回転センサ
【目的】コンパクトな構造にする。
【構成】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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方端側の側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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。
【構成】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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方端側の側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カムシャフトなどの回転軸に取り付けられてその回転軸の回転状態に関する電気信号を出力する回転センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガソリンエンジンの点火装置において、スパークプラグへ高電圧を分配するディストリビュータを使用しないものが普及してきている。そのような点火装置においては、点火時期を決定するための、気筒判別信号、クランク角度基準位置信号、及びエンジン回転数信号を出力するカムポジションセンサが使用さる。このようなカムポジションセンサにあっては、電磁式のものが一般的で、そのような電磁式では、それぞれの信号用のタイミングロータをカムシャフトに連結し、それらのタイミングロータと所定のギャップをあけて配設したピックアップから上記信号を得るように構成されている。また、特開平３−１２５０１号公報の回転角を測定する測定装置のように、回転軸の端部に取り付けられる強磁性材料のスリーブ体の内側にセンサコイルを配設する構成のものも知られている。このものでは、センサコイルは、ケーシングポットに一体に形成されたコイル保持体に形成されており、そのケーシングポットを回転軸を収納しているハウジングに取り付ければよいように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報のものの構成において、センサコイルは、スリーブ体と所定のギャップを有して配設する必要がある。一方、スリーブ体は回転軸の端部に取り付けられ、センサコイルを有するケーシングポットの取付位置如何によっては、前記ギャップはセンサコイルに対して均等な距離のものとはならない可能性がある。つまり、センサコイルは、ケーシングポット内側に同軸的に形成されたコイル保持体に形成されているものの、ケーシングポットとスリーブ体とを同軸的に配設するためのものは、ケーシングポット側にもスリーブ体側にも見当たらず、したがって、回転軸に対してケーシングポットを同軸的に配設するには高い精度が要求されることになる。
【０００４】また、ケーシングポットを回転軸を収納しているハウジングに取り付ける構造であるので、ハウジングの外側にその装置全体が突出する形状になり、これらの補機類をも含めたエンジン全体をコンパクトにする場合に、突出する寸法を小さくする必要があった。本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る回転センサは、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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方の端部に対向する側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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ことを特徴とする。
【０００６】本発明のセンサ本体としては、円筒形状をなし、その外周面の軸方向に離間して形成される少なくとも２条の溝部を有してなり、それぞれの溝部にＯリングシールを装入して開口部に取り付ける構造のものが好ましい。また、調整を容易にするためには、センサ本体が、前記回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、前記ハウジングの開口部に位置決めされているものが好ましい。
【０００７】
【作用】このような構成のものであれば、センサ本体は、回転軸と同軸上部位に設けられたハウジング側壁の開口部に、その外側から取り付けられるので、シグナルロータと同軸上に配設されることになる。したがって、センサ本体とシグナルロータの内周面の回転角検出用突起との間の距離は、センサ本体をハウジングに取り付けるのみで一定距離離間することになる。また、センサ本体はハウジング内に取り付けられるので、側壁外側に突出する部分が小さくなる。つまり、センサ本体とシグナルロータとの取付精度については、開口部が回転軸と同軸に設けられているので低下させることはなく、しかもセンサ本体はハウジングに直接取り付けられてセンサ本体のためのケースあるいはハウジングを必要とせず、高い取付精度を維持したまま小型化することができる。
【０００８】また、センサ本体を円筒形にして２本以上のＯリングシールを介して開口部に取り付ける構成にすれば、例えば、シリンダヘッドのように、油洩れの心配な部位に取り付ける場合であっても、センサ本体を点火タイミング調整のためにその取付ボルトをゆるめて、機関運転中にシグナルロータの回転軸周りに微細に動かしても、その軸線が傾くことを防止でき、油の漏洩やセンサ本体とシグナルロータ内周面の回転角検出用の突起との接触を未然に防ぐことができる。
【０００９】同様に、センサ本体を押付け手段により回転軸方向に圧縮反発力によりハウジングに押付けておけば、センサ本体の軸線とジクナルロータの中心軸線とを一致させ、点火タイミング調整時のセンサの軸線の傾きを防ぐことが容易になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１及び図２は、４気筒ＤＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１の、回転軸である吸気弁駆動カムシャフト２及び排気弁駆動カムシャフト（図示しない）を駆動するためのタイミングベルトが張架されるスプロケット室１１側の側端部分を示している。したがって、シリンダヘッド１が吸気弁駆動カムシャフト２と排気弁駆動カムシャフトとのハウジングとなる。
【００１１】このＤＯＨＣエンジンでは、排気弁駆動カムシャフトの一方端にスプロケットが固定され、そのスプロケットがクランク軸との間に張架されたチェーンによって駆動されるようになっている。そして、吸気弁駆動カムシャフト２と排気弁駆動カムシャフトとは、シリンダヘッド１のスプロケット室１１に近接するスペースに設置されるギヤにより相互に逆方向に回転するように構成されている。吸気弁駆動カムシャフト２及び排気弁駆動カムシャフトは、シリンダヘッド１の上部に形成された軸受部３により回転可能に軸支される。この軸受部３は、カムシャフトベアリングキャップ３１が取り付けられてカム軸軸支孔３２を形成する。カム軸軸支孔３２の内周面は、回転センサであるカム回転センサ４のセンサ本体であるスティックセンサ４１を取り付ける、シリンダヘッド１の側壁１５に設けられた取付部１２とキャップ１３とで形成されるセンサ取付孔１４と同軸に加工される。したがって、カム軸軸支孔３２とスティックセンサ４１の取付のための開口部となるセンサ取付孔１４とは、同軸上に形成されることになる。この取付部１２は、吸気弁駆動カムシャフト２の軸受部３を加工する場合に必要となる半円形の切欠を利用しているもので、吸気弁駆動カムシャフト２の端部に対向しているスプロケット室１１の外側側面であるシリンダヘッド１の側面１５に設けられる。したがって、吸気弁駆動カムシャフト２のシグナルロータ４２の取り付けられる一方の端部２１に対向する側壁１５に設けられるものである。この実施例におけるカム回転センサ４は、ディストリビュータのない点火システムに必要な、例えば気筒判別信号及びクランク角度基準位置信号を出力するものである。
【００１２】スティックセンサ４１は、フランジ４１ｃを有する円筒形状のケース４１ａと、そのケース４１ａ内の先端部近傍に収納されるコイル付きの鉄心とからなり、鉄心は、その円筒ケース４１ａの直径方向に磁石による磁界が形成され、その磁界内にコイルが巻回されてなる構造をしている。そして、この鉄心の長さは、ほぼケース４１ａの内径と同じにしてある。このケース４１ａの外周面には、取付部分のシール性を維持する目的と、スティックセンサ４１の取付微調整の際の軸線の傾き防止の目的で、Ｏリングシール５が装着される２条の溝４１ｂが軸方向に離間して形成されている。このスティックセンサ４１は、図３に示すように、シリンダヘッド１の側壁１５にフランジ４１ｃの下端側に穿設された取付調整孔４１ｄに挿入された１本のボルト６で固定されており、このボルト６をゆるめて微調整を行うことができるようになっている。なお、フランジ４１ｃの上端側には、出力信号を取り出すための配線の取出口４１ｅが形成されている。
【００１３】シグナルロータ４２は、ボス４２ａ付きの円筒形の筒体４２ｂの内周面に、エンジンの気筒数に応じて、その筒体４２ｂの周方向に所定の角度離れて、軸方向に条状に突出した回転角検出用突起７が形成され、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１に取り付けられる。つまり、シグナルロータ４２は、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１に取り付けられるので、シリンダヘッド１のスプロケット室１１内における、シャフト駆動用のスプロケットに対向する場所であるデッドスペースに位置することになる。したがって、その外径は、デッドスペースに収容できる大きさであればよく、特別に厳しい制約を受けるものではない。また、その筒体４２ｂ内部における、回転角検出用突起７の先端に内接する円の大きさ、つまり実質的な内径寸法は、スティックセンサ４１の外径に径方向のクリアランスを加えた大きさにしてある。回転角検出用突起７を除いた筒体４２ｂ内部の形状については、特に規定しないが、スティックセンサ４１が回転角検出用突起７の位置で最大となる電気信号を出力するように形成するればよい。したがって、スティックセンサ４１がシリンダヘッド１の側壁１５に取り付けられると、スティックセンサ４１がシグナルロータ４２の内側に、非接触状態に所定距離だけ離れて静止しているものとなる。このように組み立てられた状態では、スティックセンサ４１内の鉄心の先端部分は、吸気弁駆動カムシャフト２の軸方向において、シグナルロータ４２の回転角検出用突起７に対向し得る位置になる。
【００１４】以上の構成において、センサ取付孔１４とカム軸軸支孔３２とが同軸に加工され、吸気弁駆動カムシャフト２が組み付けられる際にカム回転センサ４の組み付けが実施される。組み付けは、まず、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１にシグナルロータ４２を圧入して取り付け、そのシグナルロータ４２が取り付けられた吸気弁駆動カムシャフト２を、シリンダヘッド１の軸受部３に載置し、各軸受部３にカムシャフトベアリングキャップ３１を固定してシリンダヘッド１に回転可能に取り付ける。シグナルロータ４２を取り付ける場合、回転角検出用突起７によりスティックセンサ４１から出力される出力信号が異なるので、吸気弁駆動カムシャフト２の基準となる回転位置と、基準となる回転角検出用突起７とを、正確に位置あわせを行って圧入する。次に、シリンダヘッド１の取付部１２にキャップ１３を固定し、センサ取付孔１４を形成する。スティックセンサ４１は、センサ取付孔１４に取り付ける前に、ケース４１ａの溝４１ｂにＯリングシール５を装着しておき、フランジ４１ｃの取付調整孔４１ｄを下にしてセンサ取付孔１４に装入する。そして、取付調整孔４１ｄにボルト６を挿入して仮止めしておく。
【００１５】このようにしてカム回転センサ４の組み付けが完了した後、エンジンが組み立てられ、運転されると、スティックセンサ４１から出力される出力信号を観測しながら、スティックセンサ４１を左右いずれかの方向に回転させて、シグナルロータ４２の回転角検出用突起７が内部の鉄心と直径方向の直線上で一致するタイミングを調整する。これによって、吸気弁駆動カムシャフト２の回転が正確に検出でき、点火時期を設定するための気筒判別信号及びクランク角度基準信号を得ることができる。
【００１６】このように、カム回転センサ４は、それ自体のケースとなるものを有しておらず、吸気弁駆動カムシャフト２にシグナルロータ４２を取り付け、シリンダヘッド１の側壁１５にスティックセンサ４１を取り付けて形成されるので、カム回転センサ４自体がシリンダヘッド１内に収納された状態となり、言い換えればスティックセンサ４１のフランジ４１ｃ部分を残してその他の部分がシリンダヘッド１のスプロケット室１１のデッドスペース部分に収まるので、エンジン全体の大きさが大きくなるのを抑えることができ、しかも部品点数を削減することができるので容易にコストダウンすることができる。しかして、スティックセンサ４１は、シリンダヘッド１の側壁１５に形成され、吸気弁駆動カムシャフト２のカム軸軸支孔３２と同軸加工されるセンサ取付孔１４に取り付けられるので、シグナルロータ４２とスティックセンサ４１との軸のずれを最少限にすることができるとともに、スティックセンサ４１の鉄心とシグナルロータ４２の回転角検出用突起７の相対角度を、高精度に直角に保持することができ、したがって、カム回転センサ４における径方向のクリアランスを縮小することができ、磁気により発生する信号出力電圧を高くすることができる。
【００１７】また、スティックセンサ４１の取付については、２本のＯリングシール５を介して行っているので、吸気弁駆動カムシャフト２の基準位置に対する相対的な円周方向の取付角度を可変調整する際に、スティックセンサ４１がセンサ取付孔１４のクリアランス分だけ軸線から外れて傾斜することが防止でき、クランク軸に対する吸気弁駆動カムシャフト２の位相のずれ及び回転角検出用突起７を有するシグナルロータ４２の吸気弁駆動カムシャフト２に対する位相のずれを容易に補正することができる。さらに、デッドスペースの大きさに合わせてシグナルロータ４２の外径を大きくすることができ、そのシグナルロータ４２の大きさに合わせてスティックセンサ４１を大きくすることができるので、磁気の変化速度に比例して発生する信号出力電圧を高くすることが可能で、よって回転検出精度を向上させることができる。
【００１８】なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではない。例えば、シグナルロータ４２に、軸方向に二段構造となるように回転角検出用突起を形成し、上記実施例とは異なり、気筒判別信号と、クランク角度基準位置信号と、エンジン回転数信号とを出力し得るように構成するものであってもよい。この場合、シグナルロータ４２の形状の変更に伴って、スティックセンサ４１の内部構造も変更するものとする。
【００１９】また、上記実施例ではギヤ駆動方式の４気筒ＤＯＨＣエンジンを説明したが、タイミングベルトのみでそれぞれのカムシャフトを駆動する方式のＤＯＨＣエンジンやＳＯＨＣエンジンであってもよい。しかして、そのようなエンジンにあっては、カムシャフト端部に固定される駆動用のスプロケットが固定される端部とは異なる他方の端部にシグナルロータ４２を取り付けるものであってもよいが、シグナルロータ４２を駆動用スプロケットのシリンダヘッド１の側壁と対向する側面に一体に形成するものが好ましい。すなわち、図４に示すように、スプロケット８のシリンダヘッド１の側壁１５と対向する側の側面８１に筒体４２ｂを形成し、その筒体４２ｂの内周面には上記実施例同様回転角検出用突起７を形成する。そして、スティックセンサ４１は、上記実施例同様に、カムシャフト９の軸支孔を加工する際に同軸に加工されるシリンダヘッド１の側壁１５に設けられるセンサ取付孔１４に取り付けられる。スティックセンサ４１の構成は、上記実施例と同一であってよい。
【００２０】このようなスプロケットとシグナルロータ４２との一体構成にすることにより、上記実施例と同等の効果が得られるとともに、シグナルロータ４２が駆動用のスプロケット８と一体になるので、さらに部品点数を削減することができ、それに伴って組付工数も減少するのでさらなるコストダウンが可能となる。
【００２１】さらに、スティックセンサ４１の取付は、図５及び図６に示すように、押付け手段たるブラケットＢとウェーブワッシャＷとを用いて行うものであってよい。この場合、ケース１４１ａの溝１４１ｂに装着されるＯリングシール５は１本でよく、その代わりに、スティックセンサ４１の形状を若干変更するとともに、シリンダヘッド１にあっては、センサ取付口１４を形成するキャップ１３に、ブラケットＢを取り付けるための取付ねじ孔１３ａを設けている。すなわち、スティックセンサ１４１は、圧縮反発力を有するウェーブワッシャＷをブラケットＢが押圧し易くするために、フランジ１４１ｃ部分の後面の中央部に凸部１４１ｆを設け、しかも信号出力電圧を取出す取出口１４１ｅを、上記実施例の場合と異なり、フランジ１４１ｃの側方に配設する。取付調整孔１４１ｄについては、上記実施例と同じ位置でよい。このようなスティックセンサ１４１に対して、ウェーブワッシャＷは、その外径がフランジ１４１ｃ径と略同一で、その中央部に凸部１４１ｆの外径と略同一径の透孔Ｗ１を有している。また、ブラケットＢは、フランジ１４１ｃの厚みにあわせた曲面Ｂ１を有し、かつ一方の側縁部を折り返して補強リブＢ２を形成してある正面視略長方形のもので、その下端部に凸部１４１ｆを装入する透孔Ｂ３を有し、上端部には取付ボルト６１を挿通するボルト孔Ｂ４を有している。なお、ブラケットＢの透孔Ｂ３の裏面に、図７に示すように、弾性力の大きな、すなわちウェーブワッシャＷの圧縮反発力に匹敵する弾性力を有するゴム材Ｒを焼き付けるものであれば、ウエーブワッシャＷを用いなくともよい。
【００２２】このような構成において、スティックセンサ１４１は、ケース１４１ａの溝１４１ｂにＯリングシール５を取り付けた後、センサ取付孔１４に挿入する。その後、ウェーブワッシャＷをフランジ１４１ｃの凸部１４１ｆに取り付け、そのウェーブワッシャＷをブラケットＢにより後方からフランジ１４１ｃに押付ける。ブラケットＢは、ボルト孔Ｂ４に取付ボルト６１を挿入して、キャップ１３に固定する。これによって、スティックセンサ１４１は、固定されたブラケットＢとフランジ１４１ｃとの間のウェーブワッシャＷの圧縮反発力により、シリンダヘッド１側に押付けられるものとなる。この押付けられた状態で、フランジ１４１ｃはケース１４１ａに対して直角に形成されているので、フランジ１４１ｃがセンサ取付孔１４に押付けられると、スティックセンサ１４１のケース１４１ａ部分はその直角方向、すなわち吸気弁駆動カムシャフト２の軸線に一致するように保持されることになる。したがって、スティックセンサ１４１がボルト６により固定されていなくとも、シリンダヘッド１とスティックセンサ１４１（のフランジ１４１ｃのシリンダヘッド１と対向する面）との間にクリアランスが生じることはなく、イニシャル点火時期の調整時に、Ｏリングシール５を支点として、ケース１４１ａの先端がシグナルロータ４２の回転角検出用突起７に接触することはない。これによって、上記実施例の２本のＯリングシール５と同様に、吸気弁駆動カムシャフト２の基準位置に対する相対的な円周方向の取付角度を可変調整する際に、スティックセンサ１４１がセンサ取付孔１４のクリアランス分だけ軸線から外れて傾斜することを防止することができる。
【００２３】その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、センサ本体が回転軸と同軸上で取り付けられるので、回転軸の端部に取り付けられたシグナルロータと同軸となり、取付精度を高度に維持することができ、またセンサ本体はハウジング内に収容される形となるので、ハウジング外に突き出る部分が少なくなり、シグナルロータもハウジング内にあるので、センサを含めたハウジングの外形を小形化することができるとともに、センサのためのハウジングあるいはケースを必要としないので、部品点数を減少することができ、コストダウンすることができる。また、円筒形のセンサ本体にあっては、２本のＯリングシールを使用する構成とすることにより、センサ本体の取付調整を行った場合にも、センサ本体が開口部で傾斜することがなく、Ｏリングシールの性能を十分に発揮することができる。さらに、Ｏリングシールを１本しか使用しない場合は、回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、ハウジングの開口部に位置決めされるように、センサ本体を取り付ければ、センサ本体とシグナルロータとの相対位置関係を調整する際にも、センサ本体がシグナルロータに接触することを防止することができ、正常な位置関係を保持して調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を分解して示す斜視図。
【図２】同実施例の縦断面図。
【図３】同実施例の正面図。
【図４】本発明の他の実施例の構成を概念的に示す構成説明図。
【図５】本発明のさらに他の実施例を分解して示す斜視図。
【図６】さらに他の実施例のスティックセンサの取付状態を上から見た一部断面の要部平面図。
【図７】本発明のさらに他の実施例のブラケットの変形例を示す正面及び側面図。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド
２…吸気弁駆動用カムシャフト
４…カム回転センサ
５…Ｏリングシール
７…回転角検出用突起
１２…取付部
１４…センサ取付孔
１５…側壁
２１…一方の端部
４１…スティックセンサ
４２…シグナルロータ
４２ｂ…筒体
１４１…スティックセンサ
Ｂ…ブラケット
Ｗ…ウェーブワッシャ
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カムシャフトなどの回転軸に取り付けられてその回転軸の回転状態に関する電気信号を出力する回転センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガソリンエンジンの点火装置において、スパークプラグへ高電圧を分配するディストリビュータを使用しないものが普及してきている。そのような点火装置においては、点火時期を決定するための、気筒判別信号、クランク角度基準位置信号、及びエンジン回転数信号を出力するカムポジションセンサが使用さる。このようなカムポジションセンサにあっては、電磁式のものが一般的で、そのような電磁式では、それぞれの信号用のタイミングロータをカムシャフトに連結し、それらのタイミングロータと所定のギャップをあけて配設したピックアップから上記信号を得るように構成されている。また、特開平３−１２５０１号公報の回転角を測定する測定装置のように、回転軸の端部に取り付けられる強磁性材料のスリーブ体の内側にセンサコイルを配設する構成のものも知られている。このものでは、センサコイルは、ケーシングポットに一体に形成されたコイル保持体に形成されており、そのケーシングポットを回転軸を収納しているハウジングに取り付ければよいように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報のものの構成において、センサコイルは、スリーブ体と所定のギャップを有して配設する必要がある。一方、スリーブ体は回転軸の端部に取り付けられ、センサコイルを有するケーシングポットの取付位置如何によっては、前記ギャップはセンサコイルに対して均等な距離のものとはならない可能性がある。つまり、センサコイルは、ケーシングポット内側に同軸的に形成されたコイル保持体に形成されているものの、ケーシングポットとスリーブ体とを同軸的に配設するためのものは、ケーシングポット側にもスリーブ体側にも見当たらず、したがって、回転軸に対してケーシングポットを同軸的に配設するには高い精度が要求されることになる。
【０００４】また、ケーシングポットを回転軸を収納しているハウジングに取り付ける構造であるので、ハウジングの外側にその装置全体が突出する形状になり、これらの補機類をも含めたエンジン全体をコンパクトにする場合に、突出する寸法を小さくする必要があった。本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。すなわち、本発明に係る回転センサは、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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方の端部に対向する側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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ことを特徴とする。
【０００６】本発明のセンサ本体としては、円筒形状をなし、その外周面の軸方向に離間して形成される少なくとも２条の溝部を有してなり、それぞれの溝部にＯリングシールを装入して開口部に取り付ける構造のものが好ましい。また、調整を容易にするためには、センサ本体が、前記回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、前記ハウジングの開口部に位置決めされているものが好ましい。
【０００７】
【作用】このような構成のものであれば、センサ本体は、回転軸と同軸上部位に設けられたハウジング側壁の開口部に、その外側から取り付けられるので、シグナルロータと同軸上に配設されることになる。したがって、センサ本体とシグナルロータの内周面の回転角検出用突起との間の距離は、センサ本体をハウジングに取り付けるのみで一定距離離間することになる。また、センサ本体はハウジング内に取り付けられるので、側壁外側に突出する部分が小さくなる。つまり、センサ本体とシグナルロータとの取付精度については、開口部が回転軸と同軸に設けられているので低下させることはなく、しかもセンサ本体はハウジングに直接取り付けられてセンサ本体のためのケースあるいはハウジングを必要とせず、高い取付精度を維持したまま小型化することができる。
【０００８】また、センサ本体を円筒形にして２本以上のＯリングシールを介して開口部に取り付ける構成にすれば、例えば、シリンダヘッドのように、油洩れの心配な部位に取り付ける場合であっても、センサ本体を点火タイミング調整のためにその取付ボルトをゆるめて、機関運転中にシグナルロータの回転軸周りに微細に動かしても、その軸線が傾くことを防止でき、油の漏洩やセンサ本体とシグナルロータ内周面の回転角検出用の突起との接触を未然に防ぐことができる。
【０００９】同様に、センサ本体を押付け手段により回転軸方向に圧縮反発力によりハウジングに押付けておけば、センサ本体の軸線とジクナルロータの中心軸線とを一致させ、点火タイミング調整時のセンサの軸線の傾きを防ぐことが容易になる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１及び図２は、４気筒ＤＯＨＣエンジンのシリンダヘッド１の、回転軸である吸気弁駆動カムシャフト２及び排気弁駆動カムシャフト（図示しない）を駆動するためのタイミングベルトが張架されるスプロケット室１１側の側端部分を示している。したがって、シリンダヘッド１が吸気弁駆動カムシャフト２と排気弁駆動カムシャフトとのハウジングとなる。
【００１１】このＤＯＨＣエンジンでは、排気弁駆動カムシャフトの一方端にスプロケットが固定され、そのスプロケットがクランク軸との間に張架されたチェーンによって駆動されるようになっている。そして、吸気弁駆動カムシャフト２と排気弁駆動カムシャフトとは、シリンダヘッド１のスプロケット室１１に近接するスペースに設置されるギヤにより相互に逆方向に回転するように構成されている。吸気弁駆動カムシャフト２及び排気弁駆動カムシャフトは、シリンダヘッド１の上部に形成された軸受部３により回転可能に軸支される。この軸受部３は、カムシャフトベアリングキャップ３１が取り付けられてカム軸軸支孔３２を形成する。カム軸軸支孔３２の内周面は、回転センサであるカム回転センサ４のセンサ本体であるスティックセンサ４１を取り付ける、シリンダヘッド１の側壁１５に設けられた取付部１２とキャップ１３とで形成されるセンサ取付孔１４と同軸に加工される。したがって、カム軸軸支孔３２とスティックセンサ４１の取付のための開口部となるセンサ取付孔１４とは、同軸上に形成されることになる。この取付部１２は、吸気弁駆動カムシャフト２の軸受部３を加工する場合に必要となる半円形の切欠を利用しているもので、吸気弁駆動カムシャフト２の端部に対向しているスプロケット室１１の外側側面であるシリンダヘッド１の側面１５に設けられる。したがって、吸気弁駆動カムシャフト２のシグナルロータ４２の取り付けられる一方の端部２１に対向する側壁１５に設けられるものである。この実施例におけるカム回転センサ４は、ディストリビュータのない点火システムに必要な、例えば気筒判別信号及びクランク角度基準位置信号を出力するものである。
【００１２】スティックセンサ４１は、フランジ４１ｃを有する円筒形状のケース４１ａと、そのケース４１ａ内の先端部近傍に収納されるコイル付きの鉄心とからなり、鉄心は、その円筒ケース４１ａの直径方向に磁石による磁界が形成され、その磁界内にコイルが巻回されてなる構造をしている。そして、この鉄心の長さは、ほぼケース４１ａの内径と同じにしてある。このケース４１ａの外周面には、取付部分のシール性を維持する目的と、スティックセンサ４１の取付微調整の際の軸線の傾き防止の目的で、Ｏリングシール５が装着される２条の溝４１ｂが軸方向に離間して形成されている。このスティックセンサ４１は、図３に示すように、シリンダヘッド１の側壁１５にフランジ４１ｃの下端側に穿設された取付調整孔４１ｄに挿入された１本のボルト６で固定されており、このボルト６をゆるめて微調整を行うことができるようになっている。なお、フランジ４１ｃの上端側には、出力信号を取り出すための配線の取出口４１ｅが形成されている。
【００１３】シグナルロータ４２は、ボス４２ａ付きの円筒形の筒体４２ｂの内周面に、エンジンの気筒数に応じて、その筒体４２ｂの周方向に所定の角度離れて、軸方向に条状に突出した回転角検出用突起７が形成され、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１に取り付けられる。つまり、シグナルロータ４２は、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１に取り付けられるので、シリンダヘッド１のスプロケット室１１内における、シャフト駆動用のスプロケットに対向する場所であるデッドスペースに位置することになる。したがって、その外径は、デッドスペースに収容できる大きさであればよく、特別に厳しい制約を受けるものではない。また、その筒体４２ｂ内部における、回転角検出用突起７の先端に内接する円の大きさ、つまり実質的な内径寸法は、スティックセンサ４１の外径に径方向のクリアランスを加えた大きさにしてある。回転角検出用突起７を除いた筒体４２ｂ内部の形状については、特に規定しないが、スティックセンサ４１が回転角検出用突起７の位置で最大となる電気信号を出力するように形成するればよい。したがって、スティックセンサ４１がシリンダヘッド１の側壁１５に取り付けられると、スティックセンサ４１がシグナルロータ４２の内側に、非接触状態に所定距離だけ離れて静止しているものとなる。このように組み立てられた状態では、スティックセンサ４１内の鉄心の先端部分は、吸気弁駆動カムシャフト２の軸方向において、シグナルロータ４２の回転角検出用突起７に対向し得る位置になる。
【００１４】以上の構成において、センサ取付孔１４とカム軸軸支孔３２とが同軸に加工され、吸気弁駆動カムシャフト２が組み付けられる際にカム回転センサ４の組み付けが実施される。組み付けは、まず、吸気弁駆動カムシャフト２の一方の端部２１にシグナルロータ４２を圧入して取り付け、そのシグナルロータ４２が取り付けられた吸気弁駆動カムシャフト２を、シリンダヘッド１の軸受部３に載置し、各軸受部３にカムシャフトベアリングキャップ３１を固定してシリンダヘッド１に回転可能に取り付ける。シグナルロータ４２を取り付ける場合、回転角検出用突起７によりスティックセンサ４１から出力される出力信号が異なるので、吸気弁駆動カムシャフト２の基準となる回転位置と、基準となる回転角検出用突起７とを、正確に位置あわせを行って圧入する。次に、シリンダヘッド１の取付部１２にキャップ１３を固定し、センサ取付孔１４を形成する。スティックセンサ４１は、センサ取付孔１４に取り付ける前に、ケース４１ａの溝４１ｂにＯリングシール５を装着しておき、フランジ４１ｃの取付調整孔４１ｄを下にしてセンサ取付孔１４に装入する。そして、取付調整孔４１ｄにボルト６を挿入して仮止めしておく。
【００１５】このようにしてカム回転センサ４の組み付けが完了した後、エンジンが組み立てられ、運転されると、スティックセンサ４１から出力される出力信号を観測しながら、スティックセンサ４１を左右いずれかの方向に回転させて、シグナルロータ４２の回転角検出用突起７が内部の鉄心と直径方向の直線上で一致するタイミングを調整する。これによって、吸気弁駆動カムシャフト２の回転が正確に検出でき、点火時期を設定するための気筒判別信号及びクランク角度基準信号を得ることができる。
【００１６】このように、カム回転センサ４は、それ自体のケースとなるものを有しておらず、吸気弁駆動カムシャフト２にシグナルロータ４２を取り付け、シリンダヘッド１の側壁１５にスティックセンサ４１を取り付けて形成されるので、カム回転センサ４自体がシリンダヘッド１内に収納された状態となり、言い換えればスティックセンサ４１のフランジ４１ｃ部分を残してその他の部分がシリンダヘッド１のスプロケット室１１のデッドスペース部分に収まるので、エンジン全体の大きさが大きくなるのを抑えることができ、しかも部品点数を削減することができるので容易にコストダウンすることができる。しかして、スティックセンサ４１は、シリンダヘッド１の側壁１５に形成され、吸気弁駆動カムシャフト２のカム軸軸支孔３２と同軸加工されるセンサ取付孔１４に取り付けられるので、シグナルロータ４２とスティックセンサ４１との軸のずれを最少限にすることができるとともに、スティックセンサ４１の鉄心とシグナルロータ４２の回転角検出用突起７の相対角度を、高精度に直角に保持することができ、したがって、カム回転センサ４における径方向のクリアランスを縮小することができ、磁気により発生する信号出力電圧を高くすることができる。
【００１７】また、スティックセンサ４１の取付については、２本のＯリングシール５を介して行っているので、吸気弁駆動カムシャフト２の基準位置に対する相対的な円周方向の取付角度を可変調整する際に、スティックセンサ４１がセンサ取付孔１４のクリアランス分だけ軸線から外れて傾斜することが防止でき、クランク軸に対する吸気弁駆動カムシャフト２の位相のずれ及び回転角検出用突起７を有するシグナルロータ４２の吸気弁駆動カムシャフト２に対する位相のずれを容易に補正することができる。さらに、デッドスペースの大きさに合わせてシグナルロータ４２の外径を大きくすることができ、そのシグナルロータ４２の大きさに合わせてスティックセンサ４１を大きくすることができるので、磁気の変化速度に比例して発生する信号出力電圧を高くすることが可能で、よって回転検出精度を向上させることができる。
【００１８】なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではない。例えば、シグナルロータ４２に、軸方向に二段構造となるように回転角検出用突起を形成し、上記実施例とは異なり、気筒判別信号と、クランク角度基準位置信号と、エンジン回転数信号とを出力し得るように構成するものであってもよい。この場合、シグナルロータ４２の形状の変更に伴って、スティックセンサ４１の内部構造も変更するものとする。
【００１９】また、上記実施例ではギヤ駆動方式の４気筒ＤＯＨＣエンジンを説明したが、タイミングベルトのみでそれぞれのカムシャフトを駆動する方式のＤＯＨＣエンジンやＳＯＨＣエンジンであってもよい。しかして、そのようなエンジンにあっては、カムシャフト端部に固定される駆動用のスプロケットが固定される端部とは異なる他方の端部にシグナルロータ４２を取り付けるものであってもよいが、シグナルロータ４２を駆動用スプロケットのシリンダヘッド１の側壁と対向する側面に一体に形成するものが好ましい。すなわち、図４に示すように、スプロケット８のシリンダヘッド１の側壁１５と対向する側の側面８１に筒体４２ｂを形成し、その筒体４２ｂの内周面には上記実施例同様回転角検出用突起７を形成する。そして、スティックセンサ４１は、上記実施例同様に、カムシャフト９の軸支孔を加工する際に同軸に加工されるシリンダヘッド１の側壁１５に設けられるセンサ取付孔１４に取り付けられる。スティックセンサ４１の構成は、上記実施例と同一であってよい。
【００２０】このようなスプロケットとシグナルロータ４２との一体構成にすることにより、上記実施例と同等の効果が得られるとともに、シグナルロータ４２が駆動用のスプロケット８と一体になるので、さらに部品点数を削減することができ、それに伴って組付工数も減少するのでさらなるコストダウンが可能となる。
【００２１】さらに、スティックセンサ４１の取付は、図５及び図６に示すように、押付け手段たるブラケットＢとウェーブワッシャＷとを用いて行うものであってよい。この場合、ケース１４１ａの溝１４１ｂに装着されるＯリングシール５は１本でよく、その代わりに、スティックセンサ４１の形状を若干変更するとともに、シリンダヘッド１にあっては、センサ取付口１４を形成するキャップ１３に、ブラケットＢを取り付けるための取付ねじ孔１３ａを設けている。すなわち、スティックセンサ１４１は、圧縮反発力を有するウェーブワッシャＷをブラケットＢが押圧し易くするために、フランジ１４１ｃ部分の後面の中央部に凸部１４１ｆを設け、しかも信号出力電圧を取出す取出口１４１ｅを、上記実施例の場合と異なり、フランジ１４１ｃの側方に配設する。取付調整孔１４１ｄについては、上記実施例と同じ位置でよい。このようなスティックセンサ１４１に対して、ウェーブワッシャＷは、その外径がフランジ１４１ｃ径と略同一で、その中央部に凸部１４１ｆの外径と略同一径の透孔Ｗ１を有している。また、ブラケットＢは、フランジ１４１ｃの厚みにあわせた曲面Ｂ１を有し、かつ一方の側縁部を折り返して補強リブＢ２を形成してある正面視略長方形のもので、その下端部に凸部１４１ｆを装入する透孔Ｂ３を有し、上端部には取付ボルト６１を挿通するボルト孔Ｂ４を有している。なお、ブラケットＢの透孔Ｂ３の裏面に、図７に示すように、弾性力の大きな、すなわちウェーブワッシャＷの圧縮反発力に匹敵する弾性力を有するゴム材Ｒを焼き付けるものであれば、ウエーブワッシャＷを用いなくともよい。
【００２２】このような構成において、スティックセンサ１４１は、ケース１４１ａの溝１４１ｂにＯリングシール５を取り付けた後、センサ取付孔１４に挿入する。その後、ウェーブワッシャＷをフランジ１４１ｃの凸部１４１ｆに取り付け、そのウェーブワッシャＷをブラケットＢにより後方からフランジ１４１ｃに押付ける。ブラケットＢは、ボルト孔Ｂ４に取付ボルト６１を挿入して、キャップ１３に固定する。これによって、スティックセンサ１４１は、固定されたブラケットＢとフランジ１４１ｃとの間のウェーブワッシャＷの圧縮反発力により、シリンダヘッド１側に押付けられるものとなる。この押付けられた状態で、フランジ１４１ｃはケース１４１ａに対して直角に形成されているので、フランジ１４１ｃがセンサ取付孔１４に押付けられると、スティックセンサ１４１のケース１４１ａ部分はその直角方向、すなわち吸気弁駆動カムシャフト２の軸線に一致するように保持されることになる。したがって、スティックセンサ１４１がボルト６により固定されていなくとも、シリンダヘッド１とスティックセンサ１４１（のフランジ１４１ｃのシリンダヘッド１と対向する面）との間にクリアランスが生じることはなく、イニシャル点火時期の調整時に、Ｏリングシール５を支点として、ケース１４１ａの先端がシグナルロータ４２の回転角検出用突起７に接触することはない。これによって、上記実施例の２本のＯリングシール５と同様に、吸気弁駆動カムシャフト２の基準位置に対する相対的な円周方向の取付角度を可変調整する際に、スティックセンサ１４１がセンサ取付孔１４のクリアランス分だけ軸線から外れて傾斜することを防止することができる。
【００２３】その他、各部の構成は図示例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、センサ本体が回転軸と同軸上で取り付けられるので、回転軸の端部に取り付けられたシグナルロータと同軸となり、取付精度を高度に維持することができ、またセンサ本体はハウジング内に収容される形となるので、ハウジング外に突き出る部分が少なくなり、シグナルロータもハウジング内にあるので、センサを含めたハウジングの外形を小形化することができるとともに、センサのためのハウジングあるいはケースを必要としないので、部品点数を減少することができ、コストダウンすることができる。また、円筒形のセンサ本体にあっては、２本のＯリングシールを使用する構成とすることにより、センサ本体の取付調整を行った場合にも、センサ本体が開口部で傾斜することがなく、Ｏリングシールの性能を十分に発揮することができる。さらに、Ｏリングシールを１本しか使用しない場合は、回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、ハウジングの開口部に位置決めされるように、センサ本体を取り付ければ、センサ本体とシグナルロータとの相対位置関係を調整する際にも、センサ本体がシグナルロータに接触することを防止することができ、正常な位置関係を保持して調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を分解して示す斜視図。
【図２】同実施例の縦断面図。
【図３】同実施例の正面図。
【図４】本発明の他の実施例の構成を概念的に示す構成説明図。
【図５】本発明のさらに他の実施例を分解して示す斜視図。
【図６】さらに他の実施例のスティックセンサの取付状態を上から見た一部断面の要部平面図。
【図７】本発明のさらに他の実施例のブラケットの変形例を示す正面及び側面図。
【符号の説明】
１…シリンダヘッド
２…吸気弁駆動用カムシャフト
４…カム回転センサ
５…Ｏリングシール
７…回転角検出用突起
１２…取付部
１４…センサ取付孔
１５…側壁
２１…一方の端部
４１…スティックセンサ
４２…シグナルロータ
４２ｂ…筒体
１４１…スティックセンサ
Ｂ…ブラケット
Ｗ…ウェーブワッシャ
【特許請求の範囲】
【請求項１】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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方の端部に対向する側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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ことを特徴とする回転センサ。
【請求項２】センサ本体が、円筒形状をなし、その外周面の軸方向に離間して形成される少なくとも２条の溝部を有してなり、それぞれの溝部にＯリングシールを装入して開口部に取り付けることを特徴とする請求項１記載の回転センサ。
【請求項３】センサ本体が、前記回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、前記ハウジングの開口部に位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の回転センサ。
【請求項１】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、前記回転軸を軸支するハウジングの前記回転軸の一方の端部に対向する側壁の前記回転軸と同軸上部位に設けられる開口部と、前記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、か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ことを特徴とする回転センサ。
【請求項２】センサ本体が、円筒形状をなし、その外周面の軸方向に離間して形成される少なくとも２条の溝部を有してなり、それぞれの溝部にＯリングシールを装入して開口部に取り付けることを特徴とする請求項１記載の回転センサ。
【請求項３】センサ本体が、前記回転軸方向に圧縮反発力を発揮する押付け手段により、前記ハウジングの開口部に位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の回転センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図７】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図７】
【公開番号】特開平６−２９９８６５
【公開日】平成６年（１９９４）１０月２５日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−１７６４０６
【出願日】平成５年（１９９３）７月１６日
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【公開日】平成６年（１９９４）１０月２５日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）７月１６日
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
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