JP2000055694A - 磁気センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】永久磁石の検出対象物への取付作業が容易な磁
気センサーを得る。 【構成】磁気センサーは磁気検出素子９と永久磁石１０
から構成される。被検出部である永久磁石１０はスクロ
ールコンプレッサの旋回スクロール５の鏡板５Ａに壁面
の一部を開口して穿たれた取付孔５Ｂに挿入される。こ
の永久磁石１０は所定の磁極面が磁気検出素子９の検出
面に向かい合う態様で、弾性材１１によって取付孔５Ｂ
の壁面に押し付けられて固定される。 【効果】永久磁石の取付作業が容易になり、また取付孔
の開口部から永久磁石の所定面を露出させることで永久
磁石を磁気検出素子により近接させることができる。さ
らに永久磁石を旋回スクロールの鏡板に取り付けること
により、回転体に取り付けた場合より磁気センサーが駆
動される時間が長くなり、高回転時でも検出信号とノイ
ズの判別が容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば検出対象機器
としてカーエアコン用コンプレッサの回転検出などに使
用される磁気センサーに関するものであり、特に検出対
象機器への被検出用永久磁石の取付けをより容易にする
ことを目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転検出用の磁気センサーとして
は検出対象機器の回転部や被駆動部に鉄などの磁性体に
よる被検出体を設け、検出対象機器の動作に伴い永久磁
石を内蔵した回転検出素子に対してこの被検出体を近接
開離させて回転検出素子内を通過する磁束密度を変化さ
せることにより、回転検出素子が信号を出力するものが
多く用いられている。

【０００３】これに対して回転検出素子に対する磁束変
化をより大きくすることを目的に回転検出素子内に永久
磁石を置かず検出対象機器の回転部や被駆動部の側に被
検出体として永久磁石を取り付けたものが提案されてい
る。このように被検出体として永久磁石を取り付けた場
合には検出対象機器の動作時において回転検出素子に対
する磁束変化が大きくなるので、同じ回転検出素子であ
れば検出信号出力を大きくすることが可能になるし、比
較的検出感度の低いものを回転検出素子として使用する
ことも可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場合
には永久磁石の取り付けが問題となっていた。つまり被
検出体として永久磁石を取付ける場合には、その取付位
置が回転部分などであると強固な取り付けをする必要が
あるが、永久磁石は熱に弱いために溶接などの方法をと
ることができない。そこで例えば実開昭５９−３４３６
２号公報ではボルトの頭部に磁石を機械的に埋め込みこ
れを回転体に取り付けるものが提案されている。また実
開昭５９−１８５６６６号公報においては非磁性体であ
る圧縮機のピストンに磁性体の座金を埋め込むなどして
この座金に永久磁石を着磁させて装着するものが提案さ
れている。

【０００５】しかしながら実開昭５９−３４３６２号の
ものはボルトへの永久磁石の装着が複雑でありボルトを
装着される側にもボルト孔にネジ立て加工する必要があ
ることから全体の工程数が多くなると言う問題がある。
また実開昭５９−１８５６６６号のものは圧縮機のピス
トンに座金を埋め込むには鋳込み等を行なうために手間
がかかり、さらに永久磁石をその着磁力のみで固定して
いるために回転部に取り付けるには強度が不足すると言
う問題がある。さらにこの他にも永久磁石を樹脂などで
埋め込み固定する方法もあるが、作業性が悪くさらには
長期間に亘る使用において樹脂の劣化などの心配もあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の磁気セン
サーにおいては、検出部として磁気検出素子を有し、被
検出部として永久磁石を有する磁気センサーであって、
この永久磁石は所定の磁極面が磁気検出素子の検出面に
向かい合う態様で検出対象機器の動作部分に穿たれた取
付孔に弾性材と共に挿入され、弾性材によって取付孔の
壁面に押し付けられることで固定されることを特徴とし
ている。

【０００７】また他の特徴は、取付孔は壁面の一部が取
付孔の直径未満の幅で開口されており、永久磁石の一部
はこの開口部から露出した態様で弾性体により固定さ
れ、さらに開口部から脱落しないように永久磁石に開口
部よりも幅広い部分を設けたことにある。

【０００８】さらに、永久磁石が取り付けられるのはス
クロールコンプレッサの旋回スクロールの鏡板であるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の磁気セ
ンサーを回転検出器として取り付けたカーエアコン用ス
クロールコンプレッサの部分断面図であり、図２は図１
のコンプレッサのＡ−Ａ矢視断面の磁気センサー周辺の
拡大図である。

【００１０】このコンプレッサ１は開放型圧縮機であ
り、プーリー２で図示しないエンジンなどの外部動力を
受けて駆動されるものである。ハウジング３内には固定
スクロール４と旋回スクロール５で構成されるスクロー
ル圧縮機が収納されており、この圧縮機はプーリー２か
ら回転軸６を介して伝達される駆動力により周知の圧縮
作業を行なう。こうして図示しない吸入管からハウジン
グ３内の低圧室７に導かれた冷媒は圧縮された後に高圧
室８に導かれて図示しない吐出管から外部の熱交換器へ
と送られる。

【００１１】本発明においてはハウジング３の側壁に設
けられた貫通孔３Ａに磁気検出素子９が気密に取り付け
られており、また非磁性体である旋回スクロール５の鏡
板５Ａの外周部には永久磁石１０が取り付けられてい
る。この磁気検出素子９が検出部となり永久磁石１０が
被検出部となることで一組の磁気センサーが構成され
る。磁気検出素子９の種類は特に限定するものではない
が、例えば電磁コイル式や半導体、例えばホール素子や
ホールＩＣなどを使ったものが挙げられる。

【００１２】この永久磁石１０の取り付けについて図３
と図４も参照して説明する。図３には旋回スクロール５
の一部とそこに取り付けられる部品を示し、図４はその
寸法等を示している。旋回スクロール５の鏡板５Ａには
永久磁石１０を取り付けるための取付孔５Ｂが穿たれて
おり、ここに永久磁石１０が矢印Ｃの方向へ挿入固定さ
れる。実施例では取付孔５Ｂの壁面の一部がその外周面
に開口しており、この開口部５Ｃから永久磁石１０の一
部分として所定の磁極面１０Ａが露出して磁気検出素子
９の検出面と向かい合う態様で配置される。

【００１３】この開口部５Ｃの幅Ｗは取付孔５Ｂの直径
Ｄ未満とされており、さらに永久磁石１０の側面形状を
台形として所定の磁極面を前記台形の短辺を有する上面
１０Ａとすると共にその短辺の幅ａは前記開口部５Ｃの
幅Ｗより狭くされ且つこの短辺に対する長辺を有する下
面１０Ｂの幅ｂは開口部５Ｃの幅Ｗより広くかつ直径Ｄ
以下にされている。また永久磁石１０は取付孔５Ｂに板
バネ状の弾性体１１と共に挿入され、その弾性体１１の
両端部１１Ａが永久磁石１０の下面１０Ｂを取付孔５Ｂ
の開口部５Ｃ方向の壁面に弾性的に押し付けることによ
って永久磁石は取付孔に図２の如く固定される。こうし
て永久磁石１０は所定の磁極面を開口部５Ｃから露出す
ると共に、下面１０Ｂの幅が開口部より広いために取付
孔５Ｂから脱落することも無い。また本実施例では永久
磁石１０の斜面１０Ｃに段差１０Ｄを設けており、この
段差１０Ｄが開口部５Ｃの端面と当接することにより永
久磁石が取付孔内で回転する事を防ぎ位置決めと固定を
確実なものにしている。

【００１４】次にこのカーエアコン用スクロールコンプ
レッサ１における回転検出について説明する。プーリー
２内には図示しないが電磁クラッチが配置されており、
この電磁クラッチにカーエアコンの使用に併せて通電し
たり遮断することによりプーリー２と回転軸６とを接続
−開離することができる。こうしてコンプレッサ１はプ
ーリー２を介してエンジン回転を受けて駆動される。

【００１５】コンプレッサが駆動されると回転軸６に偏
心して取り付けられた旋回スクロール５は周知のオルダ
ムリング等の機構により回転軸を中心にして自転しない
ように旋回運動する。この旋回運動により永久磁石１０
も図２に示す円Ｂに沿って旋回し、磁気検出素子９に対
して近接−離隔を繰り返す。こうしてコンプレッサの回
転に対応して磁気検出素子９から検出信号が、コイル式
では交流電圧として、半導体式ではオン−オフ信号など
として出力される。

【００１６】コンプレッサ１の駆動時には前記電磁クラ
ッチに通電されるが、この時に電磁クラッチのコイルか
らの漏洩磁束が磁性体で構成された回転軸６などを介し
て磁気検出素子９にまで及ぶ。ここで磁気検出素子９が
ホールＩＣを使用したものである場合などにはこの漏洩
磁束密度がホールＩＣの動作閾値を越えてしまうことが
あり、そのままではコンプレッサ１の運転中は磁気検出
素子からの信号がオフにならなくなるために回転状態を
把握できなくなると言う問題がある。

【００１７】そこで永久磁石１０をこの漏洩磁束を打ち
消す向きで取り付けることにより磁気検出素子を確実に
動作させることができる。電磁クラッチから磁気検出素
子９に及ぶ漏洩磁束の方向は一定なので、永久磁石１０
の所定の磁極面を磁気検出素子９に対向させている。実
施例において永久磁石１０が無い場合には磁気検出素子
９の位置での磁束密度は６０ガウス程度であり圧縮機の
回転による変動もほとんど無い。これに対して永久磁石
１０の上面１０ＡをＳ極とすることにより磁気検出素子
９の位置での磁束密度は圧縮機の回転に連動して１０〜
−５００ガウスの幅で変動させることができた。ここで
ホールＩＣとして動作閾値が−６〜−５０ガウスのもの
を使用することにより、コンプレッサの回転に連動して
確実に信号のオン−オフを発生させることができる。こ
こで永久磁石１０の磁束強度や永久磁石と磁気検出素子
９との位置関係が予め選定されていることは言うまでも
無い。

【００１８】また磁気検出素子９がコイル式の場合に
は、磁束密度が充分に変化すれば所望の電圧の交流信号
を発生することができる。この場合には必ずしも漏洩磁
束を打ち消す向きに永久磁石を取り付けなくてもよい場
合もあるが、特に磁束が強くなる時に磁束密度が飽和し
て感度が鈍くなる場合もあるので前述のものと同様に漏
洩磁束を打ち消すように取り付けたほうが好ましい。

【００１９】また永久磁石を取り付ける被検出体として
は、実施例で示した旋回スクロールの鏡板の他にも回転
軸であってもよいし、例えばレシプロコンプレッサーの
ピストンなどに取り付けてもよい。回転に伴う検出信号
は磁気検出素子と永久磁石との相対位置の変化に伴う磁
束密度の変化によって発生されるが、例えば永久磁石を
カウンターウェイトのような回転部に取り付けた場合に
は１回の回転における磁気検出素子と永久磁石との位置
の変化が大きくなる。ここで永久磁石から磁気検出素子
に達する磁束密度はその距離に反比例し特に近接位置付
近では急峻に変化するので、このように両者の位置関係
が大きく変化する場合には両者が接近している僅かな位
置を除いて磁気検出素子を駆動することができなくな
り、１回の回転において検出信号が出力される時間の割
合は非常に少なくなってしまう。例えばこの信号出力の
デューティ比が１：１０である場合には、特に回転数が
高い状態においては検出信号が非常に短くなる（例えば
１００００rpmにおいては０．６ms）ために、通常は信
号の持続時間で区別されるノイズとの区別ができなくな
る可能性がある。

【００２０】そこで本発明においては永久磁石を旋回ス
クロールの鏡板に取り付けることにより、磁気検出素子
と永久磁石との相対位置の変化量を少なくしている。そ
のため永久磁石の軌跡を磁気検出素子に対して磁束密度
が充分に影響を及ぼす範囲をより多く含むように設定す
ることができ、信号出力のデューティ比をほぼ１：１と
することができる。このように永久磁石を旋回スクロー
ルの鏡板に取り付けることによりコイル式の磁気検出素
子においてはコンプレッサの回転による検出信号の波長
を長くすることができ、また半導体式においては検出信
号のオン−オフ比を大きくとる事ができるので、高回転
時においても検出信号と持続時間が非常に短いノイズと
を明確に区別することができる。

【００２１】なお、実施例においては磁気検出素子をハ
ウジングの側壁に設けられた貫通孔に取り付けたものに
ついて説明したが、例えば充分に強い磁束密度を有する
磁石を使用することにより上記貫通孔を設けることなく
磁気検出素子をハウジングの側壁外面に取り付けてもよ
い。この場合に実施例のように磁石の一部を取付孔の開
口部から磁気検出素子に近づける構造とすることがより
好ましい。

【００２２】また、取付孔の壁面の一部が旋回スクロー
ルの鏡板の外周面に開口されているものに代えて、例え
ば図５に示すように旋回スクロール１５の取付孔１５Ｂ
が開口部を持たない構造とされこの取付孔１５Ｂに永久
磁石２０と弾性体２１を挿入するものであってもよい。
この場合には永久磁石が磁気検出素子に与える磁束変化
の割合は小さくなるがそれに見合う磁束密度のものを使
用すれば、磁気検出素子の検出能力は充分に設定するこ
とが出来るので問題はない。

【００２３】

【発明の効果】本発明の磁気センサーによれば、被検出
部である永久磁石を検出対象機器の動作部分に穿たれた
取付孔に弾性材と共に挿入して固定した事により、従来
の取付方法と比較して取付作業が容易になる。

【００２４】また取付孔の壁面の一部を開口すると共に
永久磁石がこの開口部から脱落しないように開口部より
も幅広い部分を設けておくことにより、取付方法が容易
でかつ永久磁石の所定磁極面をより磁気検出素子に近接
させることができる。

【００２５】また永久磁石をスクロールの鏡板に取り付
けて検出部で磁束の変化を検出する事により、回転体等
に取り付けた場合と比較して１回転当りの検出信号の出
力時間の割合を長くとる事ができ、高回転時においても
ノイズと検出信号とを持続時間から区別することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気センサーを取り付けたカーエアコ
ン用スクロールコンプレッサの断面図

【図２】図１のコンプレッサのＡ−Ａ断面の部分拡大図

【図３】本発明の磁気センサーの取付状態を説明するた
めの斜視図

【図４】本発明の磁気センサーの取付状態を説明するた
めの側面図

【図５】本発明の磁気センサーを取り付けた他の実施例

【符号の説明】

１：コンプレッサ ３：ハウジング ４：固定スクロール ５，１５：旋回スクロール ５Ａ：鏡板 ５Ｂ，１５Ｂ：取付孔 ５Ｃ：開口部 ９：磁気検出素子 １０，２０：永久磁石 １１，２１：弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F077 JJ23 PP05 VV31 VV35 3H029 AA02 AA17 AB03 BB32 BB57 BB59 BB60 CC05 CC27 CC51 CC58 3H039 AA02 AA12 BB08 BB21 CC08 CC34 CC39

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出部として磁気検出素子を有し、被検
   出部として永久磁石を有する磁気センサーにおいて、こ
   の永久磁石は所定の磁極面が磁気検出素子の検出面に向
   かい合う態様で検出対象機器の動作部分に穿たれた取付
   孔に弾性材と共に挿入され、弾性材によって取付孔の壁
   面に押し付けられることで固定されることを特徴とする
   磁気センサー。
2. 【請求項２】 検出対象機器の取付孔は壁面の一部が取
   付孔の直径未満の幅で開口されており、永久磁石の一部
   はこの開口部から露出した態様で弾性体により固定され
   ており、さらに開口部から脱落しないように永久磁石に
   開口部よりも幅広い部分を設けたことを特徴とする請求
   項１に記載の磁気センサー。
3. 【請求項３】 永久磁石が取り付けられるのはスクロー
   ルコンプレッサの旋回スクロールの鏡板であることを特
   徴とする請求項１または２に記載の磁気センサー。