JPS6020048Y2 - 電磁式信号検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は例えば内燃機関等における回転体の状態を検出
制御するのに用いる電磁式信号検出装置に関するもので
ある。

考案が解決しようとする問題点 従来一般に電磁式信号検出装置は第１図に示すごとく回
転体の外器等（例えば内燃機関の場合ならシリンダブロ
ック）にボルトなどで固定されたハウジング１、回転体
の回転軸（内燃機関の場合ならクランクシャフト）によ
り直接または間接的に駆動されハウジング１に対してポ
ールベアリング２等を介してなめらかに回動する回転軸
３、ハウジング１にビス４等を用いて固定されたシグナ
ルジェネレータ５Ａおよび５Ｂ、回転軸３に固定された
シグナルロータ６とから構成されている。

周知のようにシグナルジェネレータ５Ａおよび５Ｂはそ
れぞれ、固定ブラケット５ａ、永久磁石５ｂ、ピックア
ップコイル５ｃ、鉄心５ｄとから構成され、シグナルロ
ータ６は磁性体により形成されており、回転軸３の回転
にともなってシグナルロータ６が回転し、シグナルロー
タ６の側面６ａに対向して置かれたシグナルジェネレー
タ５Ａ、５Ｂの鉄心５ｄ内に貫く磁束の変化に応じてピ
ックアップコイル５ｃに起動力が生じ、この出力電圧を
信号として用いることにより回転体の状態を検出制御し
ている。

電磁式信号検出装置を構成するシグナルロータの数、シ
グナルロータの歯山の数、およびシグナルジェネレータ
の数は、その状態を検出制御しようとする回転体の種類
や制御方式により多種多様であるが、ここでは第１図に
示すごとく１ケの歯山を有する１ケのシグナルロータ６
と、このシグナルロータ６をはさんで同一平面上に互い
に１８００対向しておかれた２ケのシグナルジェネレー
タ５Ａおよび５Ｂとから構成された電磁式信号検出装置
を例にあげた。

上記電磁式信号検出装置のシグナルジエネレータ５Ａ、
５Ｂの出力信号波形を第２図ａ、 ｂに示す。

ここで記号７で示す信号波形は本来回転体の状態検出お
よび制御に用いるべく出力される信号（便宜上１制御信
号ヨと名付ける）であり、シグナルロータ６の歯山６ａ
が各シグナルジェネレータの鉄心５ｄを横切る時に出力
される。

従ってこの制御信号７は２個のシグナルジェネレータ５
Ａ、５Ｂから、シグナルロータ６が１回転するごとにそ
れぞれ１回出力され、互いに位相が１８０゜異なってい
る。

また、記号８て示す信号波形は、対向する他方のシグナ
ルジェネレータから出力される制御信号７が磁気干渉に
より逆位相で重畳してくる信号（ｒ磁気干渉信号ヨと名
付ける）であり回転体の状態検出および制御には全く不
要な信号である。

従来、電磁式信号検出装置から出力される信号を処理す
る方法として第３図に示すように、ある一定の電圧レベ
ル、すなわちしきい値レベル（スレッショルドレベル）
９と出力信号電圧とを比較して処理を行なう信号処理回
路を設け、たとえば電磁式信号検出装置からの出力信号
電圧がスレッショルドレベル９より高い場合には第３図
すに示すように、信号処理回路の出力を１゛′とし、逆
に低い場合には“０°°とすることによって電磁式信号
検出装置の出力信号に対応するパルス信号をつくり出す
方法がよく用いられている。

この場合、電磁式信号検出装置の出力信号電圧は一般に
知られているようにほぼシグナルロータの回転数に比例
するから、低回転では出力電圧も小さな値となる。

従って低回転から高回転に至るまで常に電磁式信号検出
装置の出力信号を前記信号処理回路で検出するためには
信号処理回路のスレッショルドレベル９を低い値に設定
しておく必要がある。

このとき第２図のように電磁式信号検出装置の出力信号
に磁気干渉信号８が重畳していると、この磁気干渉信号
８も制御信号７と同様、シグナルロータの回転数に比例
して大きくなるから、ある回転数以上になると磁気干渉
信号８が第３図に示すように制御信号７と同様に信号処
理回路で検出されてパルス信号８′が生じ、回転体の状
態制御上不具合をもたらす。

前にも述べたように電磁式信号検出装置から出力される
制御信号７および磁気干渉信号８はともにシグナルロー
タの回転数にほぼ比例して大きくなるから、上記不具合
を解消する、すなわち低回転から高回転に至るまで常に
制御信号７のみを検出するためには、たとえば制御信号
７が検出されてから次の制御信号７が検出されるまでの
時間、あるいは制御信号７のピー久電圧値を測定するこ
と番゛こより回転数を検出し、信号処理回路のスレッシ
ョルドレベル９が、ある一定の回転数を境にして低回転
では低く、高回転では高くなるように制御したり、また
回転数に応じてスレッショルドレベル９を連続的に変化
させるなどの方法を用いなければならない。

しかし、このような方法を用いるためには、まず回転数
を検出するための回路が必要であり、同時に、スレッシ
ョルドレベル９を可変にするため信号処理回路が複雑と
なり、またスレッショルドレベル９を制御するための制
御回路が必要となるなど、システムの複雑化、巨大化を
招き、信頼性ならびにコストパフォーマンスが低下する
という欠点がある。

以上は第１図に示すようなシグナルロータ１個およびシ
グナルジェネレータ２個から構成される従来の電磁式信
号検出装置における欠点について述べたが、同一回転軸
に固定された複数のシグナルロータおよびそれぞれのシ
グナルロータに対向して出力信号を発生するシグナルジ
ェネレータから構成される電磁式信号検出装置において
も上記と同様に、磁気干渉による不具合が生じる。

また電磁式信号検出装置を構成するシグナルロータおよ
びシグナルジェネレータの数に関係なく、たとえばシグ
ナルロータ、シグナルジェネレータ各１個から構成され
る電磁式信号検出装置においても、その出力信号上の他
の電磁機器から誘導される磁気干渉信号や、その他の電
波によるノイズ信号などが重畳して、前記と同様の不具
合を生じることもある。

本考案は上記の欠点を解消するために、シグナルロータ
の形状を工夫してシグナルジェネレータからの出力信号
の一部が基準線の一方に片寄るようにし、その部分に重
畳する磁気干渉信号やその他のノイズ信号の大きさを見
かけ上小さくすることにより出力信号のＳ／Ｎ比を向上
させ、磁気干渉信号等のノイズが重畳している場合でも
一定のスレッショルドレベルを設けるだけで全回転数域
で誤動作なく制御信号のみを検出することを可能ならし
め、後段の信号処理回路や制御回路等を簡素化して、回
転体の状態を検出制御するシステム全体の信頼性および
コストパフォーマンスの向上を図る電磁式信号検出装置
を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本考案においては、回転軸に固定された円筒環状のシグ
ナルロータと、これに対向する複数個のシグナルジェネ
レータとが設けられ、該円筒環状のシグナルロータは基
準位置おいて歯山状の突出部を有し、該基準位置から１
８０°の位置へ向う半周においては大なる厚さを、該１
８００の位置から該基準位置へ復帰する他の半周におい
ては小なる厚さを有し、該１８０°の位置において大な
る厚さから小なる厚さへ急速させ、それにより、シグナ
ルジェネレータ相互の磁気干渉信号がシグナルジェネレ
ータ信号の波形整形回路のしきい値レベルと逆極性方向
に引き下げられ雑音信号が見かけ上小となるようにされ
たことを特徴とする電磁式信号検出装置が提供される。

実施例 第４図ａは本考案において提供される電磁式信号検出装
置のうちシグナルロータ部分を示す見取図である。

第４図ａにおいて３および５ｄは第１図に示したごとく
それぞれ回転軸、鉄心であり１０はシグナルロータであ
る。

第４図装置においては、互いに１８０°の角度をなして
対向する２個のシグナルジェネレータが設けられる。

シグナルロータ１０以外の構成部品は第１図に示したも
のと同一でさしつかえない。

シグナルロータ１０は回転軸３に固定されており回転軸
３の回転にともない、この例の場合第４図すの矢印で示
す向きに回転する。

第１図の場合と同様２個の鉄心５ｄはシグナルロータ１
０をはさんで、互いに同一平面上に１８０°対向してお
かれている。

第４図すはこのシグナルロータ１０の平面図を示してい
る。

ここに示すシグナルロータ１０は回転に１個の歯山１０
ｄを有し、図に示す矢印の向きに回転する。

歯山１０ｄが鉄心５ｄと対向する回転角度位置を００と
した場合１８０°の位置でその半径が図に示すように減
少し、１回転して再び歯山１０ｄが鉄心５ｄと対向する
までは一定の半径を有するような形状をなしている。

すなわち、円筒環状のシグナルロータ１０は基準位置で
ある０°位置において歯山状の突出部１０ｄを有し、該
基準位置から１８０°の位置へ向う半周においては大な
る厚さを、該１８０°の位置から該基準位置へ復帰する
他の半周においては小なる厚さを有し、該１８０°の位
置において犬なる厚さから小なる厚さへ急変させている
。

具体例において、シグナルロータ１０の形状が各シグナ
ルジェネレータの相対位置に対応し、ノイズ信号がスレ
ッショルドレベルと逆極性方向に最も大きい信号位置に
重畳するように、シグナルロータの回転に応じてシグナ
ルロータとシグナルジェネレータの鉄心先端部との対向
距離が変化するように選定される。

このようなシグナルロータ１０を用いるとシグナルロー
タ１０の回転とともに鉄心５ｄの先端部５ｅとの距離が
変化することにより第４図Ｃに示すように、鉄心５ｄを
貫く磁束量Φが変化し、１８００の位置で磁束量Φは急
激に減少する。

この結果出力信号波形は第４図ｄに示すようになり１８
０°の位置で出力電圧が負側に落ちこみ、磁気干渉信号
８が重畳してもスレッショルドレベル９にかかることが
ない。

すなわち、シグナルジェネレータ相互の磁気干渉信号が
シグナルジェネレータ信号の波形整形回路のスレッショ
ルドレベルと逆極性方向に引金下げられ雑音信号が見か
け上小となる。

考案の効果 本考案によれば、電磁式信号検出装置を構成するシグナ
ルロータを適切な形状に設計することにより、シグナル
ジェネレータからの出力信号の一部を基準線の一方に片
寄らせ、そこに重畳する磁気干渉信号等のノイズ信号を
見かけ上小さくできる。

それにより出力信号のＳ／Ｎ比が向上し、磁気干渉信号
等のノイズが重畳しているにもかかわらず一定のスレッ
ショルドレベルを設けるだけで、全回転数域で誤動作な
く制御信号のみを検出することが可能である。

それゆえ従来のようにスレッショルドレベルを成る回転
数を境にして切換えたり、あるいは回転数に応じて連続
的変化させる必要がない。

また、回転数検出回路やスレツショルドレベル制御回路
が不要となり、信号処理回路を簡略化できるから、シス
テム全体が簡素なものとなり、信頼性、コストパフォー
マンスが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示すものでａは平面図、ｂは
縦断面図である。 第２図ａ、 ｂは従来装置における出力信号波形図、第
３図ａ、 ｂは従来装置の出力信号処理方法を示す波形
図である。 第４図は本考案の一実施例を示すもので、ａはシグナル
ロータ部分を示す見取図、ｂはシグナルロータの平面図
、Ｃはこのシグナルロータが回転したときの磁束量Φの
変化を示すグラフ、ｄは出力信号波形図である。 １；ハウジング、２；ボールベアリング、３；回転軸、
４；ビス、５Ａ、５Ｂ；シグナルジェネレータ、５ａ；
固定ブラケット、５ｂ；永久磁石、５Ｃ；ピックアップ
コイル、５ｄ；鉄心、５ｅ；鉄心の先端部、６；シグナ
ルロータ、６ａ；シグナルロータの歯山、７；制御信号
、８；磁気干渉信号、７′；制御信号に対応するパルス
信号、δ′；磁気干渉信号に対応するパルス信号、９；
スレッショルドレベル、１０；シグナルロータ、１０ｄ
；シグナルロータの歯山。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転軸に固定された円筒環状のシグナルロータと、これ
   に対向する複数個のシグナルジェネレータとが設けられ
   、該円筒環状のシグナルロータは基準位置において歯山
   状の突出部を有し、該基準位置から１８０°の位置へ向
   う半周においては大なる厚さを、該１８０°の位置から
   該基準位置へ復帰する他の半周においては小なる厚さを
   有し、該１８０°の位置において大なる厚さから小なる
   厚さへ急変させ、それにより、シグナルジェネレータ相
   互の磁気干渉信号がシグナルジェネレータ信号の波形整
   形回路のしきい値レベルと逆極整方向に引き下げられ雑
   音信号が見かけ土中となるようにされたことを特徴とす
   る電磁式信号検出装置。