JPH0843416A - 電磁誘導式回転検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁誘導式回転検出器において、漏洩磁束が
少なく適切な磁束密度を形成し得るコア形状とし、良好
な出力特性を確保する。 【構成】 磁性体のコア（１）と、この基端部（１ｄ）
の端面に接合する永久磁石（３）と、コアの先端部（１
ａ）から基端部の略全長に亘って巻装するコイル（４）
を備え、回転体（ＲＴ）の外周端面に対しコアの先端部
（１ａ）の端面が対向するように配置する。コア（１）
は、先端部から基端部方向に軸心に沿って第１の増加割
合で断面積が増加する第１のテーパ部（１ｂ）と、この
第１のテーパ部に連続し第１の増加割合より大の第２の
増加割合で断面積が増加する第２のテーパ部（１ｃ）を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁誘導方式の回転検出
器に関し、特に永久磁石に接合したコアにコイルを巻装
して成り、回転体の外周端面にコアの軸方向先端部の端
面が対向するように配置する電磁誘導式回転検出器に係
る。

【０００２】

【従来の技術】電磁誘導方式の回転検出器として、例え
ば実開昭５６−１０５８４７号公報に開示されているよ
うに、磁性体にコイルを巻装した回転検出器が知られて
いる。同公報においては、磁性体に対向する回転体との
関係に鑑み磁性体の全長に亘り磁束密度を最適なものと
すべく、磁性体の形状を円錐台状に形成することが提案
されている。即ち、円錐台状の磁性体と、これを収容す
る筒体のボビンを有し、このボビン回りにコイルの巻線
を巻回することとしている。

【０００３】また、特開平４−１８８０７３号公報に
は、先端部から基端部即ち永久磁石との接合部方向に、
断面積が漸増するテーパ部を有するコアに関し、適切な
磁束密度を形成すると共に、例えば焼結によって簡単且
つ安価に製造し得るように、テーパ部の軸心にテーパ状
の中空部を設けテーパ部の肉厚を略均一に形成したもの
が開示されている。尚、特開平４−１３２９６１号公報
には、上記公報において従来技術とされたコア（同公報
では磁極子）の形状が開示されている。即ち、軸方向に
対し垂直な面の断面積が小さい柱体と断面積が大きい板
体が一体的に接合された形状に形成されている。

【０００４】一方、回転体に複数の歯部が形成されてい
るものにあっては、コアの先端部の回転体の接線に平行
な幅（省略して「コアの幅」とする）と一つの歯部の回
転体の接線方向の幅（「歯部の幅」とする）との関係に
着目すると、コアの幅が歯部の幅より小さいものとして
は例えば実開平４−２４０６７号公報に図示されてお
り、両者の幅が略等しいものが特開平５−９３７３０号
公報に図示されている。そして、特開平５−９９９３７
号公報にはコアの幅が歯部の幅の２倍近い例が図示され
ている。もっとも、何れの公報にもこのような幅の関係
については説明されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平４−１３２
９６１号公報に記載の装置においては、コア先端部の回
転体の接線に平行な幅は、回転体の歯部の幅に対応する
小さな寸法に設定されるのに対し、コア内の磁束密度を
増大するため基端部の同方向の幅は大きな寸法が設定さ
れている。即ち、コアの先端部にて磁路の断面積が急激
に絞られた形を呈しており、先端部において漏洩磁束が
増大するので、出力効率が低下する。これに対し、前掲
の特開平４−１８８０７３号公報等に記載のように、断
面積が漸増するテーパ部を有するコアは適切な磁束密度
が形成されるので、良好な出力特性が得られる。更に、
コア先端部の回転体の接線に平行な幅を、回転体の歯の
幅に対応する寸法に設定するに留まらず、適切な磁束密
度を維持しつつ小型化の要請に応えるべくコアを最適な
形状とすることが要求されており、特開平４−１８８０
７３号公報等に記載のコア形状に対し、更なる改良が要
求されている。

【０００６】また、前掲の実開平４−２４０６７号公報
に記載のようにコア先端部の幅（ｄ）が歯部の幅（Ｗ）
より小さい場合には、図６に一点鎖線で示すようにコア
内を通過する磁束量（Φ）が少なく、従って磁束変化
（ｄΦ／ｄｔ）が小さくなって出力電圧が低下する
（尚、図６の破線は幅ｄが最適である場合を示す）。比
較するコアが同じ磁束密度とすると、コア先端部の断面
積が大である方が総磁束量が大となるので、コア先端部
の断面積を大きくすれば出力電圧が増大することにな
る。しかし、特開平５−９９９３７号公報に記載のよう
にコアの幅（ｄ）が歯部の幅（Ｗ）に対して数段大きい
場合は、歯部がコアに対向する時間が長くなって図６に
二点鎖線で示すように磁束変化が鋭くなり、この場合も
却って出力電圧が低下することになる。

【０００７】そこで、本発明は、永久磁石に接合したコ
アにコイルを巻装して成る電磁誘導式回転検出器におい
て、漏洩磁束が少なく適切な磁束密度を形成し得るコア
形状とし、良好な出力特性を確保することを目的とす
る。

【０００８】また、本発明の別の目的は、永久磁石に接
合したコアにコイルを巻装して成る電磁誘導式回転検出
器において、コアの先端部の回転体の接線に平行な幅
を、回転体の歯部の幅に対し、良好な出力特性を確保し
得るように設定することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、回転体の外周端面に対し軸方向先端部の
端面が対向するように配置する磁性体のコアと、該コア
の基端部の端面に接合する永久磁石と、前記コアの先端
部から基端部の略全長に亘って巻装するコイルを備えた
電磁誘導式回転検出器において、前記コアが、前記先端
部から前記基端部方向に軸心に沿って第１の増加割合で
断面積が増加する第１のテーパ部と、該第１のテーパ部
に連続し前記第１の増加割合より大の第２の増加割合で
断面積が増加する第２のテーパ部を有するように構成し
たものである。

【００１０】また、請求項２に記載のように、円周に沿
って複数の同一形状の歯部を有する回転体の外周端面に
対し、軸方向先端部の端面が対向するように配置する磁
性体のコアと、該コアの基端部の端面に接合する永久磁
石と、前記コアの先端部から基端部の略全長に亘って巻
装するコイルを備えた電磁誘導式回転検出器において、
前記コアの先端部の前記回転体の接線に平行な幅を、一
つの前記歯部の前記回転体の接線方向の幅に対し１．１
５乃至１．６０倍に設定することが望ましい。

【００１１】

【作用】而して、上記のように構成された請求項１に係
る電磁誘導式回転検出器においては、コアが、先端部か
ら基端部方向に軸心に沿って第１の増加割合で断面積が
増加する第１のテーパ部と、この第１のテーパ部に連続
し第１の増加割合より大の第２の増加割合で断面積が増
加する第２のテーパ部を有する形状に形成されている。
而して、永久磁石の一方の磁極からの磁束がコイル内の
コア及び対向する回転体を介して永久磁石の他方の磁極
に戻る磁路が形成されるが、コアに起因する漏洩磁束は
極めて少なく最適な磁束密度が形成される。そして、コ
アの先端部の端面に対向して配設される回転体が回転す
ると、例えば回転体の外周に形成される歯部の存在によ
りコアとの間に形成されるエアギャップが変化する。こ
れにより、コイルに対する鎖交磁束が回転体の回転に応
じて変化することになり、電磁誘導作用によりコイルに
起電力が誘起される。

【００１２】また、請求項２に係る電磁誘導式回転検出
器においては、コアの先端部の回転体の接線に平行な幅
が、一つの歯部の回転体の接線方向の幅に対し１．１５
乃至１．６０倍に設定されているので、回転体の歯部に
対し、出力特性の増大に最適な関係となる。そして、上
記の回転検出器と同様に作動する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明の電磁誘導式回転検出器の
一実施例を示すもので、内燃機関のクランク角度検出装
置に供される。即ち、電磁誘導式回転検出器たる電磁ピ
ックアップＰＣは、図１に二点鎖線で示すように磁性材
料によって外周端面に歯部ＴＨが形成され、図示しない
内燃機関に同期して回転する回転体たるロータＲＴに対
向するように配置される。

【００１４】電磁ピックアップＰＣは、第１及び第２の
コア１，２と、これらの間に介装された永久磁石３と、
これら第１及び第２のコア１，２並びに永久磁石３が収
容されると共に第１のコア１の回りにコイル４が巻装さ
れたボビン５を備えている。第１及び第２のコア１，２
は磁性材料、例えば鉄系焼結金属によって形成されてい
る。第１のコア１は、図２に示すように小径の円形断面
の先端部１ａから大径の基端部１ｄ方向に軸心に沿って
第１の増加割合で断面積が増加する第１のテーパ部１ｂ
と、この第１のテーパ部１ｂに連続し第１の増加割合よ
り大の第２の増加割合で断面積が増加する第２のテーパ
部１ｃを有し、両テーパ部は略等しい軸方向長さを有す
る。尚、これらの第１及び第２のコア１，２は複数の珪
素鋼板の積層体で形成することとしてもよい。

【００１５】第２のコア２及び永久磁石３は、前者の方
が軸方向長さが長く、夫々軸方向に平行な二つの平面部
と、これらを継ぐ二つの曲面部を有する略小判形断面の
柱状及び板状に形成されており、円柱及び円板に対し夫
々軸方向に二つの切欠部を有する柱体及び板体を呈して
いる。また、永久磁石３に接合する第１のコア１の基端
部１ｄの底面も、図２に示すように同様の形状に形成さ
れている。

【００１６】ボビン５は小径の筒体部５ａ、テーパ面が
形成されたテーパ部５ｂ及び大径の筒体部５ｃから成る
合成樹脂製の筒体で、小径円形断面の中空部、テーパ状
の中空部、及び大径で略小判形断面の中空部が連続して
形成され、これらの中空部に第１のコア１、並びに第２
のコア２及び永久磁石３が収容されている。ボビン５の
筒体部５ａの先端部とテーパ部５ｂの大径端部には鍔部
５ｄ，５ｅが夫々一体的に形成されており、これらの鍔
部５ｄ，５ｅ間にコイル４の巻線が巻回され、その外周
に絶縁テープ１５が巻回されている。そして、ボビン５
は筒体部５ｃ側でボデー６に接合される。

【００１７】ボデー６はフランジ部６ｆを中心に両側に
有底筒体形状の筒体部６ａ，６ｂが形成されており、一
対のターミナル７、これに接続された一対のリード線１
２及びこれらを被覆するブッシュ１６がインサート樹脂
成形されている。即ち、一対のリード線１２が一対のタ
ーミナル７の一端の接続部７ｃにかしめ結合された後、
リード線１２側から樹脂製のブッシュ１６が挿入され、
接続部７ｃ部分が被覆、保持される。そして、これらの
ターミナル７、リード線１２及びブッシュ１６を包含す
るようにインサート樹脂成形されてボデー６が形成され
る。従って、結果的に筒体部６ｂが形成され、この中に
ブッシュ１６等が収容された状態となっている。同様に
形成された筒体部６ａからは、一対のターミナル７の他
端が延出部７ａとして延出している。筒体部６ｂの端部
にはキャップ１３が嵌着され、このキャップ１３にリー
ド線１２が保持されると共に、リード線１２のカバー１
４が接合されている。筒体部６ａの開口端近傍の外周に
は環状溝６ｄが形成されており、これにＯリング１０が
嵌着されている。尚、図示は省略するがボビン５とボデ
ー６は所謂スナップフィット構造となっている。

【００１８】而して、ボビン５と筒体部６ａの中空部内
に第１及び第２のコア１，２及び永久磁石３が収容され
るが、永久磁石３の端面と筒体部６ａの底面との間にス
プリングワッシャ１１が介装されており、第１及び第２
のコア１，２並びに永久磁石３がボビン５のテーパ部５
ｂ方向に押圧されている。ボビン５の筒体部５ｃの両側
には一対のターミナル１７が固定されており、各々の接
続部１７ａにコイル４の巻線の端部が巻回され半田接合
されている。各ターミナル１７は、ボビン５と筒体部６
ａが上述のように接合されたとき夫々各ターミナル７の
延出部７ａと重合するように配設されており、両者がプ
ロジェクション溶接によって接合されている。そして、
これらの接合部の回りに絶縁テープ（図示省略）が巻回
される。これにより、ボビン５とボデー６が機械的にも
電気的にも適切且つ確実に接合される。

【００１９】更に、ボビン５及びボデー６の筒体部６ａ
を囲繞するようにケース８が装着されている。このケー
ス８は金属製例えばステンレス製の有底円筒体で、筒体
部６ａの環状溝６ｄ回りの外周面に圧入され、その底面
に第１のコア１の先端部１ａの端面が当接している。ケ
ース８の開口端部８ａは内方に折曲されボデー６の段部
６ｃに係止されている。

【００２０】上記のように構成された電磁ピックアップ
ＰＣの作動を説明すると、図１において第１及び第２の
コア１，２には永久磁石３によって所定の磁束分布が形
成される。このとき、第１及び第２のコア１，２と永久
磁石３は同軸に配置され、しかも第１のコア１の断面積
は、永久磁石３に接する基端部１ｄから第１及び第２の
テーパ部１ｃ，１ｂを介して先端部１ａに至るまで漸次
減少するように構成されているので、先端部１ａからの
漏洩磁束が抑えられ、最適磁束密度となっている。そし
て、ロータＲＴが回転すると、その歯部ＴＨが第１のコ
ア１の先端部１ａの端面に対向する毎にエアギャップが
変化し磁束分布が変化する。これにより、コイル４と鎖
交する磁束量が変化し、またロータＲＴの歯部ＴＨに近
接するときと離隔するときとで出力が逆方向になるた
め、電磁誘導作用によりコイル４にロータＲＴの回転に
応じた交流電圧が誘起され、回転数を示す信号として出
力される。而して、図３に従来装置（図３のＡ）と比較
して示したように、本実施例（図３のＢ）によれば出力
電圧が約８％増大することが実験的に確認された。

【００２１】図４は本発明の電磁誘導式回転検出器の他
の実施例に係るもので、本実施例では第１のコア１の軸
心にテーパ状の中空部が形成され、第１のコア１の第２
のテーパ部１ｃの肉厚が略均一に形成されているので、
磁性材料が節約されると共に軽量となる。電磁ピックア
ップＰＣのその他の構成は図１の実施例と同様である
が、本実施例では図４に示すように、ロータＲＴの歯部
ＴＨの幅Ｗに対して第１のコア１の先端部１ａの幅ｄの
方が大に設定されており、具体的には両者の幅の比ｄ／
Ｗの値が１．１５乃至１．６０の範囲内に設定されてい
る。

【００２２】而して、本実施例によれば、図５に実験結
果の一例として幅の比ｄ／Ｗと出力電圧比の関係を示し
たように、ｄ／Ｗ＝１のときの出力電圧を１としたと
き、ｄ／Ｗが１．１５乃至１．６０の範囲（図５に破線
で示す）の出力電圧は１０％前後増大する。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載する効果を奏する。即ち、請求項１に係
る電磁誘導式回転検出器においては、コアが、先端部か
ら基端部方向に軸心に沿って第１の増加割合で断面積が
増加する第１のテーパ部と、第１のテーパ部に連続し第
１の増加割合より大の第２の増加割合で断面積が増加す
る第２のテーパ部を有する形状に形成されているので、
漏洩磁束を抑え最適な磁束密度を形成し、良好な出力特
性を確保することができる。

【００２４】また、請求項２に係る電磁誘導式回転検出
器にあっては、コアの先端部の回転体の接線に平行な幅
が、一つの歯部の回転体の接線方向の幅に対し１．１５
乃至１．６０倍に設定されているので、良好な出力特性
を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電磁ピックアップの断
面図である。

【図２】本発明の一実施例における第１のコアの斜視図
である。

【図３】本発明の一実施例に係る電磁ピックアップの出
力電圧と従来の電磁ピックアップの出力電圧を比較して
示すグラフである。

【図４】本発明の他の実施例に係る電磁ピックアップの
断面図である。

【図５】本発明の他の実施例に関し、第１のコアの先端
部の幅ｄとロータの歯部の幅Ｗの比ｄ／Ｗに対する出力
電圧比の関係を示すグラフである。

【図６】従来装置におけるロータの歯部の幅に対するコ
アの先端部の幅の大きさに応じた磁束量の変化を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

ＰＣ 電磁ピックアップ（電磁誘導式回転検出器） ＲＴ ロータ（回転体） １ 第１のコア １ａ 先端部 １ｂ 第１のテーパ部 １ｃ 第２のテーパ部 １ｄ 基端部 ２ 第２のコア ３ 永久磁石 ４ コイル ５ ボビン ６ ボデー ６ａ，６ｂ 筒体部 ６ｆ フランジ部 ７ ターミナル ８ ケース １０ Ｏリング １１ スプリングワッシャ １２ リード線 １３ キャップ １７ ターミナル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体の外周端面に対し軸方向先端部の
   端面が対向するように配置する磁性体のコアと、該コア
   の基端部の端面に接合する永久磁石と、前記コアの先端
   部から基端部の略全長に亘って巻装するコイルを備えた
   電磁誘導式回転検出器において、前記コアが、前記先端
   部から前記基端部方向に軸心に沿って第１の増加割合で
   断面積が増加する第１のテーパ部と、該第１のテーパ部
   に連続し前記第１の増加割合より大の第２の増加割合で
   断面積が増加する第２のテーパ部を有することを特徴と
   する電磁誘導式回転検出器。
2. 【請求項２】 円周に沿って複数の同一形状の歯部を有
   する回転体の外周端面に対し、軸方向先端部の端面が対
   向するように配置する磁性体のコアと、該コアの基端部
   の端面に接合する永久磁石と、前記コアの先端部から基
   端部の略全長に亘って巻装するコイルを備えた電磁誘導
   式回転検出器において、前記コアの先端部の前記回転体
   の接線に平行な幅を、一つの前記歯部の前記回転体の接
   線方向の幅に対し１．１５乃至１．６０倍に設定するこ
   とを特徴とする電磁誘導式回転検出器。