JPS6128815A - 回転角度検出装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は回転角度検出装置に関し、更に詳細には例えば
内燃機関のクランク軸又はその他の回転軸の回転角度を
近接スイッチを用いて検出する装置に関する。

〔従来技術〕

従来、この種の回転角度検出装置は、第１図ないし第３
図に示されるように構成されていた。こｔら第１図ない
し第３図において、１は被測定物に接続され、この被測
定物と同期して回転する回転軸、２はこの回転軸１に固
定された円板をそｔぞれ示している。この円板２は鉄等
の金属体により作られ、第２図に示されるようにその外
周部を所定の間隔で切欠くことにより形成されたその残
余部が所定の角度をもって付設された検出部２ａとされ
ている。この検出部２ａが円板２の回転角度、換言すれ
ば被測定物の回転角度を検出するために作用する。

この円板２は、その中心部の開口２ｂ′ｆｃ回転軸１の
上端突出部に嵌合して装着され、押え板３を介してねじ
４により固定される。この押え板３は円板２の表面が回
転軸ｌの軸線に対して直交するように固定するだめのも
のである。回転軸ｌは。

ベアリング５によって回転可能にノ・ウソフグ６内に支
持され、該回転軸１の上端に固定されだ円板２はハウジ
ング６の収納部６ａ内に位置決めされている。

この収納部６ａ内において、円板２の下面側には５合成
樹脂等の電気的絶縁物によって作られたケース７が配置
され、ねじ８によってノーウジンダ６に固定されている
。このケース７内には、円板２が回転している時その検
出部２ａの通過軌跡直下に設置され轟該検出部２ａの通
過全検出するだめの検出コイル部９と、この検出コイル
部９に所定の電気信号を印加すると共にこの信号を処理
するだめの電気回路１０とが収納設置されている。

検出コイル部９は、第３図に示されるように。

糸巻き状の芯１１の外周凹部に導線を巻き付けてなるコ
イル１２と、中心部に筒状部１３ａ’ｒ立設させた椀形
のフェライト製コア１３とを含み、コイル１２を装着し
た芯１１が、コア１３の筒状部１３ａ’に芯１１の中心
開口部に挿入するようにしてコア１３内に配置されて構
成されている。この検出コイル部９は、コアエ３の開放
端面１３ｂ’！ｉｌ−円板２の検出部２ａ通過軌跡側へ
向けてケース７に取付けられている。

なお、１４は／・ウソング６の開口部に取付けられ、収
納部６ａ内のケース７、検出コイル部９、電気回路１０
および円板２等を保穫するためのキャップであり、ねじ
１５によってノ１ウジング６に固着されている。また、
１６はノヘウソング６とキャンプ１４との接合部に装着
され、収納部６ａ内を防水密封するだめのパツキンを示
している。

次に、斜上の如く構成された従来の回転角度検出装置に
ついて、その動作を説明する。

最初に、内燃機関のクランク軸に接続された回転軸１は
、クランク軸の回転に従ってその回転速度と同期した回
転音する。これにより、回転軸ｌに固定された円板２は
、回転軸ｌと同様にクランク軸に同期した回転をする。

これにより、円板２の検出部２ａは、これを検出するた
めの検出コイル部９の直上を連続的に通過するように回
転する。

ところで、検出コイル部９に装着されたコイル１２には
、該コイルと共に発振回路を構成する電気回路１０より
所定の周波数の発振信号が印加されている。この発振信
号によりコア１３は磁化され、この磁化によりその開放
端１３ｂ即ち中央の筒状部１３ａの上端と外周壁部の上
端との間で第４図に示されるように大きく広がって分布
する漏洩磁束が発生する。いま、このように磁化された
コア１３の開放端１３ｂに鉄のような金属体が接近する
と、前述の漏洩磁束がその近接物に鎖交する。このとき
、この鎖交した磁束により金属体中に渦電流が流れ、こ
れがこの発振信号の損失となる。この結果、電気回路１
０よりコイル１２に印加される発振信号は停止する。従
って、この発振信号の有無を電気回路１０で出力するこ
とにより、上記のような近接物の有無を検出することが
できる。このような検出方法を以下近接スイッチ方式い
ま、この回転角度検出装置では、円板２の検出部２ａが
、コア１３の近傍上部を通過するように設定されている
ため、その検出部２ａの検出コイル部９への接近時には
、前述の如き動作を生じる。従って、電気回路１０の発
振信号の有無を検出し出力することにより、前記検出部
２ａの検出コイル部９への接近の有無を検出することが
できる。すなわち１円板２の検出部２ａの検出コイル部
９への接近は、検出部２ａの回転角度によるため、円板
２０回転角度即ち被測定物の回転角度を検出することが
できる。

しかしながら、従来の回転角度検出装置の検出コイル部
９は、前述したように第３図に示したような形状のコア
１３によって形成されていたため、コア１３の外径は大
きくならざるを得なかった。

また、この近接スイッチによる近接体の検出点は、近接
体中に流れる渦電流による発振信号の損失量即ちこの漏
洩磁束の近接体への鎖交量によって決定される。従って
、この形状の磁芯を用いた近接スイッチでは上記の漏洩
磁束の広がシが大きく、特定の位置での磁束数のバラツ
キが大きくなり、従って検出点のバラツキが大きくなる
。そのため、この装置の回転角度の検出精度を上げるこ
とができないという欠点があった。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、斜上の従来の回転角度検出装置の欠点
に着目し、検出コイル部全改良することにより検出精度
の高い回転角度検出装置を提供することにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の回転角度検出装置を一実施例について説
明する。

第５図には、本発明の一実施例に係る回転角度検出装置
が示さねている。当該実施例を示す第５図において、第
１図で示された従来の回転角度検出装置と同一部分又は
相当する部分は同一の参照符号を付してその説明を省略
する。

この実施例の回転角度検出装置は、検出コイル部を異に
する他は、第１図の従来の装置と実質的に同じであるの
で、検出コイル部についてその構成を説明する。

当該実施例の回転角度検出装置における検出コイル部２
０は、第６図に示されるように一部に所定の間隔で形成
された空隙部２１ａを備えた環状のコア２１を含む。こ
の環状のコア２１の一辺には導線巻き付は用の芯２２が
該−送金中心軸とするようにして取付けらｔ、該芯２２
に゛導線が巻き付けられてコイル２３が形成される。こ
のコア２１は従来例と同様にフェライトにより作られる
。このような検出コイル部２０は、コア２１の空隙部２
１ａｉ形成する対向端面２１ｂが回転角度検出のため所
定の角度をもって形成された円板２の検出部２ａをその
土工面側から挾み込むようにケーシング６の収納部６ａ
内に配置され且つケース７に固定される。

次に、このような構成の検出コイル部を備えた前記実施
例の回転角度検出装置の動作について説明する。

最初に１回転軸１ｆｆｉ被測定物の回転体と接続し、回
転軸１に固定された円板２が被測定物と同期して回転す
るように設定する。このとき、円板２の　　　　１□外
周部の検出部２ａは、コア２１の空隙部２１ａの端面２
１　’ｏ間に挿入されるように設定されているため、こ
の間を通って回転する。一方、コア２１に装着されたコ
イル２３には、このコイル２３と共に発振回路を成す電
気回路ｌＯより所定の周波数の発振信号が印加されてい
るため、コア２１は磁化され、コア２１の空隙部の端面
２１ｂ間には、この磁化により第７図に示されるように
分布する漏洩磁束が発生する。円板２の検出部２ａが回
転し、この漏洩磁束中を通過することにより発振信号の
継続、停止が生じる。従って、これを電気回路ｌＯで検
出し、出力することにより円板２の回転角度、即ち被測
定物の回転角度を検出することができる。

ところで、この発明による検出コイル部２ｏのコア２１
の空隙部端面２１ｂの断面は、第６図に示されるように
コア２１を環状にし、その一部にコイル２３を装着する
ようにしたため、小さくできるようになった。これは、
第３図の従来例のようにコア１３の端部１３ｂのある部
位とコイル１２を装着する部位を、本発明のようにコア
２１を環状にすることで分けることができるためである
。

まだ、コア２１の空隙部２１ａの端面２１ｂ開の距離は
、近接体である円板２をこの間に通すようにしたことに
より短縮することができる。これは、コア２１の空隙部
の端面２１ｂの距離が、この間を通過させる円板２の厚
さ以外にコイルを装着するだめの寸法等の制約全受けな
いためである。このように、コア２１の空隙部の端面２
１ｂの断面を小さくシ、その間隔を短縮することにより
、この空隙間の漏洩磁束の広がりが小さくなり、この間
或いはこの近傍での磁束数のバラツキが小さくなる。従
って、この検出物である近接体をこの空隙部間或いはこ
の近傍を通過させることにより。

この円板２の近接時の検出点精度、即ち被測定物の回転
角度の検出精度が大きく向上するようになった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、被測定物と同期して回転する回転
軸に固定され一体となって回転する金属体の突出部の接
近に応答するコアがその一部に空隙部を有する環状とさ
れることによって回転角度の検出精度を飛躍的に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転角度検出装置を示す断面図、第２図
は第１図の検出装置に使用される円板、第３図は同様に
第１図の検出装置に使用される検出コイル部を示す斜視
図、第４図は第３図に示された検出コイル部の漏洩磁束
の分布状態を示す概略的な説明図、第５図は本発明の一
実施例に係る回転角度検出装置を示す断面図、第６図は
第５図の検出装置において用いられる検出コイル部を示
す斜視図、第７図は第６図の検出コイル部における漏洩
磁束の分布状態を示す説明図である。 １・・・回転軸、２・・・円板、２ａ・・・検出部％６
・・・ハウジング、６ａ・・・収納部、７・・・ケース
、２０・・・検出コイル部、２１・・・コア、２１ａ・
・・空隙部、２１ｂ・・・端面、２３・・・コイル。 なお、図中同一符号は同一部分又は相当する部分を示す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測定物と同期して回転する回転軸と、該回転軸に固
   定され一体となつて回転する金属体と、該金属体の近接
   に応答する検出コイル部と、該検出コイル部と共に発振
   回路を構成し前記検出コイル部からの応答を出力する電
   気回路と、前記回転軸、前記金属体、前記検出コイル部
   および前記電気回路を収納するハウジング部材とを含み
   、前記検出コイル部が一部に空隙部を有する環状のコア
   と、該コアに巻き付けられたコイルとから成り、前記コ
   アがその空隙部に前記金属体の一部を通過させるように
   配置されていることを特徴とする回転角度検出装置。