(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材に固定されたパルサリングと、該パルサリングの多数の柱部の内径側または外径側に配置された電気コイルと、永久磁石と、前記パルサリングの前記柱部に対応する多数の歯と前記電気コイルの内径側または外径側を軸方向に延在する部分とを有していて前記永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる磁束を前記電気コイルの内径側または外径側を軸方向に通過するよう案内する第１磁路形成部材とを備え、前記回転部材の回転速度に対応した電圧が前記電気コイルに発生するようにした回転速度検出装置において、
前記パルサリングの前記柱部に対応しかつ前記パルサリングの前記柱部が前記第１磁路形成部材の前記歯と整列しないときに前記パルサリングの前記柱部と整列する多数の歯を有していて前記永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる前記磁束を前記電気コイルの内径側を軸方向に通過させないように案内する第２磁路形成部材とを備えたことを特徴とする回転速度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転速度検出装置であって、前記パルサリングの前記柱部の、前記第１磁路形成部材の前記歯と対応する部分と前記第２磁路形成部材の前記歯と対応する部分とが軸方向に整列させて形成されており、前記第１磁路形成部材の前記歯と前記第２磁路形成部材の前記歯の円周方向の位相が半ピッチだけ相違されていることを特徴とする回転速度検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の回転速度検出装置であって、前記永久磁石は、複数の永久磁石片を円周状または多角形状に複数個配設して構成したことを特徴とする回転速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転部材の回転速度を検出する回転速度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の技術としては、実開平５−１２７４４号公報に開示される技術が知られている。図９および図１０は、この従来技術に開示される回転速度検出装置の断面図である。図９および図１０において、固定軸１００を中心に回転駆動される外輪部材１０１は、ボール１０２を介して内輪部材１０３に支持されていて、その端部１０１ａにはパルサリング１０４が圧入等により固定されている。内輪部材１０３の外周には、パルサリング１０４と共同して外輪部材１０１の回転速度を検出する回転速度検出装置が設けられている。
【０００３】
この回転速度検出装置は、ボール１０２の近傍に位置するリング状の永久磁石１０５と、磁性体よりなり磁路を形成すると共にパルサリング１０４の歯車部１０４ａと対向する歯車部１０６ａを有したヨーク１０６と、ボビン１０７に巻回された電気コイル１０８と、該電気コイル１０８に発生する電圧を検出するための端子１０９、１１０とから構成されている。ヨーク１０６は電気コイル１０８の内径側を軸方向に通過している。
【０００４】
上記構成の従来技術においては、外輪部材１０１が回転すると、パルサリングの歯車部１０４ａの歯先とヨークの歯車部１０６ａの歯先とが整列および不整列を繰り返し、両者間の磁気抵抗が変化して電気コイル１０８の内径側を通る磁束の量が変化して電気コイル１０８に電圧が発生する。この電圧を端子１０９、１１０にて取り出し、その周波数により外輪部材１０１の回転速度を検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、パルサリング１０４の歯車部１０４ａの歯先とヨーク１０６の歯車部１０６ａの歯先とが整列したり不整列したりすることにより電気コイル１０８に電圧を発生させているが、パルサリング１０４の歯車部１０４ａの歯先とヨーク１０６の歯車部１０６ａの歯先とが不整列となったとき電気コイル１０８の内径側を軸方向に通過する磁束の量は減少するが、パルサリング１０４の歯車部１０４ａからヨーク１０６の歯車部１０６ａへ磁束の流れを積極的に抑制するものはなく、電気コイル１０８の内径側を軸方向に通過する磁束の量の変化が少ないため、電気コイル１０８に大きい電圧変化を得ようとすると、つまり出力を大きくしようとすると永久磁石を大型化させたり、電気コイルの巻き数を多くさせたりする必要性があり、装置の大型化及びコストアップを招くことになる。
【０００６】
本発明は、永久磁石の大型化及び電気コイルの巻き数を増加させることなく出力の向上を図ることを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載したように、回転部材に固定されたパルサリングと、該パルサリングの多数の柱部の内径側または外径側に配置された電気コイルと、永久磁石と、前記パルサリングの前記柱部に対応する多数の歯と前記電気コイルの内径側または外径側を軸方向に延在する部分とを有していて前記永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる磁束を前記電気コイルの内径側または外径側を軸方向に通過するよう案内する第１磁路形成部材とを備え、前記回転部材の回転速度に対応した電圧が前記電気コイルに発生するようにした回転速度検出装置であって、前記パルサリングの前記柱部に対応しかつ前記パルサリングの前記柱部が前記第１磁路形成部材の前記歯と整列しないときに前記パルサリングの前記柱部と整列する多数の歯を有していて前記永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる前記磁束を前記電気コイルの内径側を軸方向に通過させないように案内する第２磁路形成部材とを備えたものである。
【０００８】
かかる構成の回転速度検出装置において、前記パルサリングの前記柱部の個数と前記第１磁路形成部材の前記歯の個数と前記第２磁路形成部材の前記歯の個数とは同数であることが好ましいが、前記第２磁路形成部材の前記歯数は前記パルサリングの前記柱部の個数よりも少なくしても良い。
【０００９】
また、前記パルサリングの柱部の形成を容易するする観点から、前記パルサリングの前記柱部の、前記第１磁路形成部材の前記歯と対応する部分と前記第２磁路形成部材の前記歯と対応する部分とが軸方向に整列させて形成されており、前記第１磁路形成部材の前記歯と前記第２磁路形成部材の前記歯の円周方向の位相が半ピッチだけ相違されている構成とすることが好ましいが、それとは反対に、前記第１磁路形成部材の前記歯と前記第２磁路形成部材の前記歯の円周方向の位相を同じとし、前記パルサリングの前記柱部の、前記第１磁路形成部材の前記歯と対応する部分と前記第２磁路形成部材の前記歯と対応する部分とが軸方向に不整列としても良い。
【００１０】
更に前記永久磁石としてリング状の永久磁石を採用した場合、永久磁石、電気コイル、第１磁路形成部材および第２磁路形成部材等を樹脂にて固める際に、凝固時の応力により永久磁石に割れが生じて検出装置の特性が変化して設計通りのものができないなどの問題を引き起こすことが考えられるので、この問題を解決するため、並びに、コイルと端子を接続するためのリード線又は端子を配置し易くするために、請求項３に記載したように、永久磁石は、複数の永久磁石片を円周状または多角形状に配置して構成することが好ましい。
【００１１】
請求項１に記載の回転速度検出装置においては、回転部材およびパルサリングの回転中にパルサリングの柱部と第１磁路形成部材の歯とが整列したときには永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる磁束が第１磁路形成部材またはパルサリングにより案内されて電気コイルの内径側を軸方向に流れ、電気コイルの内径側を軸方向に多量の磁束が通過する。回転部材およびパルサリングの更なる回転によりパルサリングの柱部と第１磁路形成部材の歯とが不整列となったときにはパルサリングの柱部と第２磁路形成部材の歯とが整列し、永久磁石の一方の極から他方の極へと流れる磁束が第２磁路形成部材により案内されて電気コイルの内径側を軸方向へ流れることを抑制されるので、電気コイルの内径側を軸方向へ流れる磁束の量は第２磁路形成部材が存在しない場合に比べて格段に低減する。これにより、電気コイルの内径側を軸方向に通過する磁束の量はパルサリングの柱部と第１磁路形成部材の歯とが整列したときとパルサリングの柱部と第１磁路形成部材の歯とが不整列となったときとでは大きく相違する。このように、電気コイルの内径側を軸方向に通過する磁束の量の変化が大きいため、永久磁石の大型化及び電気コイルの巻き数を増加させることなく出力の向上を図ることができるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は実施形態１の回転速度検出装置の断面図、図２は磁性体製のパルサリング１１の孔１１ａおよび柱部１１ｂと磁性体製の第１磁路形成部材の歯２０ａと磁性体製の第２磁路形成部材の歯２１ａとの関係を示した図、図３は永久磁石Ｍを軸方向から見た図である。
【００１４】
図１において、回転部材１０は例えば自動車の車軸であって、この回転部材１０の外周にはパルサリング１１が圧入により固定されている。パルサリング１１は、円筒状の部材の外周に一定のピッチで多数の孔１１ａが設けられ、孔１１ａ間が多数の柱部１１ｂとされているものである。尚、パルサリング１１はこの構成に限定するものではなく、全周に亘って櫛状に凸部（柱部に相当）又は凹部（孔に相当）を設けたものでもよい。
【００１５】
図１において、回転部材１０の外周には、車体に固定されて回転不能なハブ１２が位置している。このハブ１２の端面には、回転部材１０の回転速度を検出する検出部分が取り付けられている。検出部分は、第１磁路形成部材２０、第２磁路形成部材２１、電気コイル２２、永久磁石Ｍ、磁性体製の２５、端子２６、取付部材２７を樹脂２８により一体的に固定して構成されている。
【００１６】
図１において、電気コイル２２はボビン２２ａに巻回されており、パルサリング１１の孔１１ａおよび柱部１１ｂを有した部分の内径側に配置されている。永久磁石Ｍは、電気コイル２２の左側に配置されている。電気コイル２２の右側に配置された第１磁路形成部材２０の外周にはその全周に亘って一定のピッチで多数の歯２０ａが一定のピッチで形成されている。第１磁路形成部材２０の内周には、電気コイル２２の内径側を軸方向に延在して先端を永久磁石ＭのＳ極側端に接触する軸方向の円筒部２０ｂが形成されている。電気コイルの左側と永久磁石Ｍとの間に介在し永久磁石ＭのＳ極側端と接触するように配置された第２磁路形成部材２１の外周にはその全周に亘って一定のピッチで多数の歯２１ａが一定のピッチで形成されている。図２に示されているように、歯２０ａと歯２１ａとは半ピッチだけ円周方向にずらして配置されており、図２においては歯２０ａがパルサリング１１の孔１１ａと整列するとともに歯２１ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列している。図１および図２により示されるように、柱部１１ｂの、歯２０ａに対応する部分と、歯２１ａに対応する部分とは軸方向に整列している。永久磁石ＭのＮ極側端は磁性体製のヨーク２５に接触しており、ヨーク２５はパルサリング１１の孔１１ａおよび柱部１１ｂを有した部分の外径側に位置する筒状部を有している。
【００１７】
永久磁石Ｍは、図３に示すように、２つの円弧状の永久磁石片２３、２４を円形に配置して構成されている。永久磁石片２３、２４の一方の対向端の間には電気コイル２２の両端に電気的に接続した一対の端子２６が配置され、この端子２６は樹脂２８に形成されたコネクタ部２８ａ内に突出している。
【００１８】
次に、上記実施形態１の作用を図４及び図５を用いて説明する。
【００１９】
回転部材１０が一方向へ回転している場合、第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列した状態と第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列しない状態とが交互にかつ回転部材１０の回転速度に反比例した周期が現れる。その際、第２磁路形成部材２１の歯２１ａは、第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列するときには柱部１１ｂとは整列せず、第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列しないときに柱部１１ｂと整列する。
【００２０】
第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列しかつ第２磁路形成部材２１の歯２１ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列しないときには、永久磁石ＭのＮ極からＳ極へ流れる磁束の多くは、ヨーク２５の外径側筒状部からパルサリング１１の柱部１１ｂへ流れ、柱部１１ｂから第１磁路形成部材２０により案内されて電気コイル２２の内径側を軸方向に通過する。柱部１１ｂと第２磁路形成部材２１の歯２１ａとの間の磁気抵抗は歯２１ａが孔１１ａと整列していることにより柱部１１ｂと第１磁路形成部材２０の歯２０ａとの間の磁気抵抗よりも格段に大きいので、柱部１１ｂから第２磁路形成部材２１へ流れる磁束の量は柱部１１ｂから第１磁路形成部材２０へ流れる磁束の量に比べて格段に少ない。
【００２１】
また、第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列せずかつ第２磁路形成部材２１の歯２１ａがパルサリング１１の柱部１１ｂと整列するときには、永久磁石ＭのＮ極からＳ極へ流れる磁束の多くは、ヨーク２５の外径側筒状部からパルサリング１１の柱部１１ｂへ流れ、柱部１１ｂから第２磁路形成部材２１により案内され、電気コイル２２の内径側を軸方向に通過しない。柱部１１ｂと第１磁路形成部材２０の歯２０ａとの間の磁気抵抗は歯２０ａが孔１１ａと整列していることにより柱部１１ｂと第２磁路形成部材２１の歯２１ａとの間の磁気抵抗よりも格段に大きいので、柱部１１ｂから第１磁路形成部材２０へ流れて電気コイル２２の内径側を軸方向に通過する磁束の量は柱部１１ｂから第２磁路形成部材２１へ流れる磁束の量に比べて格段に少ない。
【００２２】
このように、永久磁石ＭのＮ極からＳ極へ流れる磁束が電気コイル２２の内径側を軸方向に通過すべきでないとき、つまり第１磁路形成部材２０の歯２０ａがパルサリング１１の孔１１ａと整列したときには永久磁石ＭのＮ極からＳ極へ流れる磁束が第２磁路形成部材２１により電気コイル２２の内径側を軸方向に通過しないように案内されるので、回転部材の回転速度に反比例した周期で発生するところの電気コイル２２の内径側を軸方向に通過する磁束の増減変化における変化量が大きく、電気コイル２２に大きい電圧変化が生じる。従って、永久磁石Ｍを大型化したり、電気コイルの巻数を増加させることなく、大きな出力が得られる。
【００２３】
更に、この実施形態１では、永久磁石Ｍとして複数個の永久磁石片２３、２４を用いているために、樹脂２８にて永久磁石Ｍや電気コイル２２等を固める際の樹脂の凝固時における割れを防止することができると共に、電気コイル２２と端子２６を接続するための端子２６またははリード線を配置し易くすることができるものである。
【００２４】
図６は実施形態２の回転速度検出装置の断面図であって、実施形態１との相違点についてのみ説明する。
【００２５】
この実施形態２では、第１磁路形成部材２０に形成されている歯２０ａおよび第２磁路形成部材２１に形成されている歯２１ａが約９０°折り曲げられたものである。この構成によると、パルサリング１１と第１磁路形成部材２０および第２磁路形成部材２１の間の磁気抵抗を低下することができ、出力を大きくとることができる。
【００２６】
この実施形態２においても、実施形態１の回転速度検出装置と同様な作用をする。
【００２７】
図７は実施形態３の回転速度検出装置の断面図であって、実施形態１との相違点についてのみ説明する。
【００２８】
この実施形態３では、電気コイル２２がパルサリング１１の孔１１ａおよび柱部１１ｂを有する部分の外径側に配置され、第１磁路形成部材２０に形成されている歯２０ａおよび第２磁路形成部材２１に形成されている歯２１ａが磁路形成部材２０、２１の内周の全周に亘って形成され、円筒部２０ｂは第１磁路形成部材２０の外周に形成されている。
【００２９】
この実施形態３においても、実施形態１の回転速度検出装置と同様な作用をする。
【００３０】
図８は実施形態４の回転速度検出装置の断面図であって、実施形態１との相違点についてのみ説明する。
【００３１】
この実施形態４では、実施形態１におけるヨーク２５が省略され、永久磁石ＭＮ極からＳ極への磁束の流れを永久磁石Ｍとパルサリング１１との間で積極的に案内しないようにしたものである。
【００３２】
この実施形態４においても、実施形態１の回転速度検出装置と同様な作用をする。
【００３３】
更に、実施形態１〜４においては、パルサリング１１の孔１１ａは軸方向において連続しているものとしたが、孔１１ａの形成による柱部１１ｂの歪みをより小さくするために図８に示したように第１磁路形成部材２０と第２磁路形成部材２１との中間位置にて軸方向に二分割した構成、つまり軸方向に整列した２つの孔１１ａに変更して実施しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
状に説明したように、本発明は、第１磁路形成部材の歯がパルサリングの柱部と整列しないときには永久磁石の一方の極から他方の極への流れる磁束が第１磁路形成部材を通って電気コイルの内径側を軸方向に通過することを妨げる第２磁路形成部材を設けたので、電気コイルの内径側を軸方向に通過する磁束の量の最小値を下げることができ、もって回転部材の回転時における電気コイルの内径側を軸方向に通過する磁束の変化量を大きくすることができ、小型でありながら大出力を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の断面図である。
【図２】図１の実施形態１のパルサリングの孔および柱部と第１磁路形成部材の歯および第２磁路形成部材の歯との関係を示す図である。
【図３】永久磁石を軸方向から見た図を示す。
【図４】磁束が第１磁路形成部材を通るときの電気コイル周辺の拡大図を示す。
【図５】磁束が第２磁路形成部材を通るときの電気コイル周辺の拡大図を示す。
【図６】本発明の実施形態２の断面図である。
【図７】本発明の実施形態３の断面図である。
【図８】本発明の実施形態４の断面図である。
【図９】従来の回転速度検出装置の断面図を示す。
【図１０】従来の回転速度検出装置の断面図を示す。
【符号の説明】
１０・・・回転部材
１１・・・パルサリング
１１ａ・・・孔
１１ｂ・・・柱部
２０・・・第１磁路形成部材
２０ａ・・・歯
２０ｂ・・・円筒部
２１・・・第２磁路形成部材
２１ａ・・・歯
２２・・・コイル
Ｍ・・・永久磁石
２３、２４・・・永久磁石片
２６・・・端子
２８・・・樹脂
【図１】
0003605915.tif 000002
【図２】
0003605915.tif 000003
【図３】
0003605915.tif 000004
【図４】
0003605915.tif 000005
【図５】
0003605915.tif 000006
【図６】
0003605915.tif 000007
【図７】
0003605915.tif 000008
【図８】
0003605915.tif 000009
【図９】
0003605915.tif 000010
【図１０】
0003605915.tif 000011