(57)【要約】【課題】弁開閉時期制御装置において、カムシャフトに一体的に固定されるロータ部材とクランク軸との相対回転位相を検出するセンサホイールを低コストおよび簡単な構造でロータ部材に正確な相対位置関係をもって固定することを技術的課題とする。【解決手段】センサホイール４５は検出用突起部４５ａ，４５ｂの周方向の位置を決定する少なくとも１つの基準穴４５ｇを有すること。【選択図】      図３
2005016482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用のカムシャフトに一体的に固定されるロータ部材と、
駆動力伝達部材を介してクランクシャフトに連結され前記ロータ部材と相対回転可能に係合するハウジング部材と、
前記ロータ部材または前記ハウジング部材の一方に設けられるベーンと、
前記ロータ部材と前記ハウジング部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室に二分される流体圧室と、
前記ロータ部材または前記ハウジング部材の少なくとも一方に取り付けられ、近接配置されたセンサによって前記ロータ部材または前記ハウジング部材の回転角度を検出する検出用突起部が設けられたセンサホイールとを備える弁開閉時期制御装置において、
前記センサホイールは前記検出用突起部の周方向の位置を決定する少なくとも１つの基準穴を有することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記センサホイールは前記ロータ部材の軸方向に形成されるボス部に圧入固定され、前記センサホイールの軸方向端面と前記ボス部の軸方向端面は同一平面であることを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記ボス部に圧入固定される前記センサホイールの突部は突出方向に外周が小さくなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記センサホイールはプレス成形され、前記検出用突起部の回転軸を通る断面は回転軸に平行な直線部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の弁開閉時期制御装置としては、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用のカムシャフトに一体的に固定されるロータ部材と、駆動力伝達部材を介してクランクシャフトに連結されロータ部材と相対回転可能に係合するハウジング部材と、ロータ部材またはハウジング部材の一方に設けられるベーンと、ロータ部材とハウジング部材との間に形成されベーンによって進角用室と遅角用室に二分される流体圧室と、ロータ部材またはハウジング部材の少なくとも一方に取り付けられ、近接配置されたセンサによってロータ部材またはハウジング部材の回転角度を検出する検出用突起部が設けられたターゲットプレート（センサホイール）を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この従来技術においては、進角用室または遅角用室に選択的に油圧を給排することによりロータ部材をハウジング部材に対して相対回転させ吸気弁または排気弁の開閉タイミングを変更する。また、この装置は、ターゲットプレートの検出用突起部に近接配置される電磁ピックアップ等のセンサによりターゲットプレートの回転角度を検出しカムシャフトの回転角度を検出するようになっている。
【０００４】
また、この従来技術においては、ターゲットプレートはロータ部材のボス部に圧入され取り付けられるとき、ターゲットプレートとロータ部材を互いに周方向の位置を決めて圧入される。このとき、ターゲットプレートの検出用突起部を利用してターゲットプレートの周方向の位置を決め、ロータ部材に圧入する。ところで、ターゲットプレートの検出用突起部を利用して周方向の位置を決めるには、突起部形状が複雑な場合、精度を確保するためにターゲットプレート固定治具も複雑且つ高価となる。また、圧入時ターゲットプレートの検出用突起部が固定治具にかじり、変形する恐れがある。
【０００５】
また、従来技術においては、ターゲットプレートとセンサとの間の隙間を適正に確保するため、ターゲットプレートのロータ部材への圧入時の圧入量管理が必要であり、圧入量を管理できる高価な圧入設備が必要である。
【０００６】
また、従来技術においては、ロータ部材に圧入されるターゲットプレートの突部の圧入代を確保するために、突部の軸方向の肉厚を検出用突起部よりも厚くするようにしているが、突部が隣接して配設されるハウジング部材と干渉するのを避けるため、装置が軸方向に長くなり大型となる。
【０００７】
また、従来技術においては、ターゲットプレートの検出用突起部のセンサと対向する面は、プレス成形によるダレによりセンサによる検出能力が低下し誤検出を引き起こす可能性がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２２７６２２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、弁開閉時期制御装置において、カムシャフトに一体的に固定されるロータ部材とクランク軸との相対回転位相を検出するセンサホイールを低コストおよび簡単な構造でロータ部材に正確な相対位置関係をもって固定することを技術的課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の技術的手段は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に組付けられる弁開閉用のカムシャフトに一体的に固定されるロータ部材と、駆動力伝達部材を介してクランクシャフトに連結され前記ロータ部材と相対回転可能に係合するハウジング部材と、前記ロータ部材または前記ハウジング部材の一方に設けられるベーンと、前記ロータ部材と前記ハウジング部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室に二分される流体圧室と、前記ロータ部材または前記ハウジング部材の少なくとも一方に取り付けられ、近接配置されたセンサによって前記ロータ部材または前記ハウジング部材の回転角度を検出する検出用突起部が設けられたセンサホイールとを備える弁開閉時期制御装置において、前記センサホイールは前記検出用突起部の周方向の位置を決定する少なくとも１つの基準穴を有することである。
【００１１】
この手段によれば、センサホイールは検出用突起部の周方向の位置を決定する少なくとも１つの基準穴を有することにより、ロータ部材またはハウジング部材とセンサホイールを組み付けるとき、周方向の位置を決めを基準穴を利用して正確に位置決めすることができ、圧入するとき、センサホイールの変形等を防止できる。また、センサホイールに穴を形成することにより慣性モーメントを低減することができ、カムのトルク変動トルクによるセンサホイールのロータ部材との回転ずれを防止することができる。
【００１２】
上記課題を解決するための第２の技術的手段は、前記センサホイールは前記ロータ部材の軸方向に形成されるボス部に圧入固定され、前記センサホイールの軸方向端面と前記ボス部の軸方向端面は同一平面としたことである。
【００１３】
この手段によれば、センサホイールはロータ部材の軸方向に形成されるボス部に圧入固定され、センサホイールの軸方向端面とボス部の軸方向端面は同一平面としたことにより、センサホイールのボス部への圧入量を圧入治具の同一平面につき当たるまで圧入することができ、圧入量を容易に管理できる。
【００１４】
上記課題を解決するための第３の技術的手段は、前記ボス部に圧入固定される前記センサホイールの突部は突出方向に外周が小さくなることである。
【００１５】
この手段によれば、ボス部に圧入固定されるセンサホイールの突部は突出方向に外周が小さくなることにより、圧入代を確保しながらボス部の外径を小さくすることができるため、隣接して配設されるハウジング部材と干渉するのを避けることができるため装置の軸方向の長さを短縮でき装置を小型化することができる。
【００１６】
上記課題を解決するための第４の技術的手段は、前記センサホイールはプレス成形され、前記検出用突起部の回転軸を通る断面は回転軸に平行な直線部を有することである。
【００１７】
この手段によれば、センサホイールはプレス成形され、検出用突起部の回転軸を通る断面は回転軸に平行な直線部を有することにより、センサの誤判定を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１９】
図１乃至図５に示した弁開閉時期制御装置は、内燃機関のシリンダヘッド１１０に回転自在に支持されたカムシャフト１０の先端部に一体的に組付けたロータ（ロータ部材）２０と、タイミングチェーン（駆動力伝達部材）１２０を介してクランクシャフト１３０に連結されロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装され、外周に一体的にタイミングスプロケット３１が設けられたハウジング（ハウジング部材）３０と、ロータ２０に組付けた４枚のベーン７０等によって構成されている。カムシャフト１０には、後述する進角用油室（進角用室）Ｒ１および遅角用油室（遅角用室）Ｒ２に夫々作動油を給排する進角通路１１および遅角通路１２が軸方向に形成されている。タイミングスプロケット３１には、クランク軸１３０から図示しないクランクスプロケットとタイミングチェーン１２０を介して、回転動力が伝達される。尚、本実施形態においては、一例として内燃機関のクランク軸１３０の回転を、タイミングチェーン１２０を介してハウジング３０のタイミングスプロケット３１に回転動力が伝達される構成について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、別の構成として、タイミングチェーンに代わってベルト部材を用い、タイミングスプロケット３１をプーリに置き換えても良い。
【００２０】
ロータ２０は段付円筒形状を呈し、中心には軸方向にボス部２０ａが形成されると共に、貫通孔２０ｂが形成されている。また、ロータ２０は、カムシャフト１０が取り付けられる端面に凹部２０ｄが形成され、その凹部２０ｄに、カムシャフト１０が位置決めされる。単一の取り付けボルト９０が貫通孔２０ｂを通して、ボス部２０ａの端部に形成された座面２０ｃと当接し、カムシャフト１０に締結され、ロータ２０を固定している。ボス部２０ａの外周２０ｅには、カムシャフト１０の回転角度を検出するセンサホイール４５が圧入され固定されている。
【００２１】
図３に示すように、センサホイール４５は略円板状の形状であり、外周にはロータ２０の回転角度を検出する２つの周方向に長い検出用突起部４５ａと２つの短い検出用突起部４５ｂが溝４５ｃ，４５ｄをおいて夫々形成されている。また、検出用突起部４５ａ，４５ｂの径方向内方には周方向に長穴４５ｅ，４５ｆが形成されている。検出用突起部４５ａ，４５ｂと長穴４５ｅ，４５ｆに対向してエンジン側には回転角度を検出するセンサ９５（図１に示す）が所定の隙間をおいて配設されている。また、長穴４５ｅ，４５ｆの径方向内方には円形の基準穴４５ｇが形成されている。センサホイール４５をロータ２０のボス部２０ａに圧入するとき基準穴４５ｇに固定治具（図示せず）を挿入し周方向の位置を決める。これにより、検出用突起部４５ａ、４５ｂの変形を防止することができる。また、センサホイール４５に基準穴４５ｇを形成することにより慣性モーメントを低減することができ、カムのトルク変動トルク等によるセンサホイール４５のロータ２０に対する回転ずれを防止することができる。なお、基準穴４５ｇは長穴や楕円形状であってもよいし、センサホイール４５上に複数個形成してもよい。
【００２２】
図４に示すように、センサホイール４５の突部４５ｈはロータ２０のボス部２０ａに圧入固定され、突部４５ｈの軸方向端面（図４左側端面）とボス部２０ａの軸方向端面（図４左側端面）は同一平面とされている。これにより、センサホイール４５のロータ２０のボス部２０ａへの圧入量は突部４５ｈの軸方向端面が圧入治具の同一平面につき当たるまでとすることができる。このため、圧入量を容易に管理でき、センサホイール４５とセンサ９５との間の隙間を適正に確保することができる。なお、ボス部２０ａの軸方向端面は、ボルト９０が当接する座面２０ｃである。また、ボス部２０ａに圧入固定されるセンサホイール４５の突部４５ｈは突出方向に行くに従って外周が徐々に小さくなり円錐状を呈している。このため、センサホイールと隣接して配設されるフロントプレート（ハウジング部材）３２（図１に示す）の内径部と干渉するのを避けることができ、弁開閉時期制御装置の軸方向の長さを短縮でき小型化することができる。なお、図６に示すように、突部４５ｈは円錐状であっても円筒状の突部と同じように圧入代に対する回りトルク（センサホイール４５とボス部２０ａの圧入部にずれが発生するトルク）が確保され、センサホイール４５とロータ２０の回転ずれを防止できる。
【００２３】
図５に示すように、センサホイール４５はプレス成形され、検出用突起部４５ａ，４５ｂおよび長穴４５ｅ，４５ｆの回転軸を通る断面は回転軸に平行な直線部４５ｊ，４５ｋを有している。これにより、センサの誤判定を防止することができる。なお、直線部４５ｊ，４５ｋは精密プレス成形による剪断面とすることができる。
【００２４】
図２に示すように、ロータ２０の外方には、４つのベーン溝２１、受容溝２２および径方向に延びるそれぞれ４つの通路２３、２４を備えている。ベーン溝２１には４枚のベーン７０がそれぞれ径方向に移動可能に取り付けられ、ベーン溝２１の底部とベーン７０の底面との間には板バネ２５が配設されている。これにより、ベーン７０は、外方に向けて付勢されて、ハウジング３０の内周面を摺動する。受容溝２２には図２に示した状態、カムシャフト１０及びロータ２０とハウジング３０の相対位置が所定の位相（最遅角位置）で同期したとき、その頭部が所定量没入するロックキー８０が配設されている。また、受容溝２２は進角通路２３に連通されている。
【００２５】
ハウジング３０は、ロータ２０の外周に所定角度範囲で相対回転可能に組付けられている。ハウジング３０の外周にはタイミングスプロケット３１が一体に形成されている。
【００２６】
ハウジング３０の内周には周方向に４個の凸部３３が形成されている。これら凸部３３の内周面はロータ２０の外周面上で接しており、ハウジング３０がロータ２０に回転自在に支承されている。ある一つの凸部にはロックキー８０を収容する退避溝３４と、退避溝３４と連通し、ロックキー８０を径方向内方へと付勢するスプリング８１の収容溝３５が形成されている。
【００２７】
各ベーンは７０、ハウジング３０とロータ２０との間に、周方向に隣り合う凸部３３の間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用油室Ｒ１と遅角用油室Ｒ２とに区画している。最進角側ではベーン７０ａが凸部３３の周方向の一側面３３ａに当接する位置で相対回転が規制され、最遅角側ではベーン７０ｂが凸部３３の周方向の他側面３３ｂに当接する位置で規制される。遅角側ではロックキー８０の頭部が受容溝２２に入り込むことでロータ２０とハウジング３０の相対回転を規制する。
【００２８】
以上のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置の作用を説明する。
【００２９】
弁開閉時期制御装置は、各進角用油室Ｒ１および各遅角用油室Ｒ２の油圧を調整し、ハウジング３０に対するロータ２０の相対回転を制御することにより所望の弁開閉時期を得る。この時、ロータ２０と一体回転するセンサホイール４５からセンサ９５により検出する回転位相とクランク軸部に設けられる図示しないセンサにより検出する回転位相とを比較し所望の弁開閉時期が得られたか判定する。
【００３０】
内燃機関が停止している時は、ロックキー８０の頭部がロータ２０の受容溝２２に所定量嵌まり込んでおり、最遅角位置でロータ２０とハウジング３０の相対回転がロックされている。
【００３１】
内燃機関の始動後、運転条件によって、弁開閉時期に進角時期が必要になると、図示しない切換弁の作動により、図示しないオイルポンプから供給される作動油（油圧）は、進角通路１１および通路２３を通って、進角用油室Ｒ１へと供給される。また、通路２３から受容溝２２にも供給される。一方で遅角用油室Ｒ２にあった作動油（油圧）は、通路２４および遅角通路１２を介して切換弁から図示しないオイルパンへ排出される。この時、ロックキー８０はスプリング８１に抗して移動し、その頭部が受容溝２２から抜けて、ロータ２０とハウジング３０のロックが解除される。従って、カムシャフト１０と一体的に回転するロータ２０と各ベーン７０がハウジング３０等に対して進角側Ｒに相対回転させることができる。
【００３２】
また、運転条件によって、弁開閉時期に遅角時期が必要になると、切換弁の作動により、オイルポンプから供給される作動油（油圧）は、遅角通路１２および通路２４を通って、遅角用油室Ｒ２へと供給される。一方で進角用油室Ｒ１にあった作動油（油圧）は、通路２３および進角通路１１を介して切換弁から図示しないオイルパンへ排出される。従って、ロータ２０と各ベーン７０をハウジング３０に対して遅角側に相対回転させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記したように、請求項１の発明によれば、センサホイールは検出用突起部の周方向の位置を決定する少なくとも１つの基準穴を有することにより、ロータ部材またはハウジング部材とセンサホイールを組み付けるとき、周方向の位置を決めを基準穴を利用して正確に位置決めすることができ、圧入するとき、センサホイールの変形を防止できる。また、センサホイールに穴を形成することにより慣性モーメントを低減することができ、カムのトルク変動トルクによるセンサホイールのロータ部材との回転ずれを防止することができる。
【００３４】
また、請求項２の発明によれば、センサホイールはロータ部材の軸方向に形成されるボス部に圧入固定され、センサホイールの軸方向端面とボス部の軸方向端面は同一平面としたことにより、センサホイールのボス部への圧入量を圧入治具の同一平面につき当たるまで圧入することができ、圧入量を容易に管理できる。
【００３５】
また、請求項３の発明によれば、ボス部に圧入固定されるセンサホイールの突部は突出方向に外周が小さくなることにより、圧入代を確保しながらボス部の外径を小さくすることができるため、隣接して配設されるハウジング部材と干渉するのを避けることができるため装置の軸方向の長さを短縮でき装置を小型化することができる。
【００３６】
また、請求項４の発明によれば、センサホイールはプレス成形され、検出用突起部の回転軸を通る断面は回転軸に平行な直線部を有することにより、センサの誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】図１の矢印Ａから見た正面図である。
【図４】図３のＩＩ−ＩＩ線に沿ったセンサホイール４５とボス部２０ａの圧入部を示す断面図である。
【図５】図４のＢ部詳細図である。
【図６】センサホイール４５とボス部２０ａの圧入部の回りトルクを示す説明図である。
【符号の説明】
１０・・・カムシャフト
２０・・・ロータ（ロータ部材）
２０ａ・・・ボス部
３０・・・ハウジング（ハウジング部材）
４５・・・センサホイール
４５ａ，４５ｂ・・・検出用突起部
４５ｊ，４５ｋ・・・直線部
４５ｇ・・・基準穴
７０・・・ベーン
９５・・・センサ
１１０・・・シリンダヘッド
１２０・・・タイミングチェーン（駆動力伝達部材）
１３０・・・クランクシャフト
Ｒ０・・・流体圧室
Ｒ１・・・進角用油室（進角用室）
Ｒ２・・・遅角用油室（遅角用室）
【図１】
2005016482.tif 000003
【図２】
2005016482.tif 000004
【図３】
2005016482.tif 000005
【図４】
2005016482.tif 000006
【図５】
2005016482.tif 000007
【図６】
2005016482.tif 000008