(57)【要約】【課題】回転角検出用ロータの軽量化を図りつつロータが回りの流体に及ぼす攪拌作用を低減する。【解決手段】周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータに於いて、歯状部の間を非磁性材にて充填すること、ロータの金属よりなるハブ部に抜き孔が形成されているときにはそれを樹脂にて充填すること、歯状部を含むロータ周縁部を除きそれより半径方向内側部を抜き孔を要しない樹脂にて構成すること、の少なくとも一つを行う。【選択図】　　図１
2004117036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、前記歯状部の間が非磁性材にて充填されることにより該ロータがその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていることを特徴とする回転角検出用ロータ。
【請求項２】
該ロータは前記歯状部より半径方向内側に該歯状部と同じ金属よりなる部分を有し、該金属よりなる部分にて複数の抜き孔により該金属が除去され、該金属が除去された部分が該金属より軽量の材料にて充填されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出用ロータ。
【請求項３】
該ロータは前記歯状部の半径方向内側の環状部が該歯状部と同じ金属にて構成され、該環状部より半径方向内側が該金属より軽量の材料にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転角検出用ロータ。
【請求項４】
周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、該ロータは前記歯状部より半径方向内側に該歯状部と同じ金属よりなる部分を有し、該金属よりなる部分にて複数の抜き孔により該金属が除去され、該金属が除去された部分が該金属より軽量の材料にて充填されていることを特徴とする回転角検出用ロータ。
【請求項５】
周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、該ロータは前記歯状部の半径方向内側の環状部が該歯状部と同じ金属にて構成され、該環状部より半径方向内側が該金属より軽量の材料にて構成されていることを特徴とする回転角検出用ロータ。
【請求項６】
周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、該ロータは前記歯状部を除き樹脂にて構成されていることを特徴とする回転角検出用ロータ。
【請求項７】
該ロータはその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていることを特徴とする請求項６に記載の回転角検出用ロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関のクランク軸等の回転体の回転角を検出するロータに係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１１−２４７７０７号公報
【特許文献２】
実開平４−６８２４２号公報
内燃機関には一般に図７に例示する如きクランク軸回転角検出手段が組み込まれている。即ち、図７は内燃機関のクランク軸１と吸気弁開閉用カム軸２と排気弁開閉用カム軸３とが無端鎖４によって連動される機構を示す斜視図であるが、クランク軸１の軸端には図８に拡大してその平面図を示すようなクランク軸の回転角を検出するためのロータ５がその取付け孔６にて取り付けられ、その周縁部に設けられた一連の歯状部７を磁気センサ８により検出してクランク軸の回転角度位置を検出するようになっている。この場合、磁気センサ８は磁性金属よりなるロータの周縁部に対向して配置された検出端を有し、該検出端がロータの歯状部７の各一つに向かい合っているかまたは歯状部の間の間隙９に向かい合っているかの２つの状況を磁気的に識別し、ロータの回転に連れて検出端を横切った歯状部の数を、図８の例に示す如く１つの間隙９がなくされた基準位置部１０或いは逆に１つの歯状部がなくされた部分（図中破線にて示す）等を基準位置として計数することにより、クランク軸の回転角度位置を検出するようになっている。
【０００３】
尚、上記の特許文献１には、かかるクランク軸回転角検出用のロータにおける歯状部のピッチに各製品毎に製造誤差があることに対処し、それを各実機において演算手段を備えた制御装置により自ら検定して修正することが提案されている。また上記の特許文献２には、金属材料よりなる歯車の円盤状リブ部に回転中心に同心円に複数の抜き孔を設け、これらの抜き孔に硬質ゴムまたはプラスチック樹脂を注入することにより騒音レベルが低減された歯車を得ることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、内燃機関のクランク角検出用ロータは、多くの場合その一部がオイルパン内の油層に浸っている。また、そうでなくても図７に示す無端鎖４を囲むチェーンケース内を通ってオイルパンに戻される潤滑油はロータ５に触れて流れる。そのためクランク角検出用ロータには、潤滑油を攪拌し、潤滑油中に含まれる気泡の含有率を増大させるという好ましからざる作用がある。かかる攪拌作用はロータの周縁部に沿って設けられた歯状部７が大きく関与しているが、それと共に図８に示す如くそのリブ部に抜き孔１１が設けられていることも関与している。尚、抜き孔１１が設けられるのは、従来、クランク角検出用ロータは一般に全体が鉄系金属にて作られ、かなりの重さになるので、その重量を低減するためである。
【０００５】
本発明は、上に挙げた内燃機関のクランク角検出用ロータの場合の如く対象となる回転体に取り付けられてその回転角を検出するためのロータがその回転によって潤滑油等周りの流体に及ぼす攪拌作用が問題となる場合に着目し、ロータの軽量化を図りつつその周りの流体への攪拌作用を低減するよう回転角検出用ロータを改良することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するのとして、本発明は、周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、前記歯状部の間が非磁性材にて充填されることにより該ロータがその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていることを特徴とする回転角検出用ロータを提供するものである。
【０００７】
上記の如き回転角検出用ロータにおいて、該ロータは前記歯状部より半径方向内側に該歯状部と同じ金属よりなる部分を有し、該金属よりなる部分にて複数の抜き孔により該金属が除去され、該金属が除去された部分が該金属より軽量の材料にて充填されていてよく、或いはまた、該ロータは前記歯状部の半径方向内側の環状部が該歯状部と同じ金属にて構成され、該環状部より半径方向内側が該金属より軽量の材料にて構成されていてもよい。
【０００８】
更にまた、上記の課題を解決するものとして、本発明は、周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用のロータにして、該ロータは前記歯状部より半径方向内側に該歯状部と同じ金属よりなる部分を有し、該金属よりなる部分にて複数の抜き孔により該金属が除去され、該金属が除去された部分が該金属より軽量の材料にて充填されていることを特徴とする回転角検出用ロータを提供するものである。
【０００９】
更にまた、上記の課題を解決するものとして、本発明は、周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、該ロータは前記歯状部の半径方向内側の環状部が該歯状部と同じ金属にて構成され、該環状部より半径方向内側が該金属より軽量の材料にて構成されていることを特徴とする回転角検出用ロータを提供するものである。
【００１０】
更にまた、上記の課題を解決するものとして、本発明は、周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータにして、該ロータは前記歯状部を除き樹脂にて構成されていることを特徴とする回転角検出用ロータを提供するものである。この場合、該ロータはその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていてよい。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
上記の如く周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用ロータに於いて、前記歯状部の間が非磁性材にて充填されることにより該ロータがその周縁部にて周縁方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されているときには、ロータの一部が潤滑油層等に浸っていても、或いはロータの周縁部上に潤滑油等が滴り落ちても、ロータが潤滑油等に与える攪拌作用は歯状部が個別に露呈されている場合に比して大幅に低減される。
【００１２】
更にまた、該ロータが前記歯状部より半径方向内側に該歯状部と同じ金属よりなる部分を有し、該金属よりなる部分にて複数の抜き孔により該金属が除去され、該金属が除去された部分が該金属より軽量の材料にて充填されているときには、図８に示す従来のロータ５と同様に抜き孔によりロータ重量を低減させても、それによって潤滑油が攪拌されるという不利益をなくすことができる。
【００１３】
更にまた、前記歯状部の半径方向内側の環状部が該歯状部と同じ金属にて構成され、該環状部より半径方向内側が該金属より軽量の材料にて構成されていれば、ロータは周縁に沿った或る所定幅の環状部を除くそれより内側の部分にて全て該金属より軽量の材料にて構成されるので、ロータの重量を低減させるという効果とロータによる潤滑油の攪拌を低減させるという効果の両方を達成することができる。
【００１４】
更にまた、周縁に沿って電磁センサに感応する歯状部が所定の角ピッチにて隔置配列されている回転角検出用のロータにして、該ロータが前記歯状部を除き樹脂にて構成されれば、ロータの重量を低減した上で更に潤滑油に対するロータの攪拌作用を低減するという効果が得られる。この場合、更に該ロータがその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていれば、潤滑油に対するロータの攪拌作用を更に低減することができる。樹脂は金属に比べて軽量であるので、重量軽減のための抜き孔は要しない。
【００１５】
尚、歯状部の間を非磁性材にて充填されることによりロータがその周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するようにすること、金属よりなる部分に形成された抜き孔を金属より軽量の材料にて充填すること、歯状部の半径方向内側の環状部を歯状部と同じ金属にて構成し、該環状部より半径方向内側を該金属より軽量の材料にて構成することは、いずれもそれぞれ回転角検出用ロータの軽量化を図りつつロータが潤滑油等に及ぼす攪拌作用を低減する上で有効なものであり、これらの構成は単独で使用されてもまた複合して使用されてもよいものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による回転角検出用ロータを内燃機関のクランク角の検出に適用した場合の第一の実施の態様を示す平面図である。この実施の態様によるロータ１００は、図８に示す内燃機関クランク角検出用ロータに於ける従来のロータの歯状部の間の間隙９が樹脂の層１０１によって充填され、周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されており、また抜き孔１１が樹脂の層１０２により充填された状態を有している。その他、図１に於いて、図８に示す部分に対応する部分は図８に於けると同じ符号により示されている。この様に間隙９と抜き孔１１の部分がすべて樹脂の層により充填されることにより、ロータ１００は、中心の取付け孔６の部分を除き、その全表面において滑らかな円盤状を呈し、それが潤滑油の層に浸された状態にて回転されても、またこの上に潤滑油が滴下されても、潤滑油にほとんど攪拌作用を与えないようになっている。
【００１７】
図２は本発明による回転角検出用ロータを同じく内燃機関のクランク角の検出に適用した場合の第二の実施の態様を示す平面図である。この実施の態様によるロータ２００は、歯状部２０１の間の間隙２０２が樹脂の層２０３によって充填され、周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されている。また歯状部２０１の半径方向内側の周縁に沿った或る所定幅の環状部２０４が歯状部２０１と同じ金属にて構成され、該環状部２０４より半径方向内側の部分２０５が該金属より軽量の材料である樹脂にて構成されている。この場合にも、ロータ２００は、中心の取付け孔２０６の部分を除き、その全表面において滑らかな円盤状を呈し、それが潤滑油の層に浸された状態にて回転されても、またこの上に潤滑油が滴下されても、潤滑油にほとんど攪拌作用を与えないようになっている。更に、この様に環状部２０４より半径方向内側にある広い領域にわたる部分２０５が金属より軽量の樹脂にて構成されることにより、ロータはその重量が大きく低減される。
【００１８】
この場合、金属より軽量の材料として適当な樹脂が選択されれば、ロータの作動上必要なロータの機械的強度を十分に保って、ロータの重量を低減することができる。ただ、ロータ中心の取付け孔２０６の周縁は強度が不足する虞れがあるので、厚みを増したり、この部分のみ金属製の補強リングを埋め込む等の適当な補強策が施されてよい。
【００１９】
図３は本発明による回転角検出用ロータを同じく内燃機関のクランク角の検出に適用した場合の第三の実施の態様を示す平面図である。この実施の態様に於いては、ロータ３００は周縁の電磁センサに感応する歯状部３０１に相当する部分を除きその全体が樹脂により構成され、歯状部に相当する部分にて樹脂製円盤が切り欠かれ、そこに磁性金属の層が充填され、周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を呈する構造を有している。この場合にも、材料として適当な樹脂が選択されれば、ロータの作動上必要なロータの機械的強度を十分に保って、ロータの重量を低減することができる。ただこの場合にも、ロータ中心の取付け孔３０２の周縁は強度が不足する虞れがあるので、厚みを増したり、この部分のみ金属製の補強リングを埋め込む等の適当な補強策が施されてよい。尚、この実施の態様に於いては、基準位置を示す部分３０３は歯状部が１歯抜けている状態として表されている。
【００２０】
図４は、図１に示す実施の態様からロータリブ部の抜き孔１１の樹脂による充填を省略した第四の実施の態様によるロータ４００を示している。このように抜き孔１１の樹脂による充填が省略されても、歯状部間の間隙が樹脂にて充填され、周縁部にて周方向に沿って実質的に一様な外輪郭を有するよう形成されていることにより、それなりにロータによる潤滑油の攪拌を低減する作用効果を得ることができる。図４に於いて、その他の図１に示す実施の態様に於けると同じ構成の部分は、図１に於けると同じ符号により示されている。
【００２１】
図５は、図１に示す実施の態様から歯状部間の間隙の樹脂による充填を省略した第五の実施の態様によるロータ５００を示している。図５に於いて、その他の図１に示す実施の態様に於けると同じ構成の部分は、図１に於けると同じ符号により示されている。このように歯状部間の間隙の樹脂による充填が省略されても、抜き孔１１が樹脂にて充填されることにより、それなりにロータによる潤滑油の攪拌を低減する作用効果を得ることができる。
【００２２】
図６は、図２に示す実施の態様から歯状部間の間隙の樹脂による充填を省略した第六の実施の態様によるロータ６００を示している。図６に於いて、その他の図２に示す実施の態様に於けると同じ構成の部分は、図２に於けると同じ符号により示されている。このように歯状部間の間隙の樹脂による充填が省略されても、ロータは歯状部２０１と中心の取付け孔２０６の部分を除きその全表面において滑らかな円盤状を呈し、抜き孔がないことにより、それなりにロータによる潤滑油の攪拌を低減する作用効果を得ることができ、また歯状部とその半径方向内側の周縁に沿った所定幅の環状部２０４を除くそれより半径方向内側の部分２０５が金属より軽量の樹脂にて構成されていることによりロータの重量が大きく低減される。
【００２３】
以上に於いては本発明を内燃機関のクランク角検出用ロータに適用した場合のいくつかの実施の態様について詳細に説明したが、これらの実施の態様について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転角検出用ロータの第一の実施の態様を示す平面図。
【図２】本発明による回転角検出用ロータの第二の実施の態様を示す平面図。
【図３】本発明による回転角検出用ロータの第三の実施の態様を示す平面図。
【図４】本発明による回転角検出用ロータの第四の実施の態様を示す平面図。
【図５】本発明による回転角検出用ロータの第五の実施の態様を示す平面図。
【図６】本発明による回転角検出用ロータの第六の実施の態様を示す平面図。
【図７】内燃機関のクランク軸にクランク角検出手段が組み込まれている態様を示す概略図。
【図８】図７のクランク角検出手段に於けるクランク角検出用ロータを示す平面図。
【符号の説明】
１…クランク軸、２…吸気弁開閉用カム軸、３…排気弁開閉用カム軸、４…無端鎖、５…クランク角検出用ロータ、６…取付け孔、７…歯状部、８…磁気センサ、９…歯状部７の間の間隙、１０…基準位置部、１１…抜き孔、１００…ロータ、１０１…樹脂層、１０２……樹脂層、２００…ロータ、２０１…歯状部、２０２…間隙、２０３…樹脂層、２０４…環状部、２０５…環状部より半径方向内側部、２０６…取付け孔、２０７…基準位置部、３００…ロータ、３０１…磁性金属層、３０２…取付け孔、３０３…基準位置部、４００…ロータ、５００…ロータ、６００…ロータ
【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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