JPH03287072A

JPH03287072A - 回転センサ

Info

Publication number: JPH03287072A
Application number: JP8897790A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Uchiyama; 英和内山
Original assignee: Mitsuba Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1991-12-17
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0743390B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、回転センサに係り、特に、電源を用いること
なく被検出体の回転数を磁気的に検出する回転センサに
関する。

〔従来の技術〕

エンジン等の回転数を検出する回転センサとしては、一
般番：磁気式のものと、光学式のものとがある。そして
、磁気式の回転センサとして、磁気抵抗素子や、ホール
素子が用いられたものが知られている。この方式の回転
センサにおいては、出力が被検出体の回転数に依存しな
いため、低回転数領域においても、被検出体の回転数を
検出することができる。しかし、を源が必要であり、ま
た、センサの小型化が困難となる。さらに、半導体素子
が用いられているため、高温側の使用温度範囲が８０〜
１００°Ｃ程度であり、環境によって使用が制限される
場合がある。

他方、光学式の回転センサは、精度が良く、その出力が
被検出体の回転数に依存しないため、低回転数領域にお
いても検出体の回転数を検出することはできる。しかし
、ｉｆ［が必要であり、また、油や、塵埃等の環境に性
能が左右される。さらに、使用可能な温度範囲が狭いと
いう欠点がある。

そこで、無＊Ｓで使用可能な磁気式回転センサが提案さ
れている。この磁気式回転センサは、被検出体に連結さ
れているシャフトと、シャフトの外周面に固着されてい
るマグネットを配したロータと、ロータの周囲に配され
ているステータコアと、ステタコアに巻回されてロータ
の回転に応じた電気信号を発生するコイルとを備えてい
る。

この回転センサによれば、電源を用いることなく、検出
体の回転数を検出することができるとともに、油、塵埃
等の環境に性能が左右されることがなく、また、使用可
能な温度範囲も広いという利点が、得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、このような従来の磁気式回転センサにお
いては、検出出力が単位時間当たりのコイル鎖交磁束量
の変化率（ｄΦ／ｄｔ）に依存するため、超低回転領域
、例えば、数ｒｐｍにおいて被検出体が回転したときに
、この回転数を検出するには、被検出体の外径を大きく
したり、あるいは、ロータの磁力を強力にしたり、さら
に、ステータコアとロータとの間のエアギャップを小さ
くしたりする等の工夫が必要である。すなわち、回転セ
ンサを大型化しなければ、超低回転領域の回転数を精度
良く検出することができないという不具合がある。

本発明の目的は、外部を源を用いなくても、被検出体の
外径に左右されることなく、超低回転領域から高回転領
域における被検出体の回転数を検出することができる回
転センサを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明に係る回転センサは、被検出体に連結されて回転
自在に軸支されているシャフトと、シャフトの外周面に
固着されているマグネットからなるロータと、ロータの
回転領域近傍に配されているステータコアと、ステータ
コアに巻回されてロータの回転に応じた電気信号を発生
ずるコイルとを備えている回転センサにおいて、前記シ
ャフトがロータに連結されたドリブンシャフトと被検出
体に連結されたドライブシャフトとに２分割されている
とともに、このシャフトの分割部位に一対のジヨイント
部が形成されており、両ジヨイント部間にはシャフトの
回転方向に回転自由区間が介設されていることを特徴と
する。

〔作用］前記した手段によれば、被検出体が回転すると、この回
転によってドライブシャフトが回転し、ドライブシャフ
トとトリフンシャフトがジヨイント部で連結されてロー
タが回転する。このとき、ロータの磁極がステータコア
から離れて中立地点を過ぎると、両ジョイント部間には
シャフトの回転方向に回転自由区間が介設されているの
で、ロータとステータコアとの磁気的吸引力によってド
リブンシャフト側、すなわち、ロータ側がドライブシャ
フトに先行して急回転する。このため、被検出体が超低
回転で回転しても、ロータの急回転によって単位時間当
たりのコイル鎖交磁束量の変化率が大きくなり、コイル
の出力電圧が高くなる。

したがって、被検出体が超低回転領域で回転しても、被
検出体の回転数を精度良く検出することができる。そし
て、被検出体が高回転領域で回転している時は、ロータ
とステータとステータコアとの磁気的吸引力によるドリ
ブンシャフトの回転速度よりもドライブシャフトの回転
速度の方が大きくなるため、ドライブシャフトとドリブ
ンシャフトとは同期して回転するが、コイル鎖交磁束量
の変化率が大きいので、回転数を精度良く検出すること
ができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例である回転センサを示す横断
面図、第２図はその縦断面図、第３図（ａ）。

（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）はその作用を説明するための各
説明は第４図（ａ）、（ｂｌは回転センサに関する各波
形図、である、第５図は本発明の他の実施例を示す縦断
面図である。第６図および第７図はジヨイント部の他の
実施例をそれぞれ示す各断面図である。

本実施例において、本発明に係る回転センサ１０は、オ
ートバイの走行距離を測定するものとして構成されてお
り、オートバイの被検出体としての車軸（図示せず）に
連結されるシャフト１１と、シャフト１１の外周面に固
着されたマグネ・ントからなるロータ１２と、ロータ１
２の回転領域近傍に配された馬蹄形のステータコア１３
と、ステータコア１３に巻回されてロータ１２の回転に
応じた電気信号の発生するコイル１４とを備えている。

ステータコア１３はボルト１５によってノ１ウジング１
６に固定されており、このハウジング１６内には回転セ
ンサ１０の前記構成各部が適宜収納されている。

シャフト１１はロータ１２に連結されたドリブンシャフ
ト１７と、被検出体としての車軸に連結されるドライブ
シャフト１８とに２分割されており、両シャフト１７．
１８の分割部位に雌シラインド部１９および族シロイン
ド部２０が形成されている。そして、ドリブンシャフト
１７がポールへアリング２１．２２．２３を介してノ）
ウジング１６に回転自在に軸支されている。

本実施例において、雌ジツイント部１９は円柱状のドリ
ブンシャフト１７の先端側中央部に直方体形状のスリッ
ト２５を形成されて構成されており、族ジヨイント部２
０は円柱状のドライブシャフト１８の先端側外周面を切
削して略直方体形状の接触片２６が形成されて構成され
ている。そして、雌ジヨイント部１７のスリット２５の
幅は族ジヨイント部２０の接触片２６の厚さよりも広く
なっており、これにより、族ジヨイント部２０と雌ジヨ
イント部１９との間には、シャフト１１の回転方向に間
隙（パラクラ・ンシュ）Ｂが形成されている。この間隙
Ｂにより、両ジヨイント１９と２０との間には回転自由
区間が実質的に構成されるようになっている。そして、
ドライブシャフト１８が回転することによって、雄ジぢ
インド部２０と雌ジヨイント部１９とが連結され、ドラ
イブシャフト１８の回転トルクが雄ジョイント部２０を
介して雌ジヨイント部１９に伝達され、シャフト１１と
ロータ１２が回転するようになっている。

次に作用を説明する。

被検出体としての車軸に連結されたドライブシャフト１
８が回転すると、第３図（ａ）に示されているように、
族ジヨイント部２０が雌ジョイント部１９と接触して連
結状態となるため、ドライブシャフト１８の回転トルク
がドリブンシャフト１７側に伝達されてロータ１２が回
転する。

ロータ１２が回転すると、第３図〜）に示されているよ
うに、ロータ１２の磁極が中立地点側へ移動する。

このあと、ロータ１２が中立地点を過ぎると、第３図（
Ｃ）に示されているように、族シタインド部２０と雌シ
タインド部１９との間には回転自由区間としての間隙Ｂ
が形成されているため、ロータ１２とステータコア１３
との磁気的吸引力に駆動されることにより、ロータ１２
がドライブシャフト１８に先行して急回紙することにな
る。

そして、第３図（ｄ）に示されているように、急回紙し
た後、ロータ１２が元の位置に戻り、ロータ１２が１回
転した状態になる。

このようにして、ドライブシャフト１８が超低回転で回
転しても、回転自由区間において、ステータコア１３と
の磁力で駆動されることにより、ロータ１２がドライブ
シャフト１８に先行して急回紙するため、このときの単
位時間当たりのコイル鎖交磁束量の変化率が急激に大き
くなる。そして、コイル１４からは、第４図に示されて
いるように、ｄΦ／ｄｔ、の増大によって高電圧の信号
が出力され、回転数を精度良く検出することが可能とな
る。

第４図（ａｌは従来例の磁気式回転センサにおける磁束
変化曲線Φ′と、その出力曲線Ｅ′との関係を示す波形
図である。第４図（ａ）において、ロータ１２の回転が
超低速になると、磁束変化曲線Φ′のカーブがきわめて
緩やかになるため、出力曲線Ｅ′も緩やかになり、その
結果、超低速領域においては回転数の検出が不能になっ
てしまう。

第４図（ｂ）は本実施例に係る回転センサにおける磁束
変化曲線Φと、その出力曲線Ｅとの関係を示す波形図で
ある。第４図（ｂ）から明らかなように、前記ロータ１
２がドライブシャフト１日に先行して急回転する期間に
対応する部分Ａにおいて、磁束変化率が急激に大きくな
っている。この急激な磁束変化率によって、出力的ｉＥ
がトリガー状に急激に大きくなる。そして、この変化は
前述したように超低速回転領域において発生するため、
本実施例においては、超低速回転ｗＩ域においても、回
転数を検出することができる。

ところで、ロータ１２の急回転は両ジョイント１９と２
０との間の間隙、すなわち、回転自由区分内で起こるた
め、ロータ１２が急回転するときは、ロータ１２が周方
向の前後に振動し、この振動により出力にノイズ（第４
図中）のＣを参照）が発生される危惧がある。

そこで、第５図に示されている実施例においては、ハウ
ジング１６にはワンウェイクラッチ２４が第１ボールベ
アリング２１に隣接して配設されている。このワンウェ
イクラッチ２４によりシャフト１１の逆回転が阻止され
て、周方向の振動が防止される。その結果、ロータ１２
の急回転後にノイズＣが発生するのを防止することがで
きる。

なお、前記実施例ではシャフトが一方向のみにしか回転
することができないので、オートバイ用の回転センサに
用いる場合は入力側にワンウェイクラッチを必要とする
が、本発明はオートバイの回転センサに限定されるもの
ではなく、その適用範囲は多大であることはいうまでも
ない。

また、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

例えば、ジヨイント部は第６図および第７図に示されて
いるように構成してもよい、すなわち、第６図において
、雌ジヨイント部１９Ａには十字状のスリット２５Ａが
形成されているとともに、ドライブシャフト１８の雄ジ
ョイント部２ＯＡとして、十字状の接触片２６Ａが形成
されており、両ジヨイント部１９．２０におけるスリッ
ト２５Ａと接触片２６Ａとの間に、回転方向にバンクラ
ッシュＢが形成されている。このジヨイント部の構造に
よっても、前記実施例と同様な効果を得ることができる
。

また、第７図において、ドリブンシャフト１７の雌ジヨ
イント部１９Ｂには円弧形状の長溝２５Ｂが一対形成さ
れており、他方、ドライブシャツ）１８の先端部には雌
ジヨイント部２０の長溝２５Ｂ、２５Ｂに周方向に摺動
自在に挿入されるビン２６Ｂ、２６Ｂがそれぞれ形成さ
れている。そして、ビン２６Ｂ、２６Ｂがそれぞれ長溝
２５Ｂ、２５Ｂ内を移動する際に、ビン２６Ｂと長溝２
５Ｂとの接触によって各シャフト１７．１８が連結する
ように構成されている。このジヨイント部の構造によっ
ても、ビン２６Ｂの長溝２５Ｂ内での移動化によってバ
ックランシュＢが形成されており、連結および回転自由
が確保されるため、前記実施例と同様な効果を得ること
ができる。

また、ロータの回転自由時におけるノイズは小さく抑制
することができるため、ワンウェイクラッチは省略して
も、回転数を充分に検出することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ドリブンシャフ
トとドライブシャフトとの連結部位であるジヨイント部
に回転自由区画を介設し、ドライブシャフトに先行して
ロータを急回転させるように構成することにより、被検
出体が超低回転で回転しても、単位時間当たりのコイル
鎖交磁束量の変化率を大きくすることができるため、’
ｉｔｓを用いなくても超低回転領域から高回転領域まで
精度良く回転数を検出することができ、その結果、回転
センサを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である回転センサを示す横断
面図、第２図はその縦断面図、第３図（ａｌ（ｂ）、（
Ｃ）、（ｄ）はその作用を説明するための各説明は第４
図（ａｌ、（ｂ）は回転センサに関する各波形図である
。第５図は本発明の他の実施例を示す縦断面図である。第６図および第７図はジヨイント部の他の実施例をそれ
ぞれ示す各断面図である。１０・・・回転センサ、１１・・・シャフト、１２・・
・ロータ、１３・・・ステータコア、１４・・・コイル
、１５・・・ボルト、１６・・・ハウジング、１７・・
・ドリブンシャフト、１８・・・ドライブシャフト、１
９．２０・・・ジヨイント部、２１．２２．２３・・・
ボールベアリング、２４・・・ワンウェイクラッチ。

Claims

【特許請求の範囲】１、被検出体に連結されて回転自在に軸支されているシ
ャフトと、シャフトの外周面に固着されているマグネッ
トからなるロータと、ロータの回転領域近傍に配されて
いるステータコアと、ステータコアに巻回されてロータ
の回転に応じた電気信号を発生するコイルとを備えてい
る回転センサにおいて、前記シャフトがロータに連結さ
れたドリブンシャフトと被検出体に連結されたドライブ
シャフトとに２分割されているとともに、このシャフト
の分割部位に一対のジョイント部が形成されており、両
ジョイント部間にはシャフトの回転方向に回転自由区間
が介設されていることを特徴とする回転センサ。２、前記ドリブンシャフトがワンウェイクラッチにより
逆回転を阻止されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の回転センサ。