JPH1037782A - エンジンのカムアングルセンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カムシャフト長を延ばすことなくカムアング
ルセンサを配設でき、かつセンサの検出対象部材の取付
け位置に制約を受けないカムアングルセンサ装置を提供
する。 【解決手段】 動弁カム機構２６に設けられるカムシャ
フト２２の回転角をセンサ２４Ａにより検出するカムア
ングルセンサ装置２４において、カムシャフト２２の軸
端２２ｌ側に位置するカム部３２からセンサ検出対象部
２４Ｂを軸端部２２ｌに向けて延設し、この検出対象部
２４Ｂをカムシャフト２２に一体形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二輪車あるいは四
輪車を問わずに原動機として搭載されるエンジンにおい
て、カムシャフトの回転角検出が必要になる機種に用い
るのに好適な、エンジンのカムアングルセンサ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射式エンジンにおいて、噴射時期
決定のための情報のひとつとして例えば、エンジンの動
弁カム機構におけるカムシャフトの回転角度を用いてお
り、この種のエンジンでは、カムシャフトの回転角を検
出するためカムシャフト上に角度センサ（カムアングル
センサ）を設けているものが知られている。

【０００３】前記カムアングルセンサ装置では、カムア
ングルセンサ部および検出対象部材をカムとカムとの間
や気筒と気筒との間に配置しているものがあり、例え
ば、カムなどで挟まれる位置にロータを設け、回転する
ロータの位置をピックアップコイルからなるセンサ部で
検出することによりカムシャフトの回転角の情報を出力
する（第１の従来技術）（例えば特公昭６３−２６２６
７号参照）。

【０００４】他には、カムアングルセンサをカムシャフ
ト端に設けたものがある。この例では、図８（ａ）〜
（ｃ）に示すように、カムシャフトａは、シリンダヘッ
ドｂの軸受け部ｃによりジャーナル部ａ２が回動可能に
支持されており、カムａ１は軸受け部ｃの両側（ジャー
ナル部ａ２の両側）に形成される。シリンダヘッドｂに
は上側からシリンダヘッドカバーｄが被さり、カムシャ
フトａの一端部に対向してカムアングルセンサｅがシリ
ンダヘッドカバーｄに固定される。このカムシャフトａ
一端部には取付け穴ａ３が穿設されており、この穴ａ３
にカムシャフトａの直角方向から検出対象部材であるピ
ンｆが圧入により固定されていて、このピンｆを前記カ
ムアングルセンサｅが検出することによりカムシャフト
ａおよびカムａ１の回転角度を検出する（第２の従来技
術）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の従来技術のように、カムとカムとの間や気筒と気筒
との間にロータおよびセンサ部を配置した場合は、カム
シャフトおよびシリンダヘッドにはカムアングルセンサ
およびロータを配置するためのカムシャフト長さ方向の
スペースが必要になる。また、前記第２の従来技術のよ
うにカムアングルセンサｅをカムシャフト端部位置に設
ける場合も、別体のピンｆをカムシャフトａに圧入する
ため、カムシャフトａにはそのピンｆの取付けスペース
を確保しなければならない。

【０００６】したがって、いずれの従来技術でも、セン
サ取付けスペースの関係からカムシャフト長が長くなっ
てしまい、これにより、シリンダヘッド自体を大きくせ
ざるを得ない。よって、従来のカムアングルセンサ装置
では、エンジンシリンダヘッド回りの大きさが大きくな
り重量も重くなり、一方、スペース的に制約があるとき
には、カムアングルセンサを設置できない等の問題点が
生じる。また、前記第１の従来技術では、カムアングル
センサの検出対象部材をカムシャフトのカムとカムとの
間に一体に形成しているが、カムシャフトのジャーナル
ａ２の位置との関係から取付け位置が制約を受けるとい
う問題点も生じる。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたものであって、カムシャフト長を延ばすこと
なくカムアングルセンサを配設でき、かつセンサの検出
対象部材の取付け位置に制約を受けないカムアングルセ
ンサ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、前記
課題を解決するため、エンジンは吸気弁および排気弁を
カムシャフトの回転により開閉作動させる動弁カム機構
を有し、カムシャフトの回転角をセンサにより検出する
エンジンのカムアングルセンサ装置において、カムシャ
フトの軸端側に位置するカム部からセンサ検出対象部を
軸端に向けて延設し、この検出対象部をカムシャフトに
一体形成したことを特徴とするエンジンのカムアングル
センサ装置である。

【０００９】請求項１の発明においては、カムシャフト
の軸端側に位置するカム部からセンサ検出対象部を軸端
に向けて延設する。したがって、カムとカムとの間や気
筒と気筒との間に検出対象部を設けることがなく、ジャ
ーナル位置関係からの制約を受けないので、カムシャフ
ト長を短縮化でき、シリンダヘッド幅ひいてはエンジン
の大きさを小型化できる。また、前記検出対象部をカム
シャフトに一体形成したので、別体のピンを挿入する必
要がないのでピンを圧入するスペースを要することがな
く、この面からもカムシャフトの短縮化が図れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１〜図４は本発明の１実
施形態に係るエンジンのカムアングルセンサ装置の説明
図であり、図１はエンジンのシリンダヘッドおよびカム
シャフト周辺の詳細断面図、図２は自動二輪車の詳細
図、図３はエンジン説明図、図４はエンジンの断面説明
図、図５はカムアングルセンサ装置の詳細図である。ま
た、図６、図７はそれぞれ他の実施形態の要部説明図で
ある。

【００１１】実施形態のエンジン１０は燃料噴射装置を
燃料供給装置とする自動二輪車用エンジンであって、カ
ムアングルセンサ装置は、当該燃料噴射装置の燃料噴射
制御に入力するカムアングル（カム回転角度）信号を出
力するために用いるものである。

【００１２】自動二輪車のエンジン１０は、図２、図
３、図４に示すように、エンジンケース１０ａの前部お
よび上部に前，後方向に傾く気筒１０ｆ，１０ｒが配列
された縦置きＶ型エンジンであって、燃料タンク１２下
面の凹部１２ａ内に没入してエアクリーナボックス１４
が配設されており、エアクリーナボックス１４からは各
気筒１０ｆ，１０ｒに対して吸気通路１６ｆ，１６ｒが
ほぼ垂直下方に延びてエンジン１０各気筒１０ｆ，１０
ｒの吸気孔１８ｆ，１８ｒに繋がる。

【００１３】また、前記エンジン１０は、図４にクラン
ク軸１、ミッション部２および前方向の気筒１０ｆをほ
ぼ繋ぐ断面を示すように、クランク軸１の中央部にはク
ランクピン１ａが、左端部にはマグネトー１ｂが、右端
部にはドライブギア１ｃがそれぞれ設けられる。前記ク
ランクピン１ａは、クランクシャフト１の中央位置にひ
とつ形成されており、このクランクピン１ａ上には、前
記前方向の気筒１０ｆのコネクティングロッド３ｆの大
径部３ｆａが左側に、後ろ方向の気筒１０ｒのコネクテ
ィングロッド３ｒの大径部３ｒａが右側にそれぞれ位置
して連結している。したがって、前方向気筒１０ｆが後
ろ方向気筒１０ｒよりも、少なくともコネクティングロ
ッド大径部３ｒａ，３ｆａの軸方向厚さ分は左側に寄っ
て位置している。

【００１４】また、クランクシャフト１の右端部に固定
されたドライブギア１ｃに前後方向に並んで後方のエン
ジン１０の右側部には、ミッション部２右側の入力側に
位置してクラッチ機構４が設けられており、ドライブギ
ア１ｃがクラッチハウジング４ａに固定されたドリブン
ギア４ｂに噛み合う。なお、クラッチ機構４のクラッチ
ボス４ｃはミッション部２のメインシャフト２ａの右側
端部に固定される。

【００１５】また、ドライブギア１ｃには、前記ドリブ
ンギア４ｂの反対側にタイミングチェーン３８駆動用の
クランクシャフト１側のアイドルギア５ａが設けられて
噛み合っている。このアイドルギア５ａが右端部に固定
されたアイドルシャフト５は気筒１０ｆ，１０ｒのＶバ
ンクに挟まれて位置し、アイドルシャフト５の右，左端
部には、各気筒１０ｆ，１０ｒの動弁カム機構２６（２
６ｆ，２６ｒ）にタイミングチェーン３８により駆動力
を伝達するためにドライブギア５ｆ，５ｒが軸着あるい
は一体成形される。

【００１６】前記各吸気通路１６ｆ，１６ｒには燃料を
噴射するインジェクタ２０，２０…が一対づつ配設され
ており、このインジェクタ２０，２０…には、図示しな
い燃料ポンプから燃料が供給される。このインジェクタ
２０，２０からの燃料供給タイミングは、図示しない電
子制御ユニットで制御されるようになっており、電子制
御ユニットは、カムシャフト２２上に設けられたカムア
ングルセンサ装置２４の出力信号にしたがって燃料噴射
タイミングを制御する。

【００１７】すなわち、図１、図４に示すように、前記
エンジン１０の排気弁および吸気弁２５，２５を作動さ
せる動弁カム機構２６には、カムシャフト２２の回転角
を検出するカムアングルセンサ装置２４が設けられてい
る。エンジン１０はシリンダヘッド２８の上部をヘッド
カバー３０で塞ぐようになっており、シリンダヘッド２
８上部に設けたそれぞれの軸受け部２８ａ、２８ｂでカ
ムシャフト２２ジャーナル部２２ｊを上下から挟んで軸
支している。エンジン１０は２つづつの吸気弁および排
気弁２５，２５を有するので、カムシャフト２２は、２
つずつのカム３２，３２をジャーナル部２２ｊの両側に
設けて一体形成（鋳造等）される。図１では、吸気側ま
たは排気側の一方のカムシャフト２２を示している。ま
た、ヘッドカバー３０は上部軸受け部２８ｂに留めネジ
３０ａで固定される。

【００１８】カムシャフト２２は、その一端部２２ｌ
（図１でカムシャフト左側）にカムアングルセンサ装置
２４が設けられ、また、他端部２２ｒ（図１でカムシャ
フト右側）に駆動系のカムギア３４が固定される。な
お、カムギア３４はシザーズギアであって、アイドルギ
ア３６およびタイミングチェーン３８を介してクランク
回転が伝達されるようになっており、エンジン１０のク
ランク回転数と所定関係（１／２回転）の回転数にクラ
ンクシャフト２２を回転させるようになっている。

【００１９】カムアングルセンサ装置２４は、ホール素
子あるいその他の検出素子等からなるセンサ部２４Ａと
センサ検出対象突起部２４Ｂを有している。センサ検出
対象突起２４Ｂは、カムシャフト２２のカム３２，３２
のうち一端部２２ｌ側（図１では左側）に寄って位置す
るカム３２₁から前記シャフト２２一端部２２ｌ端面に
向けて延設しており、この検出対象突起部２４Ｂはカム
シャフト２２に一体形成されている。

【００２０】また、検出対象突起部２４Ｂは平板状を呈
しており、カムシャフト２２の軸部外周面から突出して
放射方向に沿って延び、かつカム３２の側面にも接合し
た状態になっている。なお、検出対象突起部２４Ｂは平
板状に限定されないことはもちろんであり、円柱状や円
錐状等いずれでもよい。

【００２１】また、図５（ａ）に示すように、検出対象
突起部２４Ｂはそのシャフト２２半径方向の外周端面２
４Ｂ１が、カム３２のカム面（摺動外面）３２ａとシャ
フト２２中心からの高さが一致しており、カム面３２ａ
と同様の面になっている。したがって、カムシャフト２
２軸方向に視て外周端面２４Ｂ１は前記カム面３２ａと
同一面になる。

【００２２】なお、検出対象突起部２４Ｂの形成位置
は、図５の（ａ），（ｂ）のように、カム３２の長径部
３２Ｌに沿っていることに限定されず、（ｃ）に示すよ
うに、短径部３２Ｓに沿って形成するようにしたり、そ
の他、適宜の位置に形成できる。

【００２３】実施の形態のカムアングルセンサ装置によ
れば、センサ検出対象突起部２４Ｂを、前記図８に示し
たピンにより構成するのではなく、図１〜図５に示すよ
うに、カムシャフト一端部２２ｌでカムシャフト２２と
一体形成するものである。それにより、特に図５（ｃ）
に示すように、前記のごときピンの圧入箇所を取る必要
がないので、カムシャフト２２のカム３２から先の長さ
Ｌを従来Ｌ₀であったのをＬ₁と短くすることができる。

【００２４】したがって、カムシャフト２２の長さを短
くすることができるので、シリンダ２８を小さくでき
（軽量、コンパクト化）、さらには従来のピン圧入のた
めの製造コストを押さえられ、コスト、工数を削減で
き。また、カムシャフト軸端部にセンサを設けるので、
カムジャーナル部２２ｊおよび軸受け部２８ａ，２８ｂ
によりセンサの取付け位置に制約を受けにくく、設計の
自由度が増す。

【００２５】特に実施形態のエンジン１０では、カムシ
ャフト駆動力伝達側で、クランクシャフト１から右端部
のドライブギア１ｃに噛み合うアイドルギア５ａよりも
内側にタイミングチェーン３８を通しており、これによ
り、前記カムシャフト駆動力伝達側でエンジン気筒１０
ｆ，１０ｒの幅狭化を達成している。そして、図４に示
すように、気筒１０ｆはやや左に他の気筒１０ｒはやや
右に寄っているのに対しては、前記のようにカムギア３
４の反対端部のカムアングルセンサ装置２４によりその
反対側端部もカムシャフトの短縮化ができるので、カム
ギア反対側での気筒１０ｆ，１０ｒの幅狭化を達成で
き、エンジン全体のより一層スリム化、小型化、軽量化
を達成できる。

【００２６】また、実施の形態ではカム３２およびカム
シャフト２２と一体成形できるのみならず、カム３２の
カム面を研磨加工する際に、センサ検出対象突起部２４
Ｂ外周端面２４Ｂ１も同時に加工することができる。し
たがって、センサ検出対象部をピンに代えて板状の突起
部２４Ｂを形成するので、突起部を一体成形できかつカ
ムの加工と同時に加工でき、製造コストを最低限に押さ
えられる。

【００２７】本発明のカムアングルセンサ装置は、上記
の図１〜図５に限定されないことはもちろんであり、図
６および図７に示すように、検出対象突起部２４Ｂを前
記シャフト２２の軸方向端面に一致するまで延ばして形
成することができる。また、図６に示すように、センサ
２４Ａを検出対象突起部２４Ｂの軸方向端面２４Ｂ１を
検出するものとしてもよい。

【００２８】また、センサ２４Ａはヘッドカバー３０に
固定されるものに限定されず、図７に示すように、シリ
ンダーヘッド２８の適宜箇所に支持２４Ａ１により固定
して、前記突起部２４Ｂの軸方向端面２４Ｂ１を検出す
るようにしてもよい。

【００２９】このようにすれば、カムシャフト２２端部
上方の空間を狭くすることができると共に、検出対象突
起部２４Ｂとカムシャフト２２のカムシャフト２２軸方
向端面２２ｅを同時に研磨加工することができ、加工工
数を減らせる。

【００３０】なお、検出対象突起部２４Ｂの形成位置
は、図５、図６それぞれの（ａ），（ｂ）のように、カ
ム３２の長径部３２Ｌに沿っていることに限定されず、
（ｃ）に示すように、短径部３２Ｓに沿って形成するよ
うにしたり、その他、適宜の位置に形成できることはも
ちろんである。

【００３１】また、エンジンには、燃料噴射装置を搭載
されたものの他、カム回転角を検出する必要のあるエン
ジンであれば、いずれのものでも、本発明は採用でき
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、カム
とカムとの間や気筒と気筒との間に検出対象部を設ける
ことがなく、ジャーナル位置関係からの制約を受けない
ので、カムシャフト長を短縮化できる。また、前記検出
対象部をカムシャフトに一体形成したので、別体のピン
を挿入する必要がないのでピンを圧入するスペースを要
することがなく、この面からもカムシャフトの短縮化が
図れる。したがって、カムシャフトの短縮化からシリン
ダヘッドの小型化が図れるのでカムシャフトおよびシリ
ンダヘッド回りの小型化および軽量化ができる。また、
ピンを圧入する方式を採用しないため、ピン圧入の際の
コスト工数を削減できる。また、カムシャフト軸端部に
カムアングルセンサ装置を配設するので、カムジャーナ
ルによるセンサの取付けに制限をうけず、設計の自由度
が増すものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係るエンジンのカムアン
グルセンサ装置の説明図であって、エンジンのシリンダ
ヘッドおよびカムシャフト周辺詳細図で、（ａ）はカム
シャフト一端面視図、（ｂ）はカムシャフト軸方向断面
視図、（ｃ）はカムシャフト他端面視図である。

【図２】実施の形態にかかる自動二輪車の詳細図であ
る。

【図３】実施の形態にかかるエンジンの側面視説明図で
ある。

【図４】エンジンの断面視説明図である。

【図５】実施の形態にかかるカムアングルセンサ装置の
詳細図で、（ａ）はカムシャフト一端面視図、（ｂ）は
要部のカムシャフト軸方向断面視図、（ｃ）はカムシャ
フト要部斜視図である。

【図６】他の実施形態の要部説明図で、（ａ）はカムシ
ャフト一端面視図、（ｂ）は要部のカムシャフト軸方向
断面視図、（ｃ）はカムシャフト要部斜視図である。

【図７】さらに他の実施形態の要部説明図で、（ａ）は
カムシャフト一端面視図、（ｂ）は要部のカムシャフト
軸方向断面視図である。

【図８】従来のカムアングルセンサ装置の説明図で、
（ａ）はカムシャフト一端面視図、（ｂ）は要部のカム
シャフト軸方向断面視図、（ｃ）はカムシャフト斜視図
である。

【符号の説明】

１０ エンジン １０ｆ，１０ｒ 気筒 ２２ カムシャフト ２２ｌ，２２ｒ カムシャフトの一端部、他端部 ２４ カムアングルセンサ装置 ２４Ａ センサ部 ２４Ｂ 検出対象突起部 ２６ 動弁カム機構 ２８ シリンダヘッド ３２ カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンは吸気弁および排気弁をカムシ
   ャフトの回転により開閉作動させる動弁カム機構を有
   し、カムシャフトの回転角をセンサにより検出するエン
   ジンのカムアングルセンサ装置において、 カムシャフトの軸端側に位置するカム部からセンサ検出
   対象部を軸端に向けて延設し、この検出対象部をカムシ
   ャフトに一体形成したことを特徴とするエンジンのカム
   アングルセンサ装置。