JPH0721420B2

JPH0721420B2 - 回転角センサ

Info

Publication number: JPH0721420B2
Application number: JP6340686A
Authority: JP
Inventors: 利夫横山; 岩夫嶋根; 常雄今野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPS62218816A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は回転角センサに関し、より具体的に自動車等の
内燃機関のクランク角位置を検出する回転角センサに関
する。

（従来の技術）近時、内燃機関の各種電子制御技術が急速に発展しつつ
あるが、このような制御技術においては制御タイミング
が重要であることから、その基準となる機関のピストン
位置、即ちクランク角度を正確に検出する必要がある。
従来のこの種の回転角センサとしては、例えば特開昭57
−133311号公報記載の技術がある。

（発明が解決しようとする問題点）この従来例にあっては円盤状磁石を積層して回転体を構
成しているが、該回転体をフェライト磁器よりなるマグ
ネットリング及び樹脂を介して其の内部に同軸的に固定
し回転軸より構成せんとするとき、通常の樹脂ではマグ
ネットリングとの熱膨脹係数が異なるため、樹脂を溶融
した状態で注入した際体積変化により其の間に間隙を生
じて強固に固定出来ないと云う不都合がある。

従って、本発明はこの点に着目してなされたものであ
り、樹脂として熱膨脹係数においてマグネットリングと
近似した樹脂を用いてマグネットリングとの固定力を強
化した回転角センサを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関のク
ランク軸の回転に同期して回転する回転体と該回転体の
外周面に着磁帯を其の回転軸線方向に複数列形成し、前
記回転体に対峙して配された磁電変換手段とを有する回
転角センサにおいて、前記回転体をマグネットリングと
及び樹脂を介して其の内部に同軸的に固定される回転軸
とから構成すると共に、前記樹脂としてマグネットリン
グの熱膨脹係数に近似した熱膨脹係数を有する樹脂を用
いてなる回転角センサを提供せんとするものである。

（作用）樹脂を加熱して溶融した状態でマグネットリング内に注
入しても熱膨脹係数が近似しているため体積変化率も近
似しているので其の間に空隙が生ずることがなく、マグ
ネットリングと樹脂とを強固に固定出来る。

（実施例）以下、添付図面に即して本発明の実施例を説明する。

便宜上第３図を参照して構成を全体的に説明すると、符
号10は本発明に係る回転角センサが一例として装着され
るディストリビュータを示し、ディストリビュータ10は
ハウジング12と其の上端部に螺嵌される配電キャップ14
とで匡体が構成される。ディストリビュータ10内には、
前記回転体16が回転自在に収容されており、回転体16
は、内燃機関のクランク軸（図示せず）の回転に同期し
て其の1/2の回転数で回転するカム軸（図示せず）にジ
ョイント18を介して連結される回転軸20と、回転軸20に
樹脂22を介して同軸的に固定されたマグネットリング24
とから構成される。本発明の特徴の一つは、この樹脂に
マグネットリングと熱膨脹係数において近似した樹脂を
用いることにあるが、その点については製造方法の説明
に関して後述する。回転体16はベアリング26を介してデ
ィストリビュータ内に回転自在に軸支され、その上端部
にはロータ28がネジ30によって固定される。

前記マグネットリング24は、仕切板32によって画成され
た室34内に回転自在に設置されており、室34には該マグ
ネットリングの外周面と所定の間隔を置いて離間させら
れたセンサ基板36がネジ38によってハウジング12に固定
されている。このセンサ基板36上には、前記磁電変換手
段たるホール素子40が３個、後述のマグネットリングの
着磁帯と夫々対峙する如く設けられている。尚、本実施
例では、磁電変換手段としてホール素子を用いたが、磁
気抵抗素子を使用しても全く同様なことは云うまでもな
い。また、符号42はオイルシールを、符号44はＯリング
を示す。

ここで、前記回転体16について第１図及び第２図を参照
して更に詳しく説明すると、前記回転体16を構成するマ
グネットリング24は図示の如く円筒状に形成されると共
に、その円周面には磁化された着磁帯がマグネットリン
グの回転軸線方向に複数列、図示の場合、第１着磁帯4
6、第２着磁帯48及び第３着磁帯50の３列が形成され
る。各着磁帯には其の円周方向にＮ−Ｓ極１対が適宜数
形成され、本発明に係る回転角センサを装着する内燃機
関を４気筒と想定した結果、第１着磁帯46には一対形成
され、第２着磁帯48には４対が、第３着磁帯50には24対
が、夫々円周面を等分割して形成される。尚、第１着磁
帯46の場合、Ｎ−Ｓ極が一対であるため、非着磁箇所52
で形成されている。又、Ｎ極及びＳ極は円周方向の長さ
が同一である必要はなく、出力デューティ値に応じて適
宜変えても良い。更にかくの如く、第１及び第３着磁帯
はマグネットリングの両端に形成することによって、端
部側には着磁帯を形成しようがないため其の方向からの
磁気干渉を防止出来る利点を備える。着磁帯46,48及び5
0の間には磁化されていない無着磁帯、図示の場合、第
１無着磁帯54及び第２無着磁帯56が設けられ、着磁帯4
6,48及び50相互間の磁気干渉が防止される。該磁気干渉
をより効果的に防止するため、無着磁帯54及び56の回転
軸線方向の幅は、着磁帯46,48及び50の同方向の幅より
も大きくするのが望ましく、且つ磁気干渉は着磁力の強
さに関係するので、前記着磁帯は検出に十分な保磁力で
ある共に、その幅以上の幅を有する無着磁帯を超えて磁
気干渉を生じない程度の磁力で着磁する。尚、この磁力
は極数が多い程小さくなるので、極数に反比例する磁力
をもって着磁しておき、各着磁帯とも同程度の出力を生
じるようにしておくと、後述の如く処理回路を汎用化出
来て便宜である。

次に、本発明にかかる回転角センサの動作を説明する。

第４図に示す如く、内燃機関のクランク軸の１回転に対
して1/2の回転数で回転する回転体16に近接して設けら
れたセンサ基板36上の３個のホール素子40には、マグネ
ットリングの着磁帯46,48,50の磁界が加えられて電圧が
生じる。３個のホール素子40の該出力は夫々、差動増幅
器60を備えた増幅回路62、結合コンデンサ64を備えた直
流分除去回路66及びコンパレータ68を備えた比較回路70
を経て、出力端子72,74,76より取り出されて後段の処理
回路（図示せず）に送られる。尚、この場合、着磁帯の
磁化に際し着磁力を変えて同程度の出力を生じるように
しておけば、回路62,66及び70を、それらを構成する抵
抗等の値を変えることなく共通して使用することが出来
る利点がある。かくして、第１着磁帯46からはクランク
角720度当たり１個のパルスが得られて気筒判別信号に
使用出来、第２着磁帯48からは同角180度当たり１個の
パルスが得られて気筒TDC位置信号に使用出来、第３着
磁帯50からは同角30度当たり１個のパルスが得られて細
分角度信号乃至は機関回転数演算用に使用出来、これら
情報に基づいて内燃機関を制度良く制御出来るものであ
る。

続いて、本発明に係る回転角センサの製造方法について
第５図（ａ）乃至（ｆ）を参照しつ説明する。

先ず、同図（ａ）に示す如く上下の金型80,82を準備
し、同図（ｂ）に示す如くフェライト磁器よりなる着磁
前のマグネットリング24と回転軸20を下金型82内に挿入
し、上金型80を載置する。続いて、注入口84より200℃
以上に加熱して溶融した樹脂22を注入し、マグネットリ
ング内に充填し、所定時間放置し冷却、硬化させ、マグ
ネットリング24と回転軸20を固定する（同図（ｃ））。
次いで、金型より取り出して付着樹脂22a（同図
（ｄ））を旋盤等を削り落とし（同図（ｅ））、前記着
磁帯46,48,50を形成すれば完成する（同図（ｆ））。

本発明の特徴の一つは、この樹脂22として、フェライト
磁器からなるマグネットリングの熱膨脹係数に近似した
熱膨脹係数を有する樹脂、例えば、夫々ガラス繊維を含
有した不飽和ポリエステル、フェノール系樹脂、メラミ
ン系樹脂、ポリエステル・アルキド樹脂、アリル樹脂、
ケイ素樹脂、エポキシ樹脂或いはポリアミド樹脂を用い
たことにある。従って、同図（ｃ）の注入作業において
200℃以上に加熱して注入しても、マグネットリング及
び樹脂とも熱膨脹による体積変化率が近似しているの
で、其の間に空隙が生ずることがなく強固に固定出来る
ものである。更に、回転角センサに組立て使用した際、
内燃機関の高温にさらされて熱膨脹を生じても同様の理
由から空隙が生じてマグネットリングが樹脂から離れて
空廻りする等の不都合がない。尚、マグネットリングの
素材としてフェライト磁器を用いたが、その他バリウム
フェライト磁器、合金磁石、アルニコ、コバルト、稀土
類元素の合金又はこれらの粉末をプラスチックバー中に
分散させたプラスチック磁石等を用いても良く、この場
合其の材質の熱膨脹係数に近似した熱膨脹係数を備える
樹脂を用いることになる。

次に、製造方法の別の例を第６図（ａ）乃至（ｄ）を参
照しつつ説明する。

先ず、同図（ａ）に示す如き上下の金型80a,82aにマグ
ネットリング24と回転軸20を挿入する。その状態のおい
て、注入口84は、マグネットリング24の外側を囲繞する
第１通路86に連続し、第１通路の中途より第２通路88が
分岐する。従って、注入口より溶融した樹脂22を注入す
ると（同図（ｂ））、樹脂はマグネットリング原材を外
方から押圧して圧縮応力を加えた後、第２通路88への分
岐点付近まで充填されて第２通路88を経て内部を充填す
る（同図（ｃ））。この状態においてマグネットリング
原材は内部より押圧されて引張応力を受けるが、既に外
方より圧縮応力をうけているため、内外の応力が平衡さ
れて破損することがない。フェライト磁器は脆い性質を
有し、又円筒形においては内方からの引張応力には比較
的弱いものであるが、かく構成した結果破損を効果的に
防止出来る。続いて、放置冷却後、同図（ｄ）の如く金
型より取り出して旋盤等で付着樹脂を削り取り、前記同
様の処理をすれば完成する。

第７図（ａ）（ｂ）は本発明に係る回転角センサの第２
の実施例を示し、マグネットリングに切欠部90を穿設し
たものである。この切欠部にも樹脂22が連続的に充填さ
れるので、マグネットリング24との結合力が更に増加す
る利点を備える。

第８図（ａ）（ｂ）は本発明に係る回転角センサの第３
の実施例を示し、廻り止めスペーサ92を回転軸に取り付
けて樹脂22を充填した例を示す。この結果、回転軸と樹
脂との結合力が増加するものであり、第２実施例の切欠
部と組み合わせれば一層結合力が増大するものである。

（発明の効果）本発明に係る回転角センサは、回転体をマグネットリン
グと及び樹脂を介して其の内部に固定される回転軸とか
ら構成すると共に、該樹脂としてマグネットリングと熱
膨脹係数において近似する樹脂を用いる如く構成したの
で、マグネットリングと樹脂とを其の間に空隙を生じる
ことなく強固に固定出来、よってマグネットリングが空
転して検出出力誤差が生じる如きことを防止出来る利点
を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転角センサの回転体の斜視
図、第２図は其のII−II線断面図、、第３図は回転角セ
ンサを収納したディスリビュータの一部断面説明図、第
４図は検出回路の回路図、第５図（ａ）乃至（ｆ）は本
発明に係る回転角センサの回転体の製造方法を示す説明
図、第６図（ａ）乃至（ｄ）は別の製造方法例を示す説
明図、第７図（ａ）（ｂ）は本発明に係る回転角センサ
の第２の実施例を示す説明図及び第８図（ａ）（ｂ）は
本発明に係る回転角センサの第３の実施例を示す説明図
である。 10……ディストリビュータ、16……回転体、20……回転
軸、22……樹脂、24……マグネットリング、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関のクランク軸の回転に同期して回
転する回転体と該回転体の外周面に着磁帯を其の回転軸
線方向に複数列形成し、前記回転体に対峙して配された
磁電変換手段とを有する回転角センサにおいて、前記回
転体をマグネットリング及び樹脂を介して其の内部に同
軸的に固定される回転軸とから構成すると共に、前記樹
脂としてマグネットリングの熱膨脹係数に近似した熱膨
脹係数を有する樹脂を用いてなることを特徴とする回転
角センサ。
【請求項２】前記樹脂は、夫々ガラス繊維を含有した不
飽和ポリエステル、フェノール系樹脂、メラミン系樹
脂、ポリエステル・アルキド樹脂、アリル樹脂、ケイ素
樹脂、エポキシ樹脂或いはポリアミド樹脂から選択され
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転角
センサ。