JP2006220073A - 内燃機関用センサの取付構造及びカムキャップ構成体 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダヘッドカバーの振動や変形が内燃機関用センサの検出に影響しないようにする内燃機関用センサの取付構造とカムキャップ構成体。
【解決手段】 カムキャップ構成体８の装着部１３と基部１２とは一体成形により強固に一体化しており、基部１２はカムキャップとして形成されている。このため装着部１３に装着されるカム角センサ２は、吸気カムシャフト４に設けられたロータ６との間において相対的な位置関係が強固かつ高精度に決定される。樹脂製であるために生じやすいシリンダヘッドカバー２０の変形や振動はシリンダヘッドカバー２０の開口部２２とスリーブ１４との間のガスケット２４が撓むことにより、スリーブ１４あるいはカム角センサ２の配置に影響することはない。したがってシリンダヘッドカバー２０の振動や変形に影響されずに高精度にカム角が検出できるカム角センサ２を実現できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カム角センサなどのような内燃機関用センサの取付構造、及び内燃機関用センサやオイルコントロールバルブなどのような内燃機関用機能装置を装着するカムキャップ構成体に関する。

可変動弁機構を設けた内燃機関においてバルブタイミングの調節状態を検出するためにカムシャフトに対してカム角センサを設ける必要がある。このようなカム角センサの取付技術として、シリンダヘッドカバーにカム角センサを取り付けて、このカム角センサに対向してカムシャフトに取り付けたロータの回転位相を検出するものがある（例えば特許文献１参照）。
特許第３５５１００１号公報（第３−４頁、図１）

しかしシリンダヘッドカバーは内燃機関運転時に振動を生じやすい。特に内燃機関の軽量化のためにシリンダヘッドカバーを薄肉化したり、あるいは樹脂製とした場合には、振動が大きくなったり、シリンダヘッドカバー内圧による変形や熱変形を生じるおそれがある。

このため特許文献１の構成において、シリンダヘッドカバーを薄肉化したり樹脂化した場合には、シリンダヘッドカバーに取り付けたカム角センサの振動によりカム角検出信号にノイズを生じたり、カム角センサの位置ずれにより、カム角検出信号の精度が大きく低下するおそれがある。

このような問題は、カム角センサのみでなく、他の内燃機関用センサでも、シリンダヘッドカバーに取り付けてシリンダヘッド側の内部機構に接触、又は対向することで検出する構成を採用した場合には同様に生じる。

本発明は、シリンダヘッドカバー振動や変形が内燃機関用センサの検出に影響しないようにする内燃機関用センサの取付構造、更にこのような内燃機関用センサやオイルコントロールバルブなどのような内燃機関用機能装置を装着でき、前記取付構造に適用可能なカムキャップ構成体の提供を目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関用センサの取付構造は、内燃機関のシリンダヘッド側にシリンダヘッドカバーに覆われた状態で配置されている内部機構に対して接触又は対向させ、一部をシリンダヘッドカバーに設けられた開口部を介して露出させる形態で配置される内燃機関用センサの取付構造であって、前記内燃機関用センサを、前記開口部から挿抜できる配置状態で装着する装着部と、該装着部に一体化されていると共に、シリンダヘッド側に固定されることでシリンダヘッド上での前記装着部の位置決めを行う基部と、前記開口部と、前記装着部又は前記内燃機関用センサとの間をオイルシールするシール部材と、前記装着部に装着された前記内燃機関用センサを前記装着部に固定することにより、前記内燃機関用センサの装着状態を維持する固定部とを備えたことを特徴とする。

このように内燃機関用センサを装着している装着部は基部と一体化し、この基部は、シリンダヘッド側に固定されることでシリンダヘッド上での装着部の位置決めを行っている。したがって内燃機関用センサはシリンダヘッドカバーにて支持されているのではなく、装着部と基部とを介してシリンダヘッド側に支持されている。そしてシリンダヘッドカバーに生じる振動や変形は、シール部材が撓むことで、装着部あるいは内燃機関用センサの位置には影響を及ぼさない。

このためシリンダヘッドカバーの振動や変形が内燃機関用センサの検出に影響することがなく、シリンダヘッド側に配置されている内部機構に関して得られる物理量を高精度に検出できる。

請求項２に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項１において、前記内燃機関用センサは、カムシャフトの回転位相を検出するカム角センサであり、前記内部機構は前記カム角センサに対向してカムシャフトに設けられたロータであることを特徴とする。

このように内燃機関用センサとしてカム角センサを用いて、カムシャフトに設けられたロータの回転状態からカム角信号を検出させる構成とした場合に、シリンダヘッドカバーの振動や変形がカム角信号に影響することなく、高精度なカム角検出が可能となる。

請求項３に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項２において、前記装着部は装着穴を有するスリーブを形成し、前記基部はカムキャップを形成し、前記装着部と前記基部とは一体成形により一体化されていることを特徴とする。

このように基部にカムキャップを兼ねさせ、カム角センサを装着する装着部にスリーブを形成して基部と一体成形していることにより、カムシャフトに設けられたロータとカム角センサとの位置関係は強固に維持され、高精度なカム角検出が可能となる。

請求項４に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項３において、前記カムキャップは、吸気カムシャフト用のカムキャップと排気カムシャフト用のカムキャップとが連結されていることを特徴とする。

このように基部をカムキャップとした場合においても、吸気カムシャフト用のカムキャップと排気カムシャフト用のカムキャップとを、一体成形などにより連結する構成とすることにより、より強固にカム角センサをシリンダヘッド側に固定できる。このため高精度なカム角検出が可能となる。

請求項５に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記シール部材は、前記開口部の内周と前記装着部の外周又は前記内燃機関用センサの外周とに当接するリング状のゴム弾性体からなることを特徴とする。

上記シール部材はリング状のゴム弾性体として形成されて、開口部の内周と、装着部の外周又は内燃機関用センサの外周とに当接している。このため、シリンダヘッドカバーの変形により、シリンダヘッドカバーの開口部と装着部又は内燃機関用センサと間に相対的な位置ずれが生じても、リング状のゴム弾性体であるシール部材が撓むことにより位置ずれを吸収してオイルシール状態を維持することができる。あるいはシリンダヘッドカバーに生じた振動も吸収してオイルシール状態を維持することができる。

請求項６に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項５において、前記シール部材は、前記シリンダヘッドカバーの外側から挿抜可能に取り付けられていることを特徴とする。

シール部材がシリンダヘッドカバーの外側から挿抜可能に取り付けられていることにより、シリンダヘッドカバーをシリンダヘッドに取り付けた状態で、シール部材を容易に取り付けられ、あるいは容易に取り替えることができる。

請求項７に記載の内燃機関用センサの取付構造では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドカバーは樹脂製であることを特徴とする。
このようにシリンダヘッドカバーを樹脂製とすることにより、シリンダヘッドカバーが振動や変形しやすくなるが、内燃機関用センサが装着部と基部とを介してシリンダヘッド側に支持されているので、シリンダヘッドカバーの振動や変形が内燃機関用センサの検出に影響することがない。

請求項８に記載のカムキャップ構成体では、内燃機関のカムキャップを備える共に、内燃機関用機能装置を装着する装着穴を有するスリーブを一体成形していることを特徴とする。

このようにスリーブを一体成形しているカムキャップ構成体は、前述した請求項１〜７のいずれかの取付構造に用いることができ、シリンダヘッドカバーの振動や変形が、カム角センサ等の内燃機関用センサの検出に影響することがないようにできる。又、内燃機関用センサのみでなく、他の内燃機関用機能装置、例えば可変動弁機構用オイルコントロールバルブの取付構造にも利用でき、この場合にはシリンダヘッド側にオイルコントロールバルブを強固に固定でき、シリンダヘッドカバーの振動や変形が生じても、油路などからの作動油漏洩を防止できる。

請求項９に記載のカムキャップ構成体では、請求項８において、前記スリーブは装着穴が開口している先端側に、前記内燃機関用機能装置と結合する結合部を形成していることを特徴とする。

このようにスリーブにおいて先端側に、内燃機関用機能装置の結合部を形成することにより、内燃機関用機能装置がカムキャップ構成体から外れないように、容易に結合することができる。

請求項１０に記載のカムキャップ構成体では、請求項８又は９において、前記内燃機関用機能装置は、可変動弁機構用オイルコントロールバルブ又はカム角センサであることを特徴とする。

このように内燃機関用機能装置として可変動弁機構用オイルコントロールバルブ又はカム角センサを用いると、シリンダヘッドカバーの振動や変形がカム角センサの検出に影響しないようにでき、あるいはシリンダヘッド側にオイルコントロールバルブを強固に固定して油路などからの作動油漏洩を防止できる。

請求項１１に記載のカムキャップ構成体では、請求項８又は９において、複数の前記スリーブが一体成形されていることにより、複数の内燃機関用機能装置を装着可能であることを特徴とする。

このようにカムキャップ構成体に複数のスリーブを一体成形して複数の内燃機関用機能装置を装着できるようにしても良い。このことによりカムキャップ構成体の質量と剛性とが高まり、よりシリンダヘッドカバーの振動や変形の影響を受けにくくなり、内燃機関用センサの場合は検出精度が向上し、オイルコントロールバルブの場合は作動油漏洩がより効果的に防止される。

請求項１２に記載のカムキャップ構成体では、請求項１１において、複数の内燃機関用機能装置は、可変動弁機構用オイルコントロールバルブ及びカム角センサを含むことを特徴とする。

複数の内燃機関用機能装置に、可変動弁機構用オイルコントロールバルブ及びカム角センサが含まれることにより、カムキャップ構成体の質量と剛性とが高まり、カム角センサの検出精度の向上効果と油路からの作動油漏洩防止効果とが相乗的に高まる。

［実施の形態１］
図１〜７は、上述した発明が適用された内燃機関用センサの取付構造を示している。ここでは内燃機関用センサとしてカム角センサ２を用いている。尚、図１は要部を示す俯角斜視図、図２は仰角斜視図、図３は正面図、図４は右側面図、図５は垂直に縦断した状態の俯角斜視図、図６は分解斜視図である。

カム角センサ２は吸気カムシャフト４に設けられたロータ６の回転位相を、ロータ６に設けられた歯６ａの通過タイミングから検出することで、内燃機関のクランクシャフトに対する吸気カムの位相差を検出するものである。尚、吸気カムシャフト４の先端には可変動弁機構が設けられていて、この可変動弁機構に備えられたタイミングスプロケットが、クランクシャフト側のスプロケットにチェーンにて接続されて、クランクシャフトに対して１／２の回転数で連動して回転するようにされている。この可変動弁機構はオイルコントロールバルブ（以下「ＯＣＶ」と称する）から供給される作動油により駆動されて、可変動弁機構に備えられたタイミングスプロケットを吸気カムシャフト４に対して相対回転させる。このことによりクランクシャフトに対する吸気カムシャフト４の回転位相差を変更でき、吸気バルブのバルブタイミングが調節される。

尚、以下、吸気バルブに対して可変動弁機構が設けられているので、吸気カムシャフト４について設けられたカム角センサ２について説明する。ただし、排気バルブに対しても可変動弁機構が設けられている場合には、以下、吸気カムシャフト４について説明するごとくに排気バルブシャフト側にもカム角センサが設けられる。

カム角センサ２を支持するためにカムキャップ構成体８が設けられている。このカムキャップ構成体８とシリンダヘッド（カムキャリアを含む）に設けられたカムジャーナル１０との間で吸気カムシャフト４が回転可能に支持されている。

図７〜９にカムキャップ構成体８を示す。図７は俯角斜視図、図８は仰角斜視図、図９の(Ａ)は平面図、(Ｂ)は底面図、(Ｃ)は正面図、(Ｄ)は右側面図である。
カムキャップ構成体８は、吸気カムシャフト４のカムキャップの機能を果たしている基部１２及びカム角センサ２装着用の装着部１３を備えている。この装着部１３はスリーブ１４及び、該スリーブ１４と基部１２とを接続する接続部１６を備えている。これら基部１２、スリーブ１４及び接続部１６は、シリンダヘッドと同じ材料、ここではアルミニウム合金製であると共に、一体成形により一体化されている。

スリーブ１４は外径が円柱状をなし、偏心した位置に装着穴１４ａが垂直方向に貫通状態で設けられて、全体として円筒状をなしている。更にスリーブ１４の上面１４ｂ側から垂直方向にネジ孔１４ｃが形成されている。装着穴１４ａにはカム角センサ２の本体２ａが装着され、ネジ孔１４ｃにはカム角センサ２のステー２ｂに設けられた貫通孔２ｃを貫通した取付ネジ１８が螺合される。このことにより図１，２に示したごとくカム角センサ２全体はカムキャップ構成体８のスリーブ１４に、垂直下方に本体２ａを向けて取り付けられる。尚、カム角センサ２の本体２ａの外周にはゴム弾性体からなるオーリング３が配置されて、カム角センサ２の本体２ａと装着穴１４ａとの間のオイルシールを行っている。

カムキャップ構成体８は基部１２にてカムキャップとしてカムジャーナル１０に締結ボルト１２ａにて固定されるため、カムキャップ構成体８に取り付けられたカム角センサ２の本体２ａは、吸気カムシャフト４に固定されて吸気カムシャフト４と共に回転するロータ６に近接した状態に配置される。このことによりカム角センサ２は、ロータ６の歯６ａの通過を検出し、この通過タイミングを検出信号として信号線２ｄにより、内燃機関制御を行っている電子制御回路側へ出力することができる。

カムキャップ構成体８のスリーブ１４は上面１４ｂがシリンダヘッドカバー２０に設けられた開口部２２から外部に露出している。スリーブ１４の外周と開口部２２の内周との間には、ゴム弾性体からなるリング状のガスケット２４が配置されてスリーブ１４とシリンダヘッドカバー２０との間のオイルシールを行っている。

したがってシリンダヘッドカバー２０の寸法精度が少々低くても、あるいはシリンダヘッドカバー２０をシリンダヘッドに取り付ける際にシリンダヘッドカバー２０が歪んだとしても、ガスケット２４が撓むことにより位置ずれが吸収されるのでオイルシール機能を十分に維持することができる。

更にシリンダヘッドカバー２０の内圧や熱によりシリンダヘッドカバー２０が変形したとしても、ガスケット２４の撓みにより、変形による位置ずれが吸収されてオイルシール機能を十分に維持することができる。更にシリンダヘッドカバー２０に内燃機関運転時に振動が生じたとしても、この振動をガスケット２４が吸収することによりオイルシール状態を維持することができる。

スリーブ１４の装着穴１４ａ及びネジ孔１４ｃは完全にシリンダヘッドカバー２０の外部に対して露出状態にある。このためカムキャップ構成体８にて吸気カムシャフト４を回転可能にシリンダヘッド側のカムジャーナル１０に固定し、シリンダヘッドカバー２０をシリンダヘッド側に取り付けた後において、スリーブ１４の装着穴１４ａにカム角センサ２を装着して取付ネジ１８にて固定することができる。同様にして、シリンダヘッドカバー２０をシリンダヘッド側から外さなくても、取付ネジ１８を緩めることによりカム角センサ２をスリーブ１４から取り外すことができる。このようにカム角センサ２は開口部２２から挿抜できる配置状態で装着されている。

上述した構成において、請求項との関係については、ガスケット２４がシール部材に相当し、ステー２ｂ及び取付ネジ１８が固定部に相当し、ネジ孔１４ｃが結合部に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．カム角センサ２を装着しているカムキャップ構成体８の装着部１３と基部１２とは一体成形により強固に一体化しており、更に基部１２はカムキャップとして形成されている。このためカムキャップ構成体８の基部１２がシリンダヘッド側、ここではシリンダヘッドに属するカムジャーナル１０に固定されることでシリンダヘッド上での装着部１３の位置決めが行われている。したがってカム角センサ２はシリンダヘッドカバー２０に支持されているのではなく、装着部１３と基部１２とを介してシリンダヘッド側に強固に支持されていることになる。

このためカム角センサ２は、シリンダヘッド側のカムジャーナル１０とカムキャップ構成体８とにより支持されている吸気カムシャフト４に対して強固かつ高精度に位置決めがなされる。このことによりカム角センサ２は、吸気カムシャフト４に設けられたロータ６との間においても相対的な位置関係が強固かつ高精度に決定される。

特に樹脂製であるために生じやすいシリンダヘッドカバー２０の変形や振動は、シリンダヘッドカバー２０の開口部２２とスリーブ１４との間に設けられたシール部材としてのガスケット２４が撓むことにより、スリーブ１４あるいはカム角センサ２の配置に影響することはない。

したがってシリンダヘッドカバー２０の振動や変形に影響されずに高精度にカム角が検出できるカム角センサ２を実現できる。
しかもカム角センサ２とロータ６との相対的位置関係が強固かつ高精度に決定されることにより、カム角センサ２とロータ６とを十分に近接して配置することが可能となる。このように十分に近接できることにより、カム角センサ２による歯６ａの検出を、より高精度なものとすることができる。

（ロ）．装着部１３のスリーブ１４は、先端側から装着穴１４ａにカム角センサ２を挿抜可能であり、先端側にネジ孔１４ｃが開口している。そしてこれらはシリンダヘッドカバー２０の開口部２２から外部に露出している。このことによりシリンダヘッドカバー２０がシリンダヘッドに取り付けられた後においても、装着部１３にカム角センサ２を取り付けたり、あるいは外して取り替えたりすることが効率的にできる。

更にガスケット２４についてもシリンダヘッドカバー２０の開口部２２とスリーブ１４との間で、上面側が完全に外部に露出した状態にあるので、ガスケット２４はシリンダヘッドカバー２０の外側から挿抜可能である。このことによりガスケット２４についてもシリンダヘッドカバー２０を組み立てた後においても、シリンダヘッドカバー２０を取り外すことなく、容易に取り付け、あるいは取り替えることができる。

［実施の形態２］
本実施の形態は、カム角センサのみでなく可変動弁機構用ＯＣＶも装着できるカムキャップ構成体を用いた例を示している。すなわち、図１０〜１４に示すごとく、２つのカム角センサ１０２，１０３及び２つの可変動弁機構用ＯＣＶ１０４，１０５の４つの内燃機関用機能装置を装着可能とする１つのカムキャップ構成体１０８がシリンダヘッド側のカムジャーナル１０９に配置されている。

ここで図１０は要部を示す俯角斜視図、図１１は垂直軸にて回転して異なる方向から見た俯角斜視図、図１２は正面図、図１３は左側面図、図１４は平面図である。これらの図は、既にシリンダヘッドカバー１３４（図１２〜１４で破線で示す）を取り付けた後の図であるが、シリンダヘッドカバー１３４の内部構造を示すためにシリンダヘッドカバー１３４については透過して見た図となっている。尚、シリンダヘッドカバー１３４は必要部分を個々に破線で示しているが、これらは全て一体に形成されて連なっているものである。

図示したごとく、各カム角センサ１０２，１０３の配置は、前記実施の形態１と同様であり、吸気カムシャフト１１０と排気カムシャフト１１２とにそれぞれ設けられているロータ１１４，１１６の各歯１１４ａ，１１６ａの通過を検出可能としている。更に、各ＯＣＶ１０４，１０５は、各カムシャフト１１０，１１２の先端に設けられた可変動弁機構を駆動して吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを個々に調節可能としている。

図１５〜２０にカムキャップ構成体１０８の構成を示す。尚、この内、図１５〜１９におけるカムキャップ構成体１０８の図示配置は、前記図１０〜１４のそれぞれに対応している。すなわち図１５は要部を示す俯角斜視図、図１６は垂直軸にて回転して異なる方向から見た俯角斜視図、図１７は正面図、図１８は左側面図、図１９は平面図である。尚、図２０は仰角斜視図である。

カムキャップ構成体１０８は、吸気カムシャフト１１０と排気カムシャフト１１２との両方に対するカムキャップの機能を果たしている基部１２０、各カム角センサ１０２，１０３装着用の装着部１２２，１２３及び各ＯＣＶ装着用の装着部１２４，１２５を備えている。

これら装着部１２２〜１２５は、装着されるカム角センサ１０２，１０３あるいはＯＣＶ１０４，１０５の外形に対応した装着穴１２６ａ，１２７ａ，１２８ａ，１２９ａを有するスリーブ１２６，１２７，１２８，１２９を備えている。

吸気カムシャフト１１０側では、一方のカム角センサ用装着部１２２と一方のＯＣＶ用装着部１２４とが組み合わされている。すなわち装着部１２２のカム角センサ用スリーブ１２６、装着部１２４のＯＣＶ用スリーブ１２８、及びこれらのスリーブ１２６，１２８に共通の接続部１３０を介して基部１２０に一体化されている。

排気カムシャフト１１２側では、他方のカム角センサ用装着部１２３と他方のＯＣＶ用装着部１２５とが組み合わされている。すなわち装着部１２３のカム角センサ用スリーブ１２７、装着部１２５のＯＣＶ用スリーブ１２９、及びこれらのスリーブ１２７，１２９に共通の接続部１３２を介して基部１２０に一体化されている。

各カム角センサ用装着部１２２，１２３については、前記実施の形態１にて示したごとくの構成である。すなわち装着穴１２６ａ，１２７ａ内に装着されたカム角センサ１０２，１０３が、取付ネジ１０２ｃ，１０３ｃを、ステー１０２ｂ，１０３ｂの貫通孔を介してスリーブ１２６，１２７の上面に開口しているネジ孔１２６ｂ，１２７ｂに螺合することで取り付けられている。このことにより各カムシャフト１１０，１１２に設けられたロータ１１４，１１６の回転位相を検出して各バルブのバルブタイミングを検出する。

ＯＣＶ用装着部１２４，１２５のスリーブ１２８，１２９は円筒状をなし装着穴１２８ａ，１２９ａの挿入口側が上方に少し傾いた状態で形成されている。装着穴１２８ａ，１２９ａは、ＯＣＶ１０４，１０５のスプール弁部分の外形に対応して形成されている。

カムキャップ構成体１０８内には、図１７に破線で示すごとく各５本の油路１２８ｂ，１２８ｃ，１２８ｄ，１２８ｅ，１２８ｆ，１２９ｂ，１２９ｃ，１２９ｄ，１２９ｅ，１２９ｆが各スリーブ１２８，１２９に集合するように形成されている。これらの油路１２８ｂ〜１２８ｆ，１２９ｂ〜１２９ｆはＯＣＶ１０４，１０５の各５つのポートに対応して各装着穴１２８ａ，１２９ａ内に開口している。

この内、遅角油路１２８ｂ，１２９ｂは、各カムシャフト１１０，１１２内に軸方向に形成されている遅角油路１１０ａ，１１２ａ（図１０，１２）を介して各カムシャフト１１０，１１２の先端にそれぞれ設けられている可変動弁機構の遅角側油圧室に作動油を供給する油路である。このことで各カムシャフト１１０，１１２を遅角側に制御することができる。

進角油路１２８ｃ，１２９ｃは、各カムシャフト１１０，１１２内に軸方向に形成されている進角油路１１０ｂ，１１２ｂ（図１０，１２）を介して各可変動弁機構の進角側油圧室に作動油を供給する油路である。このことで各カムシャフト１１０，１１２を進角側に制御することができる。

供給油路１２８ｄ，１２９ｄは、ＯＣＶ１０４，１０５を介して前記油路１１０ａ，１１２ａ，１１０ｂ，１１２ｂに作動油を供給できるように、シリンダヘッド側に設けられた作動油供給油路から油圧供給を受けるものである。このために基部１２０の中央部まで供給油路１２８ｄ，１２９ｄが形成され、１本に集合した後に作動油供給コネクタ１２０ａに接続している。この作動油供給コネクタ１２０ａを介して、供給油路１２８ｄ，１２９ｄはシリンダヘッド側の作動油供給油路と接続して作動油の供給を受けている。

尚、供給油路１２８ｄ，１２９ｄは、全体をカムキャップ構成体１０８の内部に形成する代わりに、それぞれスリーブ１２８，１２９からパイプにより導出しても良い。このパイプの先端を、直接、シリンダヘッド側の作動油供給油路に接続したり、あるいは基部１２０に接続して作動油供給コネクタ１２０ａから作動油を供給するようにしても良い。

排出油路１２８ｅ，１２８ｆ，１２９ｅ，１２９ｆは、遅角油路１２８ｂ，１２９ｂと進角油路１２８ｃ，１２９ｃとの一方に作動油が供給されている時に、他方から排出される作動油を、シリンダヘッドカバー１３４内に排出するために設けられている。このために排出油路１２８ｅ，１２８ｆ，１２９ｅ，１２９ｆはスリーブ１２８，１２９の壁を貫通してスリーブ１２８，１２９の外周に開口するように形成されている。

上述した基部１２０（作動油供給コネクタ１２０ａを含む）及び装着部１２２〜１２５（スリーブ１２６〜１２９及び接続部１３０，１３２）からなるカムキャップ構成体１０８は、シリンダヘッドと同じ材料、ここではアルミニウム合金にて一体成形により一体化されている。

図２１の縦断面図にＯＣＶ１０４を装着する直前のＯＣＶ用装着部１２４の状態を、図２２の縦断面図にＯＣＶ１０４装着後の状態を示す。尚、もう一つのＯＣＶ用装着部１２５側についても同様な構成である。ここでスリーブ１２８の外周とシリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａの内周との間隙は、シール部材としてのリング状ガスケット１３６によりオイルシールされて作動油が外部に漏出しないようにされている。

図２３にリング状ガスケット１３６の構成を示す。図２３の(Ａ)は正面図、(Ｂ)は背面図、(Ｃ)は右側面図、(Ｄ)は右縦断面図、(Ｅ)は平面図、(Ｆ)は斜視図である。リング状ガスケット１３６は、断面Ｌ字状の金属製リング１３６ａと、この金属製リング１３６ａを覆っていると共に一方の軸方向へ筒状にかつ径を縮小しつつ伸び出しているゴム弾性体からなるリップ部１３６ｂとから構成されている。前記図２１，２２に示したごとくに、リング状ガスケット１３６を、シリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａに挿入して配置した状態では、図２１の縦断面図に示すごとく、金属製リング１３６ａの円筒状部分では、開口部１３４ａの内周面との間でゴム弾性体を圧縮する状態となる。このことによりリング状ガスケット１３６は開口部１３４ａに嵌合する。この時、リップ部１３６ｂの先端側は、全周がスリーブ１２８の外周に密着するので、開口部１３４ａの内周との間でオイルシール機能を果たす。尚、シリンダヘッドカバー１３４の寸法精度が少々低くても、あるいはシリンダヘッドカバー１３４をシリンダヘッドに取り付ける際にシリンダヘッドカバー１３４が歪んでも、ゴム弾性体であるリップ部１３６ｂが撓んで変形することにより誤差が吸収され、オイルシール機能を十分に維持することができる。更にシリンダヘッドカバー１３４の内圧あるいは熱によるシリンダヘッドカバー１３４の変形が生じても、リップ部１３６ｂが撓むことによりオイルシール機能を十分に維持することができる。

そして図２２に示すごとくスリーブ１２８の装着穴１２８ａ内にＯＣＶ１０４のスプール弁１０４ａ部分を挿入して、ＯＣＶ１０４を装着する。
ここで、スリーブ１２８の先端の外周部分には、螺合部１２８ｇ（スリーブ１２９では螺合部１２９ｇ）が設けられ、螺合孔１２８ｈ（スリーブ１２９では螺合孔１２９ｈ）が形成されている。装着されたＯＣＶ１０４は抜け止めのためにフランジ１０４ｂに設けられた貫通孔を介してネジ１３８を螺合孔１２８ｈに螺入する。このことによりＯＣＶ１０４はスリーブ１２８から抜けないように固定される。スリーブ１２９側についても、螺合部１２９ｇの螺合孔１２９ｈにネジ１４０が螺入されることでＯＣＶ１０５がフランジ１０５ｂにて固定される。

このことによりリング状ガスケット１３６は、金属製リング１３６ａ部分が、ＯＣＶ１０４，１０５のフランジ１０４ｂ，１０５ｂによりシリンダヘッドカバー１３４側に押圧され挟持される。このことによりリング状ガスケット１３６はシリンダヘッドカバー１３４への密着度が高まる。

図１０〜１４に示した構成の組み立ては、まずシリンダヘッド側のカムジャーナル１０９に２つのカムシャフト１１０，１１２を配置してカムキャップ構成体１０８をボルト１４４にて締結することによりカムシャフト１１０，１１２をカムジャーナル１０９上に回転可能に支持する。そしてシリンダヘッド上にシリンダヘッドカバー１３４をボルトなどで締結する。

そして図２１に示したごとくリング状ガスケット１３６をシリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａとスリーブ１２８，１２９との間に配置する。この後、図２２に示したごとく、リング状ガスケット１３６が嵌合された開口部１３４ａを貫いて、各スリーブ１２８，１２９の装着穴１２８ａ，１２９ａ内にＯＣＶ１０４，１０５のスプール弁部分を挿入して、ＯＣＶ１０４，１０５を装着する。そしてネジ１３８，１４０にてＯＣＶ１０４，１０５を各スリーブ１２８，１２９に締結して固定する。このことによりＯＣＶ１０４，１０５の取付構造が完成する。

更にカム角センサ１０２，１０３側についても各スリーブ１２６，１２７に対応するシリンダヘッドカバー１３４の開口部から、カム角センサ１０２，１０３を挿入して、前記実施の形態１と同様に各スリーブ１２６，１２７に装着し、取付ネジ１０２ｃ，１０３ｃにて締結して固定する。このことにより図１０〜１４に示した構成が完成する。

そしてカム角センサ１０２，１０３においてシリンダヘッドカバー１３４の開口部にて外部に露出している部分と電子制御装置との間に信号線が接続されることによりカム角の検出信号が出力可能となる。更にシリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａにて外部に露出しているＯＣＶ１０４，１０５の電磁ソレノイド部１０４ｃ，１０５ｃと電子制御装置との間に信号線が接続される。このことによりシリンダヘッドの作動油供給油路から供給油路１２８ｄ，１２９ｄへ供給されてくる作動油を用いて可変動弁機構を駆動することができ、内燃機関の運転状態に応じて吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを調節できる。

上述したごとく取り付けられていた内燃機関用機能装置（カム角センサ１０２，１０３、ＯＣＶ１０４，１０５）の故障等により、該当する内燃機関用機能装置を取り替える必要が生じた場合には、ネジ１０２ｃ，１０３ｃ，１３８，１４０を外して、該当するスリーブ１２６〜１２９に対する拘束を解く。そして装着穴１２６ａ〜１２９ａからカム角センサ１０２，１０３やＯＣＶ１０４，１０５を抜き取る。そして新たなカム角センサやＯＣＶを装着穴１２６ａ〜１２９ａに装着して、ネジ１０２ｃ，１０３ｃ，１３８，１４０にてシリンダヘッドカバー１３４の外面に固定する。このことによりカム角センサ１０２，１０３やＯＣＶ１０４，１０５の取り替えが完了する。

上述した構成において、請求項との関係については、前記実施の形態１と同じガスケットに加えてリング状ガスケット１３６がシール部材に相当する。そして、ステー１０２ｂ，１０３ｂ、取付ネジ１０２ｃ，１０３ｃ、フランジ１０４ｂ，１０５ｂ及びネジ１３８，１４０が固定部に相当し、ネジ孔１２６ｂ，１２７ｂ及び螺合孔１２８ｈ，１２９ｈが結合部に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．各カム角センサ１０２，１０３について前記実施の形態１の効果を生じる。これと共に、基部１２０が吸気カムシャフト１１０用のカムキャップと排気カムシャフト１１２用のカムキャップとの両者を兼ねて連結状態で一体化して形成されているので、より強固にカム角センサ１０２，１０３がシリンダヘッド側に固定できる。更にＯＣＶ用の装着部１２４，１２５も一体化されているため、カムキャップ構成体１０８の質量と剛性とが高まり、シリンダヘッドカバー１３４の振動や変形の影響を一層受けにくくなり、カム角信号の検出精度の高精度化が一層顕著となる。

（ロ）．可変動弁機構に作動油を供給するＯＣＶ１０４，１０５についても上記（イ）で述べたごとくシリンダヘッド側に強固に支持されてシリンダヘッド側に対する位置関係が強固かつ高精度に決定される。したがってＯＣＶ１０４，１０５についても、一層、シリンダヘッドカバー１３４の振動や変形の影響を受けにくくなり、作動油供給コネクタ１２０ａとシリンダヘッド側との接続部分や、ＯＣＶ１０４，１０５と各スリーブ１２８，１２９との間での作動油漏洩が防止される。

更にスリーブ１２８，１２９から基部１２０まで継ぎ目なしで油路１２８ｂ，１２８ｃ，１２９ｂ，１２９ｃが形成できるので油密性が高くなり作動油漏洩が効果的に防止される。

（ハ）．ＯＣＶ１０４，１０５は、ネジ１３８，１４０にて各スリーブ１２８，１２９の先端側に取り付けられ、これらＯＣＶ１０４，１０５及びネジ１３８，１４０はシリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａから外部に露出している。このことによりシリンダヘッドカバー１３４がシリンダヘッドに取り付けられた後においても、ＯＣＶ１０４，１０５を取り付けたり、あるいは取り替えたりすることが効率的にできる。

更にリング状ガスケット１３６についてもシリンダヘッドカバー１３４の開口部１３４ａとスリーブ１２８，１２９との間で、上面側が完全に外部に露出した状態にあり、シリンダヘッドカバー１３４の外側から挿抜可能である。このことによりシリンダヘッドカバー１３４を取り外すことなく、容易に取り付け、あるいは取り替えることができる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２において、カムキャップ構成体は、吸気カムシャフト用と排気カムシャフト用との２つのカム角センサと２つのＯＣＶとを装着できるものであったが、いずれかのカムシャフト用のカム角センサとＯＣＶとを装着できるカムキャップ構成体として構成しても良い。

又、図２４〜２７に示すごとく、ＯＣＶ２０４，２０５のみを装着できるカムキャップ構成体２０８を構成することができる。このカムキャップ構成体２０８は、ＯＣＶ用の装着部２２４，２２５及び基部２２０を備え、前記実施の形態２のカムキャップ構成体１０８（図１５〜２０）とは、カム角センサ用装着部１２２，１２３が存在しない以外は同じ構成である。

このように構成することにより図２５のごとく２本のカムシャフト２１０，２１２をシリンダヘッド側のカムジャーナル２０９との間で回転可能に挟持し、シリンダヘッドカバー２３４をシリンダヘッド側に取り付けた後、前記図２１に示したごとくリング状ガスケット１３６（図２３）を配置する。そして図２６のごとくＯＣＶ２０４，２０５をネジ２３８，２４０により装着部２２４，２２５に固定して、図２７のごとくＯＣＶの取付構造が完成する。このように構成することにより、前記実施の形態２にて述べたＯＣＶにおける効果が生じる。

（ｂ）．前記実施の形態２及び図２４〜２７の例では、ＯＣＶの装着方向はカムシャフトの軸方向とは直交する方向であった。これ以外に、図２８に示すごとくカムキャップ構成体３０８のＯＣＶ用装着部３２４，３２５における装着穴３２４ａ，３２５ａの軸方向を、カムシャフトの軸方向に沿わせることにより、ＯＣＶの装着方向をカムシャフトの軸方向に向けても良い。

尚、図２８の例ではＯＣＶの先端が少し下に向くように装着穴の軸方向が配置されているが、完全にカムシャフトと平行に配置されるようにカムキャップ構成体を構成しても良い。

前記実施の形態２、図２４〜２７の装着穴の軸方向についても、ＯＣＶの先端が少し下に向くように配置するのではなく、カムシャフトの配置面に完全に平行に配置されるようにカムキャップ構成体を構成しても良い。

（ｃ）．前記各実施の形態では、図５，２２，２６などに示したごとくシール部材（ガスケット２４，１３６）はシリンダヘッドカバーの開口部と装着部との間をオイルシールしていた。これ以外に、装着部から外部に飛び出しているカム角センサあるいはＯＣＶと、シリンダヘッドカバーの開口部との間にシール部材を配置して、オイルシールしても良い。

（ｄ）．前記実施の形態にて述べたカム角センサはロータに対して対向して回転位相を検出するものであったが、シリンダヘッドカバーに覆われた状態で配置されている内部機構に対して接触することにより、回転位相などを検出する内燃機関用センサにも適用でき、各実施の形態において述べた効果を生じる。

実施の形態１のカム角センサの取付構造を示す俯角斜視図。 同じくカム角センサの取付構造を示す仰角斜視図。 同じくカム角センサの取付構造を示す正面図。 同じくカム角センサの取付構造を示す右側面図。 同じくカム角センサの取付構造を示す縦断俯角斜視図。 同じくカム角センサの取付構造を示す分解斜視図。 同じくカムキャップ構成体を示す俯角斜視図。 同じくカムキャップ構成体を示す仰角斜視図。 同じくカムキャップ構成体の構成説明図。 実施の形態２のカム角センサ及びＯＣＶの取付構造を示す俯角斜視図。 同じく方向を変えて示すカム角センサ及びＯＣＶの取付構造の俯角斜視図。 同じくカム角センサ及びＯＣＶの取付構造を示す正面図。 同じくカム角センサ及びＯＣＶの取付構造を示す左面図。 同じくカム角センサ及びＯＣＶの取付構造を示す平面図。 同じくカムキャップ構成体を示す俯角斜視図。 同じく方向を変えて示すカムキャップ構成体の俯角斜視図。 同じくカムキャップ構成体を示す正面図。 同じくカムキャップ構成体を示す左側面図。 同じくカムキャップ構成体を示す平面図。 同じくカムキャップ構成体を示す仰角斜視図。 同じくＯＣＶを装着する直前のＯＣＶ用装着部の縦断面図。 同じくＯＣＶ装着後のＯＣＶ用装着部の縦断面図。 同じくリング状ガスケットの構成説明図。 他の例のカムキャップ構成体を示す俯角斜視図。 上記他の例のカムキャップ構成体の適用説明図。 上記他の例のカムキャップ構成体の適用説明図。 上記他の例のカムキャップ構成体の適用説明図。 他の例のカムキャップ構成体を示す俯角斜視図。

符号の説明

２…カム角センサ、２ａ…本体、２ｂ…ステー、２ｃ…貫通孔、２ｄ…信号線、３…オーリング、４…吸気カムシャフト、６…ロータ、６ａ…歯、８…カムキャップ構成体、１０…カムジャーナル、１２…基部、１２ａ…締結ボルト、１３…装着部、１４…スリーブ、１４ａ…装着穴、１４ｂ…上面、１４ｃ…ネジ孔、１６…接続部、１８…取付ネジ、２０…シリンダヘッドカバー、２２…開口部、２４…ガスケット、１０２，１０３…カム角センサ、１０２ｂ，１０３ｂ…ステー、１０２ｃ，１０３ｃ…取付ネジ、１０４，１０５…ＯＣＶ、１０４ａ…スプール弁、１０４ｂ，１０５ｂ…フランジ、１０４ｃ，１０５ｃ…電磁ソレノイド部、１０８…カムキャップ構成体、１０９…カムジャーナル、１１０，１１２…カムシャフト、１１０ａ，１１２ａ…遅角油路、１１０ｂ，１１２ｂ…進角油路、１１４，１１６…ロータ、１１４ａ，１１６ａ…各歯、１２０…基部、１２０ａ…作動油供給コネクタ、１２２，１２３…カム角センサ用装着部、１２４，１２５…ＯＣＶ用装着部、１２６，１２７，１２８，１２９…スリーブ、１２６ａ，１２７ａ，１２８ａ，１２９ａ…装着穴、１２６ｂ，１２７ｂ…ネジ孔、１２７…カム角センサ用スリーブ、１２８…ＯＣＶ用スリーブ、１２８ａ…装着穴、１２８ｂ〜１２８ｆ，１２９ｂ〜１２９ｆ…油路、１２８ｇ，１２９ｇ…螺合部、１２８ｈ，１２９ｈ…螺合孔、１３０，１３２…接続部、１３４…シリンダヘッドカバー、１３４ａ…開口部、１３６…リング状ガスケット、１３６ａ…金属製リング、１３６ｂ…リップ部、１３８，１４０…ネジ、１４４…ボルト、２０４，２０５…ＯＣＶ、２０８…カムキャップ構成体、２０９…カムジャーナル、２１０，２１２…カムシャフト、２２０…基部、２２４，２２５…装着部、２３４…シリンダヘッドカバー、２３８，２４０…ネジ、３０８…カムキャップ構成体、３２４，３２５…装着部、３２４ａ，３２５ａ…装着穴。

Claims (12)

1. 内燃機関のシリンダヘッド側にシリンダヘッドカバーに覆われた状態で配置されている内部機構に対して接触又は対向させ、一部をシリンダヘッドカバーに設けられた開口部を介して露出させる形態で配置される内燃機関用センサの取付構造であって、
   前記内燃機関用センサを、前記開口部から挿抜できる配置状態で装着する装着部と、
   該装着部に一体化されていると共に、シリンダヘッド側に固定されることでシリンダヘッド上での前記装着部の位置決めを行う基部と、
   前記開口部と、前記装着部又は前記内燃機関用センサとの間をオイルシールするシール部材と、
   前記装着部に装着された前記内燃機関用センサを前記装着部に固定することにより、前記内燃機関用センサの装着状態を維持する固定部と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
2. 請求項１において、前記内燃機関用センサは、カムシャフトの回転位相を検出するカム角センサであり、前記内部機構は前記カム角センサに対向してカムシャフトに設けられたロータであることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
3. 請求項２において、前記装着部は装着穴を有するスリーブを形成し、前記基部はカムキャップを形成し、前記装着部と前記基部とは一体成形により一体化されていることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
4. 請求項３において、前記カムキャップは、吸気カムシャフト用のカムキャップと排気カムシャフト用のカムキャップとが連結されていることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記シール部材は、前記開口部の内周と前記装着部の外周又は前記内燃機関用センサの外周とに当接するリング状のゴム弾性体からなることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
6. 請求項５において、前記シール部材は、前記シリンダヘッドカバーの外側から挿抜可能に取り付けられていることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記シリンダヘッドカバーは樹脂製であることを特徴とする内燃機関用センサの取付構造。
8. 内燃機関のカムキャップを備える共に、内燃機関用機能装置を装着する装着穴を有するスリーブを一体成形していることを特徴とするカムキャップ構成体。
9. 請求項８において、前記スリーブは装着穴が開口している先端側に、前記内燃機関用機能装置と結合する結合部を形成していることを特徴とするカムキャップ構成体。
10. 請求項８又は９において、前記内燃機関用機能装置は、可変動弁機構用オイルコントロールバルブ又はカム角センサであることを特徴とするカムキャップ構成体。
11. 請求項８又は９において、複数の前記スリーブが一体成形されていることにより、複数の内燃機関用機能装置を装着可能であることを特徴とするカムキャップ構成体。
12. 請求項１１において、複数の内燃機関用機能装置は、可変動弁機構用オイルコントロールバルブ及びカム角センサを含むことを特徴とするカムキャップ構成体。

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