JPH08304434A - 回転センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】窓付きロータを用いた電磁ピックアップ方式の
回転センサの検出感度を向上こせること。 【構成】窓付きロータ９の窓部91の端部である残肉部93
が電磁ピックアップ５のコア13の磁気ギャップ14から遠
ざかる配置となるので、窓部91が磁気ギャップ14と重な
る場合に、一対のコアの間を貫く磁束が小さくなり、磁
気抵抗が増加する。よって、窓付きロータの回転に伴う
磁束変動の振幅が大きくなり検出感度が向上する。又、
回転センサの寸法を拡大することなく、窓付きロータの
歯柱部とコアの歯極との実効的な重なり長を長くしてい
るので、歯柱部とコアの歯極とが重なった場合における
一対のコア間を貫通する磁束が大きくなる。よって、磁
束変動の振幅が大きなり、検出感度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転体もしくは回転部
材の回転を検出する回転センサに関し、特に、車両の車
輪軸端に設けられる回転センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、回転センサとして耐久性のある電
磁ピックアップを車輪の軸受け部分の車軸端部に設けた
ものが知られている。図５の（ａ）に示すように、この
電磁ピックアップは５’は、磁石を一対の円筒形状のコ
ア金具で両側から挟み込み、ピックアップコイル１１’
と共に、カバー６’に組み込んで樹脂でモールドしたも
のである。その構造の電磁ピックアップ５’では、回転
軸に垂直に向かい合って配設された一対のコア１３’の
各歯の先端が、軸方向に磁気ギャップを隔てて、対向し
ている。そして、このコア１３’を外側から覆うように
窓付きロータ９’が回転軸の回転に伴って回転するよう
に配設されている。即ち、この磁気ギャップ上に、磁性
体から成る窓付きロータ９’の窓部および歯柱部が、こ
の磁気ギャップに対して所定のクリアランスを保つよう
に配設されている。この配置により、窓付きロータ９’
の回転により、磁気ギャップ上をその窓部と歯柱部とが
周期的に通過する。

【０００３】コア１３’の磁気ギャップ上に窓付きロー
タ９’の窓部が位置する時は、一対のコア１３’の各歯
端を通る磁束が最小になり、ピックアップコイル１１’
で検出される磁束は最小値となる。一方、コア１３’の
磁気ギャップ上に窓付きロータ９’の歯柱部が位置する
時は、一対のコア１３’の各歯と各歯柱部との間で磁気
結合が発生し、一対のコア１３’の各歯間を貫通する磁
束が最大となり、ピックアップコイル１１’で検出され
る磁束は最大値となる。従来の回転センサは、窓付きロ
ータ９’の回転に伴って生じる磁気抵抗の周期的な変化
を利用して、回転変移量を検出するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒形
状をした窓付きロータ９’の開放口側の円形の縁線と、
開放口側に近い窓部の縁との間に残肉部９３’が存在す
る。この残肉部９３’は、歯柱部の端部と連続して、リ
ング状に帯を形成している。このため、窓部がコアの磁
気ギャップに重なる際に、残肉部９３’とコアとの間の
磁気結合が存在し、この状態での磁気抵抗を減少させて
いる。従って、窓付きロータ９’の回転に伴う磁束変化
の振幅を大きくすることができず、検出感度を小さくし
ている原因となっていた。

【０００５】本発明の目的は、窓付きロータを用いた電
磁ピックアップ方式の回転センサにおいて、検出感度を
向上させることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の第１の特徴は、回転軸に同軸に設けられ、磁
性体円筒の側周面に回転方向に周期的に穿たれた窓部
と、窓部と窓部との間に存在する歯柱部と、磁性体円筒
の開放口の円形の縁と窓部の開放口の側の縁との間に存
在する残肉部とから成る窓付きロータと、回転軸の軸受
け固定側に回転軸と同軸に配置され、円筒状の櫛歯の各
歯極が軸方向に沿って所定の磁気ギャップを隔てて向か
い合って配設された一対のコアとを有し、窓付きロータ
の回転に伴って磁気ギャップ上を歯柱部と窓部とが順次
通過する時、磁気回路の磁気抵抗が周期的に変化するこ
とを利用して、回転変移を検出する回転センサにおい
て、窓付きロータの残肉部のコアの歯極に対するクリア
ランスを、窓付きロータの歯柱部とコアの歯極に対する
クリアランスよりも大きくしたことを特徴とする。

【０００７】又、第２の特徴は、上記構成、窓付きロー
タ、コアとを有した回転センサにおいて、コアの軸に平
行に形成される歯極を、コアの円筒底面から一旦他のコ
アの歯極から遠ざかる方向に曲げ、その後、軸に平行に
他のコアの歯極の方向に折り曲げることで略Ｕ字形状に
折り曲げて形成したことを特徴とする。

【０００８】又、第３の特徴は、第１の特徴と第２の特
徴とを組み合わせものであり、第４、第５、第６の特徴
は、第１の特徴における窓付きロータの残肉部のコアの
歯極に対するクリアランスを他の部分に比べて大きくす
ることのより具体的な構成に関する。

【０００９】第４の特徴は、窓付きロータの残肉部とそ
の残肉部と円周方向に連続する歯柱部の端部とで形成さ
れる円周端部を、コアの歯極から遠ざかる軸に略垂直な
方向に折り曲げたことである。即ち、窓付きロータの開
放口の端部に近いリング状の帯を軸に略垂直な方向に折
り曲げたことである。

【００１０】第５、第６の特徴は、円周方向に沿って波
形に折り曲げたものであり、第５の特徴は、残肉部のみ
を軸に略垂直な方向に折り曲げ、第６の特徴は、窓部と
残肉部とで構成される回転軸に平行な区画単位で、円周
方向に沿って波形に折り曲げたものである。

【００１１】

【作用及び発明の効果】第１、第３、第４、第５、第６
の特徴のいずれも、窓付きロータの残肉部のコアの歯極
に対するクリアランスが、窓付きロータの歯柱部とコア
の歯極に対するクリアランスよりも大きくなる。よっ
て、窓付きロータの回転に伴う、一対のコア間の磁束の
貫通量の変動の振幅が大きくなり、検出感度が向上す
る。

【００１２】又、第２の特徴では、窓付きロータの歯柱
部が一対のコアの歯極間の磁気ギャップ上に位置する場
合に、回転軸方向に沿った歯柱部とコアの重なり長を回
転センサの寸法を拡大することなく実効的に拡大するこ
とができる。よって、一対のコアを貫通する時の磁束が
大きくなるので、窓付きロータの回転に伴う磁束変動の
振幅が大きくなり、検出感度が向上する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１(a) は、本発明の具体的な実施例にかかる
回転センサ１の構成を示した断面図である。回転センサ
１は、主として、窓付きロータ９、電磁ピックアップ
５、センサモジュール１０とで構成されている。

【００１４】回転軸となるアクスルハブ２は軸受け固定
側３にベアリング４によって回転自在に軸支されてい
る。このアクスルハブ２に窓付きロータ９が取付けらて
おり、窓付きロータ９はアルスルハブ２の回転に伴って
回転する。センサモジュール１０は、カバー６、電磁ピ
ックアップ５、コネクタ７とで構成されており、センサ
モジュール１０が開口部３１に嵌込まれることで、窓付
きロータ９と共に回転センサ１を構成する。

【００１５】センサモジュール１０は、カバー６と電磁
ピックアップ５をモールド樹脂８で一体成形したもので
ある。軸受け固定側３の端部を覆うカバー６は、その嵌
込み代６１が、開口部３１（軸受け固定側３の破線矢印
の内径で示される空間部分）に圧入され、カバー６の底
の外周に設けられたストッパー部６２まではめ込まれて
いる。カバー６が嵌込まれた状態で、電磁ピックアップ
５のコア１３が窓付きロータ９に対して所定のクリアラ
ンス１５を保持している。

【００１６】電磁ピックアップ５は、ピックアップコイ
ル１１と磁石１２、コア１３から成り、ピックアップコ
イル１１からの信号は、カバー６の一部に設けたコネク
タ７のコネクタ端子７１を介して出力される。

【００１７】カバー６の嵌込み代６１は、円筒形であり
ストッパー部６２が軸受け固定側３に当接するまで開口
部３１に圧入される。開口部３１はアクスルハブ２と同
軸に穿たれるので、円筒形の嵌込み代６１はアクスルハ
ブ２と同軸性を保つ。また電磁ピックアップ５がカバー
６にモールド樹脂８でモールドされる際に、電磁ピック
アップ５と嵌込み代６１とが同軸性を保って固定されて
センサモジュール１０となるので、センサモジュール１
０が開口部３１に圧入されても、電磁ピックアップ５は
窓付きロータ９に対して同軸性を保つことができる。従
って電磁ピックアップ５の外周部の周囲空間に、窓付き
ロータ９がコア１３の磁気ギャップ１４と所定のクリア
ランス１５を保ちつつ同軸性を保って配置される。

【００１８】コア１３は、図３に示すように、一対の相
互に対向する円筒形状のコア金具１３ａとコア金具１３
ｂとで構成されており、それらのコア金具１３ａとコア
金具１３ｂは、ピックアップコイル１１を磁石１２と共
に包み込むように配置されている。図１(b) および図３
に示すように、コア金具１３ａは磁極である櫛歯１３１
ａ、コア金具１３ｂは磁極である櫛歯１３１ｂを有して
おり、お互いの櫛歯の先端が対向するように配置されて
いる。そしてコア金具１３ａの櫛歯１３１ａとコア金具
１３ｂの櫛歯１３１ｂとの間が磁気ギャップ１４とな
る。この磁気ギャップ１４が電磁ピックアップ５の周囲
に周期的に形成される。

【００１９】コア金具１３ｂは、図１(b) の断面図に示
すように、櫛歯１３１ｂの折曲部分Ａは、９０度又はア
ールではなく、一旦、所定の折曲方向Ｘと反対方向に曲
げた後、所定の折曲方向Ｘに曲げるようにして、略Ｕ字
形に構成されている。この結果、コア１３の寸法を変え
ずに、コア１３と窓付きロータ９の重なりの実効長Ｌを
従来の構成の長さＬ'(図５(b))よりも長くできる。コア
金具１３ｂをこのような略Ｕ字形状に折り曲げて櫛歯１
３１ｂとすることで、コア金具１３ｂが窓付きロータ９
と対向する領域（面積）が広がる。

【００２０】一方、窓付きロータ９は図１および図４に
示すような円筒形状をしており、コア金具１３ａ、１３
ｂの櫛歯１３１ａ、１３１ｂの周期配列と同じ周期配列
で、窓部９１が磁性体円筒の側周部に穿たれている。こ
れらの窓部９１と窓部９１の間が歯柱部９２となる。一
対のコア１３は、窓付きロータ９の窓部９１および歯柱
部９２がコア１３の磁気ギャップ１４の上側に所定のク
リアランス１５介して位置するように配設されている。
即ち、歯柱部９２が磁気ギャップ１４に重なる位置に来
ると、全ての歯柱部９２がコア１３の全ての磁気ギャッ
プ１４と重なる。窓付きロータ９が回転して、窓部９１
が磁気ギャップ１４に重なる場合は、全ての窓部９１が
全ての磁気ギャップ１４と重なる。

【００２１】窓付きロータ９の円周端部における歯柱部
９２の配列を固定するため、窓部９１にも残肉部９３が
形成されている。この円周端部に形成された残肉部９３
は、窓部９１と異なり常にコア金具１３ａと対向する位
置となる。それで残肉部９３を、窓付きロータ９の内周
に配置される電磁ピックアップ５の磁気ギャップ１４か
ら遠ざかる位置となるように、図１および図４に示すよ
うな円筒形状の開放口の円形の縁をクリアランス１５が
広がる外側に折り曲げて、フランジが形成されている。
従って、残肉部９３は歯柱部９２とコア１３とのクリア
ランス１５よりもコア１３から離れて位置する（図１
(b))。

【００２２】回転軸の回転でロータ９の歯柱部９２がコ
ア１３の磁気ギャップ１４に重なる位置に来る場合は、
コア１３の磁束が歯柱部９２を介して磁気回路を形成す
るようになり、コア金具１３ａ、１３ｂ間の磁気抵抗が
小さくなる。窓部９１が磁気ギャップ１４に重なる場合
では、逆に磁束が通りにくくなるのでコア金具１３ａ、
１３ｂ間の磁気抵抗の磁気抵抗が増大する。よって、回
転軸の回転に伴って、コア金具１３ａ、１３ｂ間の磁気
抵抗が周期的に変動し、ピックアップコイル１１は、電
磁誘導によりこの磁気抵抗の変動による磁束変動を検出
し、回転変位信号を出力する。

【００２３】この時、窓付きロータ９の残肉部９３が、
歯柱部９２と磁気ギャップ１４とのクリアランス１５よ
りもコア１３から離れて位置するため、窓部９１が磁気
ギャップ１４と重なる位置にロータ９が位置する時に、
残肉部９３とコア１３との間の磁気結合が小さくなり、
コア金具１３ａ、１３ｂ間の磁気抵抗は大きい値とな
る。そして、歯柱部９２が磁気ギャップ１４と重なる位
置にロータ９が位置する時には、歯柱部９２と櫛歯１３
１ｂとの重なりの実効長Ｌを長くしているので、コア金
具１３ａ、１３ｂ間の磁気抵抗を小さくすることができ
る。よって、窓付きロータ９の回転に伴う、コア金具１
３ａ、１３ｂ間の磁束変動の振幅が大きくなり、検出感
度が向上する。

【００２４】次に、第２実施例について説明する。図２
は、窓付きロータ９の形状を示している。第１実施例で
は、円筒形状をした窓付きロータ９において、残肉部９
４と歯柱部９２とで同一半径としている。しかし、第２
実施例では、円筒形状をした窓付きロータ９において、
窓部９１の部分の残肉部９４の半径が歯柱部９２の半径
よりも大きくなるように、窓部９１の部分の残肉部９４
を外側に折り曲げている。

【００２５】図２(b) のロータ９の残肉部９４を軸方向
に見た図に示すように、波形リブ形状とした場合であ
る。このような形状はプレス型で容易に成形できる。こ
のようにしても窓部９１が磁気ギャップ１４に重なる場
合に残肉部９４をコア１３から離して位置させるので、
コア１３と残肉部９４との間を貫く磁束を減少させるこ
とができる。この波形リブ形状は図２(b) に示す丸波型
リブ形状だけでなく、図２(c) の残肉部９５に示すよう
な矩形波形リブ形状でも構わない。この形状でも、窓付
きロータ９を形成するプレス型で容易に成形できる。

【００２６】次に、第３実施例について説明する。窓付
きロータ９の残肉部９４と窓部９１とで構成される区画
を磁気ギャップ１４から遠ざけるように、回転方向に沿
って波形に折り曲げてもよい。即ち、歯柱部９２と櫛歯
１３１ａ、１３１ｂとのクリアランス１５は、第１実施
例と同様であるが、残肉部９４と窓部９１とで構成され
る区画と櫛歯１３１ａ、１３１ｂとのクリアランスだけ
をそのクリアランス１５よりも大きくしている。よっ
て、本実施例も第１実施例と同様な効果を生じる。

【００２７】上記の各実施例では、磁気ギャップ１４は
電磁ピックアップ５の外周辺部に配置されているが、磁
気ギャップが円筒形の電磁ピックアップの内周辺部に設
けられても良い。即ち、円筒形の窓付きロータの外側に
コアに対するクリアランスを設けても良い。この場合に
は、残肉部は窓付きロータの内周側に折り曲げられたフ
ランジリブ形状となり、この構成により、残肉部のクリ
アランスは、歯柱部とコアとのクリアランスより拡大さ
せることができ、磁気結合がない位相のでのクリアラン
スを貫通する磁束を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例にかかる回転センサの構造を示した
断面図。

【図２】第２実施例にかかる回転センサの構造を示した
断面図。

【図３】コア金具の側面図。

【図４】窓付きロータの断面図。

【図５】従来の回転センサの窓付きロータとコアとの関
係を示した断面図。

【符号の説明】

１ 回転センサ ２ アクスルハブ ３ 軸受け固定側 ５ 電磁ピックアップ ６ カバー ７ コネクタ ９ 窓付きロータ １０ センサモジュール １１ ピックアップコイル（電磁ピックアップ） １２ 磁石（電磁ピックアップ） １３ コア（電磁ピックアップ） １４ 磁気ギャップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸に同軸に設けられ、磁性体円筒の側
   周面に回転方向に周期的に穿たれた窓部と、窓部と窓部
   との間に存在する歯柱部と、前記磁性体円筒の開放口の
   円形の縁と前記窓部の前記開放口の側の縁との間に存在
   する残肉部とから成る窓付きロータと、前記回転軸の軸
   受け固定側に前記回転軸と同軸に配置され、円筒状の櫛
   歯の各歯極が軸方向に沿って所定の磁気ギャップを隔て
   て向かい合って配設された一対のコアとを有し、 前記窓付きロータの回転に伴って前記磁気ギャップ上を
   前記歯柱部と前記窓部とが順次通過する時、磁気回路の
   磁気抵抗が周期的に変化することを利用して、回転変移
   を検出する回転センサにおいて、 前記窓付きロータの前記残肉部の前記コアの歯極に対す
   るクリアランスを、前記窓付きロータの前記歯柱部と前
   記コアの歯極に対するクリアランスよりも大きくしたこ
   とを特徴とする回転センサ。
2. 【請求項２】回転軸に同軸に設けられ、磁性体円筒の側
   周面に回転方向に周期的に穿たれた窓部と、窓部と窓部
   との間に存在する歯柱部と、前記磁性体円筒の開放口の
   円形の縁と前記窓部の前記開放口の側の縁との間に存在
   する残肉部とから成る窓付きロータと、前記回転軸の軸
   受け固定側に前記回転軸と同軸に配置され、円筒状の櫛
   歯の各歯極が軸方向に沿って所定の磁気ギャップを隔て
   て向かい合って配設された一対のコアとを有し、 前記窓付きロータの回転に伴って前記磁気ギャップ上を
   前記歯柱部と前記窓部とが順次通過する時、磁気回路の
   磁気抵抗が周期的に変化することを利用して、回転変移
   を検出する回転センサにおいて、 前記コアの前記軸に平行に形成される歯極は、前記コア
   の円筒底面から一旦他のコアの歯極から遠ざかる方向に
   曲げられ、その後、前記軸に平行に他のコアの歯極の方
   向に折り曲げられた略Ｕ字形状に折り曲げられて形成さ
   れていることを特徴とする回転センサ。
3. 【請求項３】請求項１に記載の回転センサにおいて、 前記コアの前記軸に平行に形成される歯極は、前記コア
   の円筒底面から一旦他のコアの歯極から遠ざかる方向に
   曲げられ、その後、前記軸に平行に他のコアの歯極の方
   向に折り曲げられた略Ｕ字形状に折り曲げられて形成さ
   れていることを特徴とする。
4. 【請求項４】前記窓付きロータの前記残肉部とその残肉
   部と円周方向に連続する前記歯柱部の端部とで形成され
   る円周端部が、前記コアの前記歯極から遠ざかる前記軸
   に略垂直な方向に折り曲げられていることを特徴とする
   請求項１または請求項３に記載の回転センサ。
5. 【請求項５】前記窓付きロータの前記残肉部のみが円周
   方向に沿って、周期的に前記コアの前記歯極から遠ざか
   る前記軸に略垂直な方向に折り曲げられ、窓付きロータ
   の開放口側の円周端部が円周方向に沿って波形状に形成
   されていることを特徴とする請求項１または請求項３に
   記載の回転センサ。
6. 【請求項６】前記窓付きロータは、前記窓部と前記残肉
   部とで構成される前記回転軸に平行な区画が前記コアの
   前記歯極から遠ざかるように、円周方向に沿って周期的
   に波形形状に折り曲げられていることを特徴とする請求
   項１または請求項３に記載の回転センサ。