JP3234416B2 - 内燃機関用回転位置検出装置 - Google Patents

内燃機関用回転位置検出装置

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JP3234416B2
JP3234416B2 JP26657494A JP26657494A JP3234416B2 JP 3234416 B2 JP3234416 B2 JP 3234416B2 JP 26657494 A JP26657494 A JP 26657494A JP 26657494 A JP26657494 A JP 26657494A JP 3234416 B2 JP3234416 B2 JP 3234416B2
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茂良 伊藤
宏司 福島
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の内
燃機関に装備される回転位置検出装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この主の回転位置検出装置は、カ
ムシャフトをクランクシャフトの回転に対応してシリン
ダヘッド内で回転させるべくその一方の端部に装着され
るタイミングプーリに、シグナルロータを一体的に取り
付けて、シグナルロータの通過により磁束に変化を生じ
るマグネットピックアップをシグナルロータに近接する
位置に固定して、装置全体が小型になるように構成した
ものが知られている(例えば、実開平3−61503号
公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したも
ののように、タイミングプーリにシグナルロータを一体
的に取り付けるものの場合、マグネットピックアップの
出力波形にシグナルロータの影響によるノイズが重畳し
ないように、マグネットピックアップの位置をタイミン
グプーリにより磁界が影響されない位置まで移動させる
必要が生じる。つまり、シグナルロータの外径をタイミ
ングプーリの外径に対して大径にするか、もしくはタイ
ミングプーリの外径を小径にすることが必要になってく
る。
【0004】しかしながら、例えばシグナルロータの外
径をノイズが発生しないようにするべく大径にすると、
ダブルオーバーヘッドカムシャフト(以下、DOHCと
記す)の場合、カムシャフトピッチの範囲内でシグナル
ロータを取り付けることが困難になる。しかも、シグナ
ルロータを大きくすると、ヘッドカバー等のタイミング
プーリの取付位置の構造を合わせて大きくする必要が生
じ、内燃機関の外形が大きくなる場合がある。
【0005】一方、タイミングプーリを小径にすると、
張架されるタイミングベルトの寿命を短縮する可能性が
あり、小型化を可能にしているものの耐久性を考慮した
場合必ずしも好ましくはなかった。
【0006】このような現状に鑑みて、シグナルロータ
を気筒判別の歯と上死点判別のための歯とを備えたもの
に構成し、マグネットピックアップとともに1つのハウ
ジング内に収納してセンサアッセンブリを形成し、その
センサアッセンブリをカムシャフトに継手を介して連結
したものもの知られている。このようなセンサアッセン
ブリでは、内燃機関に装着された際には1つの機能部品
として見做されるため、精度面では単体のセンサとして
保証されるメリットはあるが、組み立てるに際して部品
点数が多く、継手により連結しなければならない点から
も、製造費用が増加する傾向にあった。
【0007】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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願のそれぞれの発明
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、本願の請求項1に係る
発明の内燃機関用回転位置検出装置は、シリンダヘッド
内に回転可能に設けられ弁体を往復作動させるカムシャ
フトに取り付けられる回転体の背面に一体的に設けられ
るシグナルロータと、シグナルロータの外周部分に設け
られた歯が通過した際に変化する磁束に応じた電気信号
を出力するマグネットピックアップとを具備してなり、
マグネットピックアップが、シリンダヘッドの前面で、
かつクランクシャフトと回転体との間に張架された環状
体にて包囲されて形成される空間にシグナルロータに近
接して装着していることを特徴とする。
【0009】また、本願の請求項2に係る発明の内燃機
関用回転位置検出装置は、シリンダヘッド内に回転可能
に設けられ弁体を往復作動させるカムシャフトに取り付
けられる回転体の背面に一体的に設けられるシグナルロ
ータと、シグナルロータの外周部分に設けられた歯が通
過した際に変化する磁束に応じた電気信号を出力するマ
グネットピックアップとを具備してなり、シグナルロー
タの歯が、シリンダヘッドの軸線方向に回転体と離間し
た平行状態で遠心方向に突出して設けられることを特徴
とする。
【0010】さらに、本願の請求項3に係る発明の内燃
機関用回転検出装置は、シリンダヘッド内に回転可能に
設けられ弁体を往復作動させるカムシャフトに取り付け
られる回転体の背面に一体的に設けられるシグナルロー
タと、シグナルロータの外周部分に設けられた歯が通過
した際に変化する磁束に応じた電気信号を出力するマグ
ネットピックアップとを具備してなり、シグナルロータ
が、内燃機関の気筒数に1を加算した数の歯を有してな
り、それらの歯が、シリンダヘッドの軸線方向に回転体
と離間した平行状態で遠心方向に突出して設けられるこ
とを特徴とする。
【0011】
【作用】本願の請求項1に係る発明の構成のものであれ
ば、マグネットピックアップを環状体にて包囲された空
間内に装着することにより、デッドスペースの有効利用
が図れる。したがって、装置を小型化することができ
る。また、マグネットピックアップは、シリンダヘッド
の前面に装着されるので、装着作業が容易になり、加え
てシグナルロータに対する位置調整作業も容易になる。
【0012】また、本願の請求項2に係る発明の構成の
ものであれば、シグナルロータの外周に突出する歯は、
回転体をカムシャフトに取り付ける際にデッドスペース
となる回転体の背面とシリンダヘッドの前面との間に、
回転体から離間した状態で配設し得ることになる。した
がって、マグネットピックアップから回転体を遠ざける
ことが可能となり、マグネットピックアップの出力信号
に回転体の影響が現れることを抑制することができる。
【0013】さらに、本願の請求項3に係る発明の構成
のものであれば、シグナルロータの外径を回転体の外径
に近似する大径のものにすることが可能となる。したが
って、内燃機関の気筒数に対応する気筒判別のための歯
に上死点を検出するための歯を追加したシグナルロータ
であっても、それぞれの歯に対応する出力信号を明確に
区別して検出することが可能になる。しかも、シグナル
ロータは回転体の背面に一体的に設けられているので、
デッドスペースを有効に利用でき、構造を簡略化するこ
とが可能で、製造費用を削減することが可能になる。
【0014】
【実施例】以下、本願発明の一実施例を、図面を参照し
て説明する。
【0015】図1に示す回転位置検出装置は、DOHC
式の3気筒4サイクルエンジンに装着されるもので、シ
リンダヘッド1内に回転可能に設けられ図示しない弁体
たるバルブを往復作動させるカムシャフト2に取り付け
られる回転体たるカムプーリ3の背面3aに一体的に設
けられるシグナルロータ4と、シグナルロータ4の外周
部分に設けられた歯4aが通過した際に変化する磁束に
応じた電気信号を出力するマグネットピックアップ5と
を備えている。
【0016】カムプーリ3は、シリンダヘッド1の前端
側からその端部が外部に突出している排気側のカムシャ
フト2の前端に、カムシャフト2と同心状態にボルト6
により固定されている。このカムプーリ3は、基本的に
はこの分野で広く知られたものと同様であってよいが、
その背面3aに、シグナルロータ4が位置決めしてボル
ト7により固定できるようになっている。すなわち、カ
ムプーリ3は、円板3bの外周部分に、円板3bの厚み
より大なる幅の帯状のリング体3cを、その表面が円板
3bに対して垂直になるようにして、円板3bとリング
体3cとを一体に形成した形状をしている。リング体3
cは、その外周面にタイミングベルト8と噛み合う歯を
備えている。なお、リング体3cの歯については、タイ
ミングベルト8の歯とともに、煩雑になるのを防止する
ために図示を省略している。3dは、位置決め用孔で、
カムプーリ3をカムシャフト2へ取り付ける際に位置を
決めるための位置決め用ピン2aが嵌入される。位置決
め用ピン2aは、カムシャフト2の端面に植設されてい
る。
【0017】シグナルロータ4は、その本体部4bはカ
ムプーリ3より小径で、その本体部4bの外周部に一体
に形成される歯4aの先端部がカムプーリ3より外側に
位置している。すなわち、本体部4bは、円板の周囲が
垂直に折曲された形状をしており、その垂直壁部分4c
の外径はカムプーリ3の背面3aのリング体3c内側に
完全に収容される大きさになっている。本体部4bの円
板部分の中央には、カムプーリ3背面3aのボス3eに
嵌合する取付孔4dが設けられている。加えて、本体部
4bの円板部分には、固定用のボルト7を挿通するボル
ト孔9と位置決め用のピン10を嵌入する貫通孔が設け
られている。このような本体部4bにおける垂直壁部分
4cの高さは、背面3a側に突出しているリング体3c
の幅の約2倍程度、つまりリング体3cの背面側縁より
その高さの約1/2が突出した状態で、歯4aがカムプ
ーリ3より十分に離間するように設定されている。歯4
aは、気筒数に対応して、気筒判別のための歯4amが
その中心を240°づつ離して3枚設けられ、さらに上
死点を検出するための歯4anが所定の位置に1枚設け
られる。これらの歯4aは、垂直壁部分4cに対して垂
直外側に、言い換えれば、カムプーリ3とはシリンダヘ
ッド1の軸線方向において離間した平行状態でシグナル
ロータ4の遠心方向に突出して形成される。
【0018】マグネットピックアップ5は、シリンダヘ
ッド1の前面で、かつクランクシャフト(図示しない)
とカムプーリ3との間に張架された環状体たるタイミン
グベルト8にて包囲されて形成される空間Sにシグナル
ロータ4に近接して装着している。このマグネットピッ
クアップ5は、側方から見た場合にL字形をしており、
ピックアップコイルを内蔵しているコイル部分5aが基
礎部分5bから垂直上方に延出している。基礎部分5b
は略円筒形状をしており、コイル部分5a側の端部には
位置決め用のピン5cが一体に形成されており、他方の
端部には配線用のコネクタ部分5dが形成されている。
このコネクタ部分5dは、マグネットピックアップ5が
シリンダヘッド1に取り付けられ、タイミングベルトカ
バー11が取り付けられた状態で、タイミングベルトカ
バー11の凹部11aから外側に突出するようになって
いる。また、基礎部分5bを正面から見た場合に、側方
に取付アーム5eが延出されており、その取付アーム5
eに設けられたボルト孔(図示しない)にボルト12を
挿通してシリンダヘッド1に螺着すれば、マグネットピ
ックアップ5が固定できるようになっている。
【0019】このような構成において、まずカムプーリ
3の背面3aに、シグナルロータ4をボルト7により固
定する。この場合、カムプーリ3とシグナルロータ4と
の位置合わせは、位置決め用のピン10により迅速に行
うことができる。シグナルロータ4を一体的に取り付け
たカムプーリ3は、カムシャフト2の位置決め用ピン2
aを位置決め用孔3dに嵌入して位置決めをして、ボル
ト6を締め付けてカムシャフト2に固定する。この状態
で、シグナルロータ4は、図3に示すように、カムプー
リ3の背面3aとシリンダヘッド1の前面との間のデッ
ドスペースSdに位置することになる。つまり、シグナ
ルロータ4の本体部4b及び歯4aが、カムプーリ3を
取り付けたカムシャフト2の端部及びシリンダヘッド1
の軸受部分1aの一部を包囲するようにして、カムプー
リ3の後側とシリンダヘッド1の前面との間に形成され
るデッドスペースSdに収まる。
【0020】したがって、カムプーリ3に取り付けるこ
とによりカムプーリ3の取付位置がシリンダヘッド1の
前方向に移動するものではなく、従来と同じ位置を確保
することができる。また、シグナルロータ4の実質的な
外径、言い換えれば歯4aの部分を除くその本体部4b
の外径はカムプーリ3より小径であるため、カムシャフ
トピッチP内での収容が可能になっている。この結果、
カムシャフト2の挟角を小さくすることができ、エンジ
ン性能に悪影響を及ぼすことがない。この一方で、歯4
aの外径は、カムプーリ3の外径よりわずかに大径とな
っているので、全体としては小型化できるとともに、出
力信号の精度は気筒判別用の歯4amに加えて上死点検
出用の歯4anが設けられているにもかかわらず高精度
に保持することができる。
【0021】次に、シグナルロータ4に対応して、マグ
ネットピックアップ5を取り付ける。すなわち、マグネ
ットピックアップ5は、その前端に形成された位置決め
用のピン5cをシリンダヘッド1の取付孔に挿入し、取
付アーム5eをボルト12にてシリンダヘッド1の前面
に固定して取り付ける。このマグネットピックアップ5
の取付位置は、シリンダヘッド1を正面から見た場合
に、その前面のタイミングベルト8で取り囲まれた空間
Sであり、シグナルロータ4の場合と同様に、デッドス
ペースである。また、この取付位置は、タイミングベル
トカバー11を取り付けるまではその前側に障害物がな
く、シリンダヘッド1の前方から作業することが可能
で、取付作業を容易にしている。しかも、マグネットピ
ックアップ5は基礎部分5bの側方に取付アーム5eが
延出した形状にしてあるため、位置決めが容易で、取付
作業を短縮することができる。加えて、マグネットピッ
クアップ5のコネクタ部分5dは、タイミングベルトカ
バー11を取り付けた際に、タイミングベルトカバー1
1の外側に突出するので、マグネットピックアップ5と
外部との電気接続作業をタイミングベルトカバー11を
取り外すことなく容易に行うことができるとともに、振
動などで電気接続のための配線がタイミングベルトカバ
ー11からの引出し位置あるいはその近傍部分で部分的
に損傷を受けることを防止することができる。
【0022】さらに、このようにして取り付けられたシ
グナルロータ4とマグネットピックアップ5とカムプー
リ3との位置関係を見てみると、シグナルロータ4の歯
4aが、カムシャフト2の軸方向においてカムプーリ3
の後縁面から離間しているため、マグネットピックアッ
プ5の信号検出のための磁界(図1に点線のハッチング
にて示す)Mf内にカムプーリ3の後縁面が侵入してく
ることがない。したがって、マグネットピックアップ5
から出力される出力信号に雑音が重畳することがなく、
気筒判別及び上死点検出が容易になるとともに、そのた
めの信号処理回路の構成を簡略化することが可能とな
る。
【0023】なお、本願の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、回転体としては、カ
ムプーリ3のほかに、タイミングスプロケットであって
もよい。この場合、環状体としてはタイミングチェーン
を使用する。
【0024】また、シグナルロータ4はかしめにより、
カムプーリ背面に一体的に設けられるものであってもよ
い。あるいは、シグナルロータ4は、カムプーリ背面に
焼結や鋳造等により一体に形成されるものであってよ
い。さらに、上記実施例では、シグナルロータ4の歯4
aが、気筒数に1を加算したものを説明したが、上死点
を検出するための歯が1枚形成してあるものであっても
よい。
【0025】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。
【0026】
【発明の効果】本願の請求項1に係る発明は、以上に詳
述したように、環状体にて包囲された実質的に利用価値
の低い空間、すなわちいわゆるデッドスペースを使用し
ているので、装置を小型化することができる。また、前
記空間はシリンダヘッドの前面部分に形成されるもので
あるので、装着作業及びシグナルロータに対する位置調
整作業をシリンダヘッドの前方から行うことができ、無
理な姿勢での作業を強いることを防止できる。
【0027】また、本願の請求項2に係る発明は、回転
体の背面にシグナルロータを取り付け、そのシグナルロ
ータの歯を、回転体の背面とシリンダヘッドの前面との
間に、回転体からは離れた状態に位置させるので、マグ
ネットピックアップが回転体の影響を受けることなく歯
の通過による本来の信号を生成することができる。
【0028】さらに、本願の請求項3に係る発明は、以
上に詳述したように、シグナルロータの外径を回転体の
外径に近いような大径のものにすることができるので、
歯数が気筒数に1を加算したものであっても、それぞれ
の歯に対応する出力信号を明確に区別して検出すること
ができる。その上、シグナルロータは回転体の背面に一
体的に設けられているので、利用不可能な空間を有効に
利用することができ、構造を簡略化して製造費用を低く
抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】同実施例の要部を拡大して示す正面図。
【図3】同実施例の要部を拡大して示す平面図。
【図4】同実施例のシグナルロータを取り付けたカムプ
ーリの背面図。
【符号の説明】
1…シリンダヘッド 2…カムシャフト 3…カムプーリ 3a…背面 4…シグナルロータ 4a…歯 5…マグネットピックアップ 8…タイミングベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−180613(JP,A) 実開 平3−61503(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 35/00 362

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダヘッド内に回転可能に設けられ弁
    体を往復作動させるカムシャフトに取り付けられる回転
    体の背面に一体的に設けられるシグナルロータと、シグ
    ナルロータの外周部分に設けられた歯が通過した際に変
    化する磁束に応じた電気信号を出力するマグネットピッ
    クアップとを具備してなり、 マグネットピックアップが、シリンダヘッドの前面で、
    かつクランクシャフトと回転体との間に張架された環状
    体にて包囲されて形成される空間にシグナルロータに近
    接して装着していることを特徴とする内燃機関用回転位
    置検出装置。
  2. 【請求項2】シリンダヘッド内に回転可能に設けられ弁
    体を往復作動させるカムシャフトに取り付けられる回転
    体の背面に一体的に設けられるシグナルロータと、シグ
    ナルロータの外周部分に設けられた歯が通過した際に変
    化する磁束に応じた電気信号を出力するマグネットピッ
    クアップとを具備してなり、 シグナルロータの歯が、シリンダヘッドの軸線方向に回
    転体と離間した平行状態で遠心方向に突出して設けられ
    ることを特徴とする内燃機関用回転位置検出装置。
  3. 【請求項3】シリンダヘッド内に回転可能に設けられ弁
    体を往復作動させるカムシャフトに取り付けられる回転
    体の背面に一体的に設けられるシグナルロータと、シグ
    ナルロータの外周部分に設けられた歯が通過した際に変
    化する磁束に応じた電気信号を出力するマグネットピッ
    クアップとを具備してなり、 シグナルロータが、内燃機関の気筒数に1を加算した数
    の歯を有してなり、それらの歯が、シリンダヘッドの軸
    線方向に回転体と離間した平行状態で遠心方向に突出し
    て設けられることを特徴とする内燃機関用回転位置検出
    装置。
JP26657494A 1994-10-31 1994-10-31 内燃機関用回転位置検出装置 Expired - Lifetime JP3234416B2 (ja)

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