JPS6111462A - 内燃機関の回転角度検出装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、内燃機関の回転角度検出装置に関し、更に詳
細には内燃機関のクランク軸の回転角度を近接スイッチ
を用いて検出する装置に関する。

〔従来技術〕

近年、自動車用内燃機関の燃費向上や出力向上、排気ガ
ス浄化の要求に従い、その点火時期の精度向上に対する
要求が高まっている。一般にその手段として電気回路に
よる制御が用いられるようになったが、その場合多くの
検出装置が必要とされている。その中でも特に重要な検
出装置としてクランク軸の回転角度検出装置がある。

従来、この種の回転角度検出装置としては、光カプラを
用いた光弐回転角度検出装置があった。

この従来の光弐回転角度検出装置を第１図を参照して説
明する。

第１図において％　ｌは内燃機関のクランク軸と同期回
転し、その回転速度がクランク軸の１／２となるように
接続された回転軸、２はこの回転軸ｌに固定された円板
を示している。この円板２には回転角度検出のためその
表面外周側において円周方向に所定の角度範囲で小窓２
ａが所定の間隔であけられている。この円板２の中心部
にあけられた開口２ｂは該円板２を回転軸ｌに装着し且
つ固定するために設けられている。すなわち、この円板
２は１回転軸１の上端に押え板３を介してねじ４により
固定される。この押え板３は円板２を回転軸１に対し垂
直（表面が回転軸の軸中心線に直交するように）となる
ように固定するだめのものである。この回転軸１は、ベ
アリング５によって回転可能にハウジング６内に支持さ
れ、該回転軸ｌの上端に固定された円板２はハウジング
６の収納部６ａ内に位置決めされている。

この収納部６ａ内には５円板２の上下において円板２の
回転角度を検出するだめの発光用光カプラ８ａと受光用
光カプラ８ｂとを一定の間隔をあけて対向するように保
持した合成樹脂などの電気的絶縁物によって形成された
ケース７が配置されている。このケース７は更に受光用
光カプラ８ｂから得た検出信号を整形、増幅するだめの
電気回路９をも収納している。そして、該ケース７はノ
１ウソング６の収納部６ａ内にねじ１０により固定され
ている。その際、円板２は、一対の光カプラ８ａ、８ｂ
間にその外周部の小窓２ａが位置するように設定される
。

々お、１１はハウジング６の開口部に取付けられ、収納
部６ａ内のケース７、光カプラ８ａ、８ｂ。

電気回路９および円板２等を保護するだめのキャップで
あり、ねじ１２によってハウジング６に固着されている
。また、１３はハウジング６とキャンプ１１の接合部に
装着され、収納部６ａ内を防水密封するだめのパツキン
を示している。

次に、斜上の如く構成された従来の光弐回転角度検出装
置について、その動作全説明する。

最初に、内燃機関のクランク軸に接続された回転軸ｌは
、クランク軸の回転に従ってその回転速度と同期した回
転をする。これにより、回転軸１に固定された円板２は
１回転軸１と同様にクランク軸に同期した回転をする。

一対の光カプラ８ａ、８ｂは一方の発光素子８ａから発
せられた光が他方の受光素子８ｂで受光された場合、受
光信号を発し、逆にそれが遮断された場合、逆のモード
の信号を発生するものである。

従って１円板２の円周方向に設けられた小窓２ａが一対
の光カプラ８ａ　、８ｂ間を回転しながら通過すること
によってこの光カプラ８ａ、８ｂ間の光を遮断通過させ
、これによって検出された信号は円板２に設けられた小
窓２ａの回転角度に準じた信号となる。すなわち、円板
２に所定の角度をもった小窓２ａｅ設定し、その回転移
動する小窓２ａを遮断通過する光より検出される検出信
号を計測することにより５円板２の回転角度即ち内燃機
関のクランク軸の回転角度を検出することができる。

ところで、この光弐回転角度検出装置に用いられている
一対の光カプラ８ａ、８ｂは、当該装置を例えば自動車
のエンジンに取付けた場合において、とりわけ配電器内
等に内蔵させようとする場合には小型で又熱害等に対す
る信頼性も高いものが要求された。従来、上記の点から
半導体を用いた光カプラ即ち発光ダイオードおよびフォ
トダイオードが用いられてきた。

しかし、このような半導体による光カプラを用いる方式
には問題があった。すなわち、半導体を用いた光カプラ
方式によれば、前述したように例えば自動車のエンジン
に装着したような場合１周囲環境温度が１００℃以上に
まで上昇するため、高温時の特性劣化が大きいこと、ま
た検出感度を上げ検出精度を上げるために高出力化が必
要となる。

このため、前記一対の光カプラ８ａ、８ｂは特殊仕様と
なり非常に価格が高く、従ってこの回転角度検出装置の
価格高を招くという欠点があった。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、斜上の従来の回転角度検出装置の欠点
に着目し、非常に安価で且つ信頼性の高い内燃機関の回
転角度検出装置を提供することにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の内燃機関の回転角度検出装置をその一実
施例について説明する。

第３図には、本発明の一実施例に係る内燃機関の回転角
度検出装置が示されている。当該実施例を示す第３図に
おいて、第１図で示された従来の回転角度検出装置と同
一部分又は相当する部分は同一の参照符号を付してその
説明を省略する。

この実施例の回転角度検出装置では、回転軸１の上端に
固定される円板１４が、第４図に示されるように１周方
向に等間隔をあけて形成された切欠き部を備え、これに
よりその切欠き部間に所定の角度をもって形成された検
出部１４ａを備えている。この円板１４は鉄などの金属
体により作られ、その中心部には回転軸ｌの上部を嵌合
させて取付けるための開口１４ｂが形成されている。

円板１４が収納されたノ・ウジング６の収納部６ａ内に
おいて、当該円板１４の下面側には合成樹脂等の電気的
絶縁物によって作られたケース１５が配置され、ねじ１
０によってハウジング６に固定されている。このケース
１５内には１円板１４が回転している時その検出部１４
ａが通過する軌跡の直下に設置され当該検出部１４ａの
通過を検出するだめの検出コイル部１６が取付けられて
いる。

更に、このケース１５内には、検出コイル部１６に所定
の電気信号を印加すると共にこの信号を処理するだめの
電気回路１７も設置されている。

検出コイル部１６は、第５図に示されるように、上下両
端にフランジ板全備えてなる中空の筒状体からなる芯１
９と、その外周凹所に導線を巻き付けてなるコイル１８
と、該芯１９を包囲するフェライト製のドーナツ形の円
筒状コア２０とを含み、該コア２０の一端２０ａは開放
し、芯１９の上フランジ板を露出させている。

次に、この実施例における回転角度検出装置の動作につ
いて説明する。

検出コイル部１６に装着されたコイル１８には。

電気回路１７より所定の周波数の発振信号が印加されて
いる。この発振信号によりコア２０は磁化され、この磁
化によりその開放端２１ａからは漏洩磁束が発生する。

いま、このように磁化されたコア２０の開放端１６ａに
鉄のような金属体が接近すると、前述の漏洩磁束がその
近接物に鎖交する。このとき、この鎖交した磁束により
金属体中に渦電流が流ね、これがこの発振信号の損失と
なる。この結果、電気回路１７よりコイル１８に印加さ
れる発振信号は停止する。すなわち、この発振信号の有
無を電気回路１７内で検出すれば、上記のような近接物
の有無を検出することができる。

このような検出方法を以下近接スイッチ方式と呼ぶ。

いま、本発明の実施例による回転角度検出装置では、第
１図に示された従来例と同様に円板１４が回転軸１に固
定されているため、この円板１４は内燃機関のクランク
軸と同期して回転する。その際、円板１４の検出部１４
ａは、コア２０の近傍上部を通過するように設定されて
いるため、その検出部１４ａの検出コイル部１６への接
近時には、前述の如き動作を生じる。従って、電気回路
１７の発振信号の有無を検出することにより、前記検出
部１４ａの検出コイル部１６への接近の有無を検出する
ことができる。

すなわち、円板１４の検出部１４ａのコア２０への接近
は、検出部１４ａの回転角度によるため、円板１４の回
転角度即ち内燃機関のクランク軸の回転角度を検出する
ことができる。このように。

発振信号により磁化させたコアに鉄のような金属体全接
近させ、その発振信号の有無により金属体の接近を検出
する近接スイッチ方式を用いることにより、従来におけ
る光カプラ方式と同様に内燃機関のクランク軸の回転角
度を検出することができる。

ところで、本発明のこの実施例による回転角度検出装置
では、その検出コイル部に従来装置における光ダイオー
ドのような半導体製品に代わり、フェライトを用いてい
るため、自動車のエンジンルームのように熱的環境条件
の悪い場所でも熱的環境性能が向上し、また、光を用い
ないためエンジンオイル等による油の汚れや粉塵などに
対しても問題を生じない。更に、光カプラのように検出
部を円板に対して対向させる必要がないため、全体の高
さを低くすることができる。しかも、検出コイル部に用
いるフェライトは、既存の製法通り製造方法も容易であ
り、材料も入手容易なため。

安価に入手することができる。従って、この回転角度検
出装置を安価に製作できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の内燃機関の回転角度検出
装置によれば、内燃機関と同期して回転する回転軸と、
該回転軸に固定され一体と々って回転しその一部が外周
縁から突出した金属体と、この金属体の突出部の回転に
よる接近を検出する近接スイッチとで構成することによ
り熱的環境性能、および油等の汚損による耐久性能が向
上し、全体装置の大きさを小さくでき、しかも非常に安
価に当該装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光弐回転角度検出装置を示す断面図、第
２図は第１図における装置の回転軸に取付けられる円板
、第３図は本発明の一実施例に係る内燃機関の回転角度
検出装置、第４図は第３図の回転角度検出装置における
回転軸に取付けられる円板、第５図は第３図の回転角度
検出装置における検出コイル部を示す斜視図である。 １・・・回転軸、６・・・ハウジング、６ａ・・・収納
部、１４・・・円板、１４ａ・・・検出部、１５・・・
ケース、１６・・・検出コイル部、１７・・・電気回路
、１８・・・コイル％　１９・・・芯、２０・・・コア
。 尚、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関のクランク軸と同期回転する回転軸と、該回
   転軸に固定され一体になつて回転する金属体と、前記回
   転軸によつて回転する前記金属体の接近に応答する検出
   コイル部と、該検出コイル部と共に発振回路を構成し前
   記検出コイル部の応答を出力する回路部とからなる近接
   スイツチと、前記回転軸、前記金属体および前記近接ス
   イツチを収納する収納部材とを含む内燃機関の回転角度
   検出装置。