凸輪軸、凸輪角度檢測裝置以及內燃發動機的制作方法
【專利說明】凸輪軸、凸輪角度檢測裝置以及內燃發動機
[0001]發明背景
1、發明領域
[0002]本發明涉及設置在內燃發動機中的凸輪軸、用于檢測凸輪軸的旋轉相位的凸輪角度檢測裝置以及內燃發動機。
[0003]2、相關技術說明
[0004]下述凸輪角度檢測裝置已知為用于檢測設置在內燃發動機中的凸輪軸的旋轉相位一一即，凸輪角度一一的凸輪角度檢測裝置:在該凸輪角度檢測裝置中，在凸輪軸的端部上設置有傳感器轉子，該傳感器轉子具有位于該傳感器轉子的外周表面上的突出部，并且在傳感器轉子附近設置有凸輪角度傳感器(例如，日本專利申請公報N0.2012-21844(JP2012-21844 A))。
[0005]在該凸輪角度檢測裝置中，當突出部與凸輪角度傳感器之間的距離隨著傳感器轉子的旋轉而改變時，從凸輪角度傳感器輸出與凸輪角度相應的信號。數字傳感器通常用作用于這種凸輪角度檢測裝置的凸輪角度傳感器，該數字傳感器配置成當突出部經過凸輪角度傳感器附近時以及當除了突出部之外的部分經過凸輪角度傳感器附近時輸出不同的二進制檢測信號。
【發明內容】
[0006]近年來，期望的是使凸輪軸變短以實現內燃發動機內空間的減小。甚至就JP2012-21844 A中所描述的凸輪軸而言，在傳感器轉子沒有設置在凸輪軸的端部上而是例如設置在凸輪之間的情況下，也可以使凸輪軸變短。
[0007]然而，在凸輪與傳感器轉子像這樣設置成彼此較靠近的情況下，當凸輪的鼻部經過凸輪角度傳感器附近時，可能從凸輪角度傳感器輸出與當傳感器轉子的突出部經過凸輪角度傳感器附近時所輸出的檢測信號相同的檢測信號。
[0008]因此，在這種情況下，與傳感器轉子的突出部相對應的檢測信號和與凸輪的鼻部相對應的檢測信號混合在從凸輪角度傳感器輸出的檢測信號中，由此導致不能夠準確地檢測凸輪角度。
[0009]本發明提供了凸輪軸、內燃發動機以及凸輪角度檢測裝置，凸輪軸、內燃發動機以及凸輪角度檢測裝置中的每一者都能夠實現內燃發動機中的空間的減小并且能夠更準確地檢測凸輪角度。
[0010]根據本發明的第一方面的凸輪軸包括傳感器轉子和多個凸輪。傳感器轉子包括基圓部和突出部，該突出部形成在基圓部的外周表面上使得能夠被凸輪角度傳感器檢測到。多個凸輪中的每一個凸輪的鼻部包括長直徑部，該長直徑部構造成使得其距凸輪軸的軸中心的徑向長度比傳感器轉子的基圓部的半徑長。在凸輪軸的軸向視圖中，多個凸輪中的最靠近傳感器轉子的一個凸輪的長直徑部設置于夾在從凸輪軸的軸中心延伸的第一虛擬線與從凸輪軸的軸中心延伸的第二虛擬線之間的區域內。在凸輪軸的軸向視圖中，第一虛擬線穿過傳感器轉子的突出部的一個周向端部。在凸輪軸的軸向視圖中，第二虛擬線穿過傳感器轉子的突出部的另一個周向端部。
[0011]根據上述方面，在當從凸輪角度傳感器輸出與傳感器轉子的突出部相對應的檢測信號的時間段期間輸出與凸輪的鼻部相對應的檢測信號。因此，即使在傳感器轉子與凸輪設置成彼此靠近并且凸輪的鼻部被凸輪角度傳感器檢測到的情況下，也看似僅從凸輪角度傳感器輸出了與傳感器轉子的突出部相對應的檢測信號。鑒于此，根據上述構型，即使將傳感器轉子設置成較靠近凸輪，也可以限制凸輪的鼻部對于凸輪角度傳感器的檢測信號的影響。因此，可以實現用于凸輪軸的空間到減小并且可以更準確地檢測凸輪角度。
[0012]在包括上述方面的凸輪軸的內燃發動機中，可以在傳感器轉子與凸輪軸的最靠近該傳感器轉子的軸頸軸承之間設置止推軸承。根據上述方面，不需要單獨設置凸緣來保持止推軸承。因此，可以實現內燃發動機中的空間的減小并且可以減少部件的數量。
[0013]根據本發明的第二方面的凸輪角度檢測裝置包括傳感器轉子和凸輪角度傳感器。傳感器轉子設置在包括凸輪的凸輪軸上。傳感器轉子包括位于其外周表面上的突出部。凸輪角度傳感器配置成當傳感器轉子的突出部接近該凸輪角度傳感器時輸出具有第一規定值的檢測信號、并且當突出部遠離該凸輪角度傳感器時輸出具有與第一規定值不同的第二規定值的檢測信號。突出部構造成使得第一旋轉相位范圍包括整個第二旋轉相位范圍。第一旋轉相位范圍是凸輪軸的在其中突出部接近凸輪角度傳感器并且凸輪角度傳感器輸出具有第一規定值的檢測信號的旋轉相位范圍。第二旋轉相位范圍是凸輪軸的在其中凸輪的鼻部接近凸輪角度傳感器并且凸輪角度傳感器輸出具有第一規定值的檢測信號的旋轉相位范圍。
[0014]根據上述方面，當凸輪角度傳感器檢測到凸輪的鼻部并且輸出具有第一規定值的檢測信號時的整個時間段與當凸輪角度傳感器檢測到傳感器轉子的突出部并且輸出具有第一規定值的檢測信號時的時間段彼此交疊。因此，即使在傳感器轉子與凸輪設置成彼此靠近并且凸輪的鼻部被凸輪角度傳感器檢測到的情況下，也看似僅從凸輪角度傳感器輸出了與傳感器轉子的突出部相對應的檢測信號。鑒于此，根據上述構型，即使將傳感器轉子設置成較靠近凸輪，也可以限制凸輪的鼻部對于凸輪角度傳感器的檢測信號的影響。因此，可以實現用于凸輪軸的空間的減小并且可以更準確地檢測凸輪角度。
【附圖說明】
[0015]下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式的特征、優點以及技術意義和工業意義進行描述，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中:
[0016]圖1為圖示了進氣凸輪軸的示意性構型的示意圖；
[0017]圖2為沿著圖1中的線I1-1I截取的截面圖；以及
[0018]圖3為圖示了凸輪角度傳感器的檢測信號的正時圖。
【具體實施方式】
[0019]下文參照圖1至圖3描述了作為凸輪角度檢測目標的進氣凸輪軸的一個實施方式以及包括進氣凸輪軸的內燃發動機。如圖1中所示，進氣凸輪軸11由設置在內燃發動機10的氣缸蓋12中的多個軸頸軸承13支承為是可旋轉的。在進氣凸輪軸11的端部上設置有凸輪帶輪14。凸輪帶輪14通過正時帶連接至曲軸。因此，當曲軸旋轉時，進氣凸輪軸11與此同步地旋轉。此外，進氣凸輪軸11包括多個凸輪15以及傳感器轉子16，其中，多個凸輪15中的每個凸輪15都以打開及關閉的方式對進氣門進行操作，傳感器轉子16設置成與多個凸輪15中的一個凸輪15相鄰并且包括形成在傳感器轉子16的外周表面上的多個突出部17。
[0020]在與傳感器轉子16的外周表面相對的位置設置有凸輪角度傳感器18。凸輪角度傳感器18為數字傳感器，該數字傳感器配置成使得:當傳感器轉子16的突出部17接近凸輪角度傳感器18時，凸輪角度傳感器18輸出具有第一規定值的檢測信號;并且當突出部17遠離凸輪角度傳感器18時，凸輪角度傳感器18輸出具有與第一規定值不同的第二規定值的檢測信號。此外，最靠近傳感器轉子16的凸輪15(151)的鼻部19設置于凸輪角度傳感器18的可檢測范圍內。因此，當凸輪15的鼻部19經過凸輪角度傳感器18附近時，凸輪角度傳感器18輸出具有第一規定值的檢測信號。應當指出的是，傳感器轉子16和凸輪角度傳感器18用作凸輪角度檢測裝置。
[0021]此外，如圖1中所示，在傳感器轉子16與最靠近該傳感器轉子16的軸頸軸承13之間設置有止推軸承20，該止推軸承20將進氣凸輪軸11支承為是可旋轉地并且調節進氣凸輪軸11的軸向運動。止推軸承20的位于其軸向方向上的兩個側表面分別抵接軸頸軸承13和傳感器轉子16。
[0022]現在參照圖2，下文更具體地描述了傳感器轉子16與最靠近傳感器轉子16的凸輪151之間的位置關系。應當指出的是，圖2為沿著圖1中的線I1-1I截取的截面圖，S卩，當從進氣凸輪軸11的軸向方向觀察時的進氣凸輪軸11的截面圖。
[0023]如圖2中所示，凸輪151的基圓部21具有與傳感器轉子16的基圓部22相同的直徑。凸輪151設置有鼻部19，該鼻部19具有比凸輪151的基圓部21的直徑更大的直徑。在進氣凸輪軸11的徑向方向上，從進氣凸輪軸11的軸中心O至鼻部19的外周表面的長度LI比傳感器轉子16的基圓部22的半徑r長。此外，從軸中心O至鼻部19的頂端NP的長度L2與從傳感器轉子16的中心至其突出部17的頂端的長度L3相同(L2 = L3)。鼻部19完全設置于如下所述的區域R內，該區域R被夾在從軸中心O延伸以分別穿過突出部17的兩個端部23——即，突出部17從基圓部22升起的起始點S1、S2——的兩條虛擬線L4、L5之間。應當指出的是，在以下說明中，在凸輪151的鼻部19中，鼻部19的下述部分被稱為長直徑部:該部分的從進氣凸輪軸11的軸中心O至鼻部19的外周表面的長度LI比傳感器轉子16的基圓部22的半徑r長。因此，在圖2中所示的凸輪1