JP2522226B2 - 電磁式回転センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば内燃機関用点
火配電器内に組み込まれた電磁式回転センサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関用点火配電器に組み
込まれた電磁式回転センサとして、図５に示したよう
に、内燃機関のカムシャフトに連結されているロータシ
ャフト１０１に所定の軸方向距離を隔てて２つのシグナ
ルロータ１１１、１２１を取り付けた技術が知られてい
る。

【０００３】なお、この従来の電磁式回転センサは、エ
ンジン回転速度（ＮＥ）検出用信号発生器（以下ＮＥ信
号発生器と呼ぶ）１１０、およびクランク位置（Ｇ）検
出用信号発生器（以下Ｇ信号発生器）１２０を備えてい
る。ＮＥ信号発生器１１０は、図示下側のシグナルロー
タ１１１、発電コイル１１２、板状永久磁石１１３、磁
路形成用鉄心１１４および磁路形成用ブラケット１１５
等から構成されている。また、Ｇ信号発生器１２０は、
図示上側のシグナルロータ１２１、発電コイル１２２、
板状磁石１２３、磁路形成用鉄心１２４および磁路形成
用ブラケット１２５等から構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のＮＥ
信号発生器１１０およびＧ信号発生器１２０において
は、図５に示したように、板状永久磁石１１３、１２３
をロータシャフト１０１の軸方向に沿って配置し、さら
に発電コイル１１２、１２２と磁路形成用鉄心１１４、
１２４をロータシャフト１０１の軸に垂直に配置してい
るため、ＮＥ信号発生器１１０およびＧ信号発生器１２
０の高さ方向（ロータシャフト１０１の軸方向）の小型
化が困難であるという問題点があった。また、発電コイ
ル１１２、１２２および板状永久磁石１１３、１２３を
ロータシャフト１０１のある径方向に順に配列している
ため、ＮＥ信号発生器１１０およびＧ信号発生器１２０
の径方向の小型化も困難であるという問題点もあった。

【０００５】この発明は、電磁式回転センサの軸方向お
よび径方向の小型化を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、略円筒状の
内部空間を有するハウジングと、このハウジングの一端
側壁面から前記ハウジング内に突出した状態で、前記ハ
ウジングに回転可能に支持されたロータシャフトと、こ
のロータシャフトの外周に設けられ、前記ハウジング内
で回転可能に収容されるシグナルロータと、前記ハウジ
ングの一端側壁面に沿って設置された板状基部、および
板状基部の一端部より前記ロータシャフトの軸に沿うよ
うに折曲げられ、前記シグナルロータと微小間隙を隔て
て対向する板状軸部を有する板状Ｌ字型の鉄心と、前記
ロータシャフトより外周側に設けられ、且つ前記鉄心の
板状基部と前記シグナルロータとの間に位置し、前記ロ
ータシャフトの軸に垂直な平面に沿って設けられた平板
状のブラケットと、前記鉄心の板状基部と前記ブラケッ
トとの間に位置し、前記ロータシャフトの軸に垂直な平
面に沿って設けられた平板状の永久磁石と、前記ロータ
シャフトの軸に垂直な平面上において前記ブラケットお
よび前記永久磁石と並んだ状態で、前記鉄心の板状軸部
の外周に巻回された発電コイルとを備えた技術手段を採
用した。

【０００７】なお、前記ブラケットとして、略円環板状
に形成され、ほぼ中央に前記ロータシャフトが挿通する
挿通穴を設けたものを用いても良い。また、前記ブラケ
ットに、前記発電コイルを収容する収容部を設けても良
い。さらに、前記収容部として、前記ブラケットの外周
側に形成された凹部を用いても良い。

【０００８】

【作用】この発明によれば、平板状のブラケットが板状
Ｌ字型の鉄心の板状基部とロータシャフトに設けたシグ
ナルロータとの間に配置され、平板状の永久磁石が鉄心
の板状基部とブラケットとの間に配置され、発電コイル
が鉄心の板状軸部の外周に巻回されている。これによ
り、板状基部から板状軸部までの鉄心の高さ範囲内に磁
石とブラケットと発電コイルとが配置され、特にシグナ
ルロータの軸方向側にブラケット、永久磁石、鉄心の板
状基部といった部品を配置でき、しかも発電コイルをブ
ラケットと磁石とに並べて配置したため、軸方向および
径方向の小型化が図られる。

【０００９】

【実施例】

〔実施例の構成〕次に、この発明の電磁式回転センサの
一実施例を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は
電磁式回転センサをエンジンの電子式点火進角制御シス
テムに組み込んだ内燃機関用点火装置の点火配電器（所
謂ディストリビュータ）を示した図である。

【００１０】ディストリビュータ１は、ロータシャフト
２と、該ロータシャフト２を回転自在に保持するハウジ
ング３と、該ハウジング３内に設けられた電磁式回転検
出装置４と、ロータシャフト２の図示上方に設けられた
配電部７とから構成されている。

【００１１】ロータシャフト２は、ハウジング３の一端
側壁面からハウジング３内に突出した状態で、ハウジン
グ３にベアリング３３、オイルシール３４を介して回転
可能に支持されている。ロータシャフト２は、カップリ
ング２２によりエンジンのカムシャフトまたはクランク
シャフトの回転が伝達される。また、このロータシャフ
ト２は、カップリング２２によりカムシャフトの回転速
度またはクランクシャフトの１／２の回転速度で駆動さ
れる。

【００１２】ハウジング３は、ベアリング３３、オイル
シール３４を介してロータシャフト２を回転自在に支持
する筒状部３１と、電磁式回転検出装置４を収納する収
納部３２とからなる。筒状部３１は、円筒状の内部空間
を形成すると共に、外周３５の周溝３６内にＯリング３
７を嵌め込んでいる。

【００１３】図２ないし図４はこの実施例に採用された
電磁式回転検出装置４を示した図である。この電磁式回
転検出装置４は、ロータシャフト２の上端部２１の外周
に固定された回転体４１と、該回転体４１に同軸的に設
けられた円環板状のブラケット４５の一方側に設けら
れ、エンジン回転速度（ＮＥ）を検出するＮＥ信号発生
器５と、ブラケット４５の他方側に設けられ、クランク
位置（Ｇ）を検出するＧ信号発生器６とからなる。

【００１４】回転体４１は、磁路形成手段の１つであっ
て、ロータシャフト２の上端部の外周に圧入等により固
定される円筒状の固着部４６を形成している。また、回
転体４１の上面４７には、後記する配電部７を取り付け
るための円形状凹所４８が形成されている。ブラケット
４５は、磁路形成手段の１つであって、ＮＥ信号発生器
５とＧ信号発生器６とに共通して利用されている。ま
た、ブラケット４５の中央部には、図２にも示したよう
に、ロータシャフト２が挿通する挿通穴としての円形穴
４２が形成されている。そして、ブラケット４５の円形
穴４２の中心を通る想像線を中心にして外周部の対称的
な位置に収容部としての凹所４３、４４がそれぞれ形成
されている。

【００１５】ＮＥ信号発生器５は、本発明の電磁式回転
センサであって、ブラケット４５、回転体４１に一体的
に形成されたＮＥ信号用シグナルロータ５２、該ＮＥ信
号用シグナルロータ５２に対応して設けられたＮＥ信号
用発電コイル５３、ブラケット４５の下面に固定された
平板状の永久磁石５４、および磁路を形成する板状Ｌ字
型の鉄心５５等から構成されている。なお、ブラケット
４５、ＮＥ信号用発電コイル５３、永久磁石５４および
鉄心５５よりピックアップコイルが構成されている。

【００１６】ＮＥ信号用シグナルロータ５２は、図３に
も示したように、回転体４１の上部外周面に２４本の突
起物５１が形成され、ハウジング３の収納部３２内で回
転可能に収容されている。

【００１７】鉄心５５は、磁路形成手段の１つであっ
て、ブラケット４５の凹部４３の中心部を挿通するよう
設けられている。また、鉄心５５は、ハウジング３の一
端側壁面に固定された板状基部５５ｂ、および該板状基
部５５ｂの端部より上部へ向けて折曲げられてロータシ
ャフト２の軸に沿うように延長された板状軸部５５ｃを
有している。この板状軸部５５ｃの図示上部右部の磁極
部５５ａは、ＮＥ信号用シグナルロータ５２の突起物５
１の先端面と微小間隙を介して対向している。

【００１８】永久磁石５４は、図４（Ａ）にも示したよ
うに、ロータシャフト２の軸に垂直な平面に沿って設け
られ、鉄心５５の板状基部５５ｂとブラケット４５との
間に挟み込まれた状態で取り付けられている。なお、永
久磁石５４は、図１および図４（Ａ）に示したように、
ＮＥ信号発生器５の磁気回路５０に磁束を与える部品で
ある。

【００１９】ＮＥ信号用発電コイル５３は、図２および
図４（Ａ）にも示したように、ロータシャフト２の軸に
垂直な平面上において、ブラケット４５および永久磁石
５４と並んだ状態で、鉄心５５の板状軸部５５ｃの下側
部分の外周に巻回されている。この実施例では、組付性
向上のため、ＮＥ信号用発電コイル５３を鉄心５５の板
状軸部５５ｃの延長方向（ロータシャフト２の軸方向と
平行方向）に巻回している。また、ＮＥ信号用発電コイ
ル５３は、図３にも示したように、第１のコイル部分５
３１、および該第１のコイル部分５３１より巻数の少な
い第２のコイル部分５３２を備える。

【００２０】ＮＥ信号用発電コイル５３は、図３に示し
たように、ＮＥ−側端末５３ａがアース用接続線56に接
続し、ＮＥ＋側端末５３ｂがＮＥ信号発生用接続線５７
に接続し、ＮＥ信号用発電コイル５３の中間点５３ｃが
結線６６を介してＧ信号用発電コイル６３のＧ−側端末
６３ａに接続するコイルで、その第１のコイル部分５３
１は、ＮＥ−側端末５３ａとＮＥ ＋側端末５３ｂとの
間のコイル部分で、一方の回転位置において回転位置信
号としてのＮＥ電圧信号を発生する。この実施例では、
ＮＥ信号用シグナルロータ５２の突起物５１が鉄心５５
の磁極部５５ａの位置を通過する毎にＮＥ電圧信号（以
下ＮＥ信号電圧と呼ぶ）を発生する。

【００２１】第２のコイル部分５３２は、上記第１のコ
イル部分５３１と重複して設けられており、ＮＥ−側端
末５３ａと中間点５３ｃとの間のコイル部分で、磁気回
路50の磁束変化に伴ってＧ信号用発電コイル６３に発生
するノイズ電圧のレベルを減少させるための部分電圧信
号を一方の回転位置において発生する。この実施例で
は、ＮＥ信号用シグナルロータ５２の突起物５１が鉄心
５５の磁極部５５ａの位置を通過する毎に部分電圧信号
（以下部分電圧と呼ぶ）を発生する。

【００２２】Ｇ信号発生器６は、本発明の電磁式回転セ
ンサであって、ブラケット４５、回転体４１に設けられ
たＧ信号用シグナルロータ６２、該Ｇ信号用シグナルロ
ータ６２に対応して設けられたＧ信号用発電コイル６
３、ブラケット４５の下面に固定された平板状の永久磁
石６４、および磁路を形成する板状Ｌ字型の鉄心６５等
から構成されている。なお、ブラケット４５、ＮＥ信号
用発電コイル６３、永久磁石６４および板状鉄心６５よ
りピックアップコイルが構成されている。

【００２３】Ｇ信号用シグナルロータ６２は、図３にも
示したように、回転体４１の下部外周に１本の突起物６
１が形成され、ハウジング３の収納部３２内で回転可能
に収容されている。

【００２４】鉄心６５は、磁路形成手段の１つであっ
て、ブラケット４５の凹所４４の中心部を挿通するよう
設けられている。また、鉄心６５は、ハウジング３の一
端側壁面に固定され、鉄心５５と同一平面上に設置され
る板状基部６５ｂ、および該板状基部６５ｂの端部より
上部へ向けて折曲げられてロータシャフト２の軸に沿う
ように延長された板状軸部６５ｃを有している。この板
状軸部６５ｃの図示上部左部の磁極部６５ａは、Ｇ信号
用シグナルロータ６２の突起物６１の先端面と微小間隙
を介して対向している。

【００２５】永久磁石６４は、図４（Ｂ）にも示したよ
うに、永久磁石５４と同一平面上で、且つロータシャフ
ト２の軸に垂直な平面に沿って設けられ、鉄心６５の板
状基部６５ｂとブラケット４５との間に挟み込まれた状
態で取り付けられている。なお、永久磁石６４は、図１
および図４（Ｂ）に示したように、Ｇ信号発生器６の磁
気回路６０に磁束を与える部品である。

【００２６】Ｇ信号用発電コイル６３は、図２および図
４（Ｂ）にも示したように、ロータシャフト２の軸に垂
直な平面上において、ブラケット４５および永久磁石６
４と並んだ状態で、鉄心６５の板状軸部６５ｃの下側部
分の外周に巻回されている。この実施例では、組付性向
上のため、Ｇ信号用発電コイル６３を鉄心６５の板状軸
部６５ｃの延長方向（ロータシャフト２の軸方向と平行
方向）に巻回している。

【００２７】また、Ｇ信号用発電コイル６３は、図３に
も示したように、Ｇ＋側端末６３ｂがＧ信号発生用接続
線６７に接続している。このＧ信号用発電コイル６３
は、他方の回転位置において回転位置信号としてのＧ信
号用電圧信号を発生する。この実施例では、Ｇ信号用シ
グナルロータ６２の突起物６１が鉄心６５の磁極部６５
ａの位置を通過する毎にＧ信号用電圧信号（以下Ｇ信号
電圧と呼ぶ）を発生する。

【００２８】配電部７は、キャップ７１、ロータ７２、
キャップ７１の中心電極７３、キャップ７１のサイド電
極７４、カーボンブラシ７５、ロータブラシ７６からな
る。キャップ７１は、ハウジング３の筒状部３１の図示
上端部にボルト７７により締結されている。ロータ７２
は、回転体４１とともに回転するように回転体４１の円
形状凹所４８に固定された連結部材７８を介して取り付
けられている。

【００２９】配電部７は、図示しないイグニッションコ
イルの二次側に発生した高電圧が二次側コイルの高圧端
子からキャップ７１の中心電極７３、カーボンブラシ７
５、ロータブラシ７６を経て、約０．７ｍｍの放電ギャ
ップを火花放電して、キャップ７１のサイド電極７４に
達し、ロータ７２の回転に伴って規定の点火順序にした
がい、エンジンの各シリンダの点火プラグへ分配する。

【００３０】〔実施例の作用〕次に、この実施例に採用
した電磁式回転検出装置４の作用を図１ないし図４に基
づいて説明する。エンジンの運転が開始されると、エン
ジンのカムシャフトまたはクランクシャフトの回転がカ
ップリング２２を介してロータシャフト２に伝達され
る。すると、カムシャフトの回転速度またはクランクシ
ャフトの１／２の回転速度でロータシャフト２が回転を
始める。

【００３１】そして、ロータシャフト２の回転により、
永久磁石５４→ブラケット４５→ロータシャフト２→回
転体４１の固着部４６→ＮＥ信号用シグナルロータ５２
→鉄心５５→永久磁石５４の経路で流れる磁気回路５０
の磁束が周期的に変化する。また、ロータシャフト２の
回転により、同様にして、永久磁石６４→ブラケット４
５→ロータシャフト２→回転体４１の固着部４６→Ｇ信
号用シグナルロータ６２→鉄心６５→永久磁石６４の経
路で流れる磁気回路６０の磁束が周期的に変化する。

【００３２】このとき、ＮＥ信号用シグナルロータ５２
の突起物５１が鉄心５５の磁極部５５ａの位置を通過す
る毎に磁束が急激に減少し、この磁束の周期的変化によ
り、ＮＥ信号発生器５のＮＥ信号用発電コイル５３にＮ
Ｅ信号電圧が発生する。また、Ｇ信号用シグナルロータ
６２の突起物６１が鉄心６５の磁極部６５ａの位置を通
過する毎に磁束が急激に減少し、この磁束の周期的変化
により、Ｇ信号発生器６のＧ信号用発電コイル６３にＧ
信号電圧が発生する。

【００３３】また、ＮＥ信号用発電コイル５３のＮＥ信
号電圧とＧ信号用発電コイル６３のＧ信号電圧との相互
干渉によって、Ｇ信号用発電コイル６３で発生するＧ信
号のノイズ電圧は、ＮＥ信号用発電コイル５３の第２の
コイル部分５３２で発生する部分電圧により打ち消され
るので、Ｇ信号のノイズ電圧のレベルが抑えられる。そ
して、ＮＥ信号電圧と、ノイズ電圧が低減されたＧ信号
電圧とがコンピュータに送られ、そのコンピュータで最
適点火時期が決定される。

【００３４】〔実施例の効果〕以上により、この実施例
のＮＥ信号発生器５は、鉄心５５の板状軸部５５ｃの高
さ範囲内に、永久磁石５４、ブラケット４５およびＮＥ
信号用発電コイル５３を配置できる。とくに、永久磁石
５４、ブラケット４５およびＮＥ信号用発電コイル５３
がロータシャフト２の径方向に並ぶことなく、ロータシ
ャフト２の軸に垂直な平面上で永久磁石５４、ブラケッ
ト４５およびＮＥ信号用発電コイル５３が並んで位置す
るように配置できる。

【００３５】また、この実施例のＧ信号発生器６は、同
様にして、永久磁石６４、ブラケット４５およびＧ信号
用発電コイル６３がロータシャフト２の径方向に並ぶこ
となく、ロータシャフト２の軸に垂直な平面上で永久磁
石６４、ブラケット４５およびＧ信号用発電コイル６３
が並んで位置するように配置できる。

【００３６】そして、Ｇ信号発生器６は、ＮＥ信号発生
器５とブラケット４５を共通化しており、さらに発電コ
イル５３、６３同士、永久磁石５４、６４同士、鉄心５
５、６５の板状基部５５ｂ、６５ｂ同士が同一平面上に
位置するように配置されている。その上、ＮＥ信号用発
電コイル５３およびＧ信号用発電コイル６３が、ロータ
シャフト２を中心にして対称的な位置に形成された凹所
４３、４４に収容されているので、ブラケット４５の外
周より突出する部分がない。

【００３７】そして、鉄心５５の板状軸部５５ｃの延長
方向にＮＥ信号用発電コイル５３を巻回していると共
に、鉄心６５の板状軸部６５ｃの延長方向Ｇ信号用発電
コイル６３を巻回しているので、ＮＥ信号用発電コイル
５３およびＧ信号用発電コイル６３の軸方向の巻回寸法
を小さくできる。また、ＮＥ信号用発電コイル５３およ
びＧ信号用発電コイル６３を、図示上方より鉄心５５の
板状軸部５５ｃおよび鉄心６５の板状軸部６５ｃに嵌め
合わせて組付けることもできるので、組付作業性が向上
する。

【００３８】したがって、ＮＥ信号発生器５およびＧ信
号発生器６は、ロータシャフト２の軸方向の厚みを薄く
することができ、且つロータシャフト２の径方向の張出
しを小さくすることができるので、ロータシャフト２の
軸方向および径方向に小型化を図ることができる。

【００３９】〔変形例〕この実施例では、２個の信号発
生器５、６により電磁式回転検出装置４を構成したが、
１個または３個以上の信号発生器（電磁式回転センサ）
により電磁式回転検出装置を構成しても良い。また、こ
の実施例では、複数の発電コイルをＮＥ信号用発電コイ
ル５３およびＧ信号用発電コイル６３に適用したが、そ
の他の信号用発電コイルでも良く、また発電コイルを３
つ以上としても良い。

【００４０】この実施例では、ＮＥ信号用シグナルロー
タ５２の突起物５１の本数を２４本としたが、この実施
例に限定されない。また、この実施例では、Ｇ信号用シ
グナルロータ６２の突起物６１の本数を１本としたが、
２本でも良く、４本でも良い。

【００４１】この実施例では、磁気回路５０の磁束を変
化させるために、ＮＥ信号用シグナルロータ５２に突起
物５１を設けたが、突起物５１の代わりにＮＥ信号用シ
グナルロータ５２に凹所等の特徴部を設けても良い。ま
た、この実施例では、磁気回路６０の磁束を変化させる
ために、Ｇ信号用シグナルロータ６２に突起物６１を設
けたが、突起物６１の代わりにＧ信号用シグナルロータ
６２に凹所等の特徴部を設けても良い。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、シグナルロータの軸方向側
にブラケットと鉄心の板状基部と磁石とが配置され、し
かもロータシャフトの軸に垂直な平面上においてブラケ
ットと発電コイルと永久磁石とを並べて配置したため、
シグナルロータの軸方向側にブラケットと発電コイルと
永久磁石とを薄くレイアウトできるので、ロータシャフ
トの軸方向と径方向に対して電磁式回転センサの小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電磁式回転センサを組み込んだ内燃
機関用点火装置のディストリビュータを示した断面図で
ある。

【図２】この発明の実施例に用いたブラケットを示した
平面図である。

【図３】この発明の実施例に用いた複数の発電コイルの
結線図である。

【図４】（Ａ）はこの発明の実施例に用いたＮＥ信号発
生器の磁気回路の部分図で、（Ｂ）はこの発明の実施例
に用いたＧ信号発生器の磁気回路の部分図である。

【図５】従来の電磁式回転センサを適用した点火配電器
を示した断面図である。

【符号の説明】

２ ロータシャフト ３ ハウジング ４ 電磁式回転検出装置 ５ ＮＥ信号発生器（電磁式回転センサ） ６ Ｇ信号発生器（電磁式回転センサ） ４２ 円形穴（挿通穴） ４３ 凹所（収容部） ４４ 凹所（収容部） ４５ ブラケット ５０ 磁気回路 ５２ ＮＥ信号用シグナルロータ ５３ ＮＥ信号用発電コイル ５４ 永久磁石 ５５ 鉄心 ５５ａ 磁極部 ５５ｂ 板状基部 ５５ｃ 板状軸部 ６０ 磁気回路 ６２ Ｇ信号用シグナルロータ ６３ Ｇ信号用発電コイル ６４ 永久磁石 ６５ 鉄心 ６５ａ 磁極部 ６５ｂ 板状基部 ６５ｃ 板状軸部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）略円筒状の内部空間を有するハウジ
   ングと、 （ｂ）このハウジングの一端側壁面から前記ハウジング
   内に突出した状態で、前記ハウジングに回転可能に支持
   されたロータシャフトと、 （ｃ）このロータシャフトの外周に設けられ、前記ハウ
   ジング内で回転可能に収容されるシグナルロータと、 （ｄ）前記ハウジングの一端側壁面に沿って設置された
   板状基部、および板状基部の一端部より前記ロータシャ
   フトの軸に沿うように折曲げられ、前記シグナルロータ
   と微小間隙を隔てて対向する板状軸部を有する板状Ｌ字
   型の鉄心と、 （ｅ）前記ロータシャフトより外周側に設けられ、且つ
   前記鉄心の板状基部と前記シグナルロータとの間に位置
   し、前記ロータシャフトの軸に垂直な平面に沿って設け
   られた平板状のブラケットと、 （ｆ）前記鉄心の板状基部と前記ブラケットとの間に位
   置し、前記ロータシャフトの軸に垂直な平面に沿って設
   けられた平板状の永久磁石と、 （ｇ）前記ロータシャフトの軸に垂直な平面上において
   前記ブラケットおよび前記永久磁石と並んだ状態で、前
   記鉄心の板状軸部の外周に巻回された発電コイルとを備
   えた電磁式回転センサ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電磁式回転センサにおい
   て、 前記ブラケットは、略円環板状に形成され、ほぼ中央に
   前記ロータシャフトが挿通する挿通穴を有することを特
   徴とする電磁式回転センサ。
3. 【請求項３】請求項２に記載の電磁式回転センサにおい
   て、 前記ブラケットは、前記発電コイルを収容する収容部を
   有することを特徴とする電磁式回転センサ。
4. 【請求項４】請求項３に記載の電磁式回転センサにおい
   て、 前記収容部は、前記ブラケットの外周側に形成された凹
   部であることを特徴とする電磁式回転センサ。