(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に連結される回転位置指示装置であって、
本体部と、前記回転軸と連結可能な連結部と、前記回転軸に当接可能な当接部を備え、前記連結部と前記当接部は前記本体部をプレス成形することにより成形され、さらに前記連結部を支持する支持部を備えており、
前記支持部は、前記当接部の反当接側に配設される支持板により構成されており、
前記支持板は、前記本体部をプレス成形することにより前記当接部を支持するように配設されている回転位置指示装置。
【請求項２】
回転軸に連結される回転位置指示装置であって、
本体部と、前記回転軸と連結可能な連結部と、前記回転軸に当接可能な当接部を備え、前記連結部と前記当接部は前記本体部をプレス成形することにより成形され、さらに前記連結部を支持する支持部を備えており、
前記支持部は、前記当接部の反当接側に配設される支持板により構成されており、
前記支持板の外周面に突起部を備え、該突起部は前記本体部の内壁に当接している回転位置指示装置。
【請求項３】
絞り加工により板状片を有底円筒形に形成するとともに、該有底円筒形の底板に突部を形成する工程と、前記突部を切り曲げ加工して連結部及び当接部を形成する工程と、打ち抜き加工により前記連結部に孔を形成する工程と、打ち抜き加工により前記有底円筒形の側壁に指示部を形成する工程と、前記当接部に支持板を固定する工程と、を有する回転位置指示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のエンジンのシリンダカムシャフト等の回転軸に連結され、該回転軸の回転位置を示す指示部が設けられた回転位置指示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のエンジンに備えられるセンシングシリンダカムポジション（回転位置指示装置）は、その一端側がエンジンのシリンダカムシャフト（回転軸）の端部に連結され、該シリンダカムシャフトに連動して回転するように構成されている。また、センシングシリンダカムポジションの他端側には、シリンダカムシャフトの回転位置を示す指示部が設けられている。
そして、センシングシリンダカムポジションがシリンダカムシャフトの回転に連動して回転すると指示部の回転位置も変化するため、この指示部の位置を識別することによりシリンダカムシャフトの回転位置を検知することができる。通常、指示部の位置を識別するセンサとしては、指示部が通過したことを識別するセンサや、指示部の形状を識別するセンサ等が用いられる。なお、このセンサにより検知されたシリンダカムシャフトの回転位置の情報は、スパークプラグの点火時期の制御やコンピュータ制御のデータとして使用される。
【０００３】
従来のセンシングシリンダカムポジションの構成について、図１７および図１８を用いて説明する。なお、図１７は従来のセンシングシリンダカムポジション４０の斜視図を示している。また、図１８は図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面矢視図である。
センシングシリンダカムポジション４０は、精密鋳造や冷間鍛造により製造され、図１７および図１８に示すように連結部４１、指示部４２を備えている。
連結部４１はシリンダカムシャフト４４に対応した形状に形成されており、連結部４１とシリンダカムシャフト４４とを連結することができる。連結部４１に連接する当接部４１ａ（板厚ｔ）は、シリンダカムシャフト４４の端部４４ａに当接するように構成されている。また、連結部４１の中央位置には、センシングシリンダカムポジション４０をシリンダカムシャフト４４に固定（例えば、ボルト等により締付固定）する固定部材４５を挿通可能な孔４３が設けられている。
指示部４２は、例えば円周上の対向する位置に設けられた２つの指示片４２ａ，４２ｂを備えている。そして、この指示片４２ａ，４２ｂの回転位置はシリンダカムシャフト４４の回転（図１７では、矢印５０あるいは５１方向）に連動して変化する。従って、この指示片４２ａ，４２ｂの回転位置をセンサで識別することにより、シリンダカムシャフト４４の回転位置を検知することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
精密鋳造や冷間鍛造により製造する製造方法は、使用する型部材のコストが高くその寿命が短いうえに、加工するのに時間がかかる。従って、精密鋳造や冷間鍛造を用いて製造する従来のセンシングシリンダカムポジションは、製造コストが高い。
製造コストを低減する方法としては、センシングシリンダカムポジションをプレス成形により製造することが考えられる。しかしながら、プレス成形によりセンシングシリンダカムポジションを製造する場合には、精密鋳造や冷間鍛造により製造する場合に比して、特にシリンダカムシャフト４４の端部４４ａと当接する当接部４１ａの板厚ｔが所要板厚よりも薄くなる。従って、当接部４１ａの所要板厚を確保できないため、センシングシリンダカムポジションの所要強度を確保することが難しかった。また、センシングシリンダカムポジションの連結部４１及び当接部４１ａには高い加工精度が要求されるが、連結部４１及び当接部４１ａをプレス成形により精度良く加工するのが難しかった。
本発明者は、センシングシリンダカムポジションをプレス成形により製造することができれば、製造コストを低減させるうえにおいてメリットが大きいことから、プレス成形を用いたセンシングシリンダカムポジションについて鋭意検討した。その結果、本発明者は、当接部を支持する支持部を設けることにより、所要強度を備えたセンシングシリンダカムポジションをプレス成形により製造できることを見出した。また、プレス成形により連結部及び当接部を精度良く加工できることを見出した。
本発明は、プレス成形により製造され、所要強度及び所要加工精度を備えた回転位置指示装置及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の回転位置指示装置は、請求項１に記載の通りに構成されている。
請求項１に記載の回転位置指示装置によれば、支持部によって当接部を支持することができるため、所要強度を備えた回転位置指示装置をプレス成形により製造することができる。これにより、精密鋳造や冷間鍛造に比して切削加工等が必要ないため製造コストを低減させることができる。
【０００６】
また、請求項１に記載の回転位置指示装置では、前記当接部の反当接側に支持板を設けることにより、前記支持部が構成されている。
したがって、請求項１に記載の回転位置指示装置によれば、前記当接部とは別体の支持板を用いるため、前記支持部や前記当接部の構成を簡単にすることができる。
【０００７】
更に、請求項１に記載の回転位置指示装置によれば、前記本体部を前記連結部や当接部と同様にプレス成形することにより前記支持部を支持する支持板を配設することができるため、支持板を容易に配設することができる。
【０００８】
請求項２に記載の回転位置指示装置によれば、前記支持板の突起部が前記本体部の内壁に当接して固定される。従って、前記支持板を前記本体部に固定する方法が簡単である。
【０００９】
また、本発明の回転位置指示装置の製造方法は、請求項３に記載の通りに構成されている。
請求項３に記載の回転位置指示装置の製造方法を用いれば、所要強度を備えた回転位置指示装置をプレス成形により製造することができる。また、連結部及び当接部を切り曲げ加工等（プレス成形）により形成したため、所要加工精度を備えた回転位置指示装置をプレス成形により製造することができる。また、プレス成形を用いることにより、精密鋳造や冷間鍛造に比して切削加工等が必要ないため製造コストを低減させることができる。また、精密鋳造や冷間鍛造に比して重さを軽量化することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の回転位置指示装置の一実施の形態を、図１から図３に基づいて説明する。本実施の形態では、自動車のエンジンのシリンダカムシャフトの回転位置を示すセンシングシリンダカムポジションについて説明する。なお、図１はセンシングシリンダカムポジションの正面図である。また、図２は図１中のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図であり、図３は図１のセンシングシリンダカムポジションの背面図である。
図１および図２に示すように、本実施の形態のセンシングシリンダカムポジション１は、本体部２、連結部３、指示部４、支持板５等により構成されている。
【００１１】
本体部２の一端側には連結部３が突設され、他端側には指示部４が設けられている。
連結部３は、中空部を有する円柱形状の連結片３ａを備え、その周部には２つの突片３ｂ，３ｃを備えている。この連結片３ａおよび突片３ｂ，３ｃは、シリンダカムシャフト１０の凹部１０ａに嵌合可能な形状に形成されている。
また、連結片３ａの中央位置には孔８が設けられている。また、センシングシリンダカムポジション１とシリンダカムシャフト１０を連結した状態では、当接部７は、シリンダカムシャフト１０の端部１０ｂと当接する。
なお、突片３ｂと３ｃのそれぞれの中心を互いに結ぶ軸線ｍ１は、孔８の直径軸線ｍ２から平行方向にわずかにずれた位置に形成されている。このような位置に突片３ｂ，３ｃを設けることにより、シリンダカムシャフト１０に対するセンシングシリンダカムポジション１の絶対位置の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１２】
本体部２の内面側には本体部２の内径に対応した形状の支持板５が設けられている。支持板５は円盤状に形成され、当接部７との当接側は面取り処理されている。
また、支持板５の中央位置には孔５ａが設けられている。前記孔８および支持板５の孔５ａの内径は、センシングシリンダカムポジション１とシリンダカムシャフト１０とを連結固定する固定部材（例えばボルト）９の軸を挿通可能に設定されている。
また、本体部２の内周部には、支持板５を連結部３に対して固定する突部６が設けられている。突部６は、例えば本体部２を凸形状の型部材を用いて外面から凸押し加工することにより形成される。
【００１３】
図３に示すように、指示部４は、例えば円周上の対向する位置に設けられた２つの指示片４ａ，４ｂを備えている。この指示片４ａ，４ｂは、例えば本体部２の側壁を円周方向に所定の幅、所定の長さで切り欠いて円弧状（円弧の角度θ１，θ２）に形成される。
また、指示部４の指示片４ａ，４ｂに対向する位置に、指示片４ａ，４ｂを識別する光学式、磁気式等のセンサ（図示しない）が設置されている。このセンサはシリンダカムシャフト１０の回転に連動して回転する指示片４ａ，４ｂを識別することにより、シリンダカムシャフト１０の回転位置を検知する。
この指示片４ａ，４ｂの数、円弧の角度θ１，θ２、形状等は使用されるエンジンの種類や構成等により種々変更される。指示部４には突起４ｃが設けられており、この突起４ｃの形状により指示片のタイプ（数や大きさ等）を判別することができる。
【００１４】
また、支持板５には別の実施の形態が考えられる。この別の実施の形態の支持板２０を図４及び図５にしたがって説明する。
支持板２０は、円盤状に形成され円周面に複数の凸片２０ｂを備えた板片の円周上を、斜め方向（図５中の矢印３０方向）から面押し加工（図示しない型部材によりプレス成形）して形成される。この面押し加工により、凸片２０ｂには、外径が本体部２の側壁の内径よりも若干大きい突起部２０ａが形成される。従って、支持板２０を本体部２に挿設すると、支持板２０の外周面に設けられた突起部２０ａが本体部２の内壁に当接して摩擦力により固定される。なお、このような面押し加工をすることにより面取り部２０ｃを形成して、当接部７との当接側の面取り処理も同時に行うことができる。
また、支持板２０の中央位置には孔５ａと同形状の孔２０ｄが設けられている。
なお、突起部２０ａの形状、大きさ、形成する位置等は必要に応じて変更することができる。
【００１５】
次に、本実施の形態のセンシングシリンダカムポジションの製造手順について図２とともに図６から図１６を用いて説明する。なお、図６から図８はセンシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。また、図９，１１，１３はいずれもセンシングシリンダカムポジションの製造過程を示す正面図である。また、図１０，１２，１４はいずれもセンシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図であって、順に、図９中のＸ−Ｘ線断面矢視図、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面矢視図、図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面矢視図を示している。また、図１５はセンシングシリンダカムポジションの製造過程を示す背面図であり、図１６はセンシングシリンダカムポジションの製造過程を示す側面図である。
なお、本発明の実施の形態では、センシングシリンダカムポジションを「プレス成形」により製造する方法について記載している。本発明でいう「プレス成形」には、板状片等の被加工物を折り曲げる「折り曲げ加工」、切り曲げる「切り曲げ加工」、被加工物を所定の形状に打ち抜く「打ち抜き加工」の他に、被加工物を所定の型に押し込み、押し潰して成形する「絞り加工」、「据え込み加工」、被加工物の端部を切断して整形する「トリミング加工」、型部材を用いて被加工物を型押しする「型押し加工」、「凸押し加工」、「面押し加工」また、上記の加工を行った後に被加工物の加工精度を上げるために行う整形作業等も含むものとする。また、一つの型内で上記の加工を多数（複数あるいは全部）行う順送加工やトランスファープレス加工も含む。
【００１６】
まず、所定板厚（本実施の形態にあっては板厚２ｍｍ）の板状金属材料を図６から図８の順に絞り加工して有底円筒形に形成する。
第１工程において、板状片を絞り加工して、図６に示すようなカップ状体１１を形成する。カップ状体１１は、底片１１ａと側壁１１ｂを備え、外径Ｌ１、高さＨ１に形成される。また、側壁１１ｂの開口側の端面には、外側方向に拡がる略円弧状の縁片１１ｃが形成される。
【００１７】
次に、第２工程において、カップ状体１１をさらに絞り加工して、図７に示すように、外径Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）、高さＨ２（Ｈ１＜Ｈ２）のカップ状体１２を形成する。カップ状体１２は、カップ状体１１を径方向に縮小され高さ方向に引き伸ばされて形成され、底片１２ａ、側壁１２ｂ、縁片１２ｃを有している。
【００１８】
次に、第３工程において、カップ状体１２をさらに絞り加工して、図８に示すように、外径Ｌ２よりも小さい径Ｌ３を有し、有底円筒形の筒底部に半球形状の底片１３ａを有する高さＨ３（Ｈ２＞Ｈ３）のカップ状体１３を形成する。
【００１９】
次に、第４工程において、カップ状体１３をさらに絞り加工して、図９及び図１０に示すように、外径Ｌ３、高さＨ４（Ｈ３＞Ｈ４）のカップ状体１４を形成する。なお、カップ状体１４の底板には、外径Ｌ４（Ｌ３＞Ｌ４）、高さＨ５の円柱形状の突部１４ａが形成される。
【００２０】
次に、第５工程において、カップ状体１４の突部１４ａを切り曲げ加工して、図１１及び図１２に示すように、突部１５ａに切り曲げ片１５ｄ，１５ｅ（片幅Ｌ６）を有するカップ状体１５を形成する。切り曲げ片１５ｄ，１５ｅは、カップ状体１４の突部１４ａを切り込み線２１から２４（４箇所）に添って切り込みした後、切り込み片を図１０中の矢印２５方向に立ち上げて形成される。
このように、切り曲げ加工等により切り曲げ片１５ｄ，１５ｅを有するカップ状体１５を形成することにより、特にシリンダカムシャフト１０に嵌合する部分の加工精度を上げることができる。
【００２１】
次に、第６工程において、カップ状体１５の突部１５ａを打ち抜き加工して、図１３および図１４に示すように、突部１６ａの中央位置に内径ｄ（ｄ＜Ｌ４）の孔１８を有するカップ状体１６を形成する。ここでは、切り曲げ片１６ｄ，１６ｅの長径は突部１６ａの径よりも大きく側壁１６ｂの径よりも小さく形成される。また、カップ状体１６は、トリミング加工によりカップ状体１５の縁片１５ｃの一部（外側にはみ出した部分）を切断して形成される。
【００２２】
次に、第７工程において、カップ状体１６の側壁１６ｂの開放端側を打ち抜き加工して、図１５および図１６に示すような２つの指示片１９ａ，１９ｂを有する指示部１９を備えたカップ状体１７を形成する。指示片１９ａ，１９ｂは、円弧片状に形成される。
【００２３】
次に、カップ状体１７全体を図示しない型部材により型押しして、上記の加工の過程において発生した歪みやずれ等の修正を行う。
このような成形加工により、センシングシリンダカムポジション１の寸法を出すことができ、さらに加工精度の高いセンシングシリンダカムポジションを実現することができる。
【００２４】
その後、カップ状体１７の内面側に、別工程で製作した支持板５を固定する。支持板５は、円形状の板片（本実施の形態にあっては板厚４ｍｍ）の中央位置を孔５ａの形状に打ち抜き加工して形成される。
カップ状体１７に支持板５を固定する方法としては、支持板５をカップ状体１７に内挿した後、側壁１７ｂを外面から複数箇所（例えば４箇所）凸押し加工する。この凸押し加工により、側壁１７ｂの内周面に図２に示すような突部６が形成され支持板５が固定される。
一方、カップ状体１７に図４及び図５に示す支持板２０を固定する方法としては、支持板２０を側壁１７ｂの開放端側から挿入して、支持板５と同様の位置に設置する。この時、支持板２０の突起部２０ａは側壁１７ｂの内周面に当接して、摩擦力により固定される。従って、支持板５を固定する場合のように側壁１７ｂの内周面に突部６を形成する必要がないため支持板２０の固定が簡単である。
なお、以上に記載した各工程は、いずれも順送型のプレス成形により行うことができる。
以上のような工程により、図１から図３に示すようなセンシングシリンダカムポジション１をプレス成形により製造することができる。
【００２５】
以上のように構成した本実施の形態のセンシングシリンダカムポジション１によれば、連結部３の当接部７を支持板５により支持することができるため、当接部７の強度を所要強度に保持することができる。これにより、センシングシリンダカムポジションをプレス成形により製造することができ、精密鋳造や冷間鍛造に比して製造コストを低減させることができる。
また、連結部３とは別体の支持板５により当接部７を支持するため、当接部７の構成を簡単にすることができる。
また、連結部３は板状片を切り曲げ加工等（プレス成形）により形成されるため、連結部３を容易に形成することができる。
また、本体部２を凸押し加工（プレス成形）して、支持板５を固定する突部６を形成することができるため、支持板５の固定を容易に行うことができる。
また、支持板２０に突起部２０ａを設けたため、本体部２に支持板２０を簡単に固定することができる。
また、本実施の形態のセンシングシリンダカムポジション１の製造方法によれば、所要強度及び所要加工精度を備えたセンシングシリンダカムポジションをプレス成形により製造することができる。また、センシングシリンダカムポジション１をプレス成形により製造することができるため、センシングシリンダカムポジションの重さを軽量化することができる。
また、センシングシリンダカムポジション１を最終的に型押しする工程を設けることにより、途中の加工過程で発生した歪みやずれ等を修正することができ、センシングシリンダカムポジション１の加工精度を上げることができる。
【００２６】
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。
上記の実施の形態では、支持板５により連結部３の当接部７を支持する構成としたが、当接部７を支持する構成は種々変更可能である。例えば、本体部２の側壁を折り曲げ加工して、側壁の内周側に当接部７を支持する支持部を形成することもできる。支持部の構成は、エンジンの種類や使用するセンサの種類等に応じて適宜変更可能である。また、支持板５の形状等は必要に応じて変更可能である。
また、センシングシリンダカムポジション１の連結部３をシリンダカムシャフト１０の凹部１０ａに嵌合可能な凸形状に形成したが、連結部３の形状はシリンダカムシャフト１０側の形状に応じて種々変更することができる。
また、センシングシリンダカムポジション１をプレス成形で製造する工程について記載したが、加工する順番や工程の数等は必要に応じて変更可能である。
また、支持板５は突部６により４箇所を固定したが、突部６の数は必要に応じて変更可能である。また、支持板５は凸押し加工により突部６を形成して固定したが、支持板５の固定方法はプレス成形であればよく、種々変更可能である。
また、自動車のエンジンのシリンダカムシャフトの回転位置を指示するセンシングシリンダカムポジションについて説明したが、本発明は種々の回転軸の回転位置を示す回転位置指示装置として用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の回転位置指示装置によれば、プレス成形により製造され、所要強度を備えた回転位置指示装置を実現することができる。
また、支持部の構成を簡単にすることができ、連結部を容易に形成することができる。
また、支持板を容易に配設することができる。
また、請求項２に記載の回転位置指示装置によれば、支持板の固定方法が簡単である。
また、請求項３に記載の回転位置指示装置の製造方法を用いれば、所要強度及び所要加工精度を備えた回転位置指示装置をプレス成形により製造することができ、精密鋳造や冷間鍛造に比して製造コストを低減させることができる。また、精密鋳造や冷間鍛造に比して重さを軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のセンシングシリンダカムポジションの正面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図である。
【図３】センシングシリンダカムポジションの背面図である。
【図４】別の形態の支持板の斜視図である。
【図５】図４に示す支持板の側面図である。
【図６】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図７】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図８】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図９】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線断面矢視図である。
【図１１】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面矢視図である。
【図１３】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す縦断面図である。
【図１４】図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面矢視図である。
【図１５】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す背面図である。
【図１６】センシングシリンダカムポジションの製造過程を示す側面図である。
【図１７】従来タイプのセンシングシリンダカムポジションの斜視図である。
【図１８】図１７中のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面矢視図である。
【符号の説明】
１…センシングシリンダカムポジション
２…本体部
３…連結部
３ａ…連結片
３ｂ，３ｃ…突片
４…指示部
４ａ，４ｂ…指示片
５，２０…支持板
６…突部
７…当接部
１０…シリンダカムシャフト
２０ａ…突起部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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