JPH0541363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、内燃機関用回転角度センサに係り、
特に、その構成部品であるリングマグネツトを有
利に形成したものに関する。

［従来の技術］ 従来の内燃機関用回転角度センサは、円筒状の
リングマグネツトと、この回転を検出するための
センサユニツトとなどをハウジング内に収納して
なるものである。

一般的なリングマグネツトはフエライトで円筒
状に焼結成形し、その外表面の所定箇所が着磁さ
れてなるものである。このリングマグネツトが回
転すると、センサユニツトが着磁部分を検出し
て、信号パルスを出力することにより回転角度を
計測する。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、リングマグネツトを形成するフエラ
イトは、高価であると共に、熱に弱いという特性
を有する。例えば、温度差が200℃程度あると成
形歪による残留応力でひび割れ等が発生し易くな
り、成形条件が難しくなるとともに耐久性も悪く
なるという問題点を有する。

また、リングマグネツトを回転センサとして使
うには、これをシヤフトに同軸で取付けなければ
ならない。リングマグネツトが高速回転できるよ
うにシヤフトに固定するのにはフエライト磁石な
どの場合リングマグネツトに切欠を設けて相互に
外れないように間を樹脂などで充填する必要があ
るが高速回転で切欠部に応力が集中し、破損し易
くなる。仮に、フエライト磁石を使わないにして
もリングマグネツトとシヤフトが同軸を保つよう
にセツトし、その間を熱膨張率の異なる物質で満
たして繋げることが必要であり、この場合は材料
費がかかる上、応力の集中する箇所が増えて壊れ
易くなる。

そこで本考案は、成形が容易でかつ耐久性の良
いリングマグネツトを有する内燃機関用回転角度
センサを提供せんとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案の内燃機関用回転角度センサは、外表面
の一部が着磁された円柱状のリングマグネツト
と、該リングマグネツトに近接配置されてその回
転角度を検出するためのセンサユニツトとをハウ
ジング内に収容したものであつて、前記リングマ
グネツトは、一端を内燃機関へ連結したシヤフト
の周囲に取付けられた内筒部、この内筒部から半
径方向外方へ放射状に延出された複数のフイン及
びこのフインを介して内筒部と連結された外筒部
を備え、これら内筒部、フイン及び外筒部は一体
に形成されるとともに、少なくとも外筒部の外表
面は磁性体が混入された樹脂からなり、さらに内
筒部はシヤフトの周囲に成形されてシヤフトと一
体化し、かつ内筒部とシヤフトの接続する部分に
は、内筒部の成形時にその一部がシヤフト側に形
成された凹又は凸部と嵌合することにより抜け止
め部が形成されていることを特徴とする。

［考案の作用］ 本考案の内燃機関用回転角度センサを構成する
リングマグネツトは、一体に形成された内筒部、
フイン及び外筒部を備えている。しかも、内筒部
は成形時にシヤフトと一体化されて強く結合し、
内筒部とシヤフトが接続する部分には、内筒部の
成形と同時にその一部がシヤフト側に形成された
凹又は凸部と密に嵌合して抜け止め部が形成され
る。したがつて、従来のようにシヤフトの接続部
に別の樹脂等を充填する必要がなく、製造が容易
になる。また、リングマグネツトが高速回転して
も抜け止め部に応力が集中しにくくなり、内筒部
が破壊されにくくなる。

そのうえ、シヤフトと内筒部は、両者の一体化
と同時に形成される抜け止め部によつて位置決め
がより正確になる。

また、少なくとも外筒部の外表面を磁性体が混
入した樹脂で形成するので、個々の磁性体成分は
樹脂成分によつて相互に接着され、耐振動、耐熱
並びに耐衝撃等の諸特性が向上する。このため、
ひび割れ等が生じにくくなり、かつこの部分の成
形も容易になる。

さらに、内燃機関の熱がシヤフトを経てリング
マグネツトへ伝熱されても、内筒部と外筒部は中
間のフインにより冷却されるので、特に外筒部に
おける磁性体が混入された樹脂成形部分の熱によ
る劣化が防止される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて好ましい一実施例を説明
する。

第１図は内燃機関用回転角度センサーの上面図
であり、第２図はその縦断面図である。第２図に
おいて、符号１はシヤフト、２はシヤフト１の周
囲に一体成形されたリングマグネツトであり、３
はリングマグネツト２と一体に形成され半径方向
内方へ突出する凸部と、この凸部が嵌合するため
シヤフト１に形成された軸心方向へ凹入する凹部
とからなる抜け止め部である。但し、凹凸関係を
逆にもできる。シヤフト１とリングマグネツト２
は、一体化された状態でハウジング４内に回転可
能に支持されている。

リングマグネツト２は、内筒部２ａ及びその外
側に同心円状に形成される外筒部２ｃを有し、両
者間を連結する複数のフイン２ｂを放射状に形成
したものである（第４図参照）。

各フイン２ｂは、第２図に示すように、シヤフ
ト１の軸方向と平行でかつ、リングマグネツト２
の外筒部２ｃにおける軸方向幅と同程度の長さを
有する単一の壁状に形成されている。

また、リングマグネツト２の円周方向における
隣り合う各フイン２ｂの間隔は等しく、隣り合う
一対のフイン２ｂと内筒２ａ及び外筒２ｃで囲ま
れた部分に大きな空間が形成されている。

また、シヤフト１は一端部（後述のカツプリン
グ１４）側で図示しない内燃機関へ連結されてい
る。

このリングマグネツト２は、磁性体の粉末を樹
脂中に混入してなる樹脂材料（以下、磁性体樹脂
という）から一体に成形され、外筒部２ｃの外表
面の所定位置を着磁したものである。

このように、磁性体樹脂を用いると、樹脂成分
が磁性体粉末同志を接着するので、リングマグネ
ツト２をフエライトで焼結するよりも、耐振、耐
熱及び耐衝撃等の各特性を向上させることができ
る。但し、フイン２ｂや内筒部２ａを適宜の金属
材料等によつて別体に成形することもできる。

なお、リングマグネツト２はシヤフト１を一体
にインサートしているので、内筒部２ａはその成
形時にシヤフト１の周囲へ一体化され、かつ成形
と同時に内筒部２ａとシヤフト１の接続部に抜け
止め部３が形成され、この抜け止め部３において
内筒部２ａの一部がシヤフト１の凹部内へ密に嵌
合し、内筒部２ａはシヤフト１の長さ方向に抜け
止めされかつ周方向に回り止めされる。

このため、内筒部２ａとシヤフト１が強く結合
し、リングマグネツト２が高速回転しても、抜け
止め部３に応力が集中しにくくなり、内筒部２ａ
が破損しにくくなる。また、内筒部２ａとシヤフ
ト１が正確に位置決めされる。

さらに、リングマグネツト２を成形した後から
内筒部２ａとシヤフト１の間に別の樹脂を充填す
る手間を省くことができ、製造が容易になる。

そのうえ、内燃機関側からその熱がシヤフト１
を経てリングマグネツト２へ伝熱されると、リン
グマグネツト２では内筒部２ａからフイン２ｂを
経て外筒２ｃへ伝熱される途中でフイン２ｂにお
いて効率的に空間へ放熱される。しかも、隣り合
うフイン２ｂ間に大きな空間を形成することによ
り、フイン２ｂ並びに内筒部２ａと外筒２ｃの接
触面積を大きくできる。また隣り合うフイン２ｂ
間の比較的大きな空間内における空気の対流も活
発になる。ゆえにリングマグネツト２の冷却効率
が向上し、リングマグネツト２全体の冷却が促進
される。

特に外筒２ｃにおいては、磁性体樹脂の熱劣化
を防止してリングマグネツト２の耐久性を向上さ
せることができる。

また、リングマグネツト２全体を同一の磁性体
樹脂で成形するので、成形材料の種類が少なくて
済むため、成形上有利である。但し、外筒部２ｃ
の外表面にだけ磁性体樹脂を設け、内筒部２ａ、
フイン２ｂ及び外筒部２ｃの内面側を他の材料に
することにより、高価な磁性体樹脂の使用量を少
なくすることができる。

ハウジング４は上部を開口する有底状のもので
あり、その底部から通されたシヤフト１が、ハウ
ジング内上方へ延出されている。ハウジング４の
開放端の内側には、ベアリングホルダ５がネジ６
により固着されている。ベアリングホルダ５には
ベアリング７がセツトプレート８によりネジ９で
固定されると共に、ベアリング７によつてシヤフ
ト１の上端部が支持されている。

ハウジング４の底部には、下方へボス部が突設
され、符号１０はその内側に設けられるシール、
１１はＯ−リング、１２はスプリングリング、１
３は連結ピン、１４はカツプリングである。カツ
プリング１４が図示しない内燃機関のクランクシ
ヤフトの回転をシヤフト１へ伝えるようになつて
いる。

ハウジング４の内壁には、支持部材１５がネジ
１６により取付けられている。支持部材１５のネ
ジ１６に対するネジ穴は長穴で形成されている。
支持部材１５にはボス１７が形成され、ここへセ
ンサユニツト１８がネジ止めされ、外筒部２ｃに
近接配置されている。

一方、支持部材１５と、これにに接触するハウ
ジング４の部分には、それぞれ、互いに係合関係
を有する凹凸部がリングマグネツト２の径方向に
向つて設けられ、支持部材１５を径方向へ摺動可
能とし、センサユニツト１８の位置調整を可能な
らしめている。これによりセンサユニツト１８の
出力レベルやタイミングの調整が容易となる。

センサユニツト１８はホール素子１８ａ，１８
ｂ，１８ｃやトランジスタなどで回路構成された
ものであり、外筒部２ｃの着磁部が近接通過する
と、所定のパルス信号を出力するようになつてい
る。なお、本実施例では、ホール素子１８ａはリ
ングマグネツト２の１回転につき24パルス、同１
８ｂは４パルス、同１８ｃは１パルスをそれぞれ
発信するように設定されている。但し、リングマ
グネツト２の外表面に形成される着磁部の数や間
隔は任意に設定可能である。

ハウジング４の開放端の外周には溝が設けられ
ており、ここにシールラバー１９が嵌合され、さ
らに上から蓋部２０が被せられて、ハウジング４
と蓋部２０の合せ部周囲においてネジ２１により
固定され、ハウジング４が密閉されている。

第１図に示すように、ハウジング４より延出し
た信号コード２２の先端に設けられたカプラ２３
には、取付板２３ａが設けられており、ハウジン
グ４の側面に一体的に設けられたボス２４（第２
図参照）へネジ２５により上方から取付け可能と
なつている。すなわち、カプラ２３をハウジング
４にネジ止めする方向と、ハウジング４に蓋部２
０をネジ止めする方向とが同一であるから、両者
を一度に同一方向から取付け可能となつている。
したがつて、回転角度センサー組立時において、
三軸自動機によりネジ２１及び２５を同一方向か
ら一回の工程で自動組立が可能となり、製造工程
が軽減されることになる。

なお、符号２６（第１図参照）はエンジンにハ
ウジング４取付けるための支持板であり、ハウジ
ング４の底部裏面に一体に取付けられている。

第３図は蓋部２０を除いた内部を示す。ハウジ
ング４の側面に設けられた貫通孔２７にグロメツ
ト２８が嵌合されており、グロメツト２８を通つ
て、センサユニツト１８からの信号コード２２が
ハウジング４の外部へ延出されている。

第５図に示すように、支持板２６の取付け面側
には、溝３０が水平に設けられると共に、溝３０
の所定位置より直角方向に溝３１が設けられ、さ
らに溝３１より垂直方向にハウジング４内へ向つ
て溝３２が連通形成されている。これら溝３０，
３１，３２は迷路をなすエア抜き穴として形成さ
れたものである。すなわち、ハウジング４内が各
シールによつて密閉されていると、内部の温度上
昇により内部圧力が高くなり、センサユニツト１
８のホール素子１８ａ，１８ｂ，１８ｃ等に影響
を与える。そこで、溝３０，３１，３２からなる
迷路構造のエア抜き穴によつて、防水性を維持し
たまま、内部のエア抜きを行うことによつて、温
度上昇が防止されている。

このように構成された内燃機関用回転角度セン
サーは、リングマグネツト２が回転することによ
り、その外表面の着磁された部分をセンサユニツ
ト１８におけるホール素子１８ａ乃至１８ｃで検
出し、その信号パルスにより、例えば、図示しな
い内燃機関のクランクの回転角度を計測するもの
である。

［考案の効果］ 本考案のリングマグネツトは、内筒部、フイン
及び外筒部を一体に備え、かつ内筒部はその成形
時にシヤフトと一体化し、同時に抜け止め部が内
筒部とシヤフトの接続部に形成される。

このため、成形後に別の樹脂でシヤフトと内筒
部間を充填する手間を省くことができ製造が容易
である。

また、内筒部とシヤフトが強く結合して抜け止
め部に応力が集中しにくくなるので、高速回転に
よりシヤフトと内筒部の接続部に大きな力が加わ
つても、内筒部の破損を生じにくくすることがで
きる。さらに、抜け止め部により内筒部とシヤフ
トが正確に位置決めできる。

そのうえ、内燃機関の熱がシヤフトを経てリン
グマグネツトへ伝熱されても、内筒部と外筒部は
中間のフインにより効率的に冷却されるので、特
に外筒部に設けられた磁性体樹脂の熱による劣化
を防止できる。

さらに、少なくとも外筒部の表面に磁性体樹脂
を設けることにより、磁性体部分の耐振動性、耐
熱性及び耐衝撃性が向上するため、ひび割れなど
の変形を防止でき、成形が容易になりかつ耐久性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は一実施例を示すものであ
り、第１図は外観の平面図、第２図は第１図の
−線断面図、第３図は蓋部を外した状態の平面
図、第４図はさらにベアリング等を除いた状態の
平面図、第５図は底面図である。 符号の説明、１……シヤフト、２……リングマ
グネツト、２ａ……内筒、２ｂ……フイン、２ｃ
……外筒、４……ハウジング、５，１５……支持
部材、７……ベアリング、１０……オイルシー
ル、１８……センサユニツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端を内燃機関へ連結したシヤフトと、このシ
   ヤフトと一体に回転しかつ外表面の一部が着磁さ
   れた円柱状のリングマグネツトと、このリングマ
   グネツトの回転角度を検出するためリングマグネ
   ツトの外表面に近接配置されたセンサユニツトと
   をハウジング内に収容してなる内燃機関用回転角
   度センサにおいて、前記リングマグネツトは、シ
   ヤフトの周囲に取付けられた内筒部、この内筒部
   から半径方向外方へ放射状に延出された複数のフ
   イン及びこのフインを介して内筒部と連結された
   外筒部とを備え、これら内筒部、フイン及び外筒
   部は一体に形成されるとともに、少なくとも外筒
   部の外表面は磁性体が混入された樹脂からなり、
   さらに内筒部はシヤフトの周囲に成形されてシヤ
   フトと一体化し、かつ内筒部とシヤフトの接続す
   る部分には、内筒部の成形時にその一部がシヤフ
   ト側に形成された凹又は凸部と嵌合することによ
   り抜け止め部が形成されることを特徴とする内燃
   機関用回転角度センサ。