特許 6015599 センサ支持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6015599

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】センサ支持構造

(51)【国際特許分類】

   F02D 35/00 20060101AFI20161013BHJP

   F01L 1/46 20060101ALI20161013BHJP

   F02F 7/00 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   F02D35/00 362A

   F02D35/00 362G

   F01L1/46 Z

   F02F7/00 L

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-180081(P2013-180081)

(22)【出願日】2013年8月30日

(65)【公開番号】特開2015-48752(P2015-48752A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(74)【代理人】

【識別番号】100148183

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊也

(72)【発明者】

【氏名】吉良 直樹

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１０７３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６７８０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ３５／００

Ｆ０１Ｌ １／４６

Ｆ０２Ｆ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のシリンダヘッドカバーの外表面から前記内燃機関のシリンダヘッドに当接する位置まで前記シリンダヘッドカバーに挿通される連結部と、
前記連結部の外端側から前記連結部の径方向外側に向かって延出するアーム部と、
前記アーム部の延出端において前記シリンダヘッドの側から離間する方向に突出して形成され、前記内燃機関のカムシャフトの回転を検出するセンサを支持するセンサ支持部と、
前記シリンダヘッドカバーに対する前記連結部を軸心とする周方向への前記アーム部の移動を規制する規制部と、
を備え、
前記連結部は、前記シリンダヘッドカバーに設けられる連結部挿入用貫通孔に挿入され、
前記センサは、前記シリンダヘッドカバーに設けられるセンサ挿入用貫通孔に一部が挿入され、
前記規制部は、前記アーム部の延出端及び前記シリンダヘッドカバーの一方に形成された凸部と、前記アーム部の延出端及び前記シリンダヘッドカバーの他方の前記凸部に対向する位置において、前記アーム部の延出方向に沿って長孔状に形成されている凹部とを有するセンサ支持構造。

【請求項2】

前記連結部の軸心方向と前記センサ支持部の延出方向とが非平行である請求項１に記載のセンサ支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カムシャフトの回転を検出するセンサを支持するセンサ支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関が有するカムシャフトの回転を検出する技術が利用されている（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の技術は、シリンダヘッドカバーの上部にブラケットを配置する状態でブラケットの嵌合部をシリンダヘッドカバーに挿通し、当該嵌合部を連結ボルトによりカムキャップに連結している。また、カムシャフトのロータの回転を検出するカム角センサをシリンダヘッドカバーに挿通する状態で配置し、このカム角センサのフランジ部をブラケットに連結している。

【0003】

特許文献１に記載の技術は、このようにカムシャフトの支持部分であるカムキャップに対してブラケットを介してカム角センサを支持することにより、シリンダヘッドを基準にしてカム角センサの位置を固定している。この結果、樹脂製のシリンダヘッドカバーが熱膨張等により変形することがあっても、カム角センサとロータとの相対的な位置関係を最適に維持することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１６７８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、シリンダヘッドカバーの内部のカムシャフトの回転を検出するセンサを取り付ける場合、特許文献１に記載されるようにカムキャップを基準に位置決めすることは有効である。しかしながら、カムキャップはカムシャフトの軸方向の全域に亘って設けられるものではないので、配置上、制約が生じる。また、特許文献１のようにブラケットに対してセンサのフランジを固定ボルトで固定する構成では、固定ボルトの軸心に沿う方向視において、この固定部位におけるブラケットとフランジとの連結角度が変化してセンサの位置精度が低下する可能性がある。

【0006】

本発明の目的は、上記問題に鑑み、カムシャフトの回転を検出するセンサを高精度で支持するセンサ支持構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明に係るセンサ支持構造の特徴構成は、内燃機関のシリンダヘッドカバーの外表面から前記内燃機関のシリンダヘッドに当接する位置まで前記シリンダヘッドカバーに挿通される連結部と、前記連結部の外端側から前記連結部の径方向外側に向かって延出するアーム部と、前記アーム部の延出端において前記シリンダヘッドの側から離間する方向に突出して形成され、前記内燃機関のカムシャフトの回転を検出するセンサを支持するセンサ支持部と、前記シリンダヘッドカバーに対する前記連結部を軸心とする周方向への前記アーム部の移動を規制する規制部と、を備えている点にある。

【0008】

このような特徴構成とすれば、連結部がシリンダヘッドに当接して配置されるので、シリンダヘッドに対する連結部の取付精度を高めることが可能となる。また、このような連結部から延出したアーム部の延出端に設けられたセンサ支持部でセンサを支持することができるので、シリンダヘッドに対するセンサの取付精度も高めることが可能となる。更には、規制部により連結部を軸心とした周方向のアーム部の姿勢を精度良く設定することも可能となる。したがって、シリンダヘッドカバーの内部のカムシャフトの回転を検出するセンサを高精度で支持することが可能となる。また、組み付け時においても連結部を回転中心としたアーム部の回転を規制することができるので、組み付けを容易に行うことが可能となる。

【0009】

また、前記規制部は、前記アーム部の延出端及び前記シリンダヘッドカバーの一方に形成された凸部と、前記アーム部の延出端及び前記シリンダヘッドカバーの他方の前記凸部に対向する位置において、前記アーム部の延出方向に沿って長孔状に形成されている凹部とを有すると好適である。

【0010】

このような構成とすれば、連結部を基準にしてアーム部の延出方向に沿った長さに寸法誤差がある場合であっても凸部を凹部に嵌入させることができるので、センサの組み付けを容易に行うことが可能となる。

【0011】

また、前記連結部の軸心方向と前記センサ支持部の延出方向とが非平行であると好適である。

【0012】

このような構成とすれば、センサを取り付け位置に制約がある場合であっても、連結部の軸心方向やセンサ支持部の延出方向を適宜変更することができるので、制約がある中でセンサを取り付けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】内燃機関の斜視図である。

【図2】センサ支持構造の展開図である。

【図3】シリンダヘッドカバーに組み付けた状態のセンサ支持構造を示す図である。

【図4】その他の実施形態に係る規制部を示す図である。

【図5】その他の実施形態に係る規制部を示す図である。

【図6】その他の実施形態に係るセンサ支持体を示す図である。

【図7】その他の実施形態に係るセンサ支持体を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係るセンサ支持構造は、シリンダヘッドカバーに内包されるカムシャフトの回転を検出するセンサを精度良く支持可能に構成される。以下、本実施形態のセンサ支持構造について、図１−図３を用いて説明する。図１には内燃機関Ｅの斜視図が示され、図２にはセンサ支持構造の展開図が示される。また、図３にはシリンダヘッドカバー２に組み付けた状態のセンサ支持構造が示される。

【0015】

図１に示されるように、内燃機関Ｅは、ピストンが内包されるシリンダブロックの上側に設けられるシリンダヘッド１と、カムシャフト７０（図２参照）を内包し、シリンダヘッド１の開口部を覆うシリンダヘッドカバー２とを有する。シリンダヘッド１は金属で構成され、シリンダヘッドカバー２は樹脂（例えば、ナイロン６，６（ガラス入り））で構成される。シリンダヘッドカバー２は、シリンダヘッド１に対して複数のネジ９０により締結固定される。また、シリンダヘッドカバー２には、本センサ支持構造を用いてセンサ５０が支持される。センサ５０は、内燃機関Ｅのカムシャフト７０の回転を検出する。センサ５０は、樹脂製等のシリンダヘッドカバー２ではなく、以下に示すようにカム位置を特定するシリンダヘッド１やカムキャップを基準に位置決めされる。

【0016】

本センサ支持構造は、図２及び図３に示されるように、連結部１１、アーム部２１、センサ支持部３１、規制部４１を備えて実現される。連結部１１は、シリンダヘッドカバー２の外表面からシリンダヘッド１に当接する位置までシリンダヘッドカバー２に挿通される。シリンダヘッドカバー２の外表面とは、シリンダヘッドカバー２の表面のうち、内燃機関Ｅを基準にして外部に露出している面である。連結部１１がシリンダヘッド１に当接する位置とは、シリンダヘッドカバー２の下部に配置されるシリンダヘッド１を構成する部位のうち、連結部１１が接触する位置である。シリンダヘッドカバー２に挿通されるとは、シリンダヘッドカバー２を貫通するように挿入されることをいう。このため、シリンダヘッドカバー２には連結部１１が貫通して挿入される貫通孔３が設けられる。

【0017】

したがって、連結部１１はシリンダヘッドカバー２が露出されている外表面からシリンダヘッド１を構成する部位に達するように、シリンダヘッドカバー２に設けられた貫通孔３に挿入される。このような連結部１１は金属（例えば鉄又はアルミニウムなど）により構成され、連結部１１の外径は貫通孔３の内径と同程度とすると好適である。係る場合、連結部１１を貫通孔３に対して圧入により固定することが可能となる。

【0018】

ここで、本実施形態では、連結部１１は筒状部材で構成され、当該連結部１１が筒状部材の径方向内側に挿通されるネジ８０を介してシリンダヘッド１に固定される。このため、シリンダヘッド１の所定の位置にネジ孔８５が設けられている。これにより、連結部１１をシリンダヘッド１に対して容易に、且つ、確実に位置決めすることが可能となる。なお、ネジ８０は上述したシリンダヘッドカバー２をシリンダヘッド１に固定する際に用いるネジ９０と併用することも可能である。

【0019】

アーム部２１は、連結部１１の外側端から連結部１１の径方向外側に向かって延出して設けられる。連結部１１の外側端とは、連結部１１におけるシリンダヘッドカバー２の外表面側の端部１２である。連結部１１の径方向外側とは、連結部１１の軸心（筒状部材の軸心）に対して径方向に沿って延出する方向である。本実施形態では、アーム部２１は、図２及び図３におけるＸ方向に沿って形成される。したがって、アーム部２１及び連結部１１に互いに直交する方向（図２及び図３におけるＹ方向）からアーム部２１及び連結部１１を見た場合、「く」の字状になるように形成される。また、アーム部２１は、外圧が作用した際に形状が変化しない程度に、Ｙ方向の幅及びＺ方向の厚みを有して構成される。このようなアーム部２１は、連結部１１と同様に金属（例えば鉄又はアルミニウムなど）により構成される。

【0020】

センサ支持部３１は、アーム部２１の延出端２２においてシリンダヘッド１の側から離間する方向に突出して形成され、センサ５０を支持する。アーム部２１の延出端２２とは、アーム部２１の両端部のうち、連結部１１に接続されている側とは反対側の端部である。シリンダヘッド１の側から離間する方向とは、少なくともアーム部２１の一方の端部に接続されている連結部１１が延出している方向とは反対の側の方向である。すなわち、本実施形態では、アーム部２１の下方にはシリンダヘッドカバー２及びシリンダヘッド１が存在しているので、このような下方のシリンダヘッドカバー２及びシリンダヘッド１から離れる側の方向にあたる。センサ支持部３１は、アーム部２１の延出端２２において、このような方向に突出して形成される。本実施形態では、センサ支持部３１にはＺ方向に沿ってネジ孔３３が形成される。このようなセンサ支持部３１は、連結部１１と同様に金属（例えば鉄又はアルミニウムなど）により構成される。

【0021】

ここで、センサ支持部３１とアーム部２１とに亘って所定の厚さでリブ３２が形成される。これにより、センサ支持部３１とアーム部２１との剛性を高めることができる。このため、センサ支持部３１やアーム部２１に互いに異なる方向の外圧が作用した場合であっても、センサ支持部３１とアーム部２１との位置関係がずれることを防止できる。

【0022】

このようなセンサ支持部３１の突出方向（Ｚ方向）とアーム部２１の延出方向（Ｘ方向）は互いに直交するように形成される。したがって、センサ支持部３１及びアーム部２１に互いに直交する方向（Ｙ方向）からセンサ支持部３１及びアーム部２１を見た場合、「く」の字状になるように形成される。

【0023】

センサ支持部３１にはセンサ５０が装着される。センサ５０は、柱状の樹脂材料で覆われ、その軸方向中央部に径方向に延出する座部５１が形成される。座部５１には貫通孔５２が形成されている。センサ５０は、貫通孔５２とセンサ支持部３１のネジ孔３３との位置を合わせた状態で、ネジ８１によりセンサ支持部３１に締結固定される。センサ５０は、検出対象であるカムシャフト７０に設けられたロータ７１に対向するように検出部５３が配置される。このため、センサ５０は、シリンダヘッドカバー２において、センサ５０が対向する位置に形成された貫通孔９に一部が挿通されて配置される。

【0024】

本実施形態では、センサ５０は、センサ支持部３１の軸心から見てロータ７１が存在する方向に向けてセンサ支持部３１にセンサ５０を固定することが可能である。したがって、座部５１の延出方向は、必ずしもアーム部２１の延出方向（Ｘ方向）に平行でなくても良いし、当該延出方向（Ｘ方向）に対して直交しなくても良い。

【0025】

規制部４１は、シリンダヘッドカバー２に対する連結部１１を軸心とする周方向へのアーム部２１の移動を規制する。上述のように本実施形態では連結部１１は筒状部材から構成される。このため、連結部１１を軸心とする周方向とは、連結部１１を軸心として回転する方向をいう。したがって、アーム部２１の移動とは、アーム部２１が連結部１１を軸心として回転を意味する。

【0026】

本実施形態では、規制部４１は、凸部４２と凹部４３とを有して構成される。凸部４２は、アーム部２１の延出端２２に形成される。ここで、上述のようにアーム部２１の延出端２２には、シリンダヘッド１の側から離間する方向に突出してセンサ支持部３１が形成される。アーム部２１は、センサ支持部３１とは異なる方向の側、すなわちシリンダヘッドカバー２の側に向けて突出して形成される。このような凸部４２は円柱状の金属（例えば鉄又はアルミニウムなど）により構成される。

【0027】

凹部４３は、シリンダヘッドカバー２の凸部４２に対向する位置において、アーム部２１の延出方向に沿って長孔状に形成されている。シリンダヘッドカバー２の凸部４２に対向する位置とは、センサ支持部３１の側に設けられた凸部４２から図２及び図３におけるＺ方向に沿ったシリンダヘッドカバー２の位置にあたる。アーム部２１の延出方向とは、図２及び図３におけるＸ方向である。凹部４３は、このような位置において、Ｘ方向に沿って有底の長孔で形成される。凹部４３の幅（すなわちＹ方向の長さ）は、凸部４２の外径よりもやや大きく形成される。したがって、凹部４３に凸部４２が嵌入した場合には、Ｙ方向への移動（すなわち、連結部１１を軸心とした周方向への移動）が規制される。係る場合、アーム部２１は下方に位置するシリンダヘッドカバー２に対して移動が規制されることになる。一方、連結部１１を基準にしてアーム部２１の延出方向に沿った長さに寸法誤差がある場合であっても凸部４２を凹部４３に嵌入させることができるので、センサ５０の組み付けを容易に行うことが可能となる。

【0028】

本実施形態では、上述した連結部１１、アーム部２１、センサ支持部３１、リブ３２、凸部４２が金属（例えば鉄又はアルミニウムなど）により一体成形される。このような一体成形品は、センサ支持体１００を構成する。このようなセンサ支持体１００を一体成形することにより、連結部１１が当接するシリンダヘッド１からセンサ支持部３１により支持されるセンサ５０までの位置を精度良く設定することが可能となる。

【0029】

また、連結部１１がシリンダヘッド１に当接するように配置されるので、例えばカムシャフト７０を支持するカムキャップの鉛直上方でなくても良いし、更にはカムキャップから外れた位置に設けることも可能である。したがって、配置の自由度を高めることができる。

【0030】

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、シリンダヘッドカバー２が樹脂で構成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。シリンダヘッドカバー２は、シリンダヘッド１と同様に金属で構成することも可能である。

【0031】

上記実施形態では、連結部１１が筒状部材で構成されるとして説明した。しかしながら、連結部１１は筒状でない棒状部材で構成することも可能である。係る場合、連結部１１を貫通孔３に対して圧入することにより固定することが可能である。

【0032】

上記実施形態では、規制部４１が凸部４２と凹部４３とを有して構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示されるように規制部４１をシリンダヘッドカバー２からＺ方向に沿って立設する柱状体４９で構成することも可能である。係る場合、アーム部２１をＹ方向に沿って一対の柱状体４９で挟持するように設けると好適である。係る場合でも、柱状体４９（規制部４１）により、シリンダヘッドカバー２に対する連結部１１を軸心とする周方向へのアーム部２１の移動を規制することが可能である。

【0033】

或いは、図５に示されるように、シリンダヘッドカバー２の貫通孔３に連結部１１を挿入した際に、アーム部２１の厚さ方向（Ｚ方向）の少なくとも一部がシリンダヘッドカバー２に埋設するように、規制部４１としてシリンダヘッドカバー２に孔部４８を構成することも可能である。係る場合でも、孔部４８（規制部４１）により、シリンダヘッドカバー２に対する連結部１１を軸心とする周方向へのアーム部２１の移動を規制することが可能である。

【0034】

上記実施形態では、凸部４２がアーム部２１の延出端２２に形成され、凹部４３がシリンダヘッドカバー２に形成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。凸部４２がシリンダヘッドカバー２に形成され、凹部４３がアーム部２１の延出端２２に形成されるように構成しても良い。すなわち、アーム部２１の延出端２２にシリンダヘッドカバー２の側に向けて開口する凹部４３を設け、シリンダヘッドカバー２における凹部４３に対向する位置にシリンダヘッドカバー２から立設する凸部４２を設けると好適である。このような構成であっても、凸部４２を凹部４３に嵌入させることにより、アーム部２１の移動を規制することが可能である。

【0035】

上記実施形態では、連結部１１の軸心方向とセンサ支持部３１の延出方向とがＺ方向に沿って形成されているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。連結部１１の軸心方向とセンサ支持部３１の延出方向とが互いに異なる方向、すなわち非平行となるように構成することも可能である。このような構成の一例が、図６に示される。図６の例では、一点鎖線Ａで示される連結部１１の軸心方向がＺ軸と平行に設けられる。一方、二点鎖線Ｂで示されるセンサ支持部３１の延出方向はロータ７１の周方向に沿って所定角度だけ回転した状態で設けられる。このように、一点鎖線Ａで示される連結部１１の軸心方向と、二点鎖線Ｂで示されるセンサ支持部３１の延出方向とが、互いに平行とならないように構成することにより、センサ５０の取り付け位置の近傍に他の部品等が配置されている場合であっても、センサ５０の取り付け位置の自由度を高めることが可能となる。もちろん、連結部１１の軸心方向がＺ軸に対して非平行で設けられ、センサ支持部３１の延出方向がＺ軸に対して平行に設けることも可能である。更には、連結部１１の軸心方向及びセンサ支持部３１の延出方向の双方が、Ｚ軸に対して非平行に設けることも可能である

【0036】

上記実施形態では、連結部１１、アーム部２１、センサ支持部３１、リブ３２、凸部４２からなるセンサ支持体１００が、シリンダヘッドカバー２に連結部１１を貫通孔３に挿入し、ネジ８０により固定されるとして説明した。すなわち、センサ支持体１００をシリンダヘッドカバー２に後付けするものとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。シリンダヘッドカバー２を樹脂で形成する場合には、予め形成しておいたセンサ支持体を用いてシリンダヘッドカバー２の樹脂成形時に、一体成形することも可能である。係る場合、一体成形後のシリンダヘッドカバー２をシリンダヘッド１に装着する際に、連結部１１がシリンダヘッド１に当接するように一体成形すると好適である。なお、係る場合でもネジ８０により連結部１１とシリンダヘッドカバー２とを固定することが可能である。

【0037】

上記実施形態では、連結部１１が、シリンダヘッドカバー２の外表面からシリンダヘッド１を構成する部位に当接するように設けられるとして説明したが、連結部１１が当接するシリンダヘッド１を構成する部位が設置される状態については何ら説明しなかった。これは、本発明がシリンダヘッド１を構成する部位が設置される状態に関わらず適用することが可能であることを意味する。すなわち、連結部１１が当接するシリンダヘッド１を構成する部位が水平面Ｒと平行なものであっても良いし、図７に示されるように、連結部１１が当接するシリンダヘッド１を構成する部位が水平面Ｒに対して所定の角度θを有するものであっても良い。係る場合でも、カムシャフト７０の回転を検出するセンサ５０を高精度で支持することが可能である。

【0038】

本発明は、カムシャフトの回転を検出するセンサを支持するセンサ支持構造に用いることが可能である。

【符号の説明】

【0039】

１：シリンダヘッド
２：シリンダヘッドカバー
１１：連結部
２１：アーム部
２２：延出端
３１：センサ支持部
４１：規制部
４２：凸部
４３：凹部
５０：センサ
７０：カムシャフト
Ｅ：内燃機関

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】