JPH1078443A - 電磁発電式回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電磁発電式回転センサは、外部の交番
磁界の影響を受けて誤信号を発生することがあるので、
この問題を解決することである。 【解決手段】 磁石１、磁路となる鉄心２、ボビン８に
巻いて鉄心外周に配置するコイル３を備える電磁発電式
回転センサに、コイル３の周囲を囲う筒状磁性体１２を
付加して外部磁束のセンサ内部の侵入を抑制するように
したのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車輪速センサな
どとして用いられる電磁発電式回転センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁発電式回転センサは、磁石の磁束を
磁路となる鉄心に流し、歯車状センシングロータの回転
により鉄心とセンシングロータとの間に磁束結合の強弱
変化が起こるようにして鉄心に流れる磁束を変化させ、
鉄心外周のコイルにセンシングロータの回転数に応じた
電圧（これを出力信号として取出す）を誘起させるよう
にしてある。コイルに誘起されるのは、センシングロー
タの歯数と回転数によって定まる周波数の電圧であり、
従って、この電圧の周波数から回転数が検出できる。

【０００３】電磁誘導の原理を応用したこの回転センサ
の従来品は、内部部品を保護するために、部品の周囲を
非磁性体の金属ケースや樹脂ケースで覆っている。

【０００４】図５に従来品の一例を示す。図の１は磁
石、２はポールピースと称される鉄心、３は鉄心の外周
に同心的に配置したコイル、４はコイル端子、５はコイ
ル端子４に接続した信号線、６はセンサの取付用ブラケ
ットである。

【０００５】磁石１の後方には、必要に応じてヨーク７
が設置される。また、コイル３はボビン８に巻かれてい
る。９はセンサの後部側を封止するモールド樹脂、１０
はセンサの先端側を封止する非磁性体の金属ケースであ
る。コイルを初めとする部品の封入には、図示の金属ケ
ース１０に代えて樹脂ケースを用いることもあるが、非
磁性体である点で両ケースは共通している。

【０００６】ケース材料に非磁性体を用いる理由は、鉄
心２からセンシングロータ１１（図１、図３、図５参
照）に向けて磁束を通し易くするため（ケースに磁束が
吸収されると磁束の流れが悪くなって検出感度が低下す
る）である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の電磁発電式回転
センサは、交番磁界が発生している場所で使用すると、
外部交番磁界の影響を受けて内部の磁束が変化し、セン
シングロータの回転とは無関係な信号（ノイズ）を発生
することがある。

【０００８】高圧電力ケーブルや路面の凍結防止を目的
として舗装道路の下に配線されたヒータ線などの近くに
は、交番磁界を発生する強電界が生じている。車両は、
そのような強電界の近くを通過する機会が多いので、車
輪速センサなどとして車両に搭載する電磁発電式回転セ
ンサは特に、外部の交番磁界の影響を受け難いものが望
まれる。

【０００９】そこで、この発明は、上記の要求に応え
た、信頼性のより高い電磁発電式回転センサを実現して
提供することを課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、ボビンに巻いたコイルの外側
にコイルを囲う筒状磁性体を配置して外部の交番磁界に
晒されたときの影響を軽減する。

【００１１】なお、筒状磁性体が鉄心に近づき過ぎると
鉄心からの磁束が筒状磁性体に逃げる恐れがあるので、
鉄心と筒状磁性体との間には、適当な間隔をあけて両者
間の磁気抵抗が鉄心とセンシングロータ間の磁気抵抗に
比べて大きくなるようにしておく。

【００１２】また、センサに防水構造が要求される場合
（車輪速センサは防水構造にするのが一般的）には、ボ
ビンに巻いたコイルを非磁性体の金属ケースや樹脂ケー
スに収納してケースの外周に筒状磁性体を配置する。

【００１３】このほか、筒状磁性体の先端部に内フラン
ジを付けたり、先端部半径をセンシングロータの歯ピッ
チと合致させたり、筒状磁性体の先端位置を鉄心の先端
よりもセンシングロータ側に突出させたりすることは、
後述する理由から好ましいことと言える。

【００１４】

【作用】コイルの外周を筒状磁性体で囲うと、筒状磁性
体による磁気シールド効果によって外部磁束のセンサ内
への侵入が抑制される。従って、外部の交番磁界に晒さ
れてもコイル内の磁束は殆ど変化せず（ここで云う変化
は交番磁界によるもの）、ノイズとなる起電力が発生し
ない。

【００１５】また、筒状磁性体とセンシングロータとの
間に磁束結合を起こさせると、筒状磁性体が戻り磁束の
磁路として働き、鉄心からセンシングロータに流れた磁
束が筒状磁性体を通って磁石にスムーズに戻るため、発
電に供する磁束の損失も低減できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の回転センサの
実施形態を示す。

【００１７】この回転センサは、図５に示す従来品のセ
ンサに筒状磁性体１２を付加したものである。この筒状
磁性体１２の設置により、外部磁束が筒状磁性体の方へ
流れ込み易くなるため、交番磁界の中に入ってもノイズ
の発生が抑えられる。

【００１８】主体になる部分は、磁石１の前面に鉄心２
を当接させ、さらに、鉄心２の外周にボビン８に巻かれ
たコイル３を装着し、これ等をコイル端子４、ヨーク７
と一緒に非磁性体の金属ケース１０に収納し、その金属
ケース１０の一部が埋め込まれるように樹脂９をモール
ドして、このモールド樹脂９により、取付用ブラケット
６、信号線５を一体的に結合させた構造にしてあり、こ
の点は、図５のセンサと全く変わるところがない。

【００１９】筒状磁性体１２は、一般冷間圧延鋼（ＳＰ
Ｃ）や、ＳＵＳ４３０（マルテンサイト系ステンレス）
などの強磁性体のステンレス鋼で作られている。これ等
の鉄系材料のほかにニッケルなども利用できる。この筒
状磁性体１２は、平板を筒状に曲げ加工したもの、パイ
プを所要長さに切断したもののどちらであってもよい。
また、筒状磁性体１２の厚みは０．３〜１．０ｍｍ程度
あれば足りる。

【００２０】さらに、鉄心２からセンシングロータ１１
に乗り移った検出用の磁束は、通常、センサの取付け対
象物を経由して磁石１に戻る。この流れの場合、筒状磁
性体１２を磁石１の外周まで延ばしてもよい。検出用磁
束が磁気抵抗の小さな筒状磁性体を経由して磁石に戻る
ので、磁束が流れ易くなる。

【００２１】このほか、筒状磁性体１２は、単純な筒形
状であってもよいが、図のように、センサの先端側に置
かれる端部に内フランジ１２ａがあると、筒状磁性体１
２を装着するときに内フランジ１２ａをストッパにして
正確な位置決めを行うことができ、装着作業が楽にな
る。また、内フランジ１２ａがあると、その分、筒状磁
性体による包囲面が増えるので、外部磁束の侵入防止効
果もより高まる。

【００２２】内フランジ１２ａは、鉄心２から充分に離
し、鉄心からの磁束が確実にセンシングロータ１１に流
れるようにしている。

【００２３】図２は、第２の実施形態である。この回転
センサは、図１の金属ケース１０に代えてモールド樹脂
９と一体の樹脂ケース１３を用いている。その他の構成
は図１のセンサと同じであるので、図１と同一要素に同
一符号を付して説明を省く。耐久性を特に重視しない用
途であればモールド樹脂のケースを用いて安価にするこ
とができる。

【００２４】図３は第３の実施形態である。この回転セ
ンサは、筒状磁性体１２の先端部半径をセンシングロー
タ１１の歯ピッチＰに合致させ、さらに、この筒状磁性
体１２の先端位置を鉄心２の先端よりもセンシングロー
タ側に突出させている。これにより、図４に矢印線で示
すように、鉄心２からセンシングロータ１１に流れた磁
束がセンシングロータ１１から筒状磁性体１２に乗り移
ってこの筒状磁性体１２経由で磁石１に戻るため磁束の
損失低減が図れる。

【００２５】内フランジ１２ａのある図１、図２のセン
サも、内フランジを段差部とする異径円筒状の筒状磁性
体１２を用いてその磁性体の先端半径を歯ピッチＰに合
致させたり、磁性体１２の先端をセンシングロータ側に
延伸させたりすることができる。

【００２６】なお、筒状磁性体１２は、圧入、接着、周
辺樹脂へのインサート成形、磁石の磁力による吸引等の
方法で金属ケース１０或は樹脂ケース１３の外周に固定
する。この筒状磁性体１２が平板を巻き曲げして作られ
たものであれば、弾性縮径力でケース外周に抱きつかせ
て固定する（接着や、磁気吸引の併用も可）ことも可能
である。

【００２７】このように構成したこの発明の回転センサ
は、鉄心２から筒状磁性体１２への磁束の直接の乗り移
りによる磁束損失が多少は起こることがある。しかし、
これは、特に問題にはならない。図示のモデルのセンサ
は、例えば４０ｒｐｍ時の出力規格が０．２〜０．３Ｖ
_p-p 程度に設定されるのに対し、実際の出力は少なくと
も０．４〜０．５Ｖ_p-p 程度である。一方、実験による
と筒状磁性体１２の追設による出力低下は数％、最悪の
条件の場合でも１０〜１５％ぐらいであり、この損失を
見込んでも、出力規格に対し充分に余裕のある出力が得
られるため、実用上問題になることは全くない。

【００２８】センサの形態や筒状磁性体１２の配置次第
では、出力がむしろ増加したケースもあった。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の回転セン
サは、コイルの周囲に配置した筒状磁性体が磁気シール
ド層を構成して外部磁束のセンサ内部への侵入を防止す
るので、外部磁界の影響を受け難くく、外部交番磁界に
よる起電力の発生、つまり、誤信号の発生を防ぐことが
できる。

【００３０】車両は、電力ケーブルや路面凍結防止用ヒ
ータ線などから生じている電界の近くを通る機会が多
く、また、一方では、安全かつ安定した走行、停止のた
めにより安定した挙動制御が望まれ、従って、この発明
の回転センサは、車両用の車輪速センサ、エンジン回転
数検出用センサなどとして利用するのに特に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の回転センサの実施形態を示す断面図

【図２】他の実施形態の断面図

【図３】他の実施形態の断面図

【図４】図３のセンサの磁束の流れを示す図

【図５】従来の回転センサの一例を示す断面図

【符号の説明】

１ 磁石 ２ 鉄心 ３ コイル ４ コイル端子 ５ 信号線 ６ 取付け用ブラケット ７ ヨーク ８ ボビン ９ モールド樹脂 １０ 非磁性体の金属ケース １１ センシングロータ １２ 筒状磁性体 １２ａ 内フランジ １３ 樹脂ケース Ｐ 歯ピッチ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石、その磁石の磁束を流す鉄心、ボビ
   ンに巻いて鉄心の外周に配置するコイルを具備し、鉄心
   の先端に近接させて配置するセンシングロータの回転で
   このロータと前記鉄心との間に磁束結合の強弱変化を生
   じさせて前記コイルにセンシングロータの回転数に応じ
   た電圧を誘起させる電磁発電式回転センサにおいて、前
   記コイルの周囲に筒状磁性体を配置したことを特徴とす
   る電磁発電式回転センサ。
2. 【請求項２】 前記コイルを封入する非磁性体の金属ケ
   ースを具備させ、このケースの外周に前記筒状磁性体を
   配置したことを特徴とする請求項１記載の電磁発電式回
   転センサ。
3. 【請求項３】 前記コイルを封入する樹脂ケースを具備
   させ、そのケースの外周に前記筒状磁性体を配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の電磁発電式回転センサ。
4. 【請求項４】 前記筒状磁性体のセンサ先端側に置かれ
   る先端部に内フランジを設けたことを特徴とする請求項
   １、２又は３記載の電磁発電式回転センサ。
5. 【請求項５】 前記筒状磁性体の先端部半径をセンシン
   グロータの歯ピッチに等しくしたことを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれかに記載の電磁発電式回転センサ。
6. 【請求項６】 前記筒状磁性体の先端を前記鉄心の先端
   よりもセンシングロータ側に突出させたことを特徴とす
   る請求項１乃至５のいずれかに記載の電磁発電式回転セ
   ンサ。