(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側にクランクシャフトプーリ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するエンジンにおいて、前記シリンダヘッドの側面側からカムシャフトの長手方向に対して直交しカムシャフト後端部に角度センサを指向させるべくシリンダヘッドの側面壁部にセンサ取付孔部を設け、前記シリンダヘッドの側面壁部に前記角度センサを固定するボルトが螺合する固定部を設け、センサ取付孔部に前記シリンダヘッドの後面壁部の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせ、前記固定部に螺合される前記ボルトの延長線上にシリンダヘッドカバー合わせ面が位置するとともに、このシリンダヘッドカバー合わせ面の外側部位を肉抜きして前記固定部に設けたボルト孔を貫通孔形状としたことを特徴とするエンジンの角度センサ取付構造。
【請求項２】
吸気側の側面壁部に設けた吸気マニホルド取付面の上部に前記センサ取付孔部を配設し、前記センサ取付孔部より上方箇所に角度センサ固定用ボルトの螺合する固定部を形成し、該固定部と前記取付孔部とをカム軸長手方向でオーバラップさせて配設したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの角度センサ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの角度センサ取付構造に係り、特にセンサ取付孔部にシリンダヘッドの後面壁部の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせ、シリンダヘッドの全長を短縮させることができ、小型・軽量化を図り得るエンジンの角度センサ取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンは、前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。
【０００３】
そして、カムシャフトのセンシングロータを配設するとともに、このセンシングロータ近傍に角度センサを配設し、カムポジションを検出している。
【０００４】
前記エンジンの角度センサ取付構造としては、特開平６−２９９８６５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センサは、筒体内周面に回転角検出用突起が形成され回転軸の一方の端部に取り付けられるシグナルロータと、回転軸を軸支するハウジングの回転軸の一方の端部に対向する側壁の回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、開口部にハウジングの側壁の外側よりシグナルロータの回転角検出用突起の内接円内側に非接触状態で、且つハウジング内に取り付けられるセンサ本体とからなる。
【０００５】
また、特開平８−６８３４６号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるエンジンの角度センサ装置は、エンジンに備えた動弁機構のカム軸を、シリンダヘッドの軸受にカムキャップを介して軸支し、カム軸にトリガホイールを設け、このトリガホイールに対向して角度センサを配置したエンジンの角度センサ装置において、角度センサをカムキャップに設け、取付スペースを容易に確保するとともに、取付精度を向上させている。
【０００６】
更に、特開平８−１７０５７６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のクランク角検出装置は、クランク角被検出部を有し、且つ内燃機関に同期して回転する回転体と、この回転体に対向して設けられるとともに、回転体の回転に伴いクランク角被検出部を検出して電気信号を出力する検出体を有した回転角センサとを備える内燃機関のクランク角検出装置において、回転体が収容されたセンサ取付け部に、円形のセンサ嵌合孔およびこの孔の回りに位置するねじ孔を夫々設け、センサ嵌合孔にその周方向に沿って回転可能に挿入される挿入部を、検出体が内蔵された回転角センサのケーシングに設け、挿入部の中心軸線に対して検出体を変身して配置し、挿入部にセンサ取付け部の外面に重なる固定鍔を一体に突設し、この鍔にネジ孔に対向する長孔を挿入部の中心軸線を中心とする円弧状をなして設け、長孔を通ってねじ孔に螺合される取付ボルトで回転角センサをセンサ取付け部に固定し、小形で安価な構成とするとともに、クランク角度位置の初期設定の調整を行っている。
【０００７】
更にまた、実開平５−１９５３８号公報に開示されるものがある。この公報に開示されるクランク角センサの取付構造は、シリンダヘッドに装着されたカムシャフトの軸方向一端部にクランク角センサが装着されたクランク角センサの取付構造において、クランク角センサを取付ブラケットに固定し、取付ブラケットにおける外周辺の一方をシリンダヘッドにボルト締結し、他方をカムキャップにボルト締結し、クランク角センサを安定して取り付け、エンジンの振動に対して十分に耐えるとともに、検出精度の低下を防止している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のエンジンの角度センサ取付構造において、クランク角度を検出するための角度センサをカムシャフトに設ける場合には、カムシャフトの軸方向の位置にスプロケットやプーリ等のカムシャフト駆動部に連絡するタイミングベルトやチェーン等と干渉しないように角度センサや配線を行う必要があり、角度センサの大きさやレイアウト上の制約が大きいものである。
【０００９】
また、可変バルブタイミング機構を備えたエンジンにおいては、その位相検出のために、カムシャフト側にセンシングロータを設ける必要があるので、スプロケットやプーリにセンシングロータを設けたものでは要求を満たすことができない。
【００１０】
前記カムシャフトの気筒間にセンシングロータを設けるとともに、このセンシングロータに対応した位置に角度センサを設置する場合に、角度センサが吸気マニホルドや燃料パイプ、インジェクタ等の吸気部品と干渉するという不具合がある。
【００１１】
更に、センシングロータは、別体に形成して圧入する際には、カムの長径以上の圧入径とする必要があるため、大型化するという不具合がある。
【００１２】
前記センシングロータとカムシャフトとを一体的に形成すると、加工コストがアップし、経済的に不利であるという不具合がある。
【００１３】
上述のことからセンシングロータをカムシャフト後端に設置する方策が、レイアウト上及びコスト上有利であると思料される。
【００１４】
しかし、センシングロータをシリンダヘッド後端よりも後方に設置し、別体のケースに角度センサを取り付けると、シリンダヘッド全長及びカムシャフト全長が長くなるとともに、重量も増加し、また別体のケースの取付部位におけるシール性、取付位置精度が低下し、部品点数が増加するという問題がある。
【００１５】
ここで、各図に沿って説明すると、図１１に示す如く、シリンダヘッド１０６の側面側にセンサ取付孔部１３６を設けている。そしてこのとき、センサ取付孔部１３６の形成位置から離間させるべく、前記シリンダヘッド１０６の後面壁部１３８を後方向に突出させている。
【００１６】
この結果、前記シリンダヘッド１０６の後面壁部１３８が後方向に突出しており、シリンダヘッド１０６の全長が大となって、小型・軽量化できないという不都合がある。
【００１７】
また、シリンダヘッドにセンサ取付孔部を設けるとともに、このセンサ取付孔部に係合する角度センサを設け、シリンダヘッドのボス部に角度センサ固定用ボルトの螺合するタップ孔部である固定部を形成する際には、図１２に示す如く、センサ取付孔部２３６の左側部位、つまり吸気マニホルド取付面２４２から離間するシリンダヘッド２０６の外側部位たるエンジン後方にボス部２４４を長さＬだけ突出させて設け、このボス部２４４に固定部２４８を形成したものや、図１３に示す如く、センサ取付孔部３３６の直下箇所にボス部３４４を設けるとともに、このボス部３４４に固定部３４８を形成したもの、図１４に示す如く、センサ取付孔部４３６の右側部位、つまり吸気マニホルド取付面４４２に接近するシリンダヘッド４０６部位たるエンジン前方にボス部４４４を設け、このボス部４４４に固定部４４８を形成したものが考えられる。
【００１８】
しかし、図１２に示す如く、固定部２４８を形成すると、シリンダヘッド２０６の外側部位、すなわちエンジン後方にボス部２４４が長さＬだけ突出することとなり、シリンダヘッド２０６の全長が大となり、大型化するとともに重量も大となるという不都合がある。
【００１９】
更に、上述の図１３あるいは図１４に示す如く、ボス部３４４、４４４に固定部３４８、４４８を形成すると、フライスカッタのカッタ径をＤとした際に、図１６に示す如く、ボス部３４４、４４４の一部が切削されてしまうため、カッタ径Ｄよりも小なるカッタ径Ｄ１にて加工を行う必要がある。
【００２０】
しかし、カッタ径Ｄ１が吸気マニホルド取付面３４２、４４２よりも小なることにより、カッタを前後方向に加えて、上下方向へも移動させる必要があり、加工作業が複雑化し、加工コストが大となるとともに、加工面の平面度が低下するという不都合がある。
【００２１】
そして、カッタ径を、カッタ径Ｄよりも大なるカッタ径Ｄ２とすると、ボス部３４４への接触は解消できるものの、図１５及び図１６に示す如く、が吸気マニホルド取付面３４２の上部（図１５及び図１６の斜線部分参照）を切除する惧れがあり、実用上不利であるという不都合がある。
【００２２】
更にまた、図１３に示す如く、センサ取付孔部３３６の直下箇所にボス部３４４を設けるとともに、このボス部３４４に固定部３４８を形成したものにおいては、図１７に示す如く、固定部３４８を貫通孔形状とすることができず、余肉部分によって重量増加となり、実用上不利であるという不都合がある。
【００２３】
また、図１７に示す如き固定部３４８を貫通孔形状とすると、シール材付きボルトを使用する必要があるとともに、コストが大となり、固定部を袋穴形状とすると、切粉除去が効率良くできず、貫通孔形状のものに比し、工数が増加し、加工費が大となるという不都合がある。
【００２４】
更に、図１８に示す如く、センサ取付孔部５３６の直上箇所にボス部５４４を設けるとともに、このボス部５４４に固定部５４８を形成した際に、上方から肉抜きを行い、固定部５４８に螺合されるボルト５４６の延長線上にシリンダヘッドカバーのシリンダヘッドカバー合わせ面５５０を位置させていない場合、つまり距離Ｓだけ離間させた場合には、ボス部５４４が、図１８の斜め右上方向に突出することとなり、シリンダヘッドの重量が増加するという不都合がある。
【００２５】
更にまた、図１９に示す如く、上方からの肉抜きをせずに、センサ取付孔部６３６の直上箇所に位置するボス部６４４に固定部６４８を形成すると、固定部６４８の先端部位において、一部が外部に連通し、片当たり状態となり、ドリル折れや加工精度の低下を来す惧れがあるとともに、シリンダヘッドカバー合わせ面６５０やシール面の一部を切削する惧れがあり、実用上不利であるという不都合がある。
【００２６】
【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、前面側にクランクシャフトプーリ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するエンジンにおいて、前記シリンダヘッドの側面側からカムシャフトの長手方向に対して直交しカムシャフト後端部に角度センサを指向させるべくシリンダヘッドの側面壁部にセンサ取付孔部を設け、前記シリンダヘッドの側面壁部に前記角度センサを固定するボルトが螺合する固定部を設け、センサ取付孔部に前記シリンダヘッドの後面壁部の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせ、前記固定部に螺合される前記ボルトの延長線上にシリンダヘッドカバー合わせ面が位置するとともに、このシリンダヘッドカバー合わせ面の外側部位を肉抜きして前記固定部に設けたボルト孔を貫通孔形状としたことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、エンジンのシリンダヘッドの後面壁部にセンサ取付孔部を設ける際には、センサ取付孔部にシリンダヘッドの後面壁部の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせ、固定部に螺合されるボルトの延長線上にシリンダヘッドカバー合わせ面が位置するとともに、このシリンダヘッドカバー合わせ面の外側部位を肉抜きして固定部に設けたボルト孔を貫通孔形状とし、シリンダヘッドの全長を短縮させ、小型・軽量化を図っている。
【００２８】
【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。
【００２９】
図１〜図８はこの発明の実施例を示すものである。図３及び図４において、２はエンジンである。
【００３０】
このエンジン２は、シリンダブロック４と、このシリンダブロック４の上面に装着されるシリンダヘッド６と、シリンダヘッド６の上面に装着されるシリンダヘッドカバー８と、前記シリンダブロック４の下部に装着されるオイルパン１０とを有している。
【００３１】
また、前記シリンダブロック４の下面にクランクシャフト１２を軸支して設け、このクランクシャフト１２の一端側たる前面側にクランクシャフトプーリ１４を配設し、クランクシャフトプーリ１４とオルタネータ１６とウォータポンプ１８とをベルト２０によって連絡して設ける。
【００３２】
前記シリンダヘッド６の上部には、図５に示す如く、シリンダヘッド６の前面側から後面側に指向する吸気用第１カムシャフト２２と排気用第２カムシャフト２４とを軸支して設け、これらの第１、第２カムシャフト２２、２４の上面部位を前記シリンダヘッドカバー８によって被覆して設ける。
【００３３】
更に、前記エンジン２のシリンダヘッド６には、吸気マニホルド２６と排気マニホルド２８とが装着され、吸気マニホルド２６の上流側には、エアクリーナ３０やサージタンク３２が配設されている。
【００３４】
そして、前記シリンダヘッド６の側面側から吸気用第１カムシャフト２２の長手方向に対して直交し第１カムシャフト２２の後端部２２ｂに角度センサ３４を指向させるべく、シリンダヘッド６の側面壁部６ｓにセンサ取付孔部３６を設け、このセンサ取付孔部３６に前記シリンダヘッド６の後面壁部３８の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせるべく構成する。
【００３５】
詳述すれば、前記第１カムシャフト２２の後端部２２ｂにセンシングロータ４０を圧入して設け、このセンシングロータ４０に角度センサ３４を指向させるべく、図６に示す如く、シリンダヘッド６の側面側且つ吸気マニホルド２６の吸気マニホルド取付面４２の上部にセンサ取付孔部３６を設けるものである。
【００３６】
また、センサ取付孔部３６を設ける際には、図１に示す如く、センサ取付孔部３６に前記シリンダヘッド６の後面壁部３８の厚さ方向の一部をオーバラップさせるべく、後面壁部３８を第１カムシャフト２２の後端部２２ｂ側に接近させて設ける。
【００３７】
更に、前記角度センサ３４のセンサ本体の直上箇所のシリンダヘッド６のボス部４４に、角度センサ固定用ボルト４６の螺合するタップ孔部である固定部４８を形成する。
【００３８】
そして、図２及び図６に示す如く、固定部４８に螺合されるボルト４６の延長線上に、シリンダヘッド６にシリンダヘッドカバー８を装着する際のシリンダヘッドカバー合わせ面５０が位置するとともに、このシリンダヘッドカバー合わせ面５０の外側部位を肉抜きして前記固定部４８を貫通孔形状とする。
【００３９】
なお、符号５２はスロットルボディ、５４はレゾネータである。
【００４０】
次に作用を説明する。
【００４１】
前記エンジン２のシリンダヘッド６の後面壁部３８にセンサ取付孔部３６を設ける際には、図１に示す如く、後面壁部３８を第１カムシャフト２２の後端部２２ｂ側に接近させ、センサ取付孔部３６にシリンダヘッド６の後面壁部３８の厚さ方向の一部をオーバラップさせる。
【００４２】
また、前記吸気マニホルド取付面４２を加工機械、例えば図示しないフライスカッタで加工する際には、図８に示す如く、カッタ径Ｄを有するフライスカッタで行うと、カッタ径Ｄにて吸気マニホルド取付面４２の上下方向を全て覆うこととなり、フライスカッタをシリンダヘッド６の前後方向（図８の左右方向）に移動させてのみで、吸気マニホルド取付面４２の全ての面の加工が行われる。
【００４３】
更に、前記シリンダヘッド６のボス部４４に固定部４８を形成する際には、図２及び図６〜図８に示す如く、前記角度センサ３４のセンサ本体の直上箇所に位置するシリンダヘッド６のボス部４４に固定部４８を形成する。
【００４４】
これにより、前記センサ取付孔部３６にシリンダヘッド６の後面壁部３８の厚さ方向の一部をオーバラップさせ、シリンダヘッド６の全長を、従来のものに比し長さＸだけ短縮させることができ、小型・軽量化を図り得て、実用上有利である。
【００４５】
また、前記角度センサ３４のセンサ本体の直上箇所のシリンダヘッド６のボス部４４に、角度センサ固定用ボルト４６の螺合するタップ孔部である固定部４８を形成することにより、シリンダヘッド６の全長を短縮させることができ、小型・軽量化を図り得るとともに、シリンダヘッド６の吸気マニホルド取付面４２の加工時間を短縮することができ、設備費や加工コストを低廉とし得て、経済的に有利であり、しかも加工精度も向上させている。
【００４６】
更に、前記固定部４８に螺合されるボルト４６の延長線上に、シリンダヘッド６にシリンダヘッドカバー８を装着する際のシリンダヘッドカバー合わせ面５０が位置するとともに、このシリンダヘッドカバー合わせ面５０の外側部位を肉抜きして前記固定部４８を貫通孔形状としたことにより、シリンダヘッド６の吸気・排気方向、つまり幅方向の長さを短縮することができるとともに、センサ取付部位の軽量化と加工コストの低減とを実現し得る。
【００４７】
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。
【００４８】
例えば、この発明の実施例において、固定部４８を形成する際に、角度センサ３４のセンサ本体の直上箇所のシリンダヘッド６のボス部４４に形成したが、図９に示す如く、角度センサ固定用ボルトの螺合する固定部６２を、センサ取付孔部６４を中心として所定角度だけ回転させるとともにマニホルド取付面たる吸気マニホルド取付面４２上で、この吸気マニホルド取付面４２の外端位置に外接する径Ｄの仮想円弧を描出し、仮想円弧から離間する位置に形成する構成（ＳＧ１）とすることもできる。
【００４９】
すなわち、図９の実線あるいは破線で示す如く、センサ取付孔部６４を中心として縦軸あるいは横軸から所定角度だけ回転させ、マニホルド取付面たる吸気マニホルド取付面４２上で、この吸気マニホルド取付面４２の外端位置に外接する径Ｄの仮想円弧を描出し、仮想円弧から離間する位置のボス部６６に固定部６２を形成するものである。
【００５０】
さすれば、シリンダヘッドの全長を短縮させることができ、小型・軽量化を図り得るとともに、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面４２の加工時間を短縮することができ、設備費や加工コストを低廉とし得て、経済的に有利であり、しかも加工精度も向上させることができる。
【００５１】
また、図１０に示す如く、固定部７２を形成する際に、角度センサのセンサ本体の直下箇所のシリンダヘッド６のボス部７４に形成するとともに、ボス部７６のフライスカッタのカッタ径の軌跡に接触する箇所を切除した構成（ＳＧ２）とすることも可能である。
【００５２】
すなわち、ボス部７６を切除しても固定部７２における固定強度に影響のない程度に切除するものであり、固定強度が極端に低下する惧れがある場合には、固定部７２の形成位置の偏心等の方策で対応させる。
【００５３】
さすれば、シリンダヘッドの全長を短縮させることができ、小型・軽量化を図り得るとともに、シリンダヘッドの吸気マニホルド取付面４２の加工時間を短縮することができ、設備費や加工コストを低廉とし得て、経済的に有利であり、しかも加工精度も向上させ得る。
【００５４】
【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、センサ取付孔部にシリンダヘッドの後面壁部の厚さ方向の少なくとも一部をオーバラップさせ、シリンダヘッドの全長を、従来のものに比し短縮させることができ、小型・軽量化を図り得て、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す図６の〓−〓線による拡大断面図である。
【図２】角度センサ取付部位の概略断面図である。
【図３】エンジンの正面図である。
【図４】エンジンの平面図である。
【図５】シリンダヘッドカバーを取り外した状態のエンジンの拡大平面図である。
【図６】図５の矢視Ｖ〓によるエンジンの一部切欠き拡大図である。
【図７】タップ孔部部分の概略図である。
【図８】タップ孔部とフライスカッタのカッタ径とを示す概略説明図である。
【図９】この発明の他の第１の実施例を示すタップ孔部と吸気マニホルド取付面上で吸気マニホルド取付面の外端位置に外接する径Ｄの仮想円弧との概略説明図である。
【図１０】この発明の他の第２の実施例を示すタップ孔部とフライスカッタのカッタ径との概略拡大説明図である。
【図１１】この発明の従来技術を示す角度センサ取付部位の概略断面図である。
【図１２】この発明の第１の従来例を示すタップ孔部部分の概略図である。
【図１３】この発明の第２の従来例を示すタップ孔部部分の概略図である。
【図１４】この発明の第３の従来例を示すタップ孔部部分の概略図である。
【図１５】シリンダヘッドの概略図である。
【図１６】図１５の矢視ＸＶ〓によるタップ孔部とフライスカッタのカッタ径とを示す概略説明図である。
【図１７】第２の従来例による角度センサ取付部位の概略断面図である。
【図１８】この発明の第４の従来例を示す角度センサ取付部位の概略断面図である。
【図１９】この発明の第５の従来例を示す角度センサ取付部位の概略断面図である。
【符号の説明】
２    エンジン
４    シリンダブロック
６    シリンダヘッド
８    シリンダヘッドカバー
１２    クランクシャフト
２２    吸気用第１カムシャフト
２２ｂ    後端部
２４    排気用第２カムシャフト
２６    吸気マニホルド
３４    角度センサ
３６    センサ取付孔部
３８    後面壁部
４０    センシングロータ
４２    吸気マニホルド取付面
４４    ボス部
４６    角度センサ固定用ボルト
４８    固定部
５０    シリンダヘッドカバー合わせ面
【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】
0003791210.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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