JPH06299865A - 回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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。

Description

【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１
５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２
１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４１
ａ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１
４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１４１
ｃ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１４
１ａに対して直角に形成されているので、フランジ１４
１ｃ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１
４１ｃ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１４１
ａ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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。