ…内周面
１ｇ…凹部
２…インテークカム軸
２ａ…後端部
２ｃ…後端面
３…カムセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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