JP2827559B2 - 磁石発電機の回転検出器 - Google Patents
磁石発電機の回転検出器Info
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- JP2827559B2 JP2827559B2 JP3081775A JP8177591A JP2827559B2 JP 2827559 B2 JP2827559 B2 JP 2827559B2 JP 3081775 A JP3081775 A JP 3081775A JP 8177591 A JP8177591 A JP 8177591A JP 2827559 B2 JP2827559 B2 JP 2827559B2
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- Japan
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- rotor
- magnet
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は二輪車等のエンジンにお
いて、点火時期算出用の基準クランク位置信号を出力す
る回転検出器に関し、特に磁石発電機に一体に設ける回
転検出器の構造改良に関する。
いて、点火時期算出用の基準クランク位置信号を出力す
る回転検出器に関し、特に磁石発電機に一体に設ける回
転検出器の構造改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】二輪車等においては慣性モ−メントを小
さくして加速性を向上せしめるために、いわゆる内転型
の磁石発電機が使用されており、これは外周面に磁極が
形成されクランクシャフトに連結されて回転するロ−タ
を、多数の発電コイルを設けたリング状ステ−タ内に配
した構造となっている。
さくして加速性を向上せしめるために、いわゆる内転型
の磁石発電機が使用されており、これは外周面に磁極が
形成されクランクシャフトに連結されて回転するロ−タ
を、多数の発電コイルを設けたリング状ステ−タ内に配
した構造となっている。
【０００３】ところで、エンジン点火時期算出用の基準
クランク位置信号を得る回転検出器を設けることがあ
り、かかる回転検出器としては、クランクシャフトと一
体回転する軸の外周所定位置に凸部を形成し、該凸部の
通過による磁気抵抗の変化をセンサコイルにより検知す
るものが多い。
クランク位置信号を得る回転検出器を設けることがあ
り、かかる回転検出器としては、クランクシャフトと一
体回転する軸の外周所定位置に凸部を形成し、該凸部の
通過による磁気抵抗の変化をセンサコイルにより検知す
るものが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、省スペ−ス
の観点からすると、上記回転検出器を磁石発電機に一体
に設けることが好ましいが、内転型の発電機ではロ−タ
外周面に既述の如く発電用の強力な磁極が形成されてい
るため、ロ−タに凸部を設けてもセンサコイルが磁極か
らの磁界で誤作動するおそれがあり、これが省スペ−ス
化のネックとなっていた。
の観点からすると、上記回転検出器を磁石発電機に一体
に設けることが好ましいが、内転型の発電機ではロ−タ
外周面に既述の如く発電用の強力な磁極が形成されてい
るため、ロ−タに凸部を設けてもセンサコイルが磁極か
らの磁界で誤作動するおそれがあり、これが省スペ−ス
化のネックとなっていた。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、発
電機内にコンパクトに設けられるとともに確実な回転位
置検出がなされる磁石発電機の回転検出器を提供するこ
とを目的とする。
電機内にコンパクトに設けられるとともに確実な回転位
置検出がなされる磁石発電機の回転検出器を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、外周面に等間隔で磁極を形成したロ−タ１と、該ロ
−タ１の外方に配設したリング状ステ−タ２に設けられ
て上記外周面に近接対向する複数の発電コイル３とを有
する磁石発電機に使用される回転検出器において、上記
ロ−タ１には周方向の一部に径方向外方へ突出する凸部
４１を形成するとともに、上記ステ−タ２には、中央に
磁石５を介在せしめて全体をコ字形に成形したコア６を
設けてその両脚部６１，６２先端が上記凸部４１の先端
に近接対向するようになし、かつ上記磁石５周りにセン
シングコイル７を配設するとともに、上記凸部４１は周
方向の両側面４１ａを傾斜面となし、該傾斜面の形成角
度θ1 を、上記コア両脚部６１，６２の間隔角度θ2 に
ほぼ等しく設定したものである。
と、外周面に等間隔で磁極を形成したロ−タ１と、該ロ
−タ１の外方に配設したリング状ステ−タ２に設けられ
て上記外周面に近接対向する複数の発電コイル３とを有
する磁石発電機に使用される回転検出器において、上記
ロ−タ１には周方向の一部に径方向外方へ突出する凸部
４１を形成するとともに、上記ステ−タ２には、中央に
磁石５を介在せしめて全体をコ字形に成形したコア６を
設けてその両脚部６１，６２先端が上記凸部４１の先端
に近接対向するようになし、かつ上記磁石５周りにセン
シングコイル７を配設するとともに、上記凸部４１は周
方向の両側面４１ａを傾斜面となし、該傾斜面の形成角
度θ1 を、上記コア両脚部６１，６２の間隔角度θ2 に
ほぼ等しく設定したものである。
【０００７】
【作用】上記構成の回転検出器は、コアをコ字形として
あるから、凸部通過時にその先端との間で閉磁路が形成
され、ロ−タ磁極の強い磁界が作用しても充分なＳ／Ｎ
比が得られる。また、凸部の両側面の傾斜面の角度θ1
をコア両脚部の間隔θ2 にほぼ等しく設定したから、セ
ンサコイルより得られるパルスは凸部の通過毎に必ず単
一のものとなり、確実な回転位置検出ができる。
あるから、凸部通過時にその先端との間で閉磁路が形成
され、ロ−タ磁極の強い磁界が作用しても充分なＳ／Ｎ
比が得られる。また、凸部の両側面の傾斜面の角度θ1
をコア両脚部の間隔θ2 にほぼ等しく設定したから、セ
ンサコイルより得られるパルスは凸部の通過毎に必ず単
一のものとなり、確実な回転位置検出ができる。
【０００８】
【実施例】図１、図２において、厚肉円筒状のロ−タ１
は中心がエンジンクランクシャフト（図略）に固定さ
れ、外周面には周方向一定間隔で複数の磁極が形成され
ている。ロ−タ１の小径とした端部外周には磁性体板よ
りなる誘導子４が嵌着してあり、誘導子４は周方向の一
部が径方向外方へ山形に突出して凸部４１となってい
る。この凸部４１は先端面４１ｂがロ−タ１と同心の弧
面となっており、周方向の両側面４１ａは互いに対称的
な傾斜面となっている。
は中心がエンジンクランクシャフト（図略）に固定さ
れ、外周面には周方向一定間隔で複数の磁極が形成され
ている。ロ−タ１の小径とした端部外周には磁性体板よ
りなる誘導子４が嵌着してあり、誘導子４は周方向の一
部が径方向外方へ山形に突出して凸部４１となってい
る。この凸部４１は先端面４１ｂがロ−タ１と同心の弧
面となっており、周方向の両側面４１ａは互いに対称的
な傾斜面となっている。
【０００９】ロ−タ１の周囲には一定空間をおいて同心
状にリング状のステ−タ２が設けてあり、ステ−タ２の
内周面は周方向等間隔の複数位置で内方へ突出してロ−
タ１外周面に近接対向し、これら突出部に発電コイル３
が巻回してある。
状にリング状のステ−タ２が設けてあり、ステ−タ２の
内周面は周方向等間隔の複数位置で内方へ突出してロ−
タ１外周面に近接対向し、これら突出部に発電コイル３
が巻回してある。
【００１０】ステ−タ２の周方向の一か所にコア６とセ
ンサコイル７よりなる位置センサが設けてある。その詳
細を図３で説明する。コア６は対称的なＬ字形をなす左
右一対の脚部６１，６２を有し、脚部６１，６２間に磁
石５を介在せしめて全体がコ字形となっている。そし
て、磁石５を配したコア６の基部周りにはコイルボビン
７１に巻回してセンサコイル７が設けてある。コア６は
両脚部６１，６２の取付穴６３によりステ−タ２側面に
固定され、この状態で両脚部６１，６２の先端はロ−タ
凸部４１の先端面に平行な小間隙をなして近接対向して
いる（図１）。
ンサコイル７よりなる位置センサが設けてある。その詳
細を図３で説明する。コア６は対称的なＬ字形をなす左
右一対の脚部６１，６２を有し、脚部６１，６２間に磁
石５を介在せしめて全体がコ字形となっている。そし
て、磁石５を配したコア６の基部周りにはコイルボビン
７１に巻回してセンサコイル７が設けてある。コア６は
両脚部６１，６２の取付穴６３によりステ−タ２側面に
固定され、この状態で両脚部６１，６２の先端はロ−タ
凸部４１の先端面に平行な小間隙をなして近接対向して
いる（図１）。
【００１１】ここで、上記凸部傾斜面４１ａの形成角度
θ1 範囲はコア脚部外側面間の角度θ2 範囲にほぼ等し
くしてある。
θ1 範囲はコア脚部外側面間の角度θ2 範囲にほぼ等し
くしてある。
【００１２】上記構造の回転検出器において、クランク
シャフトと一体にロ−タ４が回転すると、凸部４１が周
期的にコア脚部６１，６２の近傍を通過し、磁石７の磁
気抵抗が大きく変化する。この時の磁束変化によりセン
サコイル７にパルス状の信号電圧が誘起される。これを
以下に詳述する。
シャフトと一体にロ−タ４が回転すると、凸部４１が周
期的にコア脚部６１，６２の近傍を通過し、磁石７の磁
気抵抗が大きく変化する。この時の磁束変化によりセン
サコイル７にパルス状の信号電圧が誘起される。これを
以下に詳述する。
【００１３】回転検出器の磁気回路は漏洩を無視すると
図４（１）に示すようになり、Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2 ≫２Ｒｃ
＋ＲR より図４（２）のように簡略化できる。ここで、
Ｒｃは脚部６１、６２の磁気抵抗、Ｒｇ1 、Ｒｇ2 はそ
れぞれ脚部６１、６２と凸部４１間のエアギャップの磁
気抵抗、ＲR は凸部の磁気抵抗である。また、エアギャ
ップの磁気抵抗は、
図４（１）に示すようになり、Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2 ≫２Ｒｃ
＋ＲR より図４（２）のように簡略化できる。ここで、
Ｒｃは脚部６１、６２の磁気抵抗、Ｒｇ1 、Ｒｇ2 はそ
れぞれ脚部６１、６２と凸部４１間のエアギャップの磁
気抵抗、ＲR は凸部の磁気抵抗である。また、エアギャ
ップの磁気抵抗は、
【数１】 で表され、ここにｌｇ：ギャップ長、Ｓｇ：ギャップの
断面積、ｕ0 ：空気の透磁率である。センサロータが回
転することによりギャップ長ｌｇが変化し、これにより
図４（２）のエアギャップの磁気抵抗Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2 が
変化する。
断面積、ｕ0 ：空気の透磁率である。センサロータが回
転することによりギャップ長ｌｇが変化し、これにより
図４（２）のエアギャップの磁気抵抗Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2 が
変化する。
【００１４】次に、このＲｇ1 ＋Ｒｇ2 から磁石５の動
作点を求める方法を下記に示す。パーミアンスは、
作点を求める方法を下記に示す。パーミアンスは、
【数２】 これから、磁石の単位体積当たりのパーミアンス即ちパ
ーミアンス係数は、
ーミアンス係数は、
【数３】 ここに、ｔｒ：磁石軸長、ａｍ：磁石断面積である。コ
ア６と凸部４１の相対位置によりエアギャップ長ｌｇが
変化し、磁石抵抗Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2、パーミアンス係数Ｐ
が変化する。エアギャップ最小の時のパーミアンス係数
をＰ1 、最大の時のパーミアンス係数をＰ2 とすると、
図５に示すＢ−Ｈ特性上で動作点は図示のように変化
し、磁束密度はＢ1 とＢ2 の間で、磁石から出る磁束は
Ｂ1 ａｍとＢ2 ａｍの間で変化する。
ア６と凸部４１の相対位置によりエアギャップ長ｌｇが
変化し、磁石抵抗Ｒｇ1 ＋Ｒｇ2、パーミアンス係数Ｐ
が変化する。エアギャップ最小の時のパーミアンス係数
をＰ1 、最大の時のパーミアンス係数をＰ2 とすると、
図５に示すＢ−Ｈ特性上で動作点は図示のように変化
し、磁束密度はＢ1 とＢ2 の間で、磁石から出る磁束は
Ｂ1 ａｍとＢ2 ａｍの間で変化する。
【００１５】センサコイル７に１パルス／１回転の信号
を発生させる為には、ロータ凸部４１の通過による磁束
変化をＢ1 ａｍからＢ2 ａｍの間で連続的に行わせる必
要があり、そのためには、パーミアンス係数、磁気抵
抗、つまりエアギャップ長を連続的に変化させる必要が
あり、θ1 ≒θ2 とすることにより、これを実現でき
る。即ち、θ1 ≒θ2 とすることにより、実効エアギャ
ップ長を連続的に変化させることができ、図６（１）に
示す如く、磁束は立ち上がりおよび立ち下がりが連続的
に変化するパルス状となる。しかして、この時の信号電
圧は図６（２）に示す如く正負にそれぞれ１パルス現わ
れ、正パルスのみ検出すれば単一の信号パルスが得られ
る。本発明の構造によれば、凸部４１がコア６に近接し
た時にコア両脚部６１，６２とロ−タ凸部４１により閉
磁路が形成されるから、ロ−タ１外周面の強力な磁極の
影響を受けることなく充分な磁束変化が得られ、信号Ｓ
／Ｎ比は大きい。
を発生させる為には、ロータ凸部４１の通過による磁束
変化をＢ1 ａｍからＢ2 ａｍの間で連続的に行わせる必
要があり、そのためには、パーミアンス係数、磁気抵
抗、つまりエアギャップ長を連続的に変化させる必要が
あり、θ1 ≒θ2 とすることにより、これを実現でき
る。即ち、θ1 ≒θ2 とすることにより、実効エアギャ
ップ長を連続的に変化させることができ、図６（１）に
示す如く、磁束は立ち上がりおよび立ち下がりが連続的
に変化するパルス状となる。しかして、この時の信号電
圧は図６（２）に示す如く正負にそれぞれ１パルス現わ
れ、正パルスのみ検出すれば単一の信号パルスが得られ
る。本発明の構造によれば、凸部４１がコア６に近接し
た時にコア両脚部６１，６２とロ−タ凸部４１により閉
磁路が形成されるから、ロ−タ１外周面の強力な磁極の
影響を受けることなく充分な磁束変化が得られ、信号Ｓ
／Ｎ比は大きい。
【００１６】なお、角度θ1 ＞θ2 （図７）の場合に
は、磁束はゆっくりとした変化の後に急激に変化し、な
いしはその逆になり（図８（１））、信号電圧には図８
（２）に示す如く正負にそれぞれピ−クが二つ現れ、ロ
−タ高速回転時には低い側のピ−クが次第に高くなって
単一の信号パルスが得られない。
は、磁束はゆっくりとした変化の後に急激に変化し、な
いしはその逆になり（図８（１））、信号電圧には図８
（２）に示す如く正負にそれぞれピ−クが二つ現れ、ロ
−タ高速回転時には低い側のピ−クが次第に高くなって
単一の信号パルスが得られない。
【００１７】角度θ1 ＜θ2 （図９）の場合には、磁束
は段付き状に変化し（図１０（１））、信号電圧には正
負にそれぞれパルスが二つ現れて（図１０（２）），や
はり単一の信号パルスは得られない。
は段付き状に変化し（図１０（１））、信号電圧には正
負にそれぞれパルスが二つ現れて（図１０（２）），や
はり単一の信号パルスは得られない。
【００１８】
【発明の効果】以上の如く本発明の磁石発電機の回転検
出器は、発電機内にコンパクトに設けられるとともに誤
作動することなく確実な回転位置検出をなすことができ
る。
出器は、発電機内にコンパクトに設けられるとともに誤
作動することなく確実な回転位置検出をなすことができ
る。
【図１】回転検出器を設けた磁石発電機の正面図であ
る。
る。
【図２】回転検出器を設けた磁石発電機の断面図であ
る。
る。
【図３】回転検出器の断面図である。
【図４】回転検出器の等価回路図である。
【図５】回転検出器のＨ−Ｂ特性図である。
【図６】回転検出器の作動波形図である。
【図７】比較例における回転検出器を設けた磁石発電機
の正面図である。
の正面図である。
【図８】比較例における回転検出器の作動波形図であ
る。
る。
【図９】比較例における回転検出器を設けた磁石発電機
の正面図である。
の正面図である。
【図１０】比較例における回転検出器の作動波形図であ
る。
る。
１ ロ−タ ２ ステ−タ ３ 発電コイル ４ 誘導子 ４１ 凸部 ４１ａ 側面 ５ 磁石 ６ コア ６１，６２ 脚部 ７ センシングコイル
Claims (1)
- 【請求項１】 外周面に等間隔で磁極を形成したロ−タ
と、該ロ−タの外方に配設したリング状ステ−タに設け
られて上記外周面に近接対向する複数の発電コイルとを
有する磁石発電機において、上記ロ−タには周方向の一
部に径方向外方へ突出する凸部を形成するとともに、上
記ステ−タには、中央に磁石を介在せしめて全体をコ字
形に成形したコアを設けてその両脚部先端が上記凸部の
先端に近接対向するようになし、かつ上記磁石周りにセ
ンシングコイルを配設するとともに、上記凸部は周方向
の両側面を傾斜面となし、該傾斜面の形成角度を、上記
コア両脚部の間隔角度にほぼ等しく設定したことを特徴
とする磁石発電機の回転検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081775A JP2827559B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 磁石発電機の回転検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081775A JP2827559B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 磁石発電機の回転検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289751A JPH04289751A (ja) | 1992-10-14 |
| JP2827559B2 true JP2827559B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=13755857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081775A Expired - Fee Related JP2827559B2 (ja) | 1991-03-19 | 1991-03-19 | 磁石発電機の回転検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2827559B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5864211B2 (ja) * | 2011-10-25 | 2016-02-17 | Thk株式会社 | 直線運動案内機構付アクチュエータ |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP3081775A patent/JP2827559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04289751A (ja) | 1992-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |