説明

回転位置検出用プレートおよびこれを用いたクランクシャフトの回転位置検出装置

【課題】重量の増加を抑えながら剛性が向上する回転位置検出用プレートを提供する。
【解決手段】クランクシャフト5への取付部14を含む本体部13と、クランクシャフトの回転位置を検出するための検出部16とを備え、クランクシャフトに取り付けられてなる回転位置検出用のシグナルプレート11は、本体部13の取付部14および取付部と反対側の面が曲面をもって椀状に形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転位置検出用プレートおよびこれを用いたクランクシャフトの回転位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の回転位置検出用プレートとしては、例えば特許文献1に開示されているように、内燃機関のクランクシャフトの回転位置を検出するためにクランクシャフトに取り付けられ、外周面に形成された歯部を回転センサにより検出するシグナルプレートが提案されている。
このシグナルプレートは、外周面の歯部よりも径方向外方に突出する突出部を備え、この突出部を内燃機関組立て時に歯部よりも先に外部にぶつけることにより歯部の変形を防止できるものとしている。
【特許文献1】特開2000−120465号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで上記したシグナルプレートをクランクシャフトに取り付けると、クランクシャフトの回転に伴って振動が生じ、外周面に形成した歯部が振れて、回転位置の検出精度が低下する場合がある。
上記したシグナルプレートでは、組立て時の歯部変形による回転位置の検出精度低下は防止できるが、こうしたシグナルプレートの振れによる回転位置の検出精度低下については何ら言及されていない。
なお、シグナルプレートの肉厚を増して曲げ剛性を上げれば良いが、重量が増加してしまうという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の回転位置検出用プレートは、重量の増加を抑えながら剛性が向上する構造を簡易に確保することを目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の回転位置検出用プレートは、回転体への取付部を含む本体部と、前記回転体の回転位置を検出するための検出部と、を備え、前記回転体に取り付けられてなる回転位置検出用プレートであって、前記本体部は、前記回転体に取り付けられる際に該回転体側となる回転体側面および/または該回転体側面とは反対側の反対側面が曲面をもって椀状に形成されてなることを要旨とする。
【発明の効果】
【0005】
本発明の回転位置検出用プレートでは、回転体への取付部を含む本体部の回転体側となる回転体側面や、この回転体側面の側とは反対側となる反対側面の少なくとも何れか一方を曲面をもって椀状に形成するから、曲げ剛性が向上する。即ち、回転体の回転に伴い振動が生じたとしてもプレートの振れを抑制できる。また、本体部を曲面をもって椀状に形成するだけであるから、重量の増加を抑えつつ剛性が向上する構造を簡易に確保することができる。
【0006】
また、本発明の回転位置検出用プレートにおいて、前記本体部は、球殻状に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、本体部を球殻状に形成するだけであるから、剛性が向上する構造を簡易に確保できる。
【0007】
また、本発明の回転位置検出用プレートにおいて、前記本体部は、円錐殻状に形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、本体部を円錐殻状に形成するだけであるから、剛性が向上する構造を簡易に確保できる。
【0008】
また、本発明の回転位置検出用プレートにおいて、前記本体部は、外周縁部が前記回転体の軸方向に対して平行となるよう折曲されてなり、前記検出部は、前記本体部の外周縁部の先端に間欠的に形成された複数の歯部であるものとすることもできる。
こうすれば、複数の歯部を本体部の外周縁部の先端に形成するだけであるから、検出部を簡易に確保できる。また、回転位置検出用プレートの振れにより最も応力が集中する本体部の外周縁部を折り曲げて、その先端に歯部を形成するから、本体部を折り曲げないで外周縁部に歯部を設けるものに比して、強度を確保できる。しかも、本体部を椀状に形成するから、外周縁部の折り曲げ角度を鈍角化でき、折り曲げ部の強度の確保もできる。
【0009】
また、本発明のクランクシャフトの回転位置検出装置は、前記回転体としてのクランクシャフトの回転位置を検出するクランクシャフトの回転位置検出装置であって、前記クランクシャフトは、上述の何れかの態様の本発明の回転位置検出用プレートが取り付けられる取付座面が、該回転位置検出用プレートの前記取付部の形状に対応した形状に形成されてなることを要旨とする。
こうすれば、回転位置検出用プレートをクランクシャフトに安定して取り付け固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例1】
【0011】
図1は、クランクシャフト5をシリンダブロック1に取り付けた状態の縦断面構成図であり、図2は、クランクシャフト5の機関最後尾部分を拡大した断面図である。
内燃機関のシリンダブロック1内には、それぞれボア間壁2,2,2を介して区画されて、前側から後方側に向かって順に1番シリンダボア1a,2番シリンダボア1b,3番シリンダボア1c,4番シリンダボア1dが形成されており、各ボア間壁2の下端側には、それぞれほぼ半円形状の軸受部2bが形成されており、この軸受部2bに軸受部材3を介してクランクシャフト5が回転可能に支承されている。なお、各軸受部2bの下端には、それぞれ下側からベアリングキャップ4が嵌め込まれる。
【0012】
クランクシャフト5には、4つのシリンダボア1a,1b,1c,1dに対応して4本のクランクピン6a,6b,6c,6dと、各シリンダボア1a,1b,1c,1d間および気筒端に対応して5つのジャーナル7a,7b,7c,7d,7eとが交互に設けられている。
クランクシャフト5は、ジャーナル7a,7b,7c,7d,7eが軸受部材3を介して前述した軸受部2bとベアリングキャップ4との間に支持されることによりシリンダブロックに対して回転可能に支承されるもので、このジャーナル7a,7b,7c,7d,7eは、クランクシャフト5の中心軸線上に配置される。一方、クランクピン6a,6b,6c,6dは、図示しないコネクティングロッドおよびピストンピンを介して燃焼圧を受けるピストンに連繋されており、クランクシャフト5の中心軸線から偏心して配置されている。また、クランクシャフト5の後端には、図示しないフライホイールが取り付けられるフランジ8が設けられている。
【0013】
クランクピン6a,6b,6c,6dとジャーナル7a,7b,7c,7d,7eとは合計8本のクランクアーム9により接続されており、クランクアーム9には、各シリンダボア1a,1b,1c,1dに対応してカウンターウエイト10が一体的に形成されている。カウンターウエイト10は、重量的に平衡させるためにクランクシャフト5の中心軸線に対してクランクピン6a,6b,6c,6dと反対側に配置されている。
また、クランクシャフト5は、図2に示すように、機関最後尾の4番シリンダボア1dに対応するクランクアーム9およびカウンターウエイト10の機関後方側の側面に、後述するシグナルプレート11を取り付けるための取付座面9a,10aが段部9b,10bにより段差をもって形成されている。ここで、取付座面9a,10aは、後で詳述するシグナルプレート11の取付面14の形状に対応した形状に形成されている。
【0014】
図3は、図2のX−X線断面拡大構成図であり、図4は、シグナルプレート11の拡大斜視図である。
シグナルプレート11は、図3および図4に示すように、クランクシャフト5の機関最後尾のジャーナル7eおよびフランジ8が貫通,挿通可能な中央孔13aが中央部に貫通形成された円環板状を成す本体部13と、この本対部13の外周部を折り曲げて形成した外周縁部15に間欠的に形成された複数の歯部16で概略構成されており、本体部13のうち歯部16が形成された側の面を取付座面9a,10aに当接させて固定ボルト17によりクランクシャフト5に取付け固定される。
本体部13は、図4に示すように、歯部16が向く側の面、即ち、クランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面が凹状球面となる球殻状に形成されている。なお、本体部13は、クランクシャフト5の取付座面9a,10aに対応した位置が取付面14を構成している。また、本体部13には、固定ボルト17を挿通する3つのボルト孔13bと、軽量化のための複数の軽量孔13cとがそれぞれ貫通形成されている。
【0015】
図5は、シグナルプレート11の外周縁部15近傍の断面を拡大して示す拡大断面図である。
外周縁部15は、球殻状に形成された本体部13の外周先端部をクランクシャフト5の中心軸線に対して平行となるように折り曲げ形成されている。従って、外周縁部15の折り曲げ角αは、図5に示すように、鈍角となる。これにより、外周縁部15を折り曲げ形成する際に、折り曲げ部に生ずる応力を緩和することができる。この結果、製造性が向上するとともに強度の向上を図れる。
【0016】
クランク角センサ12は、シグナルプレート11の歯部16による磁界変化から電圧による電気信号を取り出してクランクシャフト5の回転角を検出する周知の磁気センサとして構成されている。
なお、クランク角センサ12は、上死点基準でクランクシャフト5の回転角を検出するよう設定されており、検出したクランクシャフト5の回転角に基づいて内燃機関の点火タイミングや燃料噴射タイミングが決定される。
【0017】
こうして構成された実施例のシグナルプレート1では、本体部13が単なる平面で構成されたものと比較して曲げ剛性が向上するから、クランクシャフト5を介して振動が入力されたとしても、シグナルプレート11自体の振れを良好に抑制することができる。この結果、回転位置の検出精度の低下を抑制できる。しかも、本体部13を球殻状に形成するだけだから、重量増加を抑制しながらシグナルプレート11の曲げ剛性を向上する構造を簡易に確保することができる。
また、本体部13を球殻状に形成することにより、外周縁部15の折り曲げ角度を鈍角化できるから、折り曲げ部に生ずる応力を緩和することができる。この結果、製造性が向上するとともに強度の向上を図れる。
【実施例2】
【0018】
次に、図6および図7では第2実施例を示す。
この第2実施例のシグナルプレート11は、本体部13が、図6および図7に示すように、歯部16が向く側の面、即ち、クランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面が凹状円錐面となる円錐殻状に形成されている点を除いて実施例1のシグナルプレート11と同様の構成をしている。
なお、取付座面9a,10aは、シグナルプレート1の取付面14に対応して円錐状の曲面をもって形成されている。
【0019】
本例においても、本体部13が単なる平面で構成されたものと比較して曲げ剛性が向上するから、クランクシャフト5を介して振動が入力されたとしても、シグナルプレート11自体の振れを良好に抑制することができる。この結果、回転位置の検出精度の低下を抑制できる。しかも、本体部13を円錐殻状に形成するだけだから、重量増加を抑制しながらシグナルプレート11の曲げ剛性を向上する構造を簡易に確保することができる。
また、本体部13を円錐殻状に形成することにより、外周縁部15の折り曲げ角度を鈍角化できるから、折り曲げ部に生ずる応力を緩和することができる。この結果、製造性が向上するとともに強度の向上を図れる。
【0020】
上述した各実施例では、クランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面は、凹状の球面あるいは凹状の円錐面に形成するものとしたが、球面や円錐面に限らず、曲面をもった椀状に形成できれば如何なる形状であっても構わない。
【0021】
上述した各実施例では、シグナルプレート11の取付面14も凹状の球面あるいは凹状の円錐面に形成するものとしたが、取付面14はクランクシャフト5の軸線に対して直角な平面に形成するものとしても良い。このとき、取付座面9a,10aおよびシグナルプレート11の固定ボルト17の頭部が当接する座面部も同様にクランクシャフト5の軸線に対して直角な平面に形成するものとすれば良い。こうすれば、シグナルプレート11を取付座面9a,10aに対して安定して取付固定することができる。また、取付座面9a,10aの加工も容易なものとなる。
【0022】
上述した各実施例では、本体部13を球殻状あるいは円錐殻状に形成する、即ち、クランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面を凹状の球面や円錐面に形成するとともに、取付座面9a,10aに対向する側とは反対側の面も取付座面9a,10aに対向する側の面の形状に対応して突状の球面や円錐面に形成するものとしたが、図8の変形例に示すように、本体部13は取付座面9a,10aに対向する側の面だけを凹状の球面や円錐面に形成するものとしても構わない。この場合でも、本体部13が単なる平面で構成されたものと比較して曲げ剛性が向上するから、クランクシャフト5を介して振動が入力されたとしても、シグナルプレート11自体の振れを良好に抑制することができ、回転位置の検出精度の低下を抑制できる。
【0023】
上述した各実施例やその変形例では、本体部13はクランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面が凹状の球面や円錐面に形成するものとしたが、曲げ剛性を向上できれば良く、例えば、図9の変形例に示すように、本体部13はクランクシャフト5の取付座面9a,10aに対向する側の面とは反対側の面のみが凹状の球面や円錐面に形成するものとしたり、取付座面9a,10aに対向する側の面および取付座面9a,10aに対向する側の面とは反対側の面の両方を凹状の球面や円錐面に形成するものとしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】クランクシャフトのシリンダブロックへの取付け状態を示す縦断面構成図である。
【図2】機関最後尾から視たシグナルプレートの取付け状態の拡大図である。
【図3】シグナルプレートのクランクシャフトへの取付け状態のX−X線断面拡大図である。
【図4】シグナルプレートの拡大斜視図である。
【図5】シグナルプレートの要部拡大断面図である。
【図6】第2実施例のシグナルプレートのクランクシャフトへの取付け状態のX−X線断面拡大図である。
【図7】第2実施例のシグナルプレートの拡大斜視図である。
【図8】シグナルプレートのクランクシャフトへの取付け状態の変形例のX−X線断面拡大図である。
【図9】更なるシグナルプレートのクランクシャフトへの取付け状態の変形例のX−X線断面拡大図である。
【符号の説明】
【0025】
1 シリンダブロック
1a,1b,1c,1d, シリンダボア
2 ボア間壁
2b 軸受部
3 軸受部材
5 クランクシャフト
6a,6b,6c,6d クランクピン
7a,7b,7c,7d,7e ジャーナル
8 フライホイール取付用フランジ
9 クランクアーム
10 カウンターウエイト
9a,10a 取付座面
9b,10b 段部
11 シグナルプレート(回転位置検出用プレート)
12 クランク角センサ(回転角検出装置)
13 本体部
13a 中央孔
13b ボルト孔
13c 軽量孔
14 取付部
15 外周縁部
16 歯部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転体への取付部を含む本体部と、前記回転体の回転位置を検出するための検出部と、を備え、前記回転体に取り付けられてなる回転位置検出用プレートであって、
前記本体部は、前記回転体に取り付けられる際に該回転体側となる回転体側面および/または該回転体側面とは反対側の反対側面が曲面をもって椀状に形成されてなる
回転位置検出用プレート。
【請求項2】
前記本体部は、球殻状に形成されてなる請求項1に記載の回転位置検出用プレート。
【請求項3】
前記本体部は、円錐殻状に形成されてなる請求項1に記載の回転位置検出用プレート。
【請求項4】
前記本体部は、外周縁部が前記回転体の軸方向に対して平行となるよう折曲されてなり、
前記検出部は、前記本体部の外周縁部の先端に間欠的に形成された複数の歯部である
請求項1乃至3何れかに記載の回転位置検出用プレート。
【請求項5】
前記回転体としてのクランクシャフトの回転位置を検出するクランクシャフトの回転位置検出装置であって、
前記クランクシャフトは、請求項1乃至請求項4何れかに記載の前記回転位置検出用プレートが取り付けられる取付座面が、該回転位置検出用プレートの前記取付部の形状に対応した形状に形成されてなる
クランクシャフトの回転位置検出装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate