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KR100592865B1 - 캠샤프트 회전 검출 구조물 - Google Patents

캠샤프트 회전 검출 구조물 Download PDF

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KR100592865B1
KR100592865B1 KR1020040027653A KR20040027653A KR100592865B1 KR 100592865 B1 KR100592865 B1 KR 100592865B1 KR 1020040027653 A KR1020040027653 A KR 1020040027653A KR 20040027653 A KR20040027653 A KR 20040027653A KR 100592865 B1 KR100592865 B1 KR 100592865B1
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South Korea
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camshaft
cam
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cam thrust
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마에요스께
고마쯔자끼도모까즈
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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
르노 에스. 아. 에스. 소시에떼 빠르 악시옹 셍쁠리피에
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Abstract

캠샤프트 회전 검출 구조물은 캠샤프트 회전 각도가 검출되는 정확도를 개선시킬 수 있게 구성된다. 캠샤프트 회전 검출 구조물은 회전이 캠 스프라켓 기구를 통해 엔진의 크랭크샤프트로부터 전달되는 캠의 회전 각도를 검출한다. 캠샤프트 회전 검출 구조물에는 캠 스러스트 플랜지, 검출 타겟 및 센서가 제공된다. 캠 스러스트 플랜지는 캠 스프라켓 기구가 존재하는 캠샤프트의 단부 근방에서 캠 샤프트 상에 제공되고, 캠샤프트의 축방향 이동을 규제하는 역할을 수행한다. 검출 타겟은 캠 스러스트 플랜지 상에 제공된다. 센서는 검출 타겟에 대향 대면하여 배치되고, 캠샤프트의 회전 각도를 검출하도록 구성된다.
캠 샤프트 회전 검출 구조물, 캠 스러스트 플랜지, 검출 타겟, 센서, 캠 스프라켓 기구, 캠 브라켓, 샤프트 베어링부

Description

캠샤프트 회전 검출 구조물{CAMSHAFT ROTATIONAL DETECTION STRUCTURE}
도1은 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 구비하는 직렬식 다중 실린더 DOHC 엔진에 대한 엔진 실린더 헤드의 부분 사시도.
도2는 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 갖춘 도1에 도시된 실린더 헤드의 부분 정면도.
도3은 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 도시하기 위해 제거된 선택부를 갖춘 도1에 도시된 실린더 헤드의 부분 평면도.
도4는 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 갖춘 도1에 도시된 실린더 헤드의 부분 측면도.
도5는 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 갖춘 도1에 도시된 캠샤프트의 부분 확대 사시도.
도6은 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물에 대하여 도1에 도시된 센서와 캠 스러스트 플랜지 사이의 위치 관계를 도시하는 부분 정면도.
도7은 본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물에 대하여 도1에 도시된 실린더 헤드와 캠 스러스트 플랜지 사이의 위치 관계를 도시하는 부분 평면도.
도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 조립된 샤프트의 부분 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진 실린더 헤드
2, 3 : 캠 샤프트
8, 9 : 캠 스러스트 플랜지
9a : 외측 주연부
9b : 내측 주연부
11 : 캠 브라켓
13, 15 : 샤프트 베어링부
17 : 환형 홈
21 : 센서
81 : 검출 타겟
본 발명은 캠샤프트 회전 검출 구조물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 회전이 캠 스프라켓 기구를 통해 엔진의 크랭크샤프트로부터 전달되는 캠샤프트의 회전 각도를 검출하도록 구성된 캠샤프트 회전 검출 구조물에 관한 것이다.
DOHC 다중 실린더 엔진에서, 흡기 밸브와 배기 밸브를 작동시키는 2개의 평행한 캠샤프트는 엔진의 실린더 헤드 상에 배열되고, 센서는 실린더를 식별하고 밸브 타이밍를 제어할 목적으로 캠샤프트 회전 각도를 검출하기 위해 각각의 캠샤프트 상에 장착된다. 이러한 종류의 센서에 대한 장착 구조물의 예는 일본 특허 공개 제2001-329885호(4 페이지 및 도3 참조)에 개시된다. 이 문헌에서 기술된 센서 장착 구조물은 제1 샤프트 베어링과, 캠 스프라켓 기구 근방에서 캠샤프트 상에 제공되는 제2 샤프트 베어링과, 제1 샤프트 베어링의 전방 및 후방에서 축방향으로 제공된 캠샤프트의 축방향 이동을 규제하기 위한 스러스트 베어링을 구비한다. 셔터(검출 타겟)가 스러스트 베어링과 이격되어 제1 샤프트 베어링과 제2 샤프트 베어링 사이에 또한 제공되고, 센서는 셔터와 대향 대면하게 배열된다.
상기에 비추어, 이 개시물로부터 개선된 캠샤프트 회전 검출 구조물이 필요하다는 것이 본 기술 분야의 당업자에게 명확해질 것이다. 본 발명은 이 개시물로부터 본 기술 분야의 당업자에게 명확해지는 다른 필요성뿐만 아니라 본 기술 분야에서의 이러한 필요성을 다룬다.
일본 특허 공개 제2001-329885호(4 페이지 및 도3 참조)에 개시된 캠샤프트 회전 검출 구조물에서는, 셔터(검출 타겟)가 스러스트 베어링으로부터 축방향으로 떨어지도록 위치된다는 것이 발견되었다. 엔진이 구동될 때 캠샤프트가 축방향으로 열팽창하면, 캠샤프트는 스러스트 베어링으로부터 축방향으로 팽창한다. 결과적으로, 캠샤프트 상에 제공되는 셔터(검출 타겟)는 적소에서 벗어나 축방향으로 이동된다. 결과로서, 센서 위치와 셔터 위치는 축방향으로 떨어져 이동하고, 캠샤프트의 회전 각도가 검출되는 정확도가 떨어질 가능성을 생기게 한다.
추가적으로, 셔터(검출 타겟)가 캠샤프트의 축방향 이동을 규제하는 스러스트 베어링과 별도로 제공되기 때문에, 캠샤프트는 그렇지 않은 경우보다 더 길며 무겁다.
더구나, 스러스트 베어링이 제1 샤프트 베어링의 2개의 축방향 대면측 상에 제공되기 때문에, 캠샤프트는 그렇지 않은 경우보다 더 길고 무겁다.
본 발명의 목적은 캠샤프트 회전 각도가 검출되는 정확도를 개선시킬 수 있는 캠샤프트 회전 검출 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 캠샤프트의 중량을 증가시키지 않는 캠샤프트 회전 검출 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물에는 캠샤프트, 캠 스러스트 플랜지, 검출 타겟 및 센서가 기본적으로 포함되어 제공된다. 캠샤프트는 캠 스프라켓 기구 부착 단부를 구비한다.
캠 스러스트 플랜지는 캠 스프라켓 기구 부착 단부 근방에서 캠샤프트 상에 배치된다. 캠 스러스트 플랜지는 캠샤프트의 축방향 이동을 규제하도록 구성되고 배열된다. 검출 타겟은 캠 스러스트 플랜지 상에 배치된다. 센서는 검출 타겟과 대향 대면하고 캠샤프트의 회전을 검출하도록 구성되고 배열된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예를 개시하는 다음의 상세한 설명으로부터 본 기술 분야의 당업자에게 명확하게 될 것이다.
본 발명의 선택된 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 발명의 실시예의 다음 설명은 이 개시물로부터 단지 설명만을 위한 것이며 첨부된 청구범위 및 그 상응물에 의해 한정되는 것으로서의 본 발명을 제한할 목적이 아님을 본 기술 분야의 당업자에게 명확해질 것이다.
먼저 도1 내지 도4를 참조하여, 엔진 실린더 헤드(1)가 본 발명의 제1 실시예에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물을 구비하는 직렬식 다중 실린더 듀얼 오버 헤드 캠(DOHC)에 대하여 설명된다. 흡기 캠샤프트(2)와 배기 캠샤프트(3)는 서로 실질적으로 평행하고 크랭크샤프트(도시 안됨)에 평행한 방식으로 실린더 헤드(1)의 상부면 상에 배열된다. 도2에 도시된 바와 같이, 각각의 캠샤프트(2, 3)의 일단부는 크랭크샤프트로부터의 회전 입력을 받기 위하여 이에 장착된 캠 스프라켓 기구(20)를 구비한다. 흡기 캠샤프트(2)는 로드형 샤프트 주 본체(4), 샤프트 주 본체(4)의 외측면 상에 제공된 복수의 캠(6) 및 샤프트 주 본체(4)의 축방향 이동을 규제하는 캠 스러스트 플랜지(8)를 포함한다. 이와 유사하게, 배기 캠샤프트(3)는 로드형 샤프트 주 본체(5), 샤프트 주 본체(5)의 외측면 상에 제공된 복수의 캠(7) 및 샤프트 주 본체(5)의 축방향 이동을 규제하는 캠 스러스트 플랜지(9)를 포함한다. 도5에 도시된 바와 같이, 캠(6)과 스러스트 플랜지(8)는 단일 부품인 단일 부재로서 샤프트 주 본체(4)와 일체로 형성, 예를 들어 캠(6)과 스러스트 플랜지(8)는 샤프트 주 본체(4)의 외측면 상에 기계가공되거나 또는 주조된다. 캠(7)과 캠 스러스트 플랜지(9)는 흡기 캠샤프트(2)와 동일한 방식으로 단일 부품인 단일 부재로서 샤프트 주 본체(5) 상에서 일체로 형성된다.
도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(1)의 상부면은 실린더 헤드(1)의 상부면 상에 일체로 형성되는 복수의 하부 샤프트 베어링부(14, 15)를 갖는다. 각각의 하부 샤프트 베어링부(14, 15)의 내측은 각각의 샤프트 주 본체(4, 5) 중 하나의 하반부를 지지하기 위한 반원통형 지지면을 갖는다. 캠샤프트(2, 3)는 복수의 캠 브라켓(10) 및 단부 캠 브라켓(11)에 의해 실린더 헤드(1)의 상부면 상에서 회전가능하게 보유된다. 캠 브라켓(10,11)은 하부 샤프트 베어링부(14, 15) 위에 놓여지도록 실린더 헤드(1)에 장착된다. 캠 브라켓(10, 11)에는 샤프트 주 본체(4, 5)의 상반부를 지지하기 위하여 반원통형 지지면(16a, 16b)을 갖는 상부 샤프트 베어링부(12, 13)가 각각 제공된다. 상부 샤프트 베어링부(12, 13)는 하부 샤프트 베어링부(14, 15)에 대응되도록 배열된다. 이에 따라, 샤프트 주 본체(4)는 하부 샤프트 베어링부(14)와 상부 샤프트 베어링부(12)의 지지면에 의해 자유롭게 회전가능한 방식으로 지지된다. 샤프트 주 본체(5)는 하부 샤프트 베어링부(15)와 상부 샤프트 베어링부(13)의 지지면에 의해 자유롭게 회전가능한 방식으로 지지된다.
실린더 헤드(1)의 상부면은 캠 스러스트 플랜지(8, 9)의 하반부가 각각 수용되는 한쌍의 반원형 홈(16b, 17b)을 갖는다. 반원형 홈(16b, 17b)은 캠 스프라켓 기구(20) 근방의 단부에 배치되는 하부 샤프트 베어링부(14, 15)의 지지면에 형성된다. 다시 말해, 하부 샤프트 베어링부(14, 15)는 캠 스프라켓 기구(20)에 가장 근접한 캠(6, 7)보다 외측으로 더 멀리 위치된다.
도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 2개의 반원형 홈(16a, 17a)은 캠 스러스트 플랜지(8, 9) 각각의 상반부를 수용하는 캠 브라켓(11) 내에 형성된다. 이에 따라, 반원형 홈(16a, 17a)은 캠 브라켓(11) 상에 제공된 상부 샤프트 베어링부(12, 13)의 지지면 내에 형성된다. 반원형 홈(16a, 17a)은 하부 샤프트 베어링부(14, 15) 내에 형성된 홈(16b, 17b)에 대응되게 배열된다. 상부 및 하부 홈(16a, 16b)은 환형 홈(16)을 형성하고, 상부 및 하부 홈(17a, 17b)은 환형 홈(17)을 형성한다. 캠샤프트(2,3)가 하부 샤프트 베어링부(14, 15)의 샤프트 지지면 상에 배열될 때, 캠 스러스트 플랜지(8, 9)의 하반부는 홈(16b, 17b) 내로 삽입된다. 캠 브라켓(11)이 하부 샤프트 베어링부(14, 15) 상으로 장착될 때, 캠 스러스트 플랜지(8, 9)의 상반부는 홈(16a, 17a) 내로 삽입된다. 이에 따라, 캠 스러스트 플랜지(8, 9)는 자유롭게 활주 또는 회전하는 방식으로 환형 홈(16, 17) 내로 배치된다.
도4에 도시된 바와 같이, 캠 스프라켓 기구(20)에 가장 근접하여 위치된 하부 샤프트 베어링부(14, 15)를 위에 위치시킨 캠 브라켓(11)은 한쌍의 센서 또는 감지 장치(21)를 지지한다. 특히, 캠 브라켓(11)은 브라켓 주 본체부(11a)와 커버부(11b)를 포함한다. 브라켓 주 본체부(11a)는 그 위에 체인 커버(도시 안됨)를 장착하도록 구성되고 배열된다. 커버부(11b)는 수직 방향으로 브라켓 주 본체부(11a)의 바닥으로부터 연장되고, 실린더 헤드(1)를 향하여 축방향 내향으로 대면한다.
도2, 도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 센서 또는 감지 장치(21)는 캠(6, 7) 각각의 회전 각도를 검출하도록 캠샤프트(2, 3) 위의 커버부(11b)에 장착된다. 각각의 센서(21)는 장착 플랜지(18)와 센서 주 유닛(19)을 포함한다. 각각의 커버부(11b)는 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 위에서 개방되는 삽입 구멍을 갖춘 센서 장착부(21a)를 갖는다. 센서 주 유닛(19)은 하향 대면하는 삽입 구멍 내로 삽입되고, 장착 플랜지(18)는 커버부(11b)에 고정된다.
캠 스러스트 플랜지(8, 9)는 도5 내지 도7에 도시된 바와 같이, 원형 디스크의 형상으로 형성된다. 캠 스러스트 플랜지(8)는 두께가 상이한 외측 주연부(8a)와 내측 주연부(8b)를 포함한다. 외측 주연부(8a)는 단차가 캠 스러스트 플랜지(8)의 양 측면 상에서 외측 주연부(8a)와 내측 주연부(8b) 사이에 이러한 완전한 외주를 형성하게 내측 주연부(8b)보다 얇다. 외측 주연부(8a)의 외경은 샤프트 주 본체(4), 캠(6) 및 캠샤프트(2)의 다른 모든 부품의 외경보다 크다. 도7에 도시된 바와 같이, 홈(16b)의 폭[환형 홈(16)의 폭]은 균일하다. 이에 따라, 캠 스러스트 플랜지(8)가 환형 홈(16) 내로 삽입될 때, 내측 주연부(8b)는 홈(16)의 내측벽과 상대적으로 작은 제1 간극을 형성하고 그 사이에서 활주한다. 또한, 외측 주연부(8a)는 환형 홈(16)의 내측벽과 (제1 간극보다 큰) 제2 간극을 형성하고, 홈(16)의 내측벽과 접촉하지 않는다. 환형 홈(16)의 내경은 캠 스러스트 플랜지(8)의 외경보다 크고, 캠 스러스트 플랜지(8)의 외측 주연부(8a)의 에지가 접촉하지 않는다. 이러한 캠 스러스트 플랜지(8)는 샤프트 주 본체(4)와 일체로 회전하지만, 내측 주연부(8b)와 환형 홈(16)의 내측벽은 캠샤프트(2)의 축방향 이동을 규제하고 축방향으로 캠샤프트(2)를 위치시키는 기능을 한다.
도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 반경방향-외향으로 개방하는 노치부(81a 내지 81d)는 캠 스러스트 플랜지(8)의 외측 주연부(8a)에 실질적으로 등간격으로 형성된다. 노치부(81a 내지 81d)는 각각 1개, 2개, 3개 및 4개의 노치를 갖는다. 캠 스러스트 플랜지(8)의 노치부(81a 내지 81d)는 캠(6)의 회전 각도를 검출하는데 사용되는 센서 또는 검출 타겟(81)을 구성한다. 센서(21)는 캠 스러스트 플랜지(8)의 검출 타겟(81)에 대향 대면하도록 배열된다. 센서(21)는 검출 타겟(81)의 노치부(81a 내지 81d)를 검출함으로써 캠(6)의 회전 각도를 검출하도록 구성된다. 이에 따라, 검출 타겟(81)은 캠 스러스트 플랜지(8) 상에 제공된다. 샤프트 베어링부(12, 14)는 캠 스러스트 플랜지(8)가 자유롭게 활주하는 방식으로 삽입되는 환형 홈(16)을 형성하고, 센서(21)는 캠(6)의 회전 각도를 검출하기 위한 회전 각도 검출 구조물을 구성한다.
배기 캠샤프트(3)의 캠 스러스트 플랜지(9)는 캠 스러스트 플랜지(8)와 유사한 방식으로 형성되고, 그 축방향 이동은 환형 홈(17)의 내측벽에 의해 규제된다. 센서 타겟은 캠 스러스트 플랜지(8)와 유사한 방식으로 캠 스러스트 플랜지(9)의 외측 주연부 상에 제공되고, 센서(22)가 캠샤프트(3)의 회전 각도를 검출한다. 배기 캠샤프트(3)의 회전 각도를 검출할 필요가 없을 때는 캠 스러스트 플랜지(9) 상에 센서 타겟을 제공할 필요가 없거나 센서(22)를 제공할 필요가 없다.
유사하게, 캠 스러스트 플랜지(9)는 두께가 상이한 외측 주연부(9a)와 내측 주연부(9b)를 포함한다. 외측 주연부(9a)는 단차가 캠 스러스트 플랜지(9)의 양 측면 상에서 외측 주연부(9a)와 내측 주연부(9b) 사이에 이러한 완전한 외주를 형성하게 내측 주연부(9b)보다 얇다. 외측 주연부(9a)의 외경은 샤프트 주 본체(5), 캠(7) 및 캠샤프트(3)의 다른 모든 부품의 외경보다 크다. 도7에 도시된 바와 같이, 홈(17b)의 폭[환형 홈(17)의 폭]은 균일하다. 이에 따라, 캠 스러스트 플랜지(9)가 환형 홈(17) 내로 삽입될 때, 내측 주연부(9b)는 홈(17)의 내측벽과 상대적으로 작은 제1 간극을 형성하고 그 사이에서 활주한다. 또한, 외측 주연부(9a)는 환형 홈(17)의 내측벽과 (제1 간극보다 큰) 제2 간극을 형성하고, 홈(17)의 내측벽과 접촉하지 않는다. 환형 홈(17)의 내경은 캠 스러스트 플랜지(9)의 외경보다 크고, 캠 스러스트 플랜지(9)의 외측 주연부(9a)의 에지가 접촉하지 않는다. 이러한 캠 스러스트 플랜지(9)는 샤프트 주 본체(5)와 일체로 회전하지만, 내측 주연부(9b)와 환형 홈(17)의 내측벽은 캠샤프트(3)의 축방향 이동을 규제하고 축방향으로 캠샤프트(3)를 위치시키는 기능을 한다.
센서(22)는 캠 스러스트 플랜지(9)의 검출 타겟(81)에 대향 대면하도록 배열된다. 센서(22)는 검출 타겟(81)의 노치부(81a 내지 81d)를 검출함으로써 캠(7)의 회전 각도를 검출하도록 구성된다. 이에 따라, 검출 타겟(81)은 캠 스러스트 플랜지(9) 상에 제공된다. 샤프트 베어링부(13, 15)는 캠 스러스트 플랜지(9)가 자유롭게 활주하는 방식으로 삽입되는 환형 홈(17)을 형성하고, 센서(22)는 캠(7)의 회전 각도를 검출하기 위한 캠 회전 각도 검출 구조물을 구성한다.
또한, 본 실시예에서는 개별 캠 브라켓(10)이 각각의 실린더에 제공될지라도, 캠 브라켓(10, 11)을 모든 실린더를 가로질러 연장되는 단일 유닛으로 결합하는 것도 허용가능하다. 이러한 배열은 캠 브라켓의 강성을 개선시킨다.
상기 설명된 바와 같이 구성된 캠 회전 각도 검출 구조물로, 크랭크샤프트 회전이 캠 스프라켓 기구(20)에 전달되고 캠 스프라켓 기구(20)가 캠샤프트(2)를 회전시키면, 캠샤프트(2)는 샤프트 지지면 상에서 활주하면서 회전하고, 캠 스러스트 플랜지(8)의 내측 주연부(8b)는 샤프트 지지면 내에 형성된 환형 홈(16)의 내측 벽을 따라 활주하면서 회전한다. 센서(21)는 캠 스러스트 플랜지(8)의 외측 주연부(8a) 상에 형성된 검출 타겟(81)을 검출함으로써 캠(6)의 회전 각도를 검출한다.
이러한 캠 회전 각도 검출 구조물로, 센서 또는 검출 타겟(81)은 캠샤프트(2 또는 3)의 축방향 이동을 규제하는 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9) 상에 제공된다. 따라서, 엔진이 구동중일 때 캠샤프트(2 또는 3)가 축방향으로 열팽창할지라도, 캠샤프트(2 또는 3)는 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)로부터 축방향으로 팽창되기 때문에, 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9) 상에 제공되는 검출 타겟(81)은 열팽창과 관련된 위치로부터 벗어나 축방향으로 이동하지 않는다. 결과적으로, 캠샤프트(2)의 회전 각도는 더 큰 정확도로 검출될 수 있다.
또한, 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)와 검출 타겟(81)이 캠샤프트(2 또는 3)의 축방향을 따라 서로 떨어지도록 배열되면, 캠샤프트(2 또는 3)의 다양한 부분의 치수에서의 변화로 인해 검출 타겟(81)과 센서(21) 사이에서의 위치 관계가 변동될 가능성이 있게 된다. 하지만, 검출 타겟(81)은 스러스트 플랜지(8) 상에 제공되기 때문에, 검출 타겟(81)과 센서(21 또는 22) 사이의 위치 관계의 변동은 방지될 수 있다.
더 나아가, 캠샤프트(2, 3)의 축방향 이동은 샤프트 베어링부(12, 14 및 13, 15)에 제공된 환형 홈(16, 17)내로 캠 스러스트 플랜지(8, 9)를 삽입시킴으로써 규제되기 때문에, 복수의 캠 스러스트 플랜지(8, 9)를 사용할 필요가 없고, 캠샤프트(2, 3)는 짧게 될 수 있으며, 캠샤프트(2, 3)의 중량의 증가가 회피될 수 있다.
센서(21 또는 22)의 검출 감도는 검출 타겟(81)의 외경이 증가됨에 따라 증가한다. 이에 따라, 캠 회전 각도가 검출되는 정확도는 최대 외경을 갖는 캠샤프트(2 또는 3)의 부품인 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 외측 주연부(8a 또는 9a) 상에 검출 타겟(81)을 제공함으로써 개선된다.
검출 타겟(81)은 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 외측 주연부(8a 또는 9a)에 노치부(81a 내지 81d)를 형성함으로써 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)와 일체로 형성되기 때문에, 검출 타겟(81)의 위치설정의 정확도가 개선될 수 있다. 또한, 검출 타겟(81)은 노치부(81a 내지 81d)로 구성되기 때문에 쉽게 제조될 수 있다.
검출 타겟(81)은 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 양 측면 상에서 외측 주연부(8a 또는 9a)와 내측 주연부(8b 또는 9b) 사이에 단차가 존재하도록 형성되는 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 외측 주연부(8a 또는 9a) 상에 제공되기 때문에, 검출 타겟(81)은 실린더 헤드(1)[즉, 환형 홈(16 또는 17)의 내측벽]와 접촉하지 않게 구성된다. 따라서, 검출 타겟(81)의 노치부(81a 내지 81d)가 절삭 공구를 이용하여 제조될 때, 노치부의 주위에 잔류하는 플래시(flash)가 실린더 헤드(1)에 달라붙거나 실린더 헤드를 스크래칭하거나 또는 실린더 헤드를 마모시키는 것을 방지할 수 있다. 또는, 검출 타겟(81)은 파손 또는 마모가 방지될 수 있다. 추가적으로, 검출 타겟(81)으로부터 플래시를 제거하는 공정은 짧아질 수 있고, 이에 따라 비용이 절감될 수 있다. 더 나아가, 검출 타겟(81)을 제공하기 위해 필요 최소한의 범위에서 외측 주연부(8a)를 설치되는 것이 요구되기 때문에, 충분히 큰 활주면이 내측 주연부(8b, 9b)를 위하여 보장될 수 있고, 면압이 너무 높게 되는 것이 방지될 수 있다.
캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)는 샤프트 주 본체(4 또는 5)와 일체로 형성되기 때문에, 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)의 위치설정의 정확도가 개선될 수 있고, 캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)와 샤프트 주 본체(4 또는 5)를 조립하는 작업이 제거될 수 있다.
[검출 타겟(81)이 제공되는]캠 스러스트 플랜지(8 또는 9)가 삽입되는 환형 홈(16 또는 17)과 센서(21 또는 22)가 삽입되는 센서 장착부(21a)는 캠 브라켓(11)과 일체로 형성되기 때문에, 검출 타겟(81) 및 센서(21 또는 22)를 위치설정하는데 추가적인 간극 부품이 요구되지 않는다. 결과적으로, 복수의 부품의 치수 공차의 누적 효과로부터 다르게 기인되는 검출 타겟(81)과 센서(21 또는 22)의 위치설정 사이의 불일치와, 이들 사이의 장착에서의 느슨함이 방지될 수 있고, 센서(21 또는 22)에 의해 달성된 검출 정확도가 개선될 수 있다.
일본 특허 공개 제2001-73826호는 캠 스러스트 플랜지가 캠 스프라켓 기구와 대향측에 배치되는 캠샤프트 회전 검출 구조물을 개시한다. 캠 스러스트 플랜지와 캠 스프라켓 기구가 대향 측에 배치될 때, 캠 스러스트 플랜지와 캠 스프라켓 기구 사이의 거리는 크다. 이러한 구성에서는, 열팽창으로 인해 캠샤프트가 캠 스러스트 플랜지로부터 팽창되면 캠 스프라켓 기구의 축방향 이동량은 캠 스프라켓 기구가 캠 스러스트 플랜지로부터 가장 멀리 위치되기 때문에 크게 되고, 양호한 정확도로 크랭크샤프트로부터 캠샤프트로 회전을 전달하는 것이 불가능하게 될 가능성이 있다. 반대로, 본 실시예에 따른 캠샤프트 회전 검출 구조물에서는, 캠 스러스트 플랜지(8, 9)가 캠 스프라켓 기구(20)에 가장 근접한 캠 브라켓(11) 내에 제공 되는 홈(16, 17)에 의해 위치설정된다. 결과적으로, 캠 스러스트 플랜지(8)와 캠 스프라켓 기구(20) 사이의 거리는 작고, 캠샤프트(2, 3)의 열팽창으로 인해 기인된 캠 스프라켓 기구(20)의 축방향 이동은 작으며, 양호한 정확도로 크랭크샤프트로부터 캠샤프트(2, 3)로 회전이 전달될 수 있다.
흡기 캠샤프트(2)의 회전 각도 검출 구조물의 작용 효과가 본문에서 설명되었지만, 동일한 작용 효과가 배기 캠샤프트(3)의 회전 각도가 검출될 때 나타난다.
[제2 실시예]
도8을 참조하여, 캠샤프트(2', 3')가 제2 실시예에 따라 설명된다. 제1 실시예와 제2 실시예의 유사성을 고려하여, 제1 실시예의 부분과 동일한 제2 실시예의 부분의 상세한 설명은 간략화를 위해 생략될 수도 있다. 더구나, 제1 실시예와 동일한 제2 실시예의 부분은 동일한 참조 부호가 주어지고, 제1 실시예의 부분과 상이한 부분은 하나의 프라임(')으로 표시된다.
제2 실시예에서, 제1 실시예의 캠샤프트(2, 3)는 도8의 캠샤프트(2', 3')로 대체된다. 이에 따라, 제1 실시예의 나머지 구조는 도8의 캠샤프트(2', 3')와 함께 이용된다. 앞선 실시예에서, 캠(6, 7) 및 캠 스러스트 플랜지(8, 9)는 단일 부품인 단일 부재로서 샤프트 주 본체(4, 5)와 함께 일체로 형성된다. 하지만, 캠샤프트(2', 3')가 조립된 샤프트가 되는 것이 또한 허용가능하다. 다시 말해, 캠(6', 7')과 캠 스러스트 플랜지(8', 9')는 도8에 도시된 바와 같이 샤프트 주 본체(4', 5')에 끼워져 고정되는 개개의 부품으로 개별적으로 형성된다. 캠(6', 7')만 또는 스러스트 플랜지(8', 9')만이 개별 부재로서 형성되는 것이 또한 허용가능 하다.
도8에 도시된 조립된 샤프트로, 캠 스러스트 플랜지(8', 9')를 샤프트 주 본체(4', 5')에 부착할 필요가 있을지라도, 검출 타겟(81)은 단일 부품인 단일 부재로서 캠 스러스트 플랜지(8', 9')와 일체로 형성된다. 결과적으로, 검출 타겟(81)이 개별 판 부재 상에 제공되는 경우와 비교하여 부품 수가 감소될 수 있고 제조비가 감소될 수 있다. 또한, 조립된 캠샤프트(2', 3')로도, 검출 타겟(81)이 캠 스러스트 플랜지(8', 9')와 일체로 형성되기 때문에 검출 타겟(81)의 위치설정 정확도가 개선될 수 있다.
본문에서 사용될 때, 임의의 다른 유사한 방향관련 용어뿐만 아니라 다음의 방향관련 용어 "전방, 후방, 위, 하향, 수직, 수평, 아래 및 횡방향"은 본 발명에 구비된 차량의 방향을 가리킨다. 따라서, 본 발명을 설명하기 위해 이용된 이러한 용어들은 본 발명에 구비된 차량에 대해 해석되어야 한다.
더구나, 청구범위에서의 "수단 플러스 기능"으로서 기술되는 용어는 본 발명의 부분의 기능을 수행하는데 이용될 수 있는 임의의 구조물을 포함하여야 한다. 본문에서 이용되는 바와 같은 "실질적으로", "거의" 및 "대략"과 같은 정도를 나타내는 용어들은 궁극적인 결과가 현격하게 변화되지 않게 수정된 항목의 합리적인 편차량을 의미한다. 예를 들어, 이러한 편차가 단어의 의미를 무시할 수 없다면 변경된 항목의 적어도 ±5%의 편차를 포함하는 것으로서 해석될 수 있다.
본 출원은 일본 특허 출원 제2003-116686호를 우선권 주장한다. 일본 특허 출원 제2003-116686호의 전체 개시는 참조로서 본문에 합체된다.
단지 선택된 실시예들만이 본 발명을 설명하도록 택해졌지만, 첨부된 청구범위에 한정된 것으로서의 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변형 및 변경이 본문에서 행해질 수 있다는 것이 본 개시로부터 본 기술분야의 당업자에게 명확하게 될 것이다. 나아가, 본 발명에 따른 실시예들의 상기 설명들은 단지 설명을 위한 것이고, 첨부된 청구범위 및 그 상응물에 의해 한정되는 것으로서의 본 발명을 제한하려는 것이 아니다. 이에 따라, 본 발명의 범위는 개시된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명은 캠샤프트 회전 속도가 검출되는 정확도를 개선시킬 수 있는 캠샤프트 회전 검출 구조물을 제공하는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 캠샤프트 회전 검출 구조물이며,
    캠 스프라켓 기구 부착 단부를 갖는 캠샤프트와,
    상기 캠 스프라켓 기구 부착 단부 근방에서 상기 캠샤프트 상에 배치되고, 상기 캠샤프트의 축방향 이동을 규제하도록 구성 및 배열되는 캠 스러스트 플랜지와,
    상기 캠 스러스트 플랜지 상에 배치된 검출 타겟과,
    상기 검출 타겟에 대향 대면하고 상기 캠샤프트의 회전을 검출하도록 구성 및 배열된 센서와,
    상기 캠 스러스트 플랜지가 자유롭게 활주하는 방식으로 배치된 홈을 포함하고, 상기 홈 내에서 자유롭게 회전하도록 상기 캠샤프트를 축방향으로 지지하도록 구성되는 샤프트 베어링을 포함하고,
    상기 캠 스러스트 플랜지는 상기 홈 내에 배치되어 사이에 제1 간극을 형성하는 내측 주연부와, 상기 홈 내에 배치되어 사이에 상기 제1 간극보다 큰 제2 간극을 형성하는 외측 주연부를 포함하고, 상기 외측 및 내측 주연부는 이들 사이에서 양 측면 상에 단차를 형성하도록 추가로 구성 및 배열되는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캠 스러스트 플랜지는 상기 캠샤프트의 다른 부분보다 더 큰 외경을 갖는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 캠 스러스트 플랜지와 상기 검출 타겟은 단일편 단일 부재로 함께 일체로 형성되는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검출 타겟은 상기 캠 스러스트 플랜지의 상기 외측 주연부에 형성된 노치부를 포함하는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 검출 타겟은 상기 캠 스러스트 플랜지의 상기 외측 주연부 상에 배치되는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 샤프트 베어링은 상기 캠샤프트의 하반부를 축방향으로 지지하는 하부 샤프트 베어링부와, 상기 캠샤프트의 상반부를 축방향으로 지지하는 상부 샤프트 베어링부를 구비하고,
    그 위에 센서를 지지하도록 상기 상부 샤프트 베어링부 상에 일체로 형성된 센서 장착부를 추가로 포함하는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 캠 스러스트 플랜지와 상기 캠샤프트는 단일편 단일 부재로 함께 일체로 형성되는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 캠샤프트와 상기 캠 스러스트 플랜지는 조립된 캠샤프트를 형성하도록 조립되는 개별 부품인 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 검출 타겟은 상기 캠 스러스트 플랜지의 상기 외측 주연부에 형성된 노치부를 포함하는 캠샤프트 회전 검출 구조물.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 캠샤프트 회전 검출 구조물이며,
    부품을 가동시키기 위한 캠샤프트 수단과,
    상기 캠샤프트 수단의 축방향 이동을 규제하기 위해 상기 캠샤프트 수단 상에 구성 및 배열되고 그 양 측면 상에 단차가 형성된 캠 스러스트 플랜지 수단과,
    상기 캠 스러스트 플랜지 수단 상에 검출 타겟을 제공하기 위한 검출 타겟 수단과,
    상기 검출 타겟 수단을 통하여 상기 캠샤프트 수단의 회전을 검출하기 위한 감지 수단과,
    상기 캠샤프트 수단을 자유롭게 회전하도록 지지하는 샤프트 베어링 수단을 포함하고,
    상기 캠 스러스트 플랜지 수단은 자유롭게 활주하는 방식으로 상기 샤프트 베어링 수단에 형성된 홈 내부에 배치되고,
    상기 캠 스러스트 플랜지 수단의 단차는 상기 캠 스러스트 플랜지 수단의 내측 주연부와 상기 홈 사이에 제1 간극을 형성하고 상기 캠 스러스트 플랜지 수단의 외측 주연부와 상기 홈 사이에 상기 제1 간극보다 큰 제2 간극을 형성하도록 구성된 캠샤프트 회전 검출 구조물.
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