JP2010216455A - センサプレート取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成によりセンサプレートの回転アンバランスを抑制するとともにセンサプレートの位相を間違った組付けを防止できるようにする。
【解決手段】 外周に多数の歯部２１と欠歯部２２が設けられたリング状部２３を有するセンサプレート２のリング状部２３の内周に対称な配置でボルト挿通穴２６，２７を有する内方に突出した一対の取付片部２４，２５を設け、それら取付片部２４，２５の欠歯部２２と同じ側に、回転アンバランスを抑制するマス部２８，２９を設ける。そして、クランク軸１の一端側の側面に、取付片部２４，２５およびマス部２８，２９の非対称な縁部形状に沿って取付座部３０，３１を設け、その取付座部３０，３１の縁部に、センサプレート２の位相組み間違いを抑制する規制部３２，３３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、外周に回転検出用の多数の歯部と欠歯部を有し、クランク軸に同心状に取り付けられるセンサプレートの取付構造に関する。

エンジンのクランク軸には、外周に回転検出用の多数の規則的に配置された歯部と基準点となる欠歯等の不規則部を有し中央に開口部を有する円盤状のセンサプレートが、開口部にクランク軸のジャーナル部をくぐらせて、一端側のクランクアームおよびクランクウエイトの部分の軸方向と直交する側面にボルト締結によりクランク軸の回転中心に対し同心状に取り付けられるのが普通である。こうしてクランク軸に同心状に取り付けられたセンサプレートは、クランク軸と一体に回転し、回転移動する歯部がシリンダブロック側に取り付けられた回転センサによって検出される。そして、その回転センサの検出信号に基づいてクランク軸の回転角度や回転位置が演算される。

このように外周に回転検出用の多数の歯部と不規則部を有し、クランク軸に同心状に取り付けられるセンサプレートの取付構造として、センサプレート全体がリング形状で、クランクアームの部分の１個所とクランクアームに一体形成されたバランスウエイトの周方向両端部の２個所との３点でボルト締結され、また、プレート取付後のクランク軸全体のバランスを調整するためにバランス調整穴が設けられたものが従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）

また、やはりセンサプレート全体がリング形状で、クランクアームの部分の１個所とクランクアームに一体形成されたバランスウエイトの周方向両端部の２個所との３点でボルト締結されたものにおいて、軽量化のために複数の開口を設けたものが従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）

特許第４０２０３６０号公報 特開２００６−１５３１０７号公報

外周に多数の歯部と基準点となる不規則部を設けたセンサプレートは、不規則部がプレート自体の回転アンバランスの要因となり、また、クランク軸を含めた回転アンバランスの要因となる。また、このように外周に多数の歯部と基準点となる不規則部を有するセンサプレートは、クランク軸の一端側の側面に取り付ける際に、表裏を間違って、あるいは表裏は正しくてもクランク軸に対し回転方向にずれて基準点のクランク軸に対する位相が間違った格好で取り付けられる恐れがある。

そうしたセンサプレートの位相組み間違いは、特に、センサプレートを２点止めにした場合に顕著である。センサプレートは、バランスを考慮すると３点でボルト締結するのが普通であるが、一方では、軽量化のためにボルト数を少なくしたいという要求がある。しかし、センサプレートを２点止めとする場合、バランスを考えて取付点の位置をクランク軸中心を挟んで対称にすると、基準点の位置がクランク軸に対し１８０度位相が違う格好で取り付けられる可能性があり、誤組付けのリスクが大きくなる。

本発明は、簡易な構成によりセンサプレートの回転アンバランスを抑制するとともにセンサプレートの位相を間違った組付けを防止できるようにすることを目的とする。

本発明のセンサプレート取付構造は、外周に回転検出用の多数の歯部と欠歯部とが形成されたリング状部を有する円盤状のセンサプレートをクランク軸の一端側の軸方向と直交する側面にクランク軸の回転中心に対し同心状に取り付けるセンサプレート取付構造であって、センサプレートのリング状部の内周に、該センサプレートをクランク軸の一端側の軸方向と直交する側面に取り付ける内方に突出した取付片部が設けられ、該取付片部に締結用のボルト挿通穴が設けられるとともに、該取付片部のボルト挿通穴を基準とした一側に回転アンバランスを抑制するマス部が設けられ、クランク軸の一端側の軸方向と直交する側面に、センサプレートの取付片部が着座する取付座部が設けられ、該取付座部の縁部に、センサプレートの取付片部およびマス部の縁部に沿って該センサプレートの位相組み間違いを抑制する規制部が設けられていることを特徴とする。

このセンサプレート取付構造によれば、センサプレートの取付片部の一側に設けたマス部により回転アンバランスを抑制するとともに、そのマス部を利用して、取付片部およびマス部とクランク軸側に設けた規制部との関係で、センサプレートをクランク軸に対し特定の位相でのみ組付けられるようにして、位相組み間違いを未然に防止することができ、余分な重量増大を伴わない簡易な構成によりセンサプレートの回転アンバランスを抑制するとともにセンサプレートの位相を間違った組付けを防止できる。

このセンサプレート取付構造において、センサプレートの取付片部は、マス部が設けられた一側と、ボルト挿通穴を基準とした他側とで、マス部を含む縁部形状が非対称となっているのがよい。

このようにセンサプレートの取付片部のマス部を含む縁部形状が非対称となっていることで、センサプレートはクランク軸に対し特定の位相でのみ組付けられ、位相が間違った組付けはできないようになる。

そして、センサプレートは、取付片部がセンサプレートの回転中心を挟んで一対設けられ、２つのボルトでクランク軸に締結されるものであってよい。

この場合、センサプレートは締結用のボルトが２つだけであるため軽量化できる。そして、一対の取付点が回転中心を挟んで対称な配置であると、一般には回転検出の基準点となる欠歯部の位置がクランク軸に対し１８０度位相が違う格好で取り付けられる可能性があるが、このセンサプレートの場合は、取付片部およびマス部とクランク軸側に設けた規制部との関係で位相組み間違いを防止できるため、２つのボルトによるセンサプレートの取付点を回転中心を挟んで対称に配置することができ、そうすることで良好な回転バランスが得られる。なお、センサプレートは、プレート自体が板物の回転体であって比較的振動し易いのが普通で、クランク軸の振動もあるため、クランク軸に対し２点止めで取り付けることにより取付点間の距離が長くなると、プレートの振れが大きくなる恐れがあるが、そうした問題は、プレートの厚みを通常より厚くしたり、プレス加工により面剛性を高める形状に成形するなどの手段で解決できる。

また、センサプレートは、リング状部が取付片部に対しクランク軸の一端側の側面から離れる側にオフセットしていて、表裏組み間違い時にはリング状部がクランク軸に干渉して組み付け不能となるようにするのがよい。

こうすることで、センサプレートは表裏間違って組み付けられた時にはリング状部がクランク軸に干渉して組み付け不能になり、誤組付けを未然に防止できる。

このように、本発明のセンサプレート取付構造によれば、余分な重量増大を伴わない簡易な構成によりセンサプレートの回転アンバランスを抑制するとともにセンサプレートの誤組付けを防止できる。

本発明の実施形態に係るクランク軸の一端側をセンサプレートを取り付けた状態で軸方向と直交する方向から見た図である。 図1のクランク軸をセンサプレートを取り付けた状態で一端側から軸方向に見た図である。 図1のクランク軸をセンサプレートを取り外した単体の状態で一端側から軸方向に見た図である。 図1のクランク軸に取り付けられたセンサプレートをクランク軸から取り外した単体の状態で図２とは反対の側から軸方向に見た図である。 図４のＡ−Ａ断面である。

図1〜図５は本発明のセンサプレート取付構造の実施形態の一例を示している。
この実施形態は、エンジンのクランク軸１の後端側に回転検出用のセンサプレート２を取り付けるものである。

センサプレート２は、円盤状で、中央にクランク軸１のジャーナル部１１が貫通する開口部２１を有し、外周に回転検出用の多数の歯部２１と回転検出の基準点となる不規則部である欠歯部２２とが形成されたリング状部２３を有するもので、開口部２１にクランク軸１の一端側のジャーナル部１１をくぐらせて、クランクアーム１２とバランスウエイト１３との連結部近傍の軸方向と直交する側面にクランク軸１の回転中心に対し同心状に組みつけられ、クランク軸１の回転中心を挟んで対称位置となる２点で1対のボルト３，３によってクランク軸方向から締結される。そして、センサプレート２はクランク軸１と一体に回転し、歯部２１がシリンダブロック側に取り付けられた回転センサ（図示せず）によって検出され、その検出信号に基づいてクランク軸１の回転角度や回転位置が演算される。

センサプレート２は、厚みが３ｍｍ程度の鋼板をプレス加工したもので、リング状部２３の内周に、センサプレート２をクランク軸１の後端側のクランクアーム１２とバランスウエイト１３との連結部近傍の軸方向と直交する側面に取り付ける内方に突出した取付片部２４，２５が、センサプレート２の回転中心を挟んで対称な配置で一対設けられ、それら一対の取付片部２４，２５に、センサプレート２の回転中心を挟んで対称となる配置で、それぞれ1つの締結用のボルト挿通穴２６，２７が設けられている。それらのボルト挿通穴２６，２７は、1つが丸穴で、他の一つがセンサプレート２の径方向に長い長穴である。

一対の取付片部２４，２５は、センサプレート２のそれら一対の取付片部２４，２５のボルト挿通穴２６，２７の中心を通る径方向中心線が、リング状部２３の欠歯部２２を通る径方向中心線に対し９０度から若干偏った角度をなす配置となっている。

そして、それら一対の取付片部２４，２５は、それぞれボルト挿通穴２６，２７を基準として取付片部２４，２５の一側である、ボルト挿通穴２６，２７の中心を通る径方向中心線と直交する方向（図２および図４において上下方向）の欠歯部２２と同じ側（図２および図４において上側）に、欠歯部２２に起因して発生する回転アンバランスを抑制するようマス部２８，２９が連続して設けられ、マス部２８，２９が設けられた側（図２および図４において上側）と、他側（図２および図４において下側）とで、マス部２８，２９を含む縁部形状が非対称となっている。

そして、このセンサプレート２を取り付けるため、クランク軸１には、クランクアーム１２とバランスウエイト１３との連結部近傍の軸方向と直交する側面に、センサプレート２の取付片部２４，２５が着座する取付座部３０，３１が形成されている。

一対の取付座部３０，３１は、センサプレート２の取付片部２４，２５およびマス部２８，２９の縁部形状に沿って周辺部から段下がりに軸方向にオフセットしたフラットな座面を形成し、そのセンサプレートの取付片部２４，２５およびマス部２８，２９の縁部に沿う形状とされた取付座部３０，３１の段差になった縁部が、センサプレート２の位相組み間違いを抑制する規制部３２，３３を形成している。

センサプレート２の取付片部２４，２５のマス部２８，２９を含む縁部形状は、マス部２８，２９が設けられた側（図２および図４において上側）と、他側（図２および図４において下側）とで非対称であり、クランク軸1側の取付座部３０，３１の縁部である規制部３２，３３も同様に非対称であるため、センサプレート２はクランク軸１に対し特定の位相でのみ組付け可能で、１８０度向きを逆にして組み付けようすると、マス部２８，２９の部分が規制部３２，３３に干渉する格好になり、位相組み間違いが未然に防止される。

また、センサプレート２は、図５に示すようにリング状部２３が取付片部２４に対し軸方向にオフセットしたものとなっている。オフセットの方向は、リング状部２３が取付片部２４に対し、取付座部３０，３１が設けられたクランク軸１のクランクアーム１２とバランスウエイト１３との連結部近傍の軸方向と直交する側面から離れる方向である。図５には一方の取付片部２４しか示されていないが、リング状部２３は他方の取付片部２５に対しても同様の方向にオフセットしている。

このようにセンサプレート２は、リング状部２３が取付片部２４，２５に対しクランク軸１の側面から離れる方向にオフセットしていることで、裏表逆に組み付けようとすると、リング状部２３がクランクアーム１２およびバランスウエイト１３の部分に干渉して、取付片部２４，２５が取付座部３０，３１に着座せず、組み付け不能になり、表裏組み間違いが未然に防止される。

なお、上記実施形態は、センサプレートをクランク軸に対し２点でボルト締結する２点止めの場合であるが、本発明のセンサプレート取付構造は、センサプレートをクランク軸に対し３点でボルト締結する３点止めの場合にも適用することができる。また、本発明は、エンジン以外にも適用可能である。また、本発明は、センサプレートが回転検出の基準点として欠歯部以外の不規則部を有する場合にも応用可能である。

１ クランク軸
２ センサプレート
３ ボルト
１１ ジャーナル部
１２ クランクアーム
１３ バランスウエイト
２１ 歯部
２２ 欠歯部
２３ リング状部
２４、２５ 取付片部
２６、２７ ボルト挿通穴
２８、２９ マス部
３０、３１ 取付座部
３２、３３ 規制部

Claims (4)

1. 外周に回転検出用の多数の歯部と欠歯部とが形成されたリング状部を有する円盤状のセンサプレートをクランク軸の一端側の軸方向と直交する側面にクランク軸の回転中心に対し同心状に取り付けるセンサプレート取付構造であって、
   前記センサプレートのリング状部の内周に、該センサプレートをクランク軸の前記側面に取り付ける内方に突出した取付片部が設けられ、該取付片部に締結用のボルト挿通穴が設けられるとともに、該取付片部の前記ボルト挿通穴を基準とした側に回転アンバランスを抑制するマス部が設けられ、
   前記クランク軸の前記側面に、前記センサプレートの前記取付片部が着座する取付座部が設けられ、該取付座部の縁部に、前記センサプレートの前記取付片部および前記マス部の縁部に沿って該センサプレートの位相組み間違いを抑制する規制部が設けられていることを特徴とするセンサプレート取付構造。
2. 前記取付片部は、前記マス部が設けられた一側と、前記ボルト挿通穴を基準とした他側とで、前記マス部を含む縁部形状が非対称となっていることを特徴とする請求項１記載のセンサプレート取付構造。
3. 前記センサプレートは、前記取付片部が前記センサプレートの回転中心を挟んで一対設けられ、２つのボルトでクランク軸に締結されることを特徴とする請求項１または２記載のセンサプレート取付構造。
4. 前記センサプレートは、前記リング状部が前記取付片部に対し前記クランク軸の前記側面から離れる側にオフセットしていて、表裏組み間違い時には前記リング状部が前記クランク軸に干渉して組み付け不能となることを特徴とする請求項１、２または３記載のセンサプレート取付構造。

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