JP2020026957A - ２相型無電源センサ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、一対の予め形成された貫通穴を用いて、簡単かつ確実に無電源センサを取付けることにより、無電源センサのコストを従来よりも大幅に下げることである。【解決手段】本発明による２相型無電源センサは、取付部材（３）の下部の本体ケース（２）の下部に無電源センサケース（１０１）を設け、この無電源センサケース（１０１）に予め形成されている一対の第１、第２取付用貫通孔（５０）のうち、第１取付用貫通孔（５０）をＡ相用取付孔とし、第２取付用貫通孔（５１）をＢ相用取付孔とし、Ａ相用コイル（１１）とマグネット（１０）とＡ相用コア（２２）とを有するＡ相用ボビン（６０）を第１取付用貫通穴（５０）内に挿入固定し、Ｂ相用コイル（１１ａ）とマグネット（１０ａ）とＢ相用コア（２２）とを有するＢ相用ボビン（６１）を第２取付用貫通穴（５１）内に挿入固定し、前記各ボビン（６０、６１）の組立てを容易化し、２相型無電源センサ（１Ａ）を高精度でかつ簡単に得ることができる構成である。【選択図】図１

Description

本発明は、２相型無電源センサに関し、特に、無電源センサケースに互いに隣接して形成された一対の取付用貫通穴内に、Ａ相用無電源センサとＢ相用無電源センサを各々設けるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の２相型無電源センサとしては、例えば、特許文献１に示される構成の概略を図７及び図８として挙げることができる。
すなわち、図７は従来の無電源センサの正面図であり、図８は図７の本体ケース２内の構造を概略的に示す断面図である。

図７において示される従来の無電源センサ１Ａにおける、センサ用基体１と取付部材３と本体ケース２は、図８で示されるように、一体に形成されている。前記本体ケース２内には、Ａ相用無電源センサ２０及びＢ相用無電源センサ２１が互いに外側へ開くように、傾斜した状態で設けられている。すなわち、前記Ａ相用無電源センサ２０及びＢ相用無電源センサ２１の各軸心線２０Ｍ、２１Ｎは、互いに非平行で、かつ、前記本体ケース２の軸心線２Ｅに対しても非平行であった。

前記各無電源センサ２０、２１の下面で構成されているＡ相検出面２０Ａ及びＢ相検出面２１Ｂは、回転方向ＣＷに沿って回転する歯車４０の歯４０ａ上に非接触状態で位置している。
前記Ａ相用無電源センサ２０のＡ相用コア２２の上部には、マグネット１０及びＡ相用コイル１１が設けられ、周知の誘起電圧を発生する発電機の構成で形成されている。
また、前記Ｂ相用無電源センサ２１のＢ相用コア２０Ｂの上部には、マグネット１０及びＢ相用コイル１１ａが設けられ、周知の誘起電圧を発生する発電機の構成が形成されている。

前記各無電源センサ２０、２１は、樹脂によるポツティング剤３０によって、前記本体ケース２内に固定されている。
前述の構成において、前記各検出面２０Ａ及び２１Ｂの下方に位置する歯車４０の歯４０ａが、例えば、ＣＷ方向に沿って回転すると、前記Ａ相用無電源センサ２０及び前記Ｂ相用無電源センサ２１からは、所定の誘起電圧に基づいたＡ相検出信号ａ及びＢ相検出信号ｂが各リード線４１、４２を介して外部に導出される。

特開２００３−１２１１９９号公報

従来の２相型無電源センサは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図７及び図８で示されるように、２個のＡ相用無電源センサとＢ相用無電源センサが、比較的大径に形成された本体ケース２の下部で独立した２個構成となるため、本体ケースの形状の小型化が難しく、かつ、製造コストを下げることも困難であった。
さらに、一対の無電源センサを所定位相差のＡ相及びＢ相の位置に配設しなければならず、組み立て後の、各センサの位置調整が極めて困難であった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、無電源センサケースに互いに隣接して形成された一対の取付用貫通穴内に、Ａ相用無電源センサとＢ相用無電源センサを各々設けることにより、組立てを容易化し、かつ、小型で高性能化することである。

本発明による２相型無電源センサは、取付部材の下部に設けられた本体ケースと、前記本体ケースの下部に設けられ互いに隣接する第１、第２取付用貫通穴を有する無電源センサケースと、前記第１取付用貫通穴内に設けられたＡ相用無電源センサ及び前記第２取付穴内に設けられたＢ相用無電源センサと、前記Ａ相用無電源センサ用のＡ相用コイルを設けたＡ相用ボビンと、前記Ｂ相用無電源センサ用のＢ相用コイルを設けたＢ相用ボビンと、前記各コイルに接続され前記センサ用基体から外部へ引き出されたケーブルと、前記各コイルに隣接して設けられたマグネットと、を備え、前記第１、第２取付用貫通穴の第１軸心線と第２軸心線は、前記本体ケースの第３軸心線と平行であり、前記各無電源センサの前記各検出面を、歯車の歯上に非接触状態で配設し、前記歯車が回転した時、前記Ａ相用無電源センサ及び前記Ｂ相用無電源センサから出力される２相回転検出信号が前記ケーブルを経て得られる構成であり、また、前記本体ケース内の本体空洞内には、前記Ａ相用コイル及びＢ相用コイルに接続されたＡ相用端子ピン及びＢ相用端子ピンが設けられている構成であり、また、前記本体ケースの第１長さ（Ｌ）及び第１直径（Ｄ）に対し、前記無電源センサケースの第２長さ（Ｌ１）及び第２直径（Ｄ１）は、Ｌ＞Ｌ１、Ｄ＞Ｄ１とした構成であり、また、前記各マグネットの下部には、Ａ相用コア及びＢ相用コアが接続され、前記各マグネットの外周には、Ａ相用コイルが設けられたＡ相用ボビン及びＢ相用コイルが設けられたＢ相用ボビンが配設され、前記各コイルの外周及び前記各コアの外周は、前記第１取付用貫通穴及び第２取付用貫通穴内に設けられている構成であり、また、前記Ａ相用ボビン及び前記Ｂ相用ボビンは、その上部領域に前記Ａ相用コイル及び前記Ｂ相用コイルを有し、その下部領域は、前記Ａ相用コイル及び前記Ｂ相用コイルが設けられてない状態で、前記無電源センサケースの下部に位置していると共に、前記Ａ相用コア及び前記Ｂ相用コアが設けられている構成である。

本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、請求項１の構成により、無電源センサケースの一対の取付用貫通穴内に、予めコイルが設けられた一対のボビンを挿入するだけで、Ａ相用及びＢ相用無電源センサの取付けを高精度にかつ迅速に行うことができる。
また、各取付用貫通穴の各軸心線が本体ケースの軸心線と平行であるため、無電源センサケースに形成された各取付用貫通穴内に軸心線を備えた状態で設けることができ、各無電源センサを本体ケースの下部に設けられた小型の無電源センサケース内に鉛直状態で装着できるため、製造コストを低減し、鉄道分野における市場を大きくすることができる。

また、請求項２及び３の構成により、各端子ピンが本体ケースの本体空洞内に位置しているため、センサ用基体及び本体ケースをより小型化することができる。
また、請求項４及び５の構成により、本体ケース内の各取付用貫通穴にボビンを設け、ボビンの上部領域にコイルとマグネットを取付け、その下部領域にコアを各々設けているため、極めて小型で、かつ、組立てが容易となる。

本発明による２相型無電源センサを示す正面図である。 図１の要部断面図である。 図２の底部断面図である。 本発明の他の形態の平面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図５の底面図である。 ２相型無電源センサを示す正面図である。 図７の要部を示す断面図である。

本発明は、無電源センサケースに互いに隣接して形成された一対の取付用貫通穴内に、Ａ相用無電源センサとＢ相用無電源センサを各々設けることにより、組立てを容易化し、かつ、小型で高性能化することである。

以下、図面と共に本発明による２相型無電源センサの好適な実施の形態について説明する。
尚、図７及び図８で示す従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図１において、１Ａで示されるものは無電源センサであり、前記無電源センサ１Ａは、主として、ケーブル５が接続されたセンサ用基体１と、前記センサ用基体１と一体で取付孔３ａを有する取付部材３を備えた本体ケース２と、前記本体ケース２の下部にねじ１００を介して一体状に取り付けられた無電源センサケース１０１と、前記無電源センサケース１０１内に設けられた一対の第１、第２取付用貫通穴５０、５１と、から構成されている。

前記第１取付用貫通穴５０内には、Ａ相用ボビン６０とＡ相用コイル２４とマグネット１０とからなるＡ相用無電源センサ２０が設けられている。
前記第２取付用貫通穴５１内には、Ｂ相用ボビン６１とＢ相用コイル２５とマグネット１０ａとからなるＢ相用無電源センサ２１が設けられている。

前記各マグネット１０、１０ａ上には、Ａ相用端子ピン６３及びＢ相用端子ピン６４が設けられ、前記Ａ相用コイル２４及び前記Ｂ相用コイル２５が前記各端子ピン６３、６４に各々接続されていると共に、これらは、前記本体ケース２の本体空洞１２内に配設されている。
前記本体ケース２には、これと一体に形成され取付孔３ａを有する取付部材３が設けられている。

前述の図１から図３に示される本発明による２相型無電源センサ１Ａの前記本体ケース２と前記無電源センサケース１０１の大きさの比較としては、本体ケース２の第１長さＬ及び第１直径Ｄに対し、前記無電源センサケース１０１の第２長さＬ１及び第２直径Ｄ１は、Ｌ＞Ｌ１、Ｄ＞Ｄ１として構成されている。

従って、前述の構成において、図１で示されるように、歯車４０の歯４０ａの至近位置にわずかなギャップＧを介して前記無電源センサ１ＡのＡ相検出面２０Ａ及びＢ相検出面２１Ｂを接近させた状態で前記歯車４０を、例えば、ＣＷ方向に回転させると、電源を用いることなく、周知の誘起電圧からなるｓｉｎ波とｃｏｓ波からなる２相型検出信号を得ることができる。

次に、図４から図６で示されるものは、前述の図１から図３で示した第１の実施の形態に対して、第２の実施の形態を示している。
尚、第１の実施の形態では、図７と図８において同一又は同等部分には、同一符号を用いて説明する。
図５は他の形態、すなわち、第２の実施の形態の内部構造を示している。
まず、図４の構成は前記本体ケース２の下部に設けられた無電源センサケース１０１に形成された第１、第２取付用貫通孔５０、５１が点線にて示されている。

図５の構成は、基本的には前述の図２の構成と同じ作用が得られるように構成されている。
前記無電源センサケース１０１には、図４及び図６に点線及び実線で示されるように、前記第１取付用貫通孔５０（Ａ相用取付孔）と前記第２取付用貫通穴５１（Ｂ相用取付孔）が設けられている。

前記第１、第２取付用貫通孔５０、５１内には、Ａ、Ｂ相用コイル１１、１１ａが外周に巻回されると共にマグネット１０、１０ａを内蔵したＡ、Ｂ相用ボビン６０、６１が各々挿入され、前記Ａ、Ｂ相用コイル１１、１１ａの外周面が前記第１、第２取付用貫通穴５０、５１の内面に各々接している。
前記マグネット１０、１０ａは、外見円柱状であるが、断面Ｔ字型をなすように構成されていると共に、各マグネット１０、１０ａの大部分は前記各ボビン６０、６１の上部領域２００に配設されている。

また、前述の円筒状の各ボビン６０、６１の下部領域２０１は、図５で示されるように、段付き状に形成された段３００、３０１が形成され、この段３００、３０１上に前記各コイル１１、１１ａが載置された状態で構成されている。
前記各ボビン６０、６１の下部領域２０１は、前記各６０、６１の上部領域２００よりも、その直径が径大となっており、この下部領域２０１の各ボビン６０、６１内に前記各マグネット１０、１０ａの一部及びＡ相用コア２２及びＢ相用コア２０Ｂが挿入して設けられている。

前述の図４から図６で示される本発明の第２の実施の形態において、図５で示される前記各コア２２、２０Ｂの各検出面２０Ａ、２１Ｂを、図１と同様に歯車４０の歯４０ａの近傍に接近させた状態で、前記歯車４０を、例えば、ＣＷ方向に回転させると、前記無電源センサ１Ａに、歯車４０の歯４０ａの回転に応じて、周知の誘起電圧が発生し、前記各コイル１１、１１ａとケーブル５を介して外部にＡ相、Ｂ相検出信号ａ、ｂが導出される。

本発明の要旨とするところは、次の通りである。
取付部材（３）の下部に設けられた本体ケース（２）と、前記本体ケース（２）の下部に設けられ互いに隣接する第１、第２取付用貫通穴（５０、５１）を有する無電源センサケース（１０１）と、前記第１取付用貫通穴（５０）内に設けられたＡ相用無電源センサ（２０）及び前記第２取付用貫通穴（５１）内に設けられたＢ相用無電源センサ（２１）と、前記Ａ相用無電源センサ（２０）用のＡ相用コイル（２４）を設けたＡ相用ボビン（６０）と、前記Ｂ相用無電源センサ（２１）用のＢ相用コイル（２５）を設けたＢ相用ボビン（６１）と、前記各コイル（２４、２５）に接続され前記センサ用基体（１）から外部へ引き出されたケーブル（５）と、前記各コイル（２４、２５）に隣接して設けられたマグネット（１０、１０ａ）と、を備え、前記第１、第２取付用貫通穴（５０、５１）の第１軸心線（Ｐ１）と第２軸心線（Ｐ２）は、前記本体ケース（２）の第３軸心線（Ｐ３）と平行であり、前記各無電源センサ（２０、２１）の前記各検出面（２０Ａ、２１Ｂ）を、歯車（４０）の歯（４０ａ）上に非接触状態で配設し、前記歯車（４０）が回転した時、前記Ａ相用無電源センサ（２０）及び前記Ｂ相用無電源センサ（２１）から出力される２相回転検出信号が前記ケーブル（５）を経て得られるようにした構成であり、また、前記本体ケース（２）内の本体空洞（１２）内には、前記Ａ相用コイル（２４）及びＢ相用コイル（２５）に接続されたＡ相用端子ピン（６３）及びＢ相用端子ピン（６４）が設けられている構成であり、また、前記本体ケース（２）の第１長さ（Ｌ）及び第１直径（Ｄ）に対し、前記無電源センサケース（１０１）の第２長さ（Ｌ１）及び第２直径（Ｄ１）は、Ｌ＞Ｌ１、Ｄ＞Ｄ１とした構成であり、また、前記各マグネット（１０、１０ａ）の下部には、Ａ相用コア（２２）及びＢ相用コア（２０Ｂ）が接続され、前記各マグネット（１０、１０ａ）の外周には、Ａ相用コイル（１１）が設けられたＡ相用ボビン（６０）とＢ相用コイル（１１ａ）が設けられたＢ相用ボビン（６１）が配設され、前記各コイル（１１、１１ａ）及び前記各コア（２２、２０Ｂ）は、前記第１取付用貫通穴（５０）及び第２取付用貫通穴（５１）内に設けられている構成あり、また、前記Ａ相用ボビン（６０）及び前記Ｂ相用ボビン（６１）は、その上部領域（２００）に前記Ａ相用コイル（１１）及び前記Ｂ相用コイル（１１ａ）を有し、その下部領域（２０１）は、前記Ａ相用コイル（１１）及び前記Ｂ相用コイル（１１ａ）が設けられてない状態で、前記無電源センサケース（１０１）の下部に位置していると共に、前記Ａ相用コア（２２）及び前記Ｂ相用コア（２０Ｂ）が設けられている構成である。

本発明による２相型無電源センサは、本体ケースの下部に設けられた無電源センサケースに一対の取付用貫通孔が形成され、予め設けられマグネットとコイルとコアを有する一対のボビンを各々挿入することにより、簡単かつ確実に小型化された無電源センサを得ることができる。

１ センサ用基体
１Ａ 無電源センサ
２ 本体ケース
３ 取付部材
３ａ 取付孔
５ ケーブル
１０ マグネット
１０ａ マグネット
１１ Ａ相用コイル
１１ａ Ｂ相用コイル
１２ 本体空洞
２０ Ａ相用無電源センサ
２０Ａ Ａ相検出面
２０Ｂ Ｂ相用コア
２１ Ｂ相用無電源センサ
２１Ｂ Ｂ相検出面
２２ Ａ相用コア
４０ 歯車
４０ａ 歯
５０ 第１取付用貫通穴（Ａ相用取付孔）
５１ 第２取付用貫通穴（Ｂ相用取付孔）
６０ Ａ相用ボビン
６１ Ｂ相用ボビン
６３ Ａ相用端子ピン
６４ Ｂ相用端子ピン
１００ ねじ
１０１ 無電源センサケース
２００ 上部領域
２０１ 下部領域
３００ 段
３０１ 段
Ｇ ギャップ
Ｐ１ 第１軸心線
Ｐ２ 第２軸心線
Ｐ３ 第３軸心線

Claims (5)

1. 取付部材（３）の下部に設けられた本体ケース（２）と、前記本体ケース（２）の下部に設けられ互いに隣接する第１、第２取付用貫通穴（５０、５１）を有する無電源センサケース（１０１）と、前記第１取付用貫通穴（５０）内に設けられたＡ相用無電源センサ（２０）及び前記第２取付用貫通穴（５１）内に設けられたＢ相用無電源センサ（２１）と、前記Ａ相用無電源センサ（２０）用のＡ相用コイル（２４）を設けたＡ相用ボビン（６０）と、前記Ｂ相用無電源センサ（２１）用のＢ相用コイル（２５）を設けたＢ相用ボビン（６１）と、前記各コイル（２４、２５）に接続され前記センサ用基体（１）から外部へ引き出されたケーブル（５）と、前記各コイル（２４、２５）に隣接して設けられたマグネット（１０、１０ａ）と、を備え、前記第１、第２取付用貫通穴（５０、５１）の第１軸心線（Ｐ１）と第２軸心線（Ｐ２）は、前記本体ケース（２）の第３軸心線（Ｐ３）と平行であり、前記各無電源センサ（２０、２１）の前記各検出面（２０Ａ、２１Ｂ）を、歯車（４０）の歯（４０ａ）上に非接触状態で配設し、前記歯車（４０）が回転した時、前記Ａ相用無電源センサ（２０）及び前記Ｂ相用無電源センサ（２１）から出力される２相回転検出信号が前記ケーブル（５）を経て得られる構成としたことを特徴とする２相型無電源センサ。
2. 前記本体ケース（２）内の本体空洞（１２）内には、前記Ａ相用コイル（２４）及びＢ相用コイル（２５）に接続されたＡ相用端子ピン（６３）及びＢ相用端子ピン（６４）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の２相型無電源センサ。
3. 前記本体ケース（２）の第１長さ（Ｌ）及び第１直径（Ｄ）に対し、前記無電源センサケース（１０１）の第２長さ（Ｌ１）及び第２直径（Ｄ１）は、Ｌ＞Ｌ１、Ｄ＞Ｄ１であることを特徴とする請求項１又は２記載の２相型無電源センサ。
4. 前記各マグネット（１０、１０ａ）の下部には、Ａ相用コア（２２）及びＢ相用コア（２０Ｂ）が接続され、前記各マグネット（１０、１０ａ）の外周には、Ａ相用コイル（１１）が設けられたＡ相用ボビン（６０）とＢ相用コイル（１１ａ）が設けられたＢ相用ボビン（６１）が配設され、前記各コイル（１１、１１ａ）の外周及び前記各コア（２２、２０Ｂ）の外周は、前記第１取付用貫通穴（５０）及び第２取付用貫通穴（５１）内に設けられていることを特徴とする請求項１記載の２相型無電源センサ。
5. 前記Ａ相用ボビン（６０）及び前記Ｂ相用ボビン（６１）は、その上部領域（２００）に前記Ａ相用コイル（１１）及び前記Ｂ相用コイル（１１ａ）を有し、その下部領域（２０１）は、前記Ａ相用コイル（１１）及び前記Ｂ相用コイル（１１ａ）が設けられてない状態で、前記無電源センサケース（１０１）の下部に位置していると共に、前記Ａ相用コア（２２）及び前記Ｂ相用コア（２０Ｂ）が設けられている構成としたことを特徴とする請求項４記載の２相型無電源センサ。

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