JPH04188070A - 電磁式回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば自動車用内燃機関の回転数を検出する
クランク角センサとして用いられる電磁式回転センサに
関する。

〈従来の技術〉 例えば、電子制御式の燃料噴射装置を備えた内燃機関で
は、その燃料噴射量や点火時期などを制御するために、
クランク軸の回転角度を検出する回転数センサとしての
クランク角センサか設けられている（特開昭５９−１５
５５４０号公報等参照）。

かかるクランク角センサとしては、クランク軸又はそれ
に連動する回転軸（カム軸等）に連結された強磁性体製
のロータに複数の突起部を形成し、該突起部を臨んでク
ランク角センサを設けて、突起部かクランク角センサ近
傍を通過する際の磁束量の変化によってクランク角セン
サに生じる逆起電力に基づいてクランク軸の回転角を検
出する所謂電磁式のものかある。

即ち、第２図に示すように、磁性材料からなる回転板２
１か回転軸２２により軸支されており、該回転軸２２は
図示しない内燃機関のクランク軸に連結されている。そ
して、その表面には半径方向に単位角度毎に複数の突起
部２３が形成されている。そして、該突起部２３か後述
する電磁式クランク角センサ１の鉄心の磁界をよこぎる
ことにより、電磁式クランク角センサ１のコイルに一周
期の交流信号が発生し、該電磁式クランク角センサ１よ
り出力として取り出すものである。

ここで、電磁式クランク角センサ１について、第３図を
参照しつつ説明する。

電磁式クランク角センサ１の本体４は絶縁性の繊維強化
樹脂材料により後述の永久磁石６等を囲繞するように形
成される。その先端側には同じく繊維強化樹脂材料によ
りコイルボビン５か形成されており、前記本体４により
外周部の一部か鋳包まれている。そして、該本体４の外
周側には後述するＯリング１２用のシール溝４Ａや環状
溝４Ｂか形成され、該環状溝４Ｂには後述の保護キャッ
プ１０か加締固定されるようになっている。

本体４及びコイルボビン５内には短尺な円柱状に形成さ
れた永久磁石６．電磁軟鉄等の磁性材料によって段付円
柱状に形成されたコアトップ７か配設されており、該コ
アトップ７は基端側に位置して永久磁石６とほぼ同一外
形を有する大径部７Ａと、該大径部７Ａから同軸に伸長
し、コイルボビン５内に挿通された小径部７Ｂとから構
成され、該小径部７Ｂの先端面７Ｃ側はコイルホビン５
から僅かに突出して前記回転板２１に近接して配設され
るようになっている。また、永久磁石６の他側端面に当
接されたコアボトム８は電磁軟鉄等の磁性材料により円
柱状に形成され、これにより永久磁石６の磁束密度を増
加させるようになっている。

従って、前記コアトップ７、永久磁石６及びコアボトム
８によりコア２か構成される。

さらに、前記コアトップ７、永久磁石６及びコアボトム
８か挿入されると、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料
からなる閉塞部材１３により本体４の開口部側が閉塞さ
れ、外部の雨水や塵埃等が本体４内に侵入するのを防止
するようになっている。

また、非磁性のステンレス鋼板等により有蓋筒状に形成
された保護キャップ１０か、コアトップ７の先端面７Ｃ
や検出コイル９また本体４を覆うようにして前記環状溝
４Ｂに加締固定され、０リング１２と共に本体４内の永
久磁石６、検出コイル９等を外部の水等から保護してい
る。

ここて、コイルボビン５に巻回された検出コイル９はタ
ーミナル１４２図示しないリート線を介してコントロー
ルユニットと接続されており、回転板２１か回転すると
、磁性材料からなる回転板２１の突起部２３かコアトッ
プ７の先端面７Ｃに順次接近して離間するので、これに
よってコアトップ７の磁束か変化し、電磁誘導作用で検
出コイル９には誘導起電力が発生する。そして、この誘
導起電力は回転板２１の回転による検出信号としてリー
ド線ヲ介シテコントロールユニットへ出力される。

即ち、前記突起部２３かコアトップ７の先端面７Ｃに接
近している場合は、磁束は該先端面７Ｃと該突起部２３
との間に主に形成され検出コイル９を横切る磁束は少な
くなり、一方前記突起部２３かコアトップ７の先端面７
Ｃから離間している場合の磁束は、コアトップ７の周側
部から検出コイル９を横切り、空間中を通過して、コア
ボトム８の周側部より永久磁石６に戻ることとなる。従
って、当該磁気回路か異なることによる磁束の変化を誘
導起電力として出力している。

〈発明か解決しようとする課題〉 しかしなから、従来の電磁式クランク角センサ３にあっ
ては、コア２か本体４及びコイルボビン５の中心部に配
設されるが、一方、コア２を構成する永久磁石６か本体
４の略中央部に配設され、永久磁石６に大径部７Ａを当
接し、該大径部７Ａから同軸に伸長した小径部７Ｂか、
検出コイル９か巻回されるコイルポビン５内に挿通され
る構成となっている。このため、永久磁石６からコアト
ップ７の内部を通過し先端面７Ｃから出る磁束か永久磁
石６からの全磁束とはなりえず、第３図中に矢印Ｇて示
す漏れ磁束か存在する。従って損失か大きくなり、検出
コイル９を横切る磁束の変化も小さくなり、該変化に基
づくで電磁式クランク角センサ１の出力の増大を妨げる
惧れかある。

しかるに、電磁式クランク角センサ１の出力の増大を図
るために検出コイル９の巻数を増やすことも考えられる
か、該検出コイル９の外径、長さか大きくなり、該セン
サ１か大型化してしまう惧れがある。

また、前述の如く、コア２を構成するコイルボビン５．
永久磁石６及びコアトップ７等の各種部品を設ける必要
か生じ、部品点数か多くなり製造コストの上昇を招いて
しまう。

本発明はこのような実情に鑑みなされたもので、コイル
ボビンを形成する樹脂材料に永久磁石としての機能を持
たせると共にコアとしての機能をも持たせることにより
、小型化か図れ、また部′品点数も低減可能な電磁式回
転センサを提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、樹脂材料によって形成されるコイ
ルボビンと、該コイルボビンを鋳包むように形成した本
体と、前記コイルボビン及び本体の中心部に挿入され少
なくとも一部に永久磁石を配してなるコアと、前記コイ
ルボビンに巻回された検出コイルと、を含んでなる電磁
式回転センサにおいて、 コイルボビンを形成する樹脂材料に粉末磁性体ヲ充填し
、該コイルボビンにコアを一体に形成する構成とした。

〈作用〉 以上の構成によれは、検出コイルか巻回されるコイルボ
ビンを構成する樹脂材料に粉末磁性体が充填されるので
、コイルボビン自身か磁性部材となり、また前記コイル
ボビンにコアか一体に形成されるので、コアの内部を通
過し前記コイルボビン先端から出る磁束か磁性部材から
の全磁束となり、損失を低減でき、検出コイルを横切る
磁束の変化か大きくなり、電磁式クランク角センサの出
力増大を図ることか可能となる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を、第１図に示す電磁式クラン
ク角センサ３１に基づいて説明する。尚、第３図に示し
た従来例と同一要素には同一符号を付して、その説明を
省略する。

電磁式クランク角センサ３１のコイルボビン３２は、該
コイルボビン３２の基端側に位置して後述するコアボト
ム８とほぼ同一外形を有する大径部３２Ａと、検出コイ
ル９がその内側に巻回される鍔部３２Ｂと、コアとして
の中実部３２Ｃとにより構成され、前記コイルボビン３
２の大径部３２Ａにはコアボトム８か当接している。

さらにコイルボビン３２は、絶縁性の繊維強化樹脂材料
に例えば希土類マグネットの粉末磁性体か充填されて形
成されており、コイルボビン３２自身か永久磁石として
の機能を有している。

従って、コイルボビン３２の内部を通過し中実部３２Ｃ
の先端面３２Ｄから出る磁束か永久磁石としてのコイル
ボビン３２からの全磁束となり、所謂漏れ磁束に係る損
失を低減でき、検出コイル９を横切る磁束の変化か大き
くなり、電磁式クランク角センサ３１の出力増大を図る
ことか可能となる。

コイルボビン３２に巻回された検出コイル９は図示しな
いリート線を介してコントロールユニットと接続されて
おり、当該電磁式クランク角センサ３１か検出すべき磁
性材料からなる回転板の突起部（図示せず）か中実部３
２Ｃの先端面３２Ｄに順次接近して離間するので、これ
によって検出コイル９を横切る磁束か変化し、電磁誘導
作用で検出コイル９には誘導起電力か発生する。そして
、この誘導起電力は回転板の回転による検出信号として
ターミナル１４を介してコントロールユニットへ出力さ
れる。

ここて、本実施例に係る作用として、前記突起部か中実
部３２Ｃの先端面３２Ｄに接近している場合は、コイル
ボビン３２からてる全磁束か前記突起に向かい、また前
記突起部か中実部３２Ｃの先端面３２Ｄから離間してい
る場合においては、コイルボビン３２からてる磁束は、
コイルボビン３２の周側部から検出コイル９を横切り、
コアボトム８を介して、該コイルボビン３２に戻ること
となる。

従って、検出コイル９を横切る磁束の変化か大きくなり
、前記検出コイル９より有効に出力を取出すことか可能
となり、電磁式クランク角センサ３１の出力増大を図る
ことか可能となる。

さらに従来のセンサに較へて、永久磁石を磁性材料の中
間部に配設する必要かないので、当該永久磁石の全要分
だけセンサの全長を短くすることか可能となり、出力増
大も図られるので、検出コイル９の外形等も小型化か可
能となり、もって電磁式クランク角センサ３１の小型化
か図れるという効果かある。

さらに、電磁式クランク角センサ３１を構成する部品数
か減少するため、製造コストか低減するという効果もあ
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、検出コイルか配
設されるコイルボビンと、本体とか樹脂材料により２体
形成される電磁式回転センサにおいて、コイルボビンを
形成する樹脂材料に粉末磁性体を充填すると共に該コイ
ルボビンにコアを一体に形成するようにしたので、コイ
ルボビンか永久磁石の機能を奏し、該コイルボビンの内
部を通過し先端から出る磁束か全磁束となり、損失を低
減てき、検出コイルを横切る磁束の変化か大きくなり、
電磁式クランク角センサの出力増大を図ることか可能と
なる。

もって電磁式回転センサの小型化か図れると共に、部品
数減少による製造コストの低減も図れるという効果かあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すクランク角センサの縦断
面図、第２図は従来のクランク角センサの全体構成図、
第３図は従来例に係るクランク角センサの縦断面図であ
る。 ４・・・本体　　８・・・コアホトム　　９・・・検出
コイル　　１０・・・保護キャップ　　３２・・・コイ
ルホビン３２Ａ・・・大径部　　３２Ｃ・・・中実部特
許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富士雄 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 樹脂材料によって形成されるコイルボビンと、該コイル
   ボビンを鋳包むように形成した本体と、前記コイルボビ
   ン及び本体の中心部に挿入され少なくとも一部に永久磁
   石を配してなるコアと、前記コイルボビンに巻回された
   検出コイルと、を含んでなる電磁式回転センサにおいて
   、 コイルボビンを形成する樹脂材料に粉末磁性体を充填し
   、該コイルボビンにコアを一体に形成したことを特徴と
   する電磁式回転センサ。