(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの上部にシリンダヘッドの前面側から後面側に指向するカムシャフトを軸支して設け、該カムシャフトの端部に前記カムシャフトと同一な回転中心を有するセンシングロータを設け、該センシングロータの外周部に前記カムシャフトの回転状態を検出するカムポジションセンサを配設し、該カムポジションセンサを前記シリンダヘッドに取り付けた回転検出手段において、前記カムシャフトの前端と後端との間に配設されるシリンダヘッドの側面に前記シリンダヘッドの上面の外縁より外側に膨出する吸気マニホルド取付面を設け、前記吸気マニホルド取付面の側方に前記シリンダヘッドの側面から斜め下向きに膨出させたセンサ取付ボスを設け、該センサ取付ボスに取り付けたカムポジションセンサの指向性軸線が前記センシングロータの外周に設けた回転面と交わるように前記センシングロータを前記吸気マニホルド取付面より前記カムシャフトの回転軸線方向で外側に配設し、前記カムポジションセンサの指向性軸線を前記センシングロータの回転面に沿って設けた歯部と直交させるべく前記センシングロータの回転面を前記カムシャフトの回転軸線方向で前記シリンダヘッドの中心側から外側に向かって縮径する円錐台形状となるように形成したことを特徴とする回転検出手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転検出手段に係り、特に回転検出手段を傾斜状態に取り付けて回転軸の全長を短縮でき、部品の軽量化を図るとともに、全長の短縮化による搭載性の向上及びメンテナンススペースの拡大をも図る回転検出手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転検出手段、例えばカムポジションセンサは、回転軸であるカムシャフトに設けたセンシングロータ近傍に配設され、カムポジションを検出している。
【０００３】
カムシャフトはエンジンに配設されているものであり、詳述すると、このエンジンは、全面側にクランクシャフトを配設するシリンダブロックと、このシリンダブロック上面に装着されるシリンダヘッドと、シリンダヘッドの前面側から後面側に指向すべく配設されるカムシャフトとを有している。
【０００４】
前記回転検出手段としては、特開平８−６２２３６号公報に開示されるものがある。この公報に開示される回転速度検出用軸受ユニットは、車輪を装着する車軸に嵌着固定された内輪と車体側に固定されるナックルに固定された外輪とこれら内輪と外輪との間に配置された転動とを備え、且つ内輪と外輪内部をシールにより密封構造とした軸受ユニットにおいて、内輪の外周面にパルサーリングを嵌着固定し、車軸とナックルとの間に位置する外輪の角部に端部が縮径する傾斜平坦部を設けるとともに、傾斜平坦部にパルサーリングにその先端部を対向配置したセンサを取り付け、内蔵したセンサの交換が容易で、且つブレーキ装置等による幅射熱の影響を回避している。
【０００５】
また、特開平８−２２０１２０号公報に開示されるものがある。この公報に開示される車輪回転速度検出装置の取付構造およびピックアップセンサは、車輪側にその回転軸と同軸に固定され、且つ周方向に連続する凹凸を周面に有するリング状のセンサロータと、棒状の検知部をセンサロータの凹凸に近接させて車体側に固定されるピックアップセンサとで構成される車輪回転速度検出装置の取付構造において、センサロータは外周面に凹凸を有し、凹凸は歯すじが回転軸に平行であり、センサロータをハブに外嵌固定するとともに、ピックアップセンサの検知部の長さ方向を、回転軸に直交する面に対して傾けて取り付け、センサロータおよびピックアップセンサを周辺部材の邪魔にならないように配置している。
【０００６】
特開平９−６８０５３号公報に開示されるものがある。この公報に開示される内燃機関用センサ取付構造は、内燃機関のクランクシャフトに装着されるクランクプーリと補機用プーリとに補機駆動ベルトを捲回して設け、クランクシャフトのクランク角の回転状態を検出するセンサを有する内燃機関において、内燃機関の前面部位を覆うタイミングカバーを設け、タイミングカバー前面部位且つ補機駆動ベルトのベルトライン内側にはセンサを取り付けるための取付ボスを設け、補機駆動ベルトのベルトライン内側のスペースを有効利用するとともに、メンテナンス性を向上させている。
【０００７】
特開平１１−１１８８１８号公報に開示されるものがある。この公報に開示される車両における回転数検出用センサの取付構造及び歯車は、回転に伴う歯先の軌跡面の回転軸を含む平面における断面が回転軸に対して傾斜するリングギヤにおいて、各歯の外側面がリングギヤの回転軸を中心とする円筒の外周面の一部をなすように形成し、磁気センサはその検出面が各歯の外側面にて形成される円筒状の軌跡面に相対向するように設け、回転軸方向の位置が変化しても検出位置にある歯の一部と検出面との間の距離が変化しないようにしている。
【０００８】
特開平１１−１８３４９２号公報に開示されるものがある。この公報に開示される回転速度検出装置付転がり軸受ユニットは、自動車の急旋回時に微小隙間は、外輪とハブとの中心軸のずれと、外輪とハブとのアキシャル方向のずれとに基づき変化し、これらのずれに基づく微小隙間の変化が最も小さくなる部分にセンサを設置し、センサの出力を安定させて回転速度検出の信頼性を向上させている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のカムポジションセンサにおいては、カムシャフトの前方または後方側の端部に取り付けられている。
【００１０】
そして、カムポジションセンサがエンジン後方であるカムシャフトの後方側に取り付けられる場合には、カムシャフトの全長及びエンジン全長が長くなり、車両への搭載性が悪化し、実用上不利であるという不都合がある。
【００１１】
また、カムポジションセンサがエンジン前方であるカムシャフトの前方側に取り付けられる場合には、マウントや補機のレイアウトが複雑化していることにより、カムポジションセンサのレイアウトが他の部品のレイアウトに影響を与えることとなり、実用上不利であるという不都合がある。
【００１２】
前記カムポジションセンサは、図１２に実線で示す如き指向性軸線Ｌ１を有している。このとき、カムポジションセンサの指向性軸線Ｌ１は、カムポジションセンサ用取付ボルトの中心とカムポジションセンサの中心とを結ぶ方向となっている。なお、この方向に沿ってセンシングロータの歯部１２４が動かなければ、カムポジションを検出できないものである。
【００１３】
そして、センシングロータの歯部１２４の動き（「流れ」ともいう）は、図１２に破線で示す如く、前記カムポジションセンサの指向性軸線Ｌ１に対して同一の向きとなっている。
【００１４】
しかし、前記カムポジションセンサの取付上の要因によってカムポジションセンサが、図１３に実線で指向性軸線Ｌ１を示す如く、傾いた状態に取り付けられる場合がある。
【００１５】
このとき、カムポジションセンサの傾き状態が大なる場合には、カムポジションを検出できない状態が惹起される惧れがあるという不都合がある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、シリンダヘッドの上部にシリンダヘッドの前面側から後面側に指向するカムシャフトを軸支して設け、該カムシャフトの端部に前記カムシャフトと同一な回転中心を有するセンシングロータを設け、該センシングロータの外周部に前記カムシャフトの回転状態を検出するカムポジションセンサを配設し、該カムポジションセンサを前記シリンダヘッドに取り付けた回転検出手段において、前記カムシャフトの前端と後端との間に配設されるシリンダヘッドの側面に前記シリンダヘッドの上面の外縁より外側に膨出する吸気マニホルド取付面を設け、前記吸気マニホルド取付面の側方に前記シリンダヘッドの側面から斜め下向きに膨出させたセンサ取付ボスを設け、該センサ取付ボスに取り付けたカムポジションセンサの指向性軸線が前記センシングロータの外周に設けた回転面と交わるように前記センシングロータを前記吸気マニホルド取付面より前記カムシャフトの回転軸線方向で外側に配設し、前記カムポジションセンサの指向性軸線を前記センシングロータの回転面に沿って設けた歯部と直交させるべく前記センシングロータの回転面を前記カムシャフトの回転軸線方向で前記シリンダヘッドの中心側から外側に向かって縮径する円錐台形状となるように形成したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、回転検出手段を取り付ける際には、回転検出手段の指向性軸線をセンシングロータの回転方向に対して交差するように配設するとともに、センシングロータの歯部の幅方向を回転検出手段の指向性軸線に対して直交するように配設し、回転検出手段を傾斜状態に取り付けて回転軸の全長を短縮し、部品の軽量化を可能とするとともに、全長の短縮化による搭載性の向上及びメンテナンススペースの拡大を果たしている。
【００１８】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図９はこの発明の実施例を示すものである。図３及び図５において、２はエンジンである。
【００２０】
このエンジン２は、図示しないシリンダブロックと、このシリンダブロックの上面に装着されるシリンダヘッド４と、シリンダヘッド４の上面４ａ（「デッキ面」ともいう）に装着されるシリンダヘッドカバー（図示せず）と、前記シリンダブロックの下部に装着される図示しないオイルパンとを有している。
【００２１】
また、前記シリンダヘッド４の上部には、図３及び図５に示す如く、シリンダヘッド４の前面側から後面側に指向する回転軸であるカムシャフト６を複数個のカムキャップ８によって軸支して設け、カムシャフト６の上面部位を前記シリンダヘッドカバー（図示せず）によって被覆して設ける。
【００２２】
そしてこのとき、前記カムシャフト６は、エンジン２の仕様によって吸排気用として各１本の合計２本が配設される場合があるが、この実施例においては、単に「カムシャフト６」として説明する。
【００２３】
なお、図３及び図５に示す前記エンジン２において、符号１０は吸気マニホルド取付面、１２はブローバイガス通路、１４は点火プラグガイド、１６はＥＧＲバルブ取付面、１８はＥＧＲ通路である。
【００２４】
更に、前記カムシャフト６の一端側にセンシングロータ２０を設け、このセンシングロータ２０の外周部位には、カムシャフト６の回転状態を検出しカムポジションを検出する回転検出手段であるカムポジションセンサ２２を設ける。
【００２５】
このとき、このカムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１を前記センシングロータ２０の回転方向に対して交差するようにカムポジションセンサ２２を配設するとともに、前記センシングロータ２０の歯部２４の幅方向をカムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１に対して直交するように設ける構成とする。
【００２６】
詳述すれば、カムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１は、図１及び図２に示す如く、カムポジションセンサ２２本体の軸方向、つまり本体軸線Ｌ２周りにおいて、前記シリンダヘッド４にカムポジションセンサ２２を取り付ける際に使用される取付ボルト２６とカムポジションセンサ２２の中心とを結ぶ線分上に位置し、このカムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１の方向に沿って前記センシングロータ２０の歯部２４を動作させてカムポジションを検出するものである。
【００２７】
なお、前記カムポジションセンサ２２本体の本体軸線Ｌ２周りは、シリンダヘッド４に形成されるセンサ取付ボス２８の取付面２８ｆに対して平行な面上にある。
【００２８】
また、前記センシングロータ２０の回転軸線Ｌ３は、図１〜図３に示す如く、カムシャフト６の回転軸線Ｌ４と同一な回転中心を有している。
【００２９】
そして、センシングロータ２０の回転方向への回転によって、図１及び図２に示す如く、カムシャフト６の回転軸線Ｌ４に対して直交するセンシングロータ２０の回転面Ｆを現出させる。
【００３０】
更に、センシングロータ２０を、図３〜図７に示す如く、外周部位の歯部２４をスパイラル状とした傘歯車形状（「円錐台形状」ともいう）に形成する。
【００３１】
前記カムポジションセンサ２２をシリンダヘッド４に配設する際に、図３〜図５に示す如く、エンジン２の前後方向（図３においては左右方向）に対して傾斜させて取り付け、カムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１をセンシングロータ２０の回転方向、例えば回転面Ｆに対して交差させるとともに、前記センシングロータ２０の歯部２４の幅方向に対してカムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１を直交させるものである。
【００３２】
また、前記カムポジションセンサ２２をシリンダヘッド４に配設する際には、図３に示す如く、カムポジションセンサ２２本体の軸方向、つまり前記本体軸線Ｌ２をセンシングロータ２０の回転面Ｆに対して傾斜させて設ける。
【００３３】
なお、カムポジションセンサ２２の配設状態において、カムシャフト６の回転軸線Ｌ４をｘ軸、ｘ軸に直交する回転面Ｆ上の軸線Ｌ５をｙ軸、そして、回転面Ｆ上に位置し、ｘ軸及びｙ軸に夫々直交する軸線Ｌ６をｚ軸とした際に、図１に示す如く、デッキ面であるシリンダヘッド４の上面４ａはｘ軸周りの回転角αを有しているとともに、カムポジションセンサ２２本体の本体軸線Ｌ２はｙ軸周りの回転角βを有し、カムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１はカムポジションセンサ２２本体の本体軸線Ｌ２周りの回転角γを有している。
【００３４】
単純化した改良案としては、図２に示す如く、回転角βをなくすとともに、センシングロータを円板状化したものが考えられる。
【００３５】
そしてこのとき、改良案においては、回転角αによる傾斜は問題視する必要がないものである。
【００３６】
なお、符号Ｄは、前記エンジン２のシリンダヘッド４においてカムポジションセンサ２２の取付スペースとして使用されるデッドスペース、３０はシリンダヘッドカバー取付用ボルト孔部である。
【００３７】
次に作用を説明する。
【００３８】
前記エンジン２のシリンダヘッド４にカムポジションセンサ２２をシリンダヘッド４に配設する際には、エンジン２の前後方向（図３においては左右方向）に対して傾斜させて取り付け、カムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１をセンシングロータ２０の回転方向、例えば回転面Ｆに対して交差させるとともに、前記センシングロータ２０の歯部２４の幅方向に対してカムポジションセンサ２２の指向性軸線Ｌ１を直交させる。
【００３９】
そしてこのとき、カムポジションセンサ２２本体の軸方向、つまり前記本体軸線Ｌ２を、図３に示す如く、センシングロータ２０の回転面Ｆに対して傾斜させる。
【００４０】
これにより、前記エンジン２のシリンダヘッド４に対してカムポジションセンサ２２を傾斜状態に取り付けることができ、従来のものに比し、カムシャフト６の全長を短縮でき、部品の軽量化及びエンジン２の前後長の短縮化が可能となり、実用上有利である。
【００４１】
また、前記エンジン２の全長を短縮することができることにより、エンジンの搭載性の向上及び室内空間の拡大に伴うエンジンルームの小型化、そしてメンテナンススペースの拡大にも対応することが可能となるものである。
【００４２】
更に、前記エンジン２の後方部位には、ＥＧＲバルブやサーモセンサ等の部品が取り付けられることとなるが、傾斜したカムポジションセンサ２２によって、これらの部品のレイアウトの自由度を向上することも可能である。
【００４３】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００４４】
例えば、この発明の実施例においては、カムポジションセンサの取付位置に応じて、外周部位の歯部をスパイラル状とした傘歯車形状（「円錐台形状」ともいう）のセンシングロータを形成する構成としたが、センシングロータ３２を円板形状とするとともに、センシングロータ３２外周部位の歯部３４からのセンシング信号をカムポジションセンサ３６に真っ直ぐに引き込むための信号偏向手段３８を設ける特別構成とすることも可能である。
【００４５】
すなわち、図示しないカムシャフトの軸方向に対して直交すべく円板形状のセンシングロータ３２を配設するとともに、このセンシングロータ３２に対して傾斜した状態にカムポジションセンサ３６が配設されている場合に、図１０に示す如く、カムポジションセンサ３６の先端部位にプリズムからなる信号偏向手段３８を設け、この信号偏向手段３８によって、センシングロータ３２外周部位の歯部３４からのセンシング信号をカムポジションセンサ３６に真っ直ぐに引き込むものである。
【００４６】
さすれば、前記センシングロータ３２の形状を簡略な円板形状とすることができ、製作が容易であるとともに、カムポジションセンサ３６の取付状態に拘わらず、信号偏向手段３８によって、センシングロータ３２外周部位の歯部３４からのセンシング信号をカムポジションセンサ３６に真っ直ぐに引き込むことができ、実用上有利である。
【００４７】
また、カムポジションセンサ３６がセンシングロータ３２の回転面に対して直交する状態に配設される場合には、図１１に示す如く、厚み（勾配）の異なる先端部位にプリズムからなる信号偏向手段４２を使用すれば、容易に対処し得るものである。
【００４８】
なお、上述し信号偏向手段としてプリズムを使用する構成としたが、信号を偏向できるものであればよく、プリズムの代わりに、例えば反射鏡等の信号反射手段を使用して信号を偏向させる構成とすることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、回転検出手段を傾斜状態に取り付けることができ、従来のものに比し、回転軸の全長を短縮でき、部品の軽量化が可能となり、実用上有利であるとともに、全長の短縮化による搭載性の向上及びメンテナンススペースの拡大に対応することが可能となるものである。また、傾斜した回転検出手段近傍に配設される部品のレイアウトの自由度を向上することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例を示すカムシャフトへのカムポジションセンサの取付状態の概略説明図である。
【図２】 他の改良案におけるカムシャフトへのカムポジションセンサの取付状態の概略説明図である。
【図３】 エンジンのシリンダヘッドの平面図である。
【図４】 図３の４−４線による要部拡大断面図である。
【図５】 エンジンのシリンダヘッドの右側面図である。
【図６】 センシングロータの拡大正面図である。
【図７】 カムポジションセンサの指向性軸線とセンシングロータの歯部の動きとの関係を示す概略説明図である。
【図８】 カムポジションセンサの指向性軸線を傾斜させて表示した状態の概略説明図である。
【図９】 カムポジションセンサの指向性軸線を垂直状態として表示した状態の概略説明図である。
【図１０】 この発明の他の第１の実施例を示すセンシングロータとカムポジションセンサとの概略拡大図である。
【図１１】 この発明の他の第２の実施例を示すセンシングロータとカムポジションセンサとの概略拡大図である。
【図１２】 この発明の従来技術を示すカムポジションセンサの指向性軸線とセンシングロータの歯部の動きとの関係を示す概略説明図である。
【図１３】 取付上の要因によってカムポジションセンサの指向性軸線が傾斜した状態を表示する概略説明図である。
【符号の説明】
２    エンジン
４    シリンダヘッド
４ａ    上面
６    カムシャフト
８    カムキャップ
２０    センシングロータ
２２    カムポジションセンサ
２４    歯部
２６    取付ボルト
Ｌ１    カムポジションセンサの指向性軸線
Ｌ２    カムポジションセンサ本体の軸方向、つまり本体軸線
Ｌ３    センシングロータの回転軸線
Ｌ４    カムシャフトの回転軸線
Ｆ    センシングロータの回転面
Ｌ５    ｘ軸に直交する回転面上の軸線
Ｌ６    ｘ軸及びｙ軸に夫々直交する軸線
α    ｘ軸周りの回転角
β    ｙ軸周りの回転角
γ    カムポジションセンサ本体の本体軸周りの回転角
Ｄ    デッドスペース
【図１】
0003952353.tif 000002
【図２】
0003952353.tif 000003
【図３】
0003952353.tif 000004
【図４】
0003952353.tif 000005
【図５】
0003952353.tif 000006
【図６】
0003952353.tif 000007
【図７】
0003952353.tif 000008
【図８】
0003952353.tif 000009
【図９】
0003952353.tif 000010
【図１０】
0003952353.tif 000011
【図１１】
0003952353.tif 000012
【図１２】
0003952353.tif 000013
【図１３】
0003952353.tif 000014