JPS6217677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の点火時期を制御するための
検出装置に係り、特に配電器の回転に同期して所
定のパルス信号を得る回転角度検出装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

内燃機関の点火時期は排ガス及び燃費に影響を
及ぼすので、これを最適値に制御することが要請
される。一般に点火時期の制御は内燃機関と同期
して回転する配電器が用いられ、配電器に設けた
遠心進角機構と負圧進角機構とによつて点火時期
を制御している。

しかしながら前記遠心進角機構は機械的な制御
方式のため、精度及び応答性が悪い。このため電
子回路を用いてこれらの欠点をなくす制御方法が
試作されている。ところが、電子回路を用いて制
御する場合には各種の検出装置を必要とし、中で
も重要な検出装置としてクランク軸の回転角度検
出装置がある。

この回転角度検出装置の一例として、クランク
軸に同期して円板を回転させ、この円板の径方向
に設けた突起と、この突起に対向する磁気ピツク
アツプとの磁束変化を交番電圧として取出し、所
定のパルス信号を得る検出装置がある。

しかし、上記の検出装置は直接クランク軸の回
転角度を検出するため、その装着スペースに制限
を受ける欠点がある。

また、外部磁界の影響、例えば始動時のスター
タテイングモータに流れる大電流で発生する磁束
変化、発電機、カークーラ用電磁クラツチの漏洩
磁束等によつて誤動作し易くなる欠点もある。

そこで、以上の欠点を回避するために近年で
は、光電式ピツクアツプを用いた回転角度検出装
置を内燃機関の配電器に付設することが考慮され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような回転角度検出装置は、配電
器を構成している中央接触子とロータ電極が摺動
して生じる摩耗粉が前記光電ピツクアツプ部等に
付着し、動作を不確実にするものである。

これを防止するために、例えば実公昭50−7372
号公報に示されるように、配電子の一部に環状段
付部を設けるとともに回転角度検出装置を前記配
電子から隔離するカバーを固定側に設け、このカ
バーの中央に前記段付部によつて形成された周壁
に対向する１個の同心状起立部を設けたものが知
られている。

しかし、前記カバーはハウジングの周側壁面に
何らの手段を施こすことなく固定させた構成を採
用しているため、エンジンの振動伝達が加わる背
景の下で信頼性あるものではないという問題があ
る。

さらに、カバー中央部と配電子との摺動部にお
いては、単にカバー中央部の起立部が配電子に設
けた環状段部に挿入されている構成を採用してい
るため、摩耗粉の完全なる遮蔽が期待できないと
いう問題がある。

そして、このような摩耗粉の飛散付着防止は、
最終的には光電ピツクアツプ部の誤動作を防止す
ることにあるが、この防止の前提としては、前記
光電ピツクアツプ部が、ハウジングに対してその
変位がたとえ微動だとしても許されず、確実に固
定されて、その変位が防止されなくてはならな
い。このような点においても、従来にあつては配
慮されていなかつた。

したがつて、本発明の目的は、常に振動する状
態にあることを背景に中央接触子とロータ電極が
摺動して生じる摩耗粉の光電ピツクアツプ部に付
着するのを妨げるカバーの固定およびその機能を
信頼性あるものとし、かつ前記光電ピツクアツプ
部の微動な位置変動をも防止して、検出精度の優
れた回転角度検出装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は、
クランク軸と同期して回転するシヤフトに結合さ
れた配電子上に固定されたロータ電極と、このロ
ータ電極に高電圧で印加する摺動接触子と、配電
子の外周部に配置された固定電極とを有し、ロー
タ電極とそれに対向する固定電極間に放電させ、
固定電極に接続された点火プラグに高電圧パルス
を配電する内燃機関の配電器のハウジング内に設
けた回転角度検出装置において、前記ハウジング
はフランジ結合部を有し、前記回転角度検出装置
は、少なくともその周囲がハウジング内に収納さ
れ、このハウジング内に支承されたシヤフトと一
体に回転し表面に複数個の孔を有する回転円板
と、この穴を通過する光量変化を検出する光電ピ
ツクアツプと、とを備え、前記配電子の前記回転
円板側の一部に回転軸と同心的に環状段付部を設
けるとともに前記回転円板及びピツクアツプを前
記配電子から隔離するカバーをその周辺が前記ハ
ウジングのフランジ結合部に挾持させるととも
に、該フランジ結合の手段として用いられるネジ
に貫通されて固定されるように設け、このカバー
の中央部は前記配電子の環状段付部によつて形成
される周壁に対向する周心状起立部とその外周に
取付けられ前記周壁と摺接し得る遮蔽部とが設け
られているとともに、前記光電ピツクアツプと接
続し得る電子回路は前記シヤフトの周辺部に配置
される一体基板に前記光電ピツクアツプとともに
組み込まれ、かつ前記基板と一体に設けられたコ
ネクタが前記ハウジングの下部に設けられた孔を
通して配設されているようにしたものである。

〔作用〕

このように構成することによつて、回転角度検
出装置を備える配電器側と回転角度検出装置側と
で、フランジ結合された２個のハウジングで構成
され、カバーはその周辺部において前記配電器側
のハウジングと、回転角度検出装置側のハウジン
グのそれぞれのフランジに挾持固着されている。
さらに前記カバーは前記フランジ結合させる際の
ネジが貫通されて該固着の信頼性を図つている。
このようにすることにより、カバーの周辺部にあ
つては完全に配電器側と回転角度検出装置側との
隔離が確保され、摩耗粉の通過が阻止される。

そして、カバー中央部と配電子との摺動部にお
いて、カバーの中央部は配電子の環状段付部によ
つて形成される周壁に対向する周心状起立部とそ
の外周に取付けられ前記周壁と摺接し得る遮蔽部
とが設けられて、摩耗粉の完全なる遮蔽を図るこ
とができる。

さらに、このように、回転角度検出装置への摩
耗粉の飛散付着防止は、最終的には前記回転角度
検出装置の主要構成要素となる光電ピツクアツプ
部の誤動作を防止するとことにあるが、上述のよ
うに光電ピツクアツプが一体に組み込まれる基板
は、光電ピツクアツプ近傍においてハウジングに
固定されていることから、前記光電ピツクアツプ
の微動な位置変動をも防止することができる。

したがつて、このようなことから、常に振動す
る状態にあることを背景に中央接触子とロータ電
極が摺動して生じる摩耗粉の光電ピツクアツプ部
に付着するのを防げるカバーの固定およびその機
能を信頼性あるものとし、かつ前記光電ピツクア
ツプ部の微動な位置変動をも防止でき、検出精度
の優れたものを得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る回転角度検出装置の第１の
実施例について説明する。

第１図は本発明に係る第１の実施例である回転
角度検出装置の縦断面図である。

ハウジング１２にキヤツプ１４がねじ１６で締
付固定されている。このキヤツプ１４の頂部中央
には、中央端子１８とそれに接続する摺動接触子
２０が設けられている。キヤツプ１４の頂部外周
部には、固定電極２２に接続された固定端子２４
が設けられている。キヤツプ１４の内部には片側
が平板状の配電子２６が設置されている。この配
電子２６の平板面には前記摺動接触子２０と摺動
接触し、先端が固定電極２２と一定の間隙を介し
て対向するロータ電極２８に固定されている。

この配電子２６には前記平板面と一体に形成さ
れた軸心部３０が設けられ、この軸心部３０の端
面には環状の溝３２が設けられている。この軸心
部３０とハウジング１２の間には、中央に穴を有
し、この穴の周囲が起立した起立部３４が設けら
れた溝３２に嵌合され、カバー３６の外周辺はハ
ウジング１２に固定されている。

前記カバー３６の起立部３４の外周側面には遮
蔽部材１０２が設けられており、この遮蔽部材１
０２の外周側面は前記軸心部３０に形成された溝
３２の大径側における外周側面と当接するように
なつている。

配電子２６の軸心部３０にはフランジ部を有す
るカラー３８が結合している。カラー３８のフラ
ンジ部にはカラー４０に形成されたフランジ部が
接合されて、ねじ４２により両カラー３６，３８
を締付固定している。カラー３８とカラー４０の
両フランジ部の間には回転板４４が圧接されピン
４６にて固定されている。カラー４０はクランク
軸に連動して回転するシヤフト４８に装着されて
いる。シヤフト４８はハウジング１２にベアリン
グ５０を介して軸承されている。

カバー３６とハウジング１２で囲まれた内部に
は、合成樹脂製のベース５２が内装されている。
前記回転円板４４の外周部が入り込む溝５４を有
し、その溝５４を介して対向する発光素子５６と
受光素子５８より成る光電ピツクアツプ６０が設
置されている。また光電ピツクアツプ６０からの
電気信号を処理する電子回路を支持するプリント
板６２がベース５２に載置され、外部への電気信
号取出し用コネクター６４がベース５２に一体成
形されている。なお、ベース５２はハウジング１
２の底部にねじ６６により固定されている。

第２図はカバー３６の詳細を示すものである。
中央に中央穴６８が設けられ、その穴６８の周囲
には起立部３４が形成され、外周辺には取付穴７
０が設けられている。

第３図は配電子の外観を示す斜視図である。

配電子２６の軸心部３０の端面に溝３２が設け
られている。

第４図は回転板４４の詳細を示すものである。

回転板４４の外周辺には、角度検出用の窓７２
が円周方向にθの等角度ピツチで360個設けられ
ている。この角度検出用の窓７２の内側同心状に
基準信号検出用の窓７４がθ_１の等角度ピツチで
設けられている。例えば６気筒のエンジンでは60
度毎に６個設けられている。窓７４の内側にはピ
ン穴７６が猛けられ第１図のピン４６が挿入され
る。回転円板の中央には穴が設けられ、第１図の
カラー４０が挿入される。

第５〜７図は光電ピツクアツプの要部を示した
ものであり、第５図は平面図、第６図は側断面
図、第７図は背面図である。

ピツクアツプ６０には、発光素子５６と受光素
子５８から成る光カプラ７６、光カプラ７８及び
光カプラ８０が設けられている。光カプラ７８と
８０は回転円板４４の回転中心Ｏを基準にθ_２の
角度で配置されている。このピツクアツプ６０の
両端には取付穴８４が設けられ、発光素子５６と
受光素子５８の頂部に当る部分には光通過穴８２
が設けられている。

第８図はピツクアツプ６０からの信号を処理す
る回路を示したものである。

本回路は発光素子５６Ａと受光素子５８Ａで形
成される光カプラ７６とその信号を処理するコム
パレータ８６と、発光素子５６Ｂと受光素子８５
Ｂから成る光カプラ７８と発光素子５６Ｃと受光
素子５８Ｃから成る光カプラ８０の信号を処理す
るコムパレータ８８と電源し、抵抗R₁〜R₁₂、コ
ンデンサーC₁，C₂が図のように結線されて構成
されている。但し発光素子５６は赤外線ダイオー
ドを使用している。この受光ダイオードは光を感
知するとそのカソードとアノード間に起電力を生
じるものである。

電源Ｖから発光素子５６Ａには抵抗R₁を介し
て電流が流れ、直列に接続された発光素子５６
Ｂ，５６Ｃには抵抗R₇を介して電流が流れる。
受光素子５８Ｂと５８Ｃは逆並列に接続されてい
る。

まず受光素子５８Ｂが窓７２を通過した光を受
光すると抵抗R₈とコムパレータ８８の負入力端
子９０には、正入力端子９２を基準０として、正
の電圧が印加される。光が遮蔽されると負入力端
子９０は０となり第９図で示される波形の電圧が
負入力端子９０にかかることになる。

同様に受光素子５８Ｃは、受光素子５８Ｂとは
極性を逆に抵抗R₃に接続されているので、第１
０図に示す電圧波形が負入力端子９０にかかる。
第９図の波形との位相のずれは光カプラ７８，８
０の間に角度θ_２だけのずれがあるためである。
従つて抵抗R₃の両端には第１１図に示すように
第９，１０図の波形が合成された電圧波形が生じ
る。但し、θ_２＝Ｎθ±θ／２となるように設定
されている。（Ｎは回転円板の回転数） ところで、受光素子５８Ａには窓７４を通過し
た光が受光され第１２図に示した電圧波形が抵抗
R₂の両端に生じる。コムパレータ８６の正入力
端子９４には抵抗R₃とR₄で電源Ｖを分割した電
圧V₁よりも高い電圧が負入力端子９６に加われ
ばコムパレータ８６の出力端子９８には“Ｌ”が
出力され第１３図のような信号が生じる。なお抵
抗R₅によりヒステリシスをかけ入力信号の微小
変化によつて出力信号にチヤタリングが生じるこ
とを防止している。

コムパレータ８８の正入力端子９２には抵抗
R₉とR₁₀で電源Ｖを分割した電圧V₂が印加され、
このV₂を基準に負入力端子９０が正負に変化す
れば第１４図に示すように、“Ｌ”、“Ｈ”の信号
がコムパレータ８８の出力端子１００に生じる。
抵抗R₁₁は同様にヒステリシスをかけている。

結局、回転円板４４の回転に伴つて、コムパレ
ータ８６の出力端子９８には基準信号が、コムパ
レータ８８の出力端子１００には角度信号が出力
される。

但し、第９図〜第１４図において縦軸は電圧の
強さを横軸は電圧の周期角を示している。

上述の基準信号と角度信号に基づいて、内燃機
関の点火プラグの点火時期を制御することができ
る。

本実施例では以上のように構成されているた
め、カバー３６は相対向するハウジング１２（一
方はキヤツプ１４で示される）のフランジ部で挾
持されていることになり、信頼性ある固着が図れ
るようになる。そして、この固着は前記カバー３
６を貫通するボルト１６によつてなされているた
め、機械的振動に対しても強固な固着が期待され
る。

また、配電子２６の軸心部３０に設けられた溝
３２に、遮蔽部材１０２を挿入することにより、
摩耗粉のカバー３６内部への侵入を完全に阻止す
ることができるようになる。

さらに光電ピツクアツプカバー体に組み込まれ
るプリント板６２は、光電ピツクアツプ近傍にお
いて、ハウジング１２にねじ６６によつて固定さ
れていることから、前記光電ピツクアツプの微動
な位置変動を防止することができる。

また、前記光電ピツクアツプおよびこれに接続
される電子回路さらにコネクタはそれぞれ一体基
板に設けられていることから、余分なスペースを
なくすことができるようになり、また前記基板
は、その中心部においてシヤプトが貫通できるよ
うになつていることからより小型化が図れるよう
になる。そして、ハウジング内に前記光電ピツク
アツプ等を組み込む場合にあつては、前記基板の
みをシヤフト組立て等と同時に行なえばその目的
を達成することができ、したがつて組立てを極め
て簡単に行なうことができる。

さらに、本実施例によれば、光電ピツクアツプ
およびこれに接続される回路は、カバー３６とハ
ウジング１２とのほぼ隙間ない空間に配置されて
いることから、これらを金属（通常において金属
が用いられる）にすれば外部ノイズの遮蔽が図れ
るようになる。

第１５図および第１６図は、本発明に係る他の
実施例の要部を示す断面図である。但し第１図と
同様あるいは同一構成部分は同一符号を用いて示
してある。

第１５図において、軸心部３０の端面に円形状
の凸部１０４を形成し、またカバー３６には環状
の溝１０６が形成されるように起立部１０８を設
け、前記軸心部３０に形成された凸部１０４をカ
バー３６に設けられた溝１０８に挿入する構成と
なつている。

本実施例も第１の実施例と同様の効果を有する
が、特にカバー３６の起立部１０８が２重となつ
ているため、摩耗粉の侵入防止効果が著しい。

第１６図において、軸心部３０の端面に円形状
の凹部１１０を設け、その凹部１１０部にカバー
３６の起立部３４を挿入している。

本実施例も第１の実施例と同様の効果を有して
いるが、特に軸心部３０に設けられた凹部１１０
の構造が簡単なので、製作が容易となる効果を有
する。

なお、第１５図および第１６図の場合において
も、図示はしていないが、第１図に示すような遮
蔽部材が挿入されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したことから明らかなように、本発明
による回転角度検出装置によれば、常に振動する
状態にあることを背景に、中央接触子とロータ電
極が摺動して生じる摩耗粉の光電ピツクアツプ部
に付着するのを妨げるカバーの固定およびその機
能を信頼性あるものとし、かつ前記光電ピツクア
ツプ部の微動な位置変動をも防止して検出精度の
優れたものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転角度検出装置の第１
の実施例を示す縦断面図、第２図はカバーの外観
を示す斜視図、第３図は配電子の外観を示す斜視
図、第４図は回転円板の詳細を示す平面図、第５
図は光電ピツクアツプを示す平面図、第６図は光
電ピツクアツプを示す断面側面図、第７図は光電
ピツクアツプの背面図、第８図はピツクアツプの
信号を処理する回路図、第９図は受光素子５８Ｂ
に発生する電圧波形図、第１０図は受光素子５８
Ｃに発生する電圧波形図、第１１図は抵抗R₈の
両端に発生する電圧波形図、第１２図は抵抗R₂
の両端に発生する電圧波形図、第１２図は抵抗
R₂の両端に生じる電圧波形図、第１３図は出力
端子１０２に生じる信号波形図、第１４図は出力
端子１０４に生じる信号波形図、第１５図は本発
明に係る他の実施例を示す要部断面図、第１６図
は本発明に係る他の実施例を示す要部断面図であ
る。 １２……ハウジング、２０……摺動接触子、２
２……固定電極、２６……配電子、２８……ロー
タ電極、３２，５４，１０６……段付部（溝
等）、３４，１０８……起立部、３６……カバ
ー、４４……回転円板、４８……シヤフト、５６
……発光素子、５８……受光素子、６０……光電
ピツクアツプ、６２……プリント板、６４……コ
ネクター、６８……中央孔、７２，７４……窓
孔、１０２……遮蔽部、１０４……凸部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランク軸と同期して回転するシヤフトに結
   合された配電子上には固定されたロータ電極と、
   このロータ電極に高電圧で印加する摺動接触子
   と、配電子の外周部に配置された固定電極とを有
   し、ロータ電極とそれに対向する固定電極間に放
   電させ、固定電極に接続された点火プラグに高電
   圧パルスを配電する内燃機関の配電器ハウジング
   内に設けた回転角度検出装置において、前記ハウ
   ジングはフランジ結合部を有し、前記回転角度検
   出装置は、少なくともその周囲がハウジング内に
   収納され、このハウジング内に支承されたシヤフ
   トと一体に回転し表面に複数個の孔を有する回転
   円板と、この穴を通過する光量変化を検出する光
   電ピツクアツプと、を備え、前記配電子の前記回
   転円板側の一部に回転軸と同心的に環状段付部を
   設けるとともに前記回転円板及びピツクアツプを
   前記配電子から隔離するカバーをその周辺が前記
   ハウジングのフランジ係合部に挾持させるととも
   に、該フランジ結合の手段として用いられるネジ
   に貫通されて固定されるように設け、このカバー
   の中央部は前記配電子の環状段付部によつて形成
   される周壁に対向する周心状起立部とその外周に
   取付けられ前記周壁と摺接し得る遮蔽部とが設け
   られているとともに、前記光電ピツクアツプと接
   続し得る電子回路は前記シヤフトの周辺部に配置
   される一体基板に前記光電ピツクアツプとともに
   組み込まれ、かつ前記基板と一体に設けられたコ
   ネクタが前記ハウジングの下部に設けられた孔を
   通して配置されていることを特徴とする回転角度
   検出装置。