JP6493821B2

JP6493821B2 - Turbocharger

Info

Publication number: JP6493821B2
Application number: JP2018099236A
Authority: JP
Inventors: 池田　幸雄; 幸雄池田; 野澤　康人; 康人野澤; 川上　誠; 川上　　誠
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2036-01-28
Also published as: JP2018155769A

Description

本発明は、ターボチャージャに関する。 The present invention relates to a turbocharger.

従来、車両に搭載されたターボチャージャの回転速度を検出するターボ用回転センサとして、渦電流センサを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a turbo rotation sensor that detects the rotation speed of a turbocharger mounted on a vehicle is known that uses an eddy current sensor (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載のターボ用回転センサでは、渦電流センサからなるセンサ部をアルミニウム等からなるコンプレッサ羽根に近接して配置し、コンプレッサ羽根の回転に基づく渦電流センサの電圧の変化によってターボチャージャの回転速度を検出している。 In the turbo rotation sensor described in Patent Document 1, a sensor unit composed of an eddy current sensor is disposed in the vicinity of a compressor blade made of aluminum or the like, and the turbocharger is controlled by a change in voltage of the eddy current sensor based on rotation of the compressor blade. The rotation speed is detected.

ところで、ターボチャージャのコンプレッサ内での気流の乱れを抑制するためには、ターボチャージャのハウジングに、センサ部を設けるための貫通孔を設けることは望ましくないといえる。ハウジングに貫通孔を設けた場合、センサ部の周囲にシール機構を設ける必要が生じ、コストが高くなってしまうという問題も生じる。また、ハウジングに貫通孔を設けセンサ部を吸気通路に突出させた場合、振動等の影響によりセンサ部の寿命が短くなってしまうという問題もある。 By the way, it can be said that it is not desirable to provide a through-hole for providing a sensor portion in the housing of the turbocharger in order to suppress the turbulence of the air flow in the compressor of the turbocharger. When the through hole is provided in the housing, it is necessary to provide a seal mechanism around the sensor unit, which causes a problem that the cost is increased. In addition, when a through hole is provided in the housing and the sensor part is projected into the intake passage, there is a problem that the life of the sensor part is shortened due to the influence of vibration or the like.

特許文献１のように渦電流センサを用いた場合、ハウジングはアルミニウム等の導電体から構成されるために、ハウジングに貫通孔を形成せずにハウジングを介してセンサ部とコンプレッサ羽根とを対向させると、ハウジングで発生する渦電流の影響の影響を受け、精度よくターボチャージャの回転速度を検出できない場合がある。 When an eddy current sensor is used as in Patent Document 1, since the housing is made of a conductor such as aluminum, the sensor unit and the compressor blade are opposed to each other through the housing without forming a through hole in the housing. In some cases, the rotational speed of the turbocharger cannot be accurately detected due to the influence of the eddy current generated in the housing.

また、渦電流センサでは、磁束の変化が小さいために共振回路、検波回路等の信号処理回路が必要となり、コストが高くなってしまうという問題もある。また、共振回路においては磁界の周波数（測定周波数）よりも高い周波数で励磁する必要があるため、外部へノイズが放射され易く、これを抑制するためにセンサ部全体をシールドで覆う必要が生じ、構造が複雑になりコストが高くなってしまう。 In addition, since the change in magnetic flux is small in the eddy current sensor, a signal processing circuit such as a resonance circuit or a detection circuit is required, which increases the cost. Moreover, since it is necessary to excite at a frequency higher than the frequency of the magnetic field (measurement frequency) in the resonance circuit, noise is likely to be radiated to the outside, and in order to suppress this, it is necessary to cover the entire sensor unit with a shield, The structure becomes complicated and the cost increases.

このような問題を解決したターボ用回転センサとして、特許文献２がある。 As a turbo rotation sensor that solves such a problem, there is Patent Document 2.

特許文献２に記載のターボ用回転センサでは、コンプレッサホイールを回転軸に固定するナットとして、磁化された固定磁化ナットを用いており、ハウジングの外側の固定磁化ナットと対応する位置に検知コイルを配置して構成されており、検知コイルに励起される電流の周波数を計数することでターボチャージャの回転速度（回転数）を検知している。 In the turbo rotation sensor described in Patent Document 2, a magnetized fixed magnetization nut is used as a nut for fixing the compressor wheel to the rotation shaft, and a detection coil is arranged at a position corresponding to the fixed magnetization nut outside the housing. The rotational speed (the number of rotations) of the turbocharger is detected by counting the frequency of the current excited in the detection coil.

特許第５６４５２０７号公報Japanese Patent No. 5645207 特開平１０−２０６４４７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-206447

ところで、近年、ターボチャージャの回転数は、例えば最大で毎分３５万回転と大きくなっている。そのため、特許文献２のようにハウジングの外側に検知コイルを配置した場合、ハウジングで発生する渦電流の影響により検知コイルに到達する磁界強度が大きく減衰されてしまい、ターボチャージャの回転速度を精度良く検出できない場合がある、という問題があった。 By the way, in recent years, the number of revolutions of the turbocharger has increased to, for example, 350,000 revolutions per minute at the maximum. Therefore, when the detection coil is arranged outside the housing as in Patent Document 2, the magnetic field intensity reaching the detection coil is greatly attenuated due to the influence of the eddy current generated in the housing, and the rotation speed of the turbocharger is accurately adjusted. There was a problem that it could not be detected.

そこで、本発明は、ターボチャージャの回転速度を精度よく検出可能なターボチャージャを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a turbocharger that can accurately detect the rotational speed of the turbocharger.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、コンプレッサホイールと共に回転するように設けられ、前記コンプレッサホイールの回転軸を中心とする周方向に２極の異なる磁極が形成され、磁化方向が径方向となっている磁石と、前記磁石による磁束密度の変化を測定可能な磁気検出部を先端部に有するセンサ部と、を有するターボ用回転センサを備えたターボチャージャにおいて、前記コンプレッサホイールを収容するコンプレッサ側ハウジングの外面に、前記コンプレッサ側ハウジングを貫通しないようにセンサ穴を形成し、前記センサ部の先端部に配置された前記磁気検出部は、当該センサ穴の底面を構成する前記コンプレッサ側ハウジングに近接して配置されるように収容され、前記センサ部にて検出する前記磁石による磁束密度は、前記コンプレッサ側ハウジングを透過した後の前記コンプレッサ側ハウジングの材質及び前記センサ穴の底面を構成する前記コンプレッサ側ハウジングの厚さを考慮した磁束密度であること、を特徴とするターボチャージャを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is provided so as to rotate together with a compressor wheel, two different magnetic poles are formed in the circumferential direction around the rotation axis of the compressor wheel, and the magnetization direction is a diameter. In a turbocharger having a turbo rotation sensor having a directional magnet and a sensor unit having a magnetic detection unit capable of measuring a change in magnetic flux density due to the magnet at the tip, the compressor wheel is accommodated A sensor hole is formed in an outer surface of the compressor side housing so as not to penetrate the compressor side housing, and the magnetic detection unit arranged at the tip of the sensor unit forms a bottom surface of the sensor hole. Magnetic flux generated by the magnet that is accommodated so as to be disposed close to the sensor and detected by the sensor unit The turbocharger is characterized in that it is a magnetic flux density considering the material of the compressor side housing after passing through the compressor side housing and the thickness of the compressor side housing constituting the bottom surface of the sensor hole. provide.

また、前記コンプレッサ側ハウジングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなること、としてもよい。
また、前記センサ穴の底面を構成する前記コンプレッサ側ハウジングの厚さは、０．５ｍｍ以下であること、としてもよい。
また、前記コンプレッサホイールは、非磁性体からなること、としてもよい。
また、前記磁気検出部は、径方向または周方向の磁束密度を検出し、ホール素子（ホールＩＣ）、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto-Resistive）センサ、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）センサ、ＴＭＲ（Tunneling Magneto-resistive）センサのいずれかであること、としてもよい。 The compressor-side housing may be made of aluminum or an aluminum alloy.
Moreover, the thickness of the said compressor side housing which comprises the bottom face of the said sensor hole is good also as being 0.5 mm or less.
The compressor wheel may be made of a nonmagnetic material.
The magnetic detection unit detects a magnetic flux density in a radial direction or a circumferential direction, and detects a Hall element (Hall IC), an AMR (Anisotropic Magneto-Resistive) sensor, a GMR (Giant Magneto-Resistive) sensor, or a TMR (Tunneling Magneto-). resistive) sensor.

本発明によれば、ターボチャージャの回転速度を精度よく検出可能なターボチャージャを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the turbocharger which can detect the rotational speed of a turbocharger accurately can be provided.

本発明の一実施の形態に係るターボ用回転センサを搭載したターボチャージャの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the turbocharger carrying the turbo rotation sensor which concerns on one embodiment of this invention. コンプレッサホイールの斜視図であるIt is a perspective view of a compressor wheel. 磁石の平面図である。It is a top view of a magnet. 磁石の配置および磁束密度の測定位置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the arrangement | positioning of a magnet, and the measurement position of magnetic flux density. 磁石から１７．０ｍｍ離れた位置における磁石の回転角度に対する径方向の磁束密度Ｂｒおよび周方向の磁束密度Ｂθの関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the magnetic flux density Br of radial direction and the magnetic flux density Btheta of the circumferential direction with respect to the rotation angle of the magnet in the position 17.0 mm away from the magnet. 磁石からコンプレッサ側ハウジングの内壁までの距離を１７．０ｍｍとした場合において、磁石からの距離に対する磁界強度の変化の一例を示すグラフ図である。It is a graph which shows an example of the change of the magnetic field intensity with respect to the distance from a magnet, when the distance from a magnet to the inner wall of a compressor side housing is 17.0 mm. 磁石の一変形例を示す平面図である。It is a top view which shows one modification of a magnet.

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。 [Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

（ターボチャージャの説明）
図１は、本実施の形態に係るターボ用回転センサを搭載したターボチャージャの概略構成図である。 (Description of turbocharger)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a turbocharger equipped with a turbo rotation sensor according to the present embodiment.

図１に示すように、ターボチャージャ１０は、車両の内燃機関（不図示）の吸気通路１３に設けられるコンプレッサ１１と、内燃機関の排気通路１４に設けられるタービン１２と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the turbocharger 10 includes a compressor 11 provided in an intake passage 13 of an internal combustion engine (not shown) of a vehicle, and a turbine 12 provided in an exhaust passage 14 of the internal combustion engine.

コンプレッサ１１は、コンプレッサ側ハウジング１５内に、複数のコンプレッサ羽根１６を有するコンプレッサホイール１７を収容して構成されている。また、タービン１２は、タービン側ハウジング１８内に、複数のタービン羽根１９を有するタービンホイール２０を収容して構成されている。タービン１２は、内燃機関からの排気をタービン羽根１９で受け、タービンホイール２０を回転駆動させるように構成されている。 The compressor 11 is configured by housing a compressor wheel 17 having a plurality of compressor blades 16 in a compressor-side housing 15. The turbine 12 is configured by accommodating a turbine wheel 20 having a plurality of turbine blades 19 in a turbine-side housing 18. The turbine 12 is configured to receive exhaust from the internal combustion engine with the turbine blades 19 and to drive the turbine wheel 20 to rotate.

コンプレッサホイール１７とタービンホイール２０とは、ターボシャフト２１により連結されており、コンプレッサホイール１７が、タービンホイール２０の回転により回転駆動されるように構成されている。これにより、ターボチャージャ１０では、内燃機関からの排気により回転駆動させたタービンホイール２０の回転に伴ってコンプレッサホイール１７が回転駆動され、これにより吸気を圧縮して内燃機関へと送り込むように構成されている。 The compressor wheel 17 and the turbine wheel 20 are connected by a turbo shaft 21, and the compressor wheel 17 is configured to be rotationally driven by the rotation of the turbine wheel 20. As a result, the turbocharger 10 is configured so that the compressor wheel 17 is rotationally driven in accordance with the rotation of the turbine wheel 20 that is rotationally driven by exhaust from the internal combustion engine, thereby compressing the intake air and feeding it to the internal combustion engine. ing.

ターボシャフト２１は、コンプレッサ側ハウジング１５とタービン側ハウジング１８とを連結する軸受ハウジング２２に回転可能に支持されている。軸受ハウジング２２には、ターボシャフト２１の潤滑用および冷却用の潤滑油が供給される油路２３が形成されており、油路２３に供給される潤滑油による冷却効果により、タービン１２側の熱がコンプレッサ１１側に伝わることを抑制している。 The turbo shaft 21 is rotatably supported by a bearing housing 22 that connects the compressor side housing 15 and the turbine side housing 18. An oil passage 23 to which lubricating oil for lubricating and cooling the turboshaft 21 is supplied is formed in the bearing housing 22, and the heat on the turbine 12 side is caused by a cooling effect by the lubricating oil supplied to the oil passage 23. Is transmitted to the compressor 11 side.

本実施の形態では、コンプレッサ側ハウジング１５、および、コンプレッサ羽根１６を含むコンプレッサホイール１７が、アルミニウム（またはアルミニウム合金）により構成されている。なお、コンプレッサホイール１７は、樹脂等の非磁性体から構成されていてもよい。 In the present embodiment, the compressor side housing 15 and the compressor wheel 17 including the compressor blades 16 are made of aluminum (or aluminum alloy). The compressor wheel 17 may be made of a nonmagnetic material such as resin.

図２（ａ）に示すように、コンプレッサホイール１７は、先端側（吸気の流入側、図示上側）から基端側（タービン側、図示下側）にかけて徐々に径が大きくなるように湾曲した側面を有する基体１７ａの側面に、軸方向に対して傾斜するように複数のコンプレッサ羽根１６を一体に形成して構成されている。基体１７ａの中心部には、ターボシャフト２１が挿入され連結される貫通孔１７ｂが形成されている。基体１７ａは、コンプレッサ羽根１６よりも基端側（タービン側）に延出された略円板状の基端部１７ｃを有している。 As shown in FIG. 2A, the compressor wheel 17 is a side surface that is curved so that its diameter gradually increases from the front end side (the intake inflow side, the upper side in the drawing) to the base end side (the turbine side, the lower side in the drawing). A plurality of compressor blades 16 are integrally formed on the side surface of the base body 17a having a slant with respect to the axial direction. A through hole 17b into which the turbo shaft 21 is inserted and connected is formed at the center of the base body 17a. The base body 17a has a substantially disc-shaped base end portion 17c extending from the compressor blade 16 to the base end side (turbine side).

（ターボ用回転センサの説明）
ターボチャージャ１０には、ターボチャージャ１０の回転速度、すなわちコンプレッサホイール１７の回転速度を検出するターボ用回転センサ１が搭載されている。 (Explanation of turbo rotation sensor)
The turbocharger 10 is equipped with a turbo rotation sensor 1 that detects the rotation speed of the turbocharger 10, that is, the rotation speed of the compressor wheel 17.

ターボ用回転センサ１は、コンプレッサホイール１７の吸気側の端部（タービン１２と反対側の端部）にコンプレッサホイール１７と共に回転するように設けられた磁石２と、磁石２による磁束密度（磁界の強度）の変化を測定可能な磁気検出部３ａを有するセンサ部３と、磁気検出部３ａの出力を基にコンプレッサホイール１７の回転速度を演算する演算部４と、を備えている。 The turbo rotation sensor 1 includes a magnet 2 provided so as to rotate together with the compressor wheel 17 at an intake side end (an end opposite to the turbine 12) of the compressor wheel 17, and a magnetic flux density (magnetic field generated by the magnet 2). Sensor unit 3 having a magnetic detection unit 3a capable of measuring a change in intensity) and a calculation unit 4 for calculating the rotational speed of the compressor wheel 17 based on the output of the magnetic detection unit 3a.

図１および図３に示すように、磁石２は、リング状（円筒状）に形成されており、コンプレッサホイール１７の回転軸（ターボシャフト２１）を中心とした周方向に２極の異なる磁極（Ｎ極２ａおよびＳ極２ｂ）が着磁されている。磁石２の中心部には、ターボシャフト２１を挿通するための挿通孔２ｃが軸方向に沿って形成されている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the magnet 2 is formed in a ring shape (cylindrical shape) and has two different magnetic poles in the circumferential direction around the rotation shaft (turbo shaft 21) of the compressor wheel 17 ( The N pole 2a and the S pole 2b) are magnetized. An insertion hole 2c for inserting the turbo shaft 21 is formed in the central portion of the magnet 2 along the axial direction.

磁石２は、挿通孔２ｃにターボシャフト２１を挿通した状態で、ターボシャフト２１にナット５を螺合することで、ナット５とコンプレッサホイール１７の基体１７ａの先端部とに挟み込まれた状態でターボシャフト２１に固定されている。なお、ナット５を省略し、磁石２の内周面にねじ溝を形成し、磁石２をターボシャフト２１に螺合し固定する構造としてもよい。 The magnet 2 is turbocharged while being sandwiched between the nut 5 and the tip of the base body 17a of the compressor wheel 17 by screwing the nut 5 into the turboshaft 21 with the turboshaft 21 inserted through the insertion hole 2c. It is fixed to the shaft 21. The nut 5 may be omitted, a thread groove may be formed on the inner peripheral surface of the magnet 2, and the magnet 2 may be screwed to the turbo shaft 21 and fixed.

センサ部３は、コンプレッサ側ハウジング１５に当該コンプレッサ側ハウジング１５を貫通しないように形成されたセンサ穴１５ａに収容され、その先端部が磁石２に臨むように設けられている。 The sensor unit 3 is housed in a sensor hole 15 a formed in the compressor side housing 15 so as not to penetrate the compressor side housing 15, and is provided so that the tip thereof faces the magnet 2.

センサ部３の磁石２に臨む先端部には、磁石２による磁界の強度の変化を測定可能な磁気検出部３ａが配置されている。磁気検出部３ａとしては、ホール素子（ホールＩＣ）、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto-Resistive）センサ、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）センサ、ＴＭＲ（Tunneling Magneto-resistive）センサなどの磁気検出素子（磁気センサ）を用いることができる。磁気検出部３ａは、径方向または周方向の磁界の強度（磁束密度）を検出するように構成される。 A magnetic detection unit 3 a capable of measuring a change in the strength of the magnetic field by the magnet 2 is disposed at the tip of the sensor unit 3 facing the magnet 2. The magnetic detection unit 3a includes magnetic detection elements (magnetic sensors) such as a Hall element (Hall IC), an AMR (Anisotropic Magneto-Resistive) sensor, a GMR (Giant Magneto-Resistive) sensor, and a TMR (Tunneling Magneto-resistive) sensor. Can be used. The magnetic detection unit 3a is configured to detect the intensity (magnetic flux density) of the magnetic field in the radial direction or the circumferential direction.

センサ部３は、その先端部が、コンプレッサホイール１７の回転軸（ターボシャフト２１）を中心とする径方向において磁石２と対向するように設けられている。つまり、磁石２と磁気検出部３ａとは、ターボシャフト２１の軸方向における同じ位置に対向して設けられている。 The sensor part 3 is provided so that the front-end | tip part may oppose the magnet 2 in the radial direction centering on the rotating shaft (turbo shaft 21) of the compressor wheel 17. FIG. That is, the magnet 2 and the magnetic detection unit 3 a are provided to face the same position in the axial direction of the turbo shaft 21.

センサ部３の先端部は、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５に近接して配置されている。磁気検出部３ａとセンサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５とは、コンプレッサ側ハウジング１５から磁気検出部３ａに至るまでの磁界の強度の減衰が無視できる程度に近接して配置されている。 The tip of the sensor unit 3 is disposed in the vicinity of the compressor-side housing 15 that forms the bottom surface of the sensor hole 15a. The magnetic detection unit 3a and the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of the sensor hole 15a are arranged close enough that the attenuation of the magnetic field strength from the compressor-side housing 15 to the magnetic detection unit 3a can be ignored. .

本実施の形態では、磁石２と径方向に対向するようにセンサ部３を設けているため、磁石２として、磁化方向（着磁方向）が径方向となっているものを用いている（図３参照）。これにより、磁石２から径方向により離れた位置まで磁束を到達させることが可能になり、ターボ用回転センサ１の感度を向上させることが可能である。 In the present embodiment, since the sensor unit 3 is provided so as to face the magnet 2 in the radial direction, the magnet 2 having a magnetization direction (magnetization direction) in the radial direction is used (FIG. 3). As a result, the magnetic flux can be made to reach a position farther away from the magnet 2 in the radial direction, and the sensitivity of the turbo rotation sensor 1 can be improved.

演算部４は、磁気検出部３ａで測定した磁束密度（磁界の強度）が閾値Ｂｔｈ以上となる回数をカウントし、当該回数を基にコンプレッサホイール１７の回転速度を演算するものである。演算部４は、例えば、磁気検出部３ａから出力された電圧と予め設定された閾値電圧とを比較する比較器（コンパレータ）を備え、比較器から出力される信号（パルス列）を基に、コンプレッサホイール１７の回転速度を演算するように構成されている。演算部４は、例えば、車両の電子制御ユニット（ＥＣＵ、図示せず）に搭載されている。なお、演算部４は、センサ部３に内蔵されていてもよい。 The calculator 4 counts the number of times the magnetic flux density (magnetic field strength) measured by the magnetism detector 3a is equal to or greater than the threshold value Bth, and calculates the rotational speed of the compressor wheel 17 based on the number of times. The calculation unit 4 includes, for example, a comparator (comparator) that compares a voltage output from the magnetic detection unit 3a with a preset threshold voltage, and a compressor based on a signal (pulse train) output from the comparator. The rotational speed of the wheel 17 is calculated. The computing unit 4 is mounted on, for example, an electronic control unit (ECU, not shown) of the vehicle. The calculation unit 4 may be built in the sensor unit 3.

本実施の形態では、コンプレッサホイール１７の吸気側の端部に磁石２を設けているため、磁石２の外径を大きくすると、吸気抵抗が増大するなどしてターボチャージャの性能が劣化してしまうおそれがある。そのため、外径がコンプレッサホイール１７における基体１７ａの先端部の外径と同等の小型の磁石２を用いる必要がある。また、コンプレッサホイール１７の吸気側の端部においては、ターボシャフト２１からコンプレッサ側ハウジング１５までの距離が比較的大きくなるため、小型であっても強力な磁石２を用いる必要が生じる。 In the present embodiment, since the magnet 2 is provided at the end of the compressor wheel 17 on the intake side, if the outer diameter of the magnet 2 is increased, the performance of the turbocharger deteriorates due to an increase in intake resistance. There is a fear. Therefore, it is necessary to use a small magnet 2 whose outer diameter is equivalent to the outer diameter of the tip of the base body 17a in the compressor wheel 17. Further, at the end of the compressor wheel 17 on the intake side, the distance from the turboshaft 21 to the compressor-side housing 15 is relatively large. Therefore, it is necessary to use a strong magnet 2 even if it is small.

さらに、本実施の形態では、コンプレッサ側ハウジング１５を貫通しないように形成されたセンサ穴１５ａにセンサ部３を収容しており、センサ部３にてアルミニウムからなるコンプレッサ側ハウジング１５を介して磁束密度を検出することになるため、コンプレッサ側ハウジング１５での磁束密度の減衰を考慮して、磁石２の強度や、磁石２とセンサ部３との間に介在するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さ（センサ穴１５ａの底の厚さ）を設定する必要がある。 Further, in the present embodiment, the sensor unit 3 is accommodated in the sensor hole 15a formed so as not to penetrate the compressor side housing 15, and the magnetic flux density is passed through the compressor side housing 15 made of aluminum by the sensor unit 3. Therefore, considering the attenuation of the magnetic flux density in the compressor-side housing 15, the strength of the magnet 2 and the thickness of the compressor-side housing 15 interposed between the magnet 2 and the sensor unit 3 (sensor It is necessary to set the thickness of the bottom of the hole 15a.

ここで、要求される磁石２の強度等について検討する。 Here, the required strength of the magnet 2 will be considered.

ここでは、磁石２として、内径ｄ１が４．０ｍｍ、外径ｄ２が１０．０ｍｍ、厚さｈ（図４参照）が４．０ｍｍのものを用いた場合について検討する。図４に示すように、ターボシャフト２１としては直径４．０ｍｍのものを用い、ターボシャフト２１の端部から８．０ｍｍの位置に磁石２を設けるように構成した。また、ナット５としては、厚さ３．０ｍｍの六角形状（六角柱状）のものを用い、対向する辺の間隔が７．０ｍｍ、対向する角部（頂点）の間隔が８．１ｍｍのものを用いた。また、本実施の形態では、ターボシャフト２１とナット５として、ｓｓ４１（一般構造用圧延鋼材）からなるものを用いた。なお、図４では、コンプレッサホイール１７を省略して示している。 Here, the case where the magnet 2 having an inner diameter d1 of 4.0 mm, an outer diameter d2 of 10.0 mm, and a thickness h (see FIG. 4) of 4.0 mm is considered. As shown in FIG. 4, a turboshaft 21 having a diameter of 4.0 mm was used, and the magnet 2 was provided at a position 8.0 mm from the end of the turboshaft 21. Moreover, as the nut 5, a hexagonal (hexagonal columnar) shape having a thickness of 3.0 mm is used, and an interval between opposing sides is 7.0 mm and an interval between opposing corners (vertices) is 8.1 mm. Using. In the present embodiment, the turbo shaft 21 and the nut 5 are made of ss41 (general structural rolled steel). In FIG. 4, the compressor wheel 17 is omitted.

まず、磁石２を回転させた際において、磁石２の厚さ方向（軸方向）の中心位置から径方向にｘ［ｍｍ］離れた位置Ａでの磁束密度Ｂｒ，Ｂθを求めた。一例として、ｘ＝１７．０［ｍｍ］としたときの位置Ａでの磁束密度Ｂｒ，Ｂθを図５に示す。なお、Ｂｒは径方向の磁束密度、Ｂθは周方向の磁束密度を表している。図５に示すように、磁束密度Ｂｒ，Ｂθは、磁石２の回転角度を横軸とした際に正弦波を描く。 First, when the magnet 2 was rotated, the magnetic flux densities Br and Bθ at a position A that was x [mm] away from the center position in the thickness direction (axial direction) of the magnet 2 in the radial direction were obtained. As an example, FIG. 5 shows magnetic flux densities Br and Bθ at the position A when x = 17.0 [mm]. Note that Br represents the magnetic flux density in the radial direction, and Bθ represents the magnetic flux density in the circumferential direction. As shown in FIG. 5, the magnetic flux densities Br and Bθ draw a sine wave when the rotation angle of the magnet 2 is taken as the horizontal axis.

本実施の形態では、磁石２の強度を、磁石２の厚さ方向の中心位置から径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍにより規定する。なお、この磁束密度の最大値Ｂｍは、磁気検出部３ａが検出する方向における磁束密度であり、径方向の磁束密度であっても周方向の磁束密度であってもよい。 In the present embodiment, the strength of the magnet 2 is defined by the maximum value Bm of the magnetic flux density at a position 5 mm away from the center position in the thickness direction of the magnet 2 in the radial direction. The maximum value Bm of the magnetic flux density is a magnetic flux density in the direction detected by the magnetic detection unit 3a, and may be a radial magnetic flux density or a circumferential magnetic flux density.

磁石２の厚さ方向の中心位置から径方向にｘ［ｍｍ］離れた位置Ａにおける磁束密度の最大値Ｂは、上述の磁束密度の最大値Ｂｍを用いて、［数３］に示す式（２）で近似することができる。なお、この磁束密度の最大値Ｂは、磁束が空気中を通る場合の減衰のみを考慮したものである。

The maximum value B of the magnetic flux density at a position A that is x [mm] away in the radial direction from the center position in the thickness direction of the magnet 2 is expressed by the equation (3) using the above-described maximum value Bm of the magnetic flux density ( 2). The maximum value B of the magnetic flux density takes into account only the attenuation when the magnetic flux passes through the air.

本実施の形態では、磁石２からの磁束は、磁石２からコンプレッサ側ハウジング１５までは空気中を通り、その後、アルミニウムからなるコンプレッサ側ハウジング１５を通ってセンサ部３の磁気検出部３ａに到達することになる。 In the present embodiment, the magnetic flux from the magnet 2 passes through the air from the magnet 2 to the compressor side housing 15, and then reaches the magnetic detection unit 3a of the sensor unit 3 through the compressor side housing 15 made of aluminum. It will be.

例えば、コンプレッサホイール１７の最大回転速度が３５０ｋｒｐｍ（毎分３５万回転）であるとすると、磁界の周波数は５８３３．３Ｈｚとなり、この周波数におけるアルミニウムの表皮深さｄは１．０８ｍｍとなる。よって、厚さ１ｍｍのアルミニウム（コンプレッサ側ハウジング１５）を透過する磁界強度は、１／ｅ＝３６％程度となる。また、厚さ０．５ｍｍのアルミニウム（コンプレッサ側ハウジング１５）を透過する磁界強度は、約６０％となる。 For example, if the maximum rotation speed of the compressor wheel 17 is 350 krpm (350,000 revolutions per minute), the frequency of the magnetic field is 583.3 Hz, and the skin depth d of aluminum at this frequency is 1.08 mm. Therefore, the magnetic field intensity which permeate | transmits 1 mm-thick aluminum (compressor side housing 15) will be about 1 / e = 36%. Moreover, the magnetic field intensity which permeate | transmits aluminum (compressor side housing 15) of thickness 0.5mm will be about 60%.

磁石２からコンプレッサ側ハウジング１５の内壁までの距離を１７ｍｍとした場合において、磁石２からの距離ｘに対する磁界強度（磁束密度）の変化の一例を図６に示す。図６に示すように、磁界強度（磁束密度）はコンプレッサ側ハウジング１５を透過する際に大きく減衰する。この場合、例えば閾値Ｂｔｈが１ｍＴであるとすると、距離ｘが１７．５ｍｍ以下となる位置に磁気検出部３ａを配置する必要があり、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さを０．５ｍｍ以下にする必要があるといえる。 FIG. 6 shows an example of a change in magnetic field strength (magnetic flux density) with respect to the distance x from the magnet 2 when the distance from the magnet 2 to the inner wall of the compressor-side housing 15 is 17 mm. As shown in FIG. 6, the magnetic field strength (magnetic flux density) is greatly attenuated when passing through the compressor-side housing 15. In this case, for example, if the threshold value Bth is 1 mT, the magnetic detection unit 3a needs to be disposed at a position where the distance x is 17.5 mm or less, and the thickness of the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of the sensor hole 15a. Can be said to be 0.5 mm or less.

磁石２からコンプレッサ側ハウジング１５の内壁までの距離をｘ₀とすると、距離ｘがｘ₀よりも大きい場合における位置Ａでの磁束密度の最大値、すなわち位置Ａに磁気検出部３ａを配置した際に磁気検出部３ａに入力される磁束密度の最大値Ｂｉｎは、［数４］に示す式（３）で表すことができる。なお、式（３）中のＢは、上述の式（２）で示したものであり、ｄは表皮深さを表している。また、式（３）中の（ｘ−ｘ₀）は、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さを表している。

When the distance from the magnet 2 to the inner wall of the compressor housing 15 and x _0, the distance x is the maximum value of the magnetic flux density at the position A in the case greater than x _0, i.e. when placing the magnetic detection unit 3a to the position A The maximum value Bin of the magnetic flux density input to the magnetic detection unit 3a can be expressed by the equation (3) shown in [Equation 4]. In addition, B in Formula (3) is what was shown by the above-mentioned Formula (2), and d represents skin depth. Moreover, (xx- ₀ ) in Formula (3) represents the thickness of the compressor side housing 15 which comprises the bottom face of the sensor hole 15a.

式（３）に示されるように、磁気検出部３ａに入力される磁束密度の最大値Ｂｉｎは、コンプレッサホイール１７の回転周波数ｆに依存し、コンプレッサホイール１７の回転周波数ｆが大きくなるほど、磁気検出部３ａに入力される磁束密度の最大値Ｂｉｎが小さくなる。 As shown in Expression (3), the maximum value Bin of the magnetic flux density input to the magnetic detection unit 3a depends on the rotation frequency f of the compressor wheel 17, and the magnetic detection is performed as the rotation frequency f of the compressor wheel 17 increases. The maximum value Bin of the magnetic flux density input to the part 3a is reduced.

よって、コンプレッサホイール１７の回転周波数ｆを想定される最大の回転周波数としたときに、磁気検出部３ａに入力される磁束密度の最大値Ｂｉｎが閾値Ｂｔｈ以上となる条件を満たすことで、確実にコンプレッサホイール１７の回転速度を検出できることになる。 Therefore, when the rotation frequency f of the compressor wheel 17 is assumed to be the maximum rotation frequency assumed, the condition that the maximum value Bin of the magnetic flux density input to the magnetic detection unit 3a is equal to or greater than the threshold value Bth is ensured. The rotational speed of the compressor wheel 17 can be detected.

すなわち、コンプレッサホイール１７の最大回転周波数をｆｍとすると、［数５］に示す式（４）の条件を満たす必要がある。

That is, when the maximum rotation frequency of the compressor wheel 17 is fm, the condition of the equation (4) shown in [Equation 5] needs to be satisfied.

式（４）に式（２）を代入すると、［数６］に示す式（５）となる。

Substituting equation (2) into equation (4) yields equation (5) shown in [Equation 6].

式（５）をＢｍについて整理すると、［数７］に示す式（１）となる。

When formula (5) is arranged for Bm, formula (1) shown in [Formula 7] is obtained.

式（１）より、磁石２としては、閾値Ｂｔｈ、磁石２と磁気検出部３ａとの距離ｘ、磁石２とコンプレッサ側ハウジング１５との距離ｘ₀（センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さｘ−ｘ₀）、コンプレッサ側ハウジング１５の材質（透磁率μおよび抵抗率ρ、ここではアルミニウム）、およびコンプレッサホイール１７の最大回転周波数ｆｍを考慮し、径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍが上述の式（１）を満たすものを用いる必要があるといえる。 From the equation (1), the magnet 2 has the threshold value Bth, the distance x between the magnet 2 and the magnetic detection unit 3a, the distance x ₀ between the magnet 2 and the compressor-side housing 15 (compressor-side housing constituting the bottom surface of the sensor hole 15a). 15 thickness x-x ₀₎ of the material (permeability μ and the resistivity of the compressor housing 15 [rho, position aluminum), and considering the maximum rotational frequency fm of the compressor wheel 17, away 5mm radially here It can be said that it is necessary to use a magnetic flux density having a maximum value Bm satisfying the above-mentioned formula (1).

このような条件を満足する磁石２としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石が好適である。また、磁石２の加工を容易とするために、磁石２としては、延性材料を用いることが望ましい。さらに、本実施の形態では、磁石２をタービン１２から離れた位置に配置しているため、磁石２を配置する位置においては比較的温度が低くなっているが、使用条件など種々の条件を考慮し、耐熱温度が２５０℃以上の磁石２を用いることが望ましいといえる。 As the magnet 2 that satisfies such conditions, an Fe—Cr—Co magnet is suitable. In order to facilitate processing of the magnet 2, it is desirable to use a ductile material as the magnet 2. Furthermore, in this embodiment, since the magnet 2 is disposed at a position away from the turbine 12, the temperature is relatively low at the position where the magnet 2 is disposed, but various conditions such as usage conditions are considered. However, it can be said that it is desirable to use the magnet 2 having a heat resistant temperature of 250 ° C. or higher.

なお、一般に、磁石２は使用温度が高くなると放出される磁界の強度が小さくなるという特性を有している。そのため、上述の径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍとしては、使用される最も高い温度（例えば２５０℃）における値を用いることが望ましい。磁石２から放出される磁界の強度の温度による変化が大きすぎると、センサ部３の構成が複雑となるおそれがあるため、磁石２としては、２５０℃での減磁が１０％以下の固有保持力を有するものを用いることが望ましい。本実施の形態では、このような条件を満たす磁石２として、日立金属社製のＣＫＳＣ６００を用いた。 In general, the magnet 2 has a characteristic that the strength of the emitted magnetic field decreases as the operating temperature increases. Therefore, it is desirable to use a value at the highest temperature (for example, 250 ° C.) to be used as the maximum value Bm of the magnetic flux density at a position 5 mm away in the radial direction. If the change in the strength of the magnetic field emitted from the magnet 2 due to temperature is too large, the configuration of the sensor unit 3 may be complicated. Therefore, the magnet 2 has a demagnetization at 250 ° C. of 10% or less. It is desirable to use one having power. In the present embodiment, CKSC600 manufactured by Hitachi Metals, Ltd. is used as the magnet 2 that satisfies such conditions.

センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さ（ｘ−ｘ₀）は、使用する磁石２の強度（Ｂｍ）を考慮し、上述の式（１）を満足するように適宜設定される。 The thickness (xx ₀ ) of the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of the sensor hole 15a is appropriately set so as to satisfy the above formula (1) in consideration of the strength (Bm) of the magnet 2 to be used. The

なお、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さ（ｘ−ｘ₀）が大きいほど、コンプレッサホイール１７の回転速度が変化した際の磁気検出部３ａで検出される磁束密度の変化が大きくなってしまう。よって、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さは、できるだけ薄いことが望ましいといえる。上述のように、コンプレッサホイール１７の最大回転速度が３５０ｋｒｐｍ（毎分３５万回転）である場合、厚さ０．５ｍｍのアルミニウムを透過する磁界強度は約６０％となることを考慮し、センサ穴１５ａの底面を構成するコンプレッサ側ハウジング１５の厚さを０．５ｍｍ以下とすることがより望ましいといえる。 As the thickness (xx ₀ ) of the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of the sensor hole 15a is larger, the change in the magnetic flux density detected by the magnetic detection unit 3a when the rotation speed of the compressor wheel 17 is changed. Will become bigger. Therefore, it can be said that the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of the sensor hole 15a is desirably as thin as possible. As described above, when the maximum rotation speed of the compressor wheel 17 is 350 krpm (350,000 revolutions per minute), the magnetic field strength that transmits aluminum with a thickness of 0.5 mm is approximately 60%. It can be said that the thickness of the compressor-side housing 15 constituting the bottom surface of 15a is more preferably 0.5 mm or less.

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るターボ用回転センサ１では、コンプレッサホイール１７の吸気側の端部にコンプレッサホイール１７と共に回転するように設けられており、コンプレッサホイール１７の回転軸を中心とした周方向に２極の異なる磁極２ａ，２ｂが着磁されている磁石２と、コンプレッサ側ハウジング１５に当該コンプレッサ側ハウジング１５を貫通しないように形成されたセンサ穴１５ａに収容されると共に、回転軸を中心とする径方向において磁石２と対向するように設けられ、磁石２による磁束密度の変化を測定可能な磁気検出部３ａを有するセンサ部３と、前記磁気検出部３ａで測定した磁束密度が閾値Ｂｔｈ以上となる回数をカウントし、当該回数を基にコンプレッサホイール１７の回転速度を演算する演算部４と、を備え、磁石２から径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍが、上述の式（１）の関係を満たしている。 (Operation and effect of the embodiment)
As described above, the turbo rotation sensor 1 according to the present embodiment is provided at the intake side end of the compressor wheel 17 so as to rotate together with the compressor wheel 17 and is centered on the rotation axis of the compressor wheel 17. The magnet 2 is magnetized with two different magnetic poles 2a and 2b in the circumferential direction and the sensor hole 15a formed in the compressor side housing 15 so as not to penetrate the compressor side housing 15, A sensor unit 3 having a magnetic detection unit 3a that is provided so as to face the magnet 2 in the radial direction about the rotation axis and can measure a change in magnetic flux density by the magnet 2, and a magnetic flux measured by the magnetic detection unit 3a Counts the number of times that the density is equal to or greater than the threshold value Bth, and calculates the rotational speed of the compressor wheel 17 based on the number of times And Part 4, comprising a maximum value Bm of the magnetic flux density at a position away 5mm from the magnet 2 in the radial direction satisfy the relationship of the above equation (1).

このように構成することで、コンプレッサホイール１７が高速で回転するターボチャージャ１０に適用した場合であっても、コンプレッサ側ハウジング１５を貫通しないように形成されたセンサ穴１５ａに収容されたセンサ部３において、磁石２による磁束密度の変化を確実に検出し、コンプレッサホイール１７の回転速度（ターボチャージャ１０の回転速度）を精度よく検出可能なターボ用回転センサ１を実現できる。 With this configuration, even when the compressor wheel 17 is applied to the turbocharger 10 that rotates at a high speed, the sensor unit 3 accommodated in the sensor hole 15a formed so as not to penetrate the compressor-side housing 15. Thus, the turbo rotation sensor 1 that can detect the change in the magnetic flux density by the magnet 2 with certainty and accurately detect the rotation speed of the compressor wheel 17 (rotation speed of the turbocharger 10) can be realized.

本実施の形態では、センサ部３を配置するためにコンプレッサ側ハウジング１５に貫通孔を形成する必要がないため、貫通孔を形成することによる吸気の気流の乱れを抑制することが可能であり、また、センサ部３の周囲にシール機構を設ける必要もなくなるので低コストである。 In the present embodiment, it is not necessary to form a through hole in the compressor-side housing 15 in order to arrange the sensor unit 3, and therefore it is possible to suppress the disturbance of the intake airflow due to the formation of the through hole, Further, since it is not necessary to provide a seal mechanism around the sensor unit 3, the cost is low.

また、本実施の形態では、センサ部３が、コンプレッサホイール１７の基端部（タービン１２側の端部）よりもタービン１２から離れた位置に配置されることになる。これにより、排気により高温となるタービン１２から離れた位置にセンサ部３が配置されることになり、センサ部３がタービン１２の熱の影響を受けにくくなる。 Further, in the present embodiment, the sensor unit 3 is arranged at a position farther from the turbine 12 than the base end portion (end portion on the turbine 12 side) of the compressor wheel 17. As a result, the sensor unit 3 is disposed at a position away from the turbine 12 that becomes high temperature due to exhaust, and the sensor unit 3 is less susceptible to the heat of the turbine 12.

さらに、本実施の形態では、磁石２として、周方向に２極の磁極２ａ，２ｂを形成したものを用いている。これにより、例えば４極以上の磁極２ａ，２ｂを形成した場合と比較して、磁石２から径方向により離れた位置まで磁束を到達させることが可能になる。 Further, in the present embodiment, the magnet 2 having two poles 2a and 2b formed in the circumferential direction is used. Thereby, compared with the case where the magnetic poles 2a and 2b of 4 or more poles are formed, for example, it becomes possible to reach the magnetic flux to a position further away from the magnet 2 in the radial direction.

さらにまた、２極の磁極２ａ，２ｂを形成した磁石２を用いることで、センサ部３における測定周波数を最も低くすることが可能になる。ターボチャージャ１０におけるコンプレッサホイール１７の最大回転速度は例えば３５０ｋｒｐｍ程度であるから、本実施の形態における測定周波数は最大で５８３３．３Ｈｚ程度となる。なお、従来の渦電流方式では、全てのコンプレッサ羽根１６を検知することになるため、測定周波数が非常に高くなってしまう。 Furthermore, by using the magnet 2 in which the two magnetic poles 2a and 2b are formed, the measurement frequency in the sensor unit 3 can be minimized. Since the maximum rotation speed of the compressor wheel 17 in the turbocharger 10 is about 350 krpm, for example, the measurement frequency in the present embodiment is about 5823.3 Hz at the maximum. In the conventional eddy current method, since all the compressor blades 16 are detected, the measurement frequency becomes very high.

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。 (Summary of embodiment)
Next, the technical idea grasped from the embodiment described above will be described with reference to the reference numerals in the embodiment. However, the reference numerals and the like in the following description are not intended to limit the constituent elements in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiments.

［１］車両の内燃機関の排気通路（１４）に設けられ、前記内燃機関からの排気により回転駆動されるタービンホイール（２０）を有するタービン（１２）と、前記内燃機関の吸気通路（１３）に設けられ、前記タービンホイール（２０）の回転により回転駆動されるコンプレッサホイール（１７）と前記コンプレッサホイール（１７）を収容するアルミニウムからなるハウジング（１５）とを有するコンプレッサ（１１）と、を備えたターボチャージャ（１０）に搭載され、前記コンプレッサホイール（１７）の回転速度を検出するターボ用回転センサ（１）であって、前記コンプレッサホイール（１７）の吸気側の端部に前記コンプレッサホイール（１７）と共に回転するように設けられており、前記コンプレッサホイール（１７）の回転軸を中心とした周方向に２極の異なる磁極（２ａ，２ｂ）が着磁されている磁石（２）と、前記ハウジング（１５）に当該ハウジング（１５）を貫通しないように形成されたセンサ穴（１５ａ）に収容されると共に、前記回転軸を中心とする径方向において前記磁石（２）と対向するように設けられ、前記磁石（２）による磁束密度の変化を測定可能な磁気検出部（３ａ）を有するセンサ部（３）と、前記磁気検出部（３ａ）で測定した磁束密度が閾値Ｂｔｈ以上となる回数をカウントし、当該回数を基に前記コンプレッサホイール（１７）の回転速度を演算する演算部（４）と、を備え、前記磁石（２）から径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍが、［数８］に示す式（１）

の関係を満たしている、ターボ用回転センサ（１）。 [1] A turbine (12) having a turbine wheel (20) provided in an exhaust passage (14) of an internal combustion engine of a vehicle and driven to rotate by exhaust from the internal combustion engine, and an intake passage (13) of the internal combustion engine And a compressor (11) having a compressor wheel (17) rotated by the rotation of the turbine wheel (20) and a housing (15) made of aluminum for accommodating the compressor wheel (17). A turbo rotation sensor (1) mounted on the turbocharger (10) for detecting the rotational speed of the compressor wheel (17), wherein the compressor wheel (17) is connected to an end of the compressor wheel (17) on the intake side. 17) provided to rotate together with the rotation of the compressor wheel (17). A magnet (2) in which two different magnetic poles (2a, 2b) are magnetized in the circumferential direction around the axis, and a sensor formed so as not to penetrate the housing (15) through the housing (15) A magnetic detector that is housed in the hole (15a) and is provided to face the magnet (2) in a radial direction centered on the rotation axis, and is capable of measuring a change in magnetic flux density by the magnet (2). The number of times the magnetic flux density measured by the sensor unit (3) having (3a) and the magnetic detection unit (3a) is equal to or greater than the threshold Bth is counted, and the rotational speed of the compressor wheel (17) is determined based on the number of times. And a maximum value Bm of the magnetic flux density at a position 5 mm away from the magnet (2) in the radial direction is expressed by the following equation (1):

The turbo rotation sensor (1) that satisfies the above relationship.

［２］前記磁石（２）として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石を用いた、［１］に記載のターボ用回転センサ（１）。 [2] The turbo rotation sensor (1) according to [1], wherein an Fe—Cr—Co magnet is used as the magnet (2).

［３］前記磁石（２）として、２５０℃での減磁が１０％以下の固有保持力を有するものを用いた、［１］または［２］に記載のターボ用回転センサ（１）。 [3] The turbo rotation sensor (1) according to [1] or [2], wherein the magnet (2) has a demagnetizing force of 10% or less at 250 ° C.

［４］前記センサ穴（１５ａ）の底面を構成する前記ハウジング（１５）の厚さが０．５ｍｍ以下である、［１］乃至［３］の何れか１項に記載のターボ用回転センサ（１）。 [4] The turbo rotation sensor according to any one of [1] to [3], wherein a thickness of the housing (15) constituting a bottom surface of the sensor hole (15a) is 0.5 mm or less. 1).

［５］前記磁気検出部（３ａ）は、前記磁石（２）に臨む前記センサ部（３）の先端部に搭載されており、前記センサ部（３）の先端部と前記センサ穴（１５ａ）の底面を構成する前記ハウジング（１５）とが、近接して配置されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載のターボ用回転センサ（１）。 [5] The magnetic detection part (3a) is mounted at the tip of the sensor part (3) facing the magnet (2), and the tip of the sensor part (3) and the sensor hole (15a). The turbo rotation sensor (1) according to any one of [1] to [4], wherein the housing (15) constituting the bottom surface of the turbo sensor is disposed in proximity to each other.

［６］車両の内燃機関の排気通路（１４）に設けられ、前記内燃機関からの排気により回転駆動されるタービンホイール（２０）を有するタービン（１２）と、前記内燃機関の吸気通路（１３）に設けられ、前記タービンホイール（２０）の回転により回転駆動されるコンプレッサホイール（１７）と前記コンプレッサホイール（１７）を収容するアルミニウムからなるハウジング（１５）とを有するコンプレッサ（１１）と、を備えたターボチャージャ（１０）であって、前記コンプレッサホイール（１７）の回転速度を検出するターボ用回転センサ（１）が搭載され、前記ターボ用回転センサ（１）は、前記コンプレッサホイール（１７）の吸気側の端部に前記コンプレッサホイール（１７）と共に回転するように設けられており、前記コンプレッサホイール（１７）の回転軸を中心とした周方向に２極の異なる磁極（２ａ，２ｂ）が着磁されている磁石（２）と、前記ハウジング（１５）に当該ハウジング（１５）を貫通しないように形成されたセンサ穴（１５ａ）に収容されると共に、前記回転軸を中心とする径方向において前記磁石（２）と対向するように設けられ、前記磁石（２）による磁束密度の変化を測定可能な磁気検出部（３ａ）を有するセンサ部（３）と、前記磁気検出部（３ａ）で測定した磁束密度が閾値Ｂｔｈ以上となる回数をカウントし、当該回数を基に前記コンプレッサホイール（１７）の回転速度を演算する演算部（４）と、を備え、前記磁石（２）から径方向に５ｍｍ離れた位置での磁束密度の最大値Ｂｍが、［数９］に示す式（１）

の関係を満たしている、ターボチャージャ（１０）。 [6] A turbine (12) provided in an exhaust passage (14) of an internal combustion engine of a vehicle and having a turbine wheel (20) driven to rotate by exhaust from the internal combustion engine, and an intake passage (13) of the internal combustion engine And a compressor (11) having a compressor wheel (17) rotated by the rotation of the turbine wheel (20) and a housing (15) made of aluminum for accommodating the compressor wheel (17). The turbocharger (10) is equipped with a turbo rotation sensor (1) for detecting the rotation speed of the compressor wheel (17), and the turbo rotation sensor (1) is connected to the compressor wheel (17). Provided at the end of the intake side so as to rotate together with the compressor wheel (17), A magnet (2) in which two different magnetic poles (2a, 2b) are magnetized in the circumferential direction around the rotation axis of the compressor wheel (17), and the housing (15) penetrates the housing (15). Change in the magnetic flux density by the magnet (2) provided in the sensor hole (15a) formed so as not to be opposed to the magnet (2) in the radial direction centering on the rotation axis. A sensor unit (3) having a magnetic detection unit (3a) capable of measuring the frequency, and counting the number of times the magnetic flux density measured by the magnetic detection unit (3a) is equal to or greater than a threshold value Bth, and the compressor wheel based on the number of times An arithmetic unit (4) that calculates the rotational speed of (17), and the maximum value Bm of the magnetic flux density at a position 5 mm away from the magnet (2) in the radial direction is expressed by an equation (9) 1)

The turbocharger (10) that satisfies the above relationship.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。 The present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、センサ部３を１つのみ用いる場合を説明したが、複数のセンサ部３を用い、当該複数のセンサ部３の出力を基にコンプレッサホイール１７の回転速度を求めるように構成することも可能である。この場合、例えば、磁石２を挟んで径方向に対向するように２つのセンサ部３を設け、当該２つのセンサ部３の磁気検出部３ａからそれぞれ出力される電圧（または電流）の差分を基に、コンプレッサホイール１７の回転速度を求めるように構成してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the case where only one sensor unit 3 is used has been described. However, the rotation speed of the compressor wheel 17 is obtained based on the outputs of the plurality of sensor units 3 using a plurality of sensor units 3. It is also possible to configure. In this case, for example, two sensor units 3 are provided so as to face each other in the radial direction with the magnet 2 interposed therebetween, and the difference between the voltages (or currents) respectively output from the magnetic detection units 3a of the two sensor units 3 is determined. In addition, the rotational speed of the compressor wheel 17 may be obtained.

また、上記実施の形態では、円筒状の磁石２を用いたが、磁石２の形状はこれに限定されず、例えば図７に示す磁石６１を用いてもよい。図７に示す磁石６１は、図２の磁石２において、径方向の両側（磁化方向と垂直方向の両側）を平行に切り欠いたものである。この場合、上述の距離ｘは、磁石２を回転させた際の軌道の最外周からセンサ部３までの距離となる。 Moreover, in the said embodiment, although the cylindrical magnet 2 was used, the shape of the magnet 2 is not limited to this, For example, you may use the magnet 61 shown in FIG. The magnet 61 shown in FIG. 7 is obtained by cutting out both sides in the radial direction (both sides in the direction perpendicular to the magnetization direction) in the magnet 2 in FIG. In this case, the above-described distance x is a distance from the outermost periphery of the track to the sensor unit 3 when the magnet 2 is rotated.

また、上記実施の形態では言及しなかったが、センサ部３と磁石２との間に軟磁性体等からなる磁路形成部材を配置し、磁石２からの磁束をセンサ部３に導くように構成してもよい。この場合、センサ部３と磁石２との間の距離から磁路形成部材の長さを除いた距離が、上述の距離ｘとなる。 Although not mentioned in the above embodiment, a magnetic path forming member made of a soft magnetic material or the like is disposed between the sensor unit 3 and the magnet 2 so that the magnetic flux from the magnet 2 is guided to the sensor unit 3. It may be configured. In this case, a distance obtained by removing the length of the magnetic path forming member from the distance between the sensor unit 3 and the magnet 2 is the above-described distance x.

１…ターボ用回転センサ
２…磁石
２ａ…Ｎ極（磁極）
２ｂ…Ｓ極（磁極）
３…センサ部
３ａ…磁気検出部
４…演算部
５…ナット
１１…コンプレッサ
１２…タービン
１３…吸気通路
１４…排気通路
１５…コンプレッサ側ハウジング（ハウジング）
１５ａ…センサ穴
１７…コンプレッサホイール
２０…タービンホイール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turbo rotation sensor 2 ... Magnet 2a ... N pole (magnetic pole)
2b ... S pole (magnetic pole)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Sensor part 3a ... Magnetic detection part 4 ... Calculation part 5 ... Nut 11 ... Compressor 12 ... Turbine 13 ... Intake passage 14 ... Exhaust passage 15 ... Compressor side housing (housing)
15a ... Sensor hole 17 ... Compressor wheel 20 ... Turbine wheel

Claims

A magnet which is provided so as to rotate together with the compressor wheel, two different magnetic poles are formed in the circumferential direction around the rotation axis of the compressor wheel, and the magnetization direction is a radial direction;
A sensor unit having a magnetic detection unit at a tip part capable of measuring a change in magnetic flux density by the magnet;
In a turbocharger equipped with a turbo rotation sensor having
The sensor unit is composed of two sensor units that are opposed to each other in the radial direction with the magnet interposed therebetween, and based on the difference in voltage or current output from the magnetic detection unit of the two sensor units, Configured to determine the rotational speed,
The maximum rotation speed of the compressor wheel is 350 krpm;
The compressor side housing is made of aluminum or aluminum alloy,
A sensor hole is formed on the outer surface of the compressor side housing that houses the compressor wheel so as not to penetrate the compressor side housing,
The magnetic detection unit disposed at the tip of the sensor unit is accommodated so as to be disposed in proximity to the compressor-side housing constituting the bottom surface of the sensor hole,
The magnetic flux density of the magnet detected by the sensor unit is a magnetic flux density considering the material of the compressor side housing after passing through the compressor side housing and the thickness of the compressor side housing constituting the bottom surface of the sensor hole. And
The compressor-side housing constituting the bottom surface of the sensor hole has a thickness of 0.5 mm or less,
Turbocharger characterized by

The compressor wheel is made of a non-magnetic material;
The turbocharger according to claim 1 .

The magnetic detection unit detects a magnetic flux density in a radial direction or a circumferential direction, and detects a Hall element (Hall IC), an AMR (Anisotropic Magneto-Resistive) sensor, a GMR (Giant Magneto-Resistive) sensor, or a TMR (Tunneling Magneto-resistive). Being one of the sensors,
The turbocharger according to claim 1 or 2 .

As the magnet, a magnet having an intrinsic coercive force of demagnetization at 250 ° C. of 10% or less,
The turbocharger according to any one of claims 1 to 3, wherein: