JP2015034780A - Revolution speed sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転検出物(検出対象)に渦電流を発生させ、励磁に用いるコイルのインダクタンスの変化に基づいて回転検出物を非接触で検出する回転数センサに関し、特に羽根(フィン)など厚さの薄い検出対象の通過の検出に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a rotation speed sensor that generates an eddy current in a rotation detection object (detection target) and detects the rotation detection object in a non-contact manner based on a change in inductance of a coil used for excitation, and particularly has a thickness such as a blade (fin). The present invention relates to a technique suitable for use in detecting the passage of a thin detection target.
〔従来技術〕
回転数センサの周知技術として、特開平8−240406号公報に開示される技術が知られている。この回転数センサの検出対象は導電性の「回転軸」であり、回転軸に対して垂直方向に配置される棒状のコアと、このコアの周囲に巻回配置された励磁用のコイルとを具備する。
そして、コイルに高周波電流を供給して「回転軸」に渦電流を発生させ、コイルのインダクタンスの変化に基づいて回転数センサと回転軸の「距離」を検出するものである。
[Conventional technology]
As a known technique of the rotational speed sensor, a technique disclosed in JP-A-8-240406 is known. The detection target of this rotational speed sensor is a conductive “rotating shaft”. A rod-shaped core arranged in a direction perpendicular to the rotating shaft and an exciting coil wound around the core are arranged. It has.
Then, a high frequency current is supplied to the coil to generate an eddy current in the “rotating shaft”, and a “distance” between the rotational speed sensor and the rotating shaft is detected based on a change in the inductance of the coil.
〔問題点1〕
従来技術における回転数センサは、棒状を呈するコアの端面から計測空間(検出対象の回転軸が存在する空間)に向けて磁界を発生させるものであった。このため、上述したように「距離」を検出するのには適していた。
しかし、検出対象が「羽根(薄い検出対象)」の場合、従来技術の回転数センサでは、コアの端部から計測空間に放出される磁界の影響範囲が狭いため、羽根(薄い検出対象)を検出することが困難である。
[Problem 1]
The rotational speed sensor in the prior art generates a magnetic field from the end surface of the rod-shaped core toward the measurement space (the space where the rotation axis to be detected exists). Therefore, as described above, it is suitable for detecting the “distance”.
However, when the detection target is “blade (thin detection target)”, the range of influence of the magnetic field emitted from the end of the core to the measurement space is narrow in the conventional rotational speed sensor. It is difficult to detect.
〔問題点2〕
また、回転数センサを導電性の基材に埋めて用いる場合がある。その場合は、基材の影響を受けないようにするために、回転数センサと導電性の基材との間に環状の磁性体を設ける必要があり、コストアップの要因になる。
[Problem 2]
In some cases, the rotational speed sensor is used by being embedded in a conductive base material. In that case, in order not to be affected by the base material, it is necessary to provide an annular magnetic body between the rotation speed sensor and the conductive base material, which increases the cost.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、羽根のように薄い検出対象であっても検出が可能な回転数センサの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a rotation speed sensor that can detect even a thin detection target such as a blade.
本発明の回転数センサは、一部が離間した環状を呈するコアを用い、一端と他端の間の空間で磁界を発生させ、この磁界の発生空間において回転検出物を検出する。
これにより、計測空間における磁界の影響範囲を広げることができるため、羽根のように薄い検出対象であっても検出することができる。
The rotational speed sensor of the present invention uses a ring-shaped core that is partially separated, generates a magnetic field in a space between one end and the other end, and detects a rotation detection object in the generation space of the magnetic field.
Thereby, since the influence range of the magnetic field in measurement space can be expanded, even if it is a thin detection target like a blade | wing, it can detect.
また、コアの一端と他端の間で磁界を発生させるため、回転数センサを導電性の基材に埋めて用いる場合でも、センサ出力が基材の影響を受け難い。
これにより、「回転数センサと導電性の基材との間に環状の磁性体を設ける必要」がなく、コストアップが生じない。
Further, since a magnetic field is generated between one end and the other end of the core, the sensor output is hardly affected by the base material even when the rotational speed sensor is embedded in a conductive base material.
As a result, there is no need to “provide an annular magnetic body between the rotational speed sensor and the conductive base material”, and the cost does not increase.
以下において[発明を実施するための形態]について図面を参照して説明する。 [Description of Embodiments] [Mode for carrying out the invention] will be described below with reference to the drawings.
実施例は、発明を適用した具体的な一例(適用例)であって、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。 The examples are specific examples (application examples) to which the invention is applied, and it goes without saying that the present invention is not limited to the examples.
[実施例1]
図1〜図3を参照して実施例1を説明する。
実施例1は、本発明の「回転数センサ」を「ターボチャージャ」における「回転数検出装置」に適用したものである。
[Example 1]
In the first embodiment, the “rotational speed sensor” of the present invention is applied to a “rotational speed detector” in a “turbocharger”.
ターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスのエネルギーによって、エンジンに吸い込まれる吸気を加圧する周知の過給器であり、
・エンジンから排出された排気ガスによって回転駆動されるタービン羽根車と、
・このタービン羽根車を収容する渦巻形状のタービンハウジングと、
・タービン羽根車の回転力により駆動されて吸気を加圧するコンプレッサ羽根車と、
・このコンプレッサ羽根車を収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング1と、
・タービン羽根車の回転をコンプレッサ羽根車に伝達するシャフトと、
・このシャフトを高速回転自在に支持するセンターハウジングと、
を備える。
The turbocharger is a well-known supercharger that pressurizes intake air sucked into the engine by the energy of exhaust gas discharged from the engine.
A turbine impeller that is rotationally driven by exhaust gas discharged from the engine;
A spiral-shaped turbine housing that houses this turbine impeller;
A compressor impeller that is driven by the rotational force of the turbine impeller to pressurize the intake air;
A spiral-
A shaft that transmits the rotation of the turbine impeller to the compressor impeller,
・ A center housing that supports this shaft for high-speed rotation,
Is provided.
回転数検出装置は、回転数センサを用いて構成される。
回転数センサは、通電により磁界を発生するコイル2と、このコイル2の発生した磁界を計測空間(具体的には、アルミニウム製のコンプレッサ羽根車の羽根3が通過する空間)に放出するコア4とを備え、計測空間で回転する羽根3(導電性の回転検出物)の通過を非接触で検出するものであり、図1に示すように、アルミニウム製のコンプレッサハウジング1(導電性の基材の一例)に埋設した状態で取り付けられる。
The rotation speed detection device is configured using a rotation speed sensor.
The rotational speed sensor includes a
この回転数センサは、コイル2に高周波電流を供給して、計測空間を通過する羽根3に渦電流を発生させ、コイル2のインダクタンスの変化に基づいて羽根3の通過を非接触で検出するものであり、
・コイル2に高周波電流を供給する発振回路5と、
・コイル2のインダクタンスの変化を検出するための抵抗体6と、
を用いて構成される。
This rotational speed sensor supplies a high frequency current to the
An
A
It is configured using.
回転数検出装置は、
・抵抗体6における電圧変動を包絡線として出力する包絡線検波回路7と、
・この包絡線検波回路7で得られた包絡線の変動数をカウントし、カウント数が所定数に達する毎に1つのパルス出力を発生する演算回路8と、
を備えて構成される。
The rotation speed detector is
An envelope detector circuit 7 that outputs voltage fluctuations in the
An
It is configured with.
回転数センサのコア4は、図1に示すように、一端4aと他端4bが離間した環状を呈するものであり、一端4aと他端4bが羽根3の回転方向において離間配置される。具体的に、この実施例1のコア4は、図1に示すようにU字形を呈する。
コア4は、アモルファス、フェライト、軟鉄などの強磁性体製で、環状に巻回されたコイル2の内側を貫通配置されるものであり、コイル2に高周波電流が供給されると、一端4aと他端4bの間の空間(符号α)で磁界を発生する。
As shown in FIG. 1, the
The
この磁界の発生空間αは、上述した計測空間(羽根3が通過する空間)であり、回転数センサは、この計測空間(磁界の発生空間α)において羽根3の通過を非接触で検出する。
具体的には、図2(a)、(b)に示すように、コア4の一端4aと他端4bの間の磁界の発生空間αに、羽根3が有るか否かで、コイル2のインダクタンスが変化する。
The magnetic field generation space α is the above-described measurement space (the space through which the
Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), whether or not the
このため、コンプレッサ羽根車が回転する状態では、図3(a)の実線Aに示すように、磁界の発生空間αを羽根3が通過する毎に包絡線検波回路7の出力波形(電圧波形)が増減する。そして、図3(b)の実線Bに示すように、出力波形のカウント数が所定数に達する毎に演算回路8が1つのパルス出力を発生する。
回転数検出装置の出力(即ち、演算回路8の出力)は、図示しないECU(エンジン・コントロール・ユニットの略)に付与されるものであり、ECUは、回転数検出装置から与えられたパルスの発生状態(コンプレッサの回転数)に基づいてエンジン制御を実施する。
Therefore, in the state where the compressor impeller rotates, the output waveform (voltage waveform) of the envelope detection circuit 7 every time the
The output of the rotation speed detection device (that is, the output of the arithmetic circuit 8) is given to an ECU (not shown) which is not shown. Engine control is performed based on the generation state (the number of rotations of the compressor).
なお、図1中の符合9は、コイル2およびコア4をモールドする樹脂である。また、図1中の符合10は、コイル2、コア4、樹脂9からなるセンサ部を覆う樹脂製のケースである。
In addition, the code | symbol 9 in FIG. 1 is resin which molds the
(実施例1の効果1)
実施例1の回転数センサは、上述したように、U字形を呈するコア4(一部が離間した環状を呈するコア4)を用い、一端4aと他端4bの間の空間で磁界を発生させ、この磁界の発生空間αにおいて羽根3の通過状態を検出する。
即ち、羽根3の回転方向に離間配置した「コア4の一端4aと他端4b」の間において羽根3に渦電流を発生させる構成を採用する。このように、従来技術に比較して、磁界の影響範囲を広げることができるため、羽根3のように薄い検出対象であっても羽根3の通過を検出することができる。
(
As described above, the rotational speed sensor according to the first embodiment uses a U-shaped core 4 (a
That is, a configuration is adopted in which an eddy current is generated in the
(実施例1の効果2)
実施例1の回転数センサは、U字形を呈するコア4の一端4aと他端4bの間を羽根3が通過するものであり、一端4aと他端4bの間に羽根3が存在する状態と、存在しない状態とが切り換わる。このため、磁界の変動が大きくなり、コイル2のインダクタンスの変化が大きくなる。その結果、抵抗体6の電圧変動が大きくなり、回転数センサの感度を高めることができる。即ち、回転数センサによる羽根3の検出精度を高めることができる。
(
In the rotational speed sensor of the first embodiment, the
(実施例1の効果3)
実施例1の回転数センサは、導電性のコンプレッサハウジング1に埋設配置されるものであるが、U字形を呈するコア4の一端4aと他端4bの間で磁界を発生させるため、センサ出力がアルミニウム製のコンプレッサハウジング1の影響を受け難い。このため、「回転数センサとコンプレッサハウジング1との間に環状の磁性体を設ける必要」がなく、コストを抑えることができる。
(
The rotational speed sensor of the first embodiment is embedded in the
(実施例1の効果4)
実施例1の回転数センサは、コア4をU字形に設けた。これにより、コア4における角部が無くなり、コア4における磁界の損失(発生磁束の損失)を軽減することができる。その結果、計測空間(磁界の発生空間α)における磁界の発生量を増やすことができ、回転数センサの感度を高めることができる。
(
The rotation speed sensor of Example 1 provided the
[実施例2]
図4を参照して実施例2を説明する。なお、この実施例2において上記実施例1と同一符号は、同一機能物を示すものである。
上記実施例1では、コア4をU字形に設ける例を示した。
これに対し、この実施例2は、コア4をコ字形に設けたものである。
なお、コア4の形状は、U字形やコ字形に限定されるものではなく、C字形など他の形状(一部が離間した環状を呈する形状)に設けても良い。
[Example 2]
In the said Example 1, the example which provides the
On the other hand, in the second embodiment, the
The shape of the
上記の実施例では、回転数センサのセンサ面(磁界を発生させる端面)を平面に設けたが、回転検出物(上記実施例中では羽根3)の回転端の軌跡に応じて曲面や緩やかなV字形に設けても良い。
In the above embodiment, the sensor surface of the rotation speed sensor (the end surface that generates the magnetic field) is provided on a flat surface. However, a curved surface or a gentle surface is formed according to the locus of the rotation end of the rotation detection object (
上記の実施例では、コンプレッサ羽根車の羽根3の通過を検出する例を示したが、回転数センサによって回転軸に設けた「径方向の凸部」の通過を検出するように設けても良いし(例えば、エンジン等の回転角度センサに用いても良いし)、歯車における歯(ティース)の通過を検出するように設けても良い(例えば、歯車の回転速度センサに用いても良い)。
In the above-described embodiment, an example in which the passage of the
2 コイル
3 羽根(回転検出物)
4 コア
4a 一端
4b 他端
α 磁界の発生空間
2
4
Claims (3)
この回転数センサは、前記コイル(2)に高周波電流を供給して前記計測空間における前記回転検出物(3)に渦電流を発生させ、前記コイル(2)のインダクタンスの変化に基づいて前記回転検出物(3)を非接触で検出するものであり、
前記コア(4)は、C字形、U字形、コ字形など、一端(4a)と他端(4b)が離間した環状を呈し、前記一端(4a)と前記他端(4b)の間の空間(α)で磁界を発生させるものであり、この磁界の発生空間(α)において前記回転検出物(3)を検出することを特徴とする回転数センサ。 A coil (2) that generates a magnetic field by energization and a core (4) that releases the magnetic field generated by the coil (2) to the measurement space, and the rotation detection object (3) that rotates in the measurement space is contactless. In the rotation speed sensor detected by
The rotation speed sensor supplies a high frequency current to the coil (2) to generate an eddy current in the rotation detection object (3) in the measurement space, and the rotation based on a change in inductance of the coil (2). Detected object (3) is detected without contact,
The core (4) has an annular shape in which one end (4a) and the other end (4b) are separated, such as a C shape, a U shape, and a U shape, and a space between the one end (4a) and the other end (4b). A rotation speed sensor that generates a magnetic field at (α) and detects the rotation detection object (3) in a generation space (α) of the magnetic field.
前記回転検出物(3)は、前記計測空間を通過する羽根(3)であることを特徴とする回転数センサ。 The rotational speed sensor according to claim 1,
The rotation sensor (3), wherein the rotation detection object (3) is a blade (3) passing through the measurement space.
前記羽根(3)は、ターボチャージャにおけるコンプレッサ羽根車の羽根(3)であることを特徴とする回転数センサ。 The rotational speed sensor according to claim 2,
The rotation speed sensor according to claim 1, wherein the blade (3) is a blade (3) of a compressor impeller in a turbocharger.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013166435A JP2015034780A (en) | 2013-08-09 | 2013-08-09 | Revolution speed sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111665369A (en) * | 2020-05-15 | 2020-09-15 | 杭州杰牌传动科技有限公司 | Self-charging integrated rotating machinery rotating speed sensor and rotating speed calculation method thereof |
-
2013
- 2013-08-09 JP JP2013166435A patent/JP2015034780A/en active Pending
Cited By (2)
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CN111665369A (en) * | 2020-05-15 | 2020-09-15 | 杭州杰牌传动科技有限公司 | Self-charging integrated rotating machinery rotating speed sensor and rotating speed calculation method thereof |
CN111665369B (en) * | 2020-05-15 | 2022-03-15 | 杭州杰牌传动科技有限公司 | Self-charging integrated rotating machinery rotating speed sensor and rotating speed calculation method thereof |
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