(57)【要約】【課題】  回転数センサの外周を覆う通路部材に渦電流が発生することを防止するとともに、回転体による流体の加圧効率の低下を防止する回転数検出装置を提供する。【解決手段】  回転数センサ３０の外周を覆うハウジング１０には、回転数センサ３０に連続して回転数センサ３０の径方向両側に、スリット状の渦電流防止用の凹部１２が形成されている。回転数センサ３０のコイル３２は高周波の交流励磁電流を供給されて磁界を発生する。凹部１２は、コイル３２が発生する磁界により回転数センサ３０周囲のハウジング１０に渦電流が発生することを防止する。凹部１２の容積は小さく吸気流れに沿って形成されているので、吸気側タービンのブレード２４による加圧圧縮効率の低下を防止できる。【選択図】      図１
2006023122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体通路の流体を回転することにより加圧する回転体の回転数を検出する回転数検出装置において、
前記流体通路を形成し、前記回転体の外周を囲む通路部材と、
前記回転体と向き合って前記通路部材に設置され、交流励磁電流により磁界を発生する磁界発生手段を有し、前記回転体が前記磁界を通過するときに前記回転体に発生する渦電流を検出する回転数センサと、
前記回転数センサの外周を覆う前記通路部材の少なくとも周方向の一部の前記流体通路面側に形成された渦電流防止用凹部を埋めている非導電材と、
を備えることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項２】
回転することにより流体通路の流体を加圧する回転体の回転数を検出する回転数検出装置において、
前記流体通路を形成し、前記回転体の外周を囲む通路部材と、
前記回転体と向き合って前記通路部材に設置され、交流励磁電流により磁界を発生する磁界発生手段を有し、前記回転体が前記磁界を通過するときに前記回転体に発生する渦電流を検出する回転数センサとを備え、
前記回転数センサの外周を覆う前記通路部材の前記流体通路面側に、前記回転数センサの径方向に延びるスリット状の渦電流防止用凹部を形成していることを特徴とする回転数検出装置。
【請求項３】
前記渦電流防止用凹部は流体流れ方向に延びていることを特徴とする請求項２記載の回転数検出装置。
【請求項４】
前記回転体は回転方向に複数の羽根を有しており、前記回転数センサは、前記羽根が前記磁界を通過するときに前記羽根に発生する渦電流を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の回転数検出装置。
【請求項５】
前記回転体は、ターボチャージャーのタービンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の回転数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体通路の流体を回転することにより加圧する回転体の回転数を検出する回転数検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、空気を加圧圧縮して燃焼室に送り込むターボチャージャーのタービンの回転数を、回転数検出装置で検出することが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のように、回転体の回転により生じる圧力や音をセンサで検出して回転体の回転数を検出する以外に、図４に示すように、渦電流センサ１１０を用いて、タービンの回転数を検出する回転数検出装置が知られている。タービンには、回転方向に複数のブレード１０４が形成されている。
【０００３】
図４に示す渦電流センサ１１０は、タービンのブレード１０４と向き合うように通路部材１００に設置されている。渦電流センサ１１０は、交流励磁電流により磁界を発生するコイル１１２を有している。コイル１１２が発生する磁界をブレード１０４が通過すると、コイル１１２の発生する磁界を打ち消すようにブレード１０４に渦電流が発生する。ブレード１０４に発生する渦電流により磁界の強さが変化し、コイル１１２に流れる電流値が変化することにより、渦電流センサ１１０は、ブレード１０４が磁界を通過することを検出する。このコイル１１２に流れる電流値の変化を検出することにより、タービンの回転数を検出する。
【０００４】
ところで、コイル１１２に高周波の交流励磁電流を供給することにより、ブレード１０４の回転以外の要因で渦電流センサ１１０の周囲の通路部材１００に渦電流が発生すると、磁界の強さの変化によりコイル１１２に発生する電流値の変化が、通路部材に発生する渦電流が原因か、磁界を通過するブレード１０４が原因かの区別がつかなくなる。また、コイル１１２の発生する磁界の強さが通路部材１００に発生する渦電流により低下すると、ブレード１０４が磁界を通過するときにブレード１０４に発生する渦電流が小さくなる。すると、ブレード１０４が磁界を通過するときにコイル１１２に発生する電流値の変化も小さくなる。その結果、磁界を通過するブレード１０４の検出が困難になり、タービンの回転数を検出できなくなる恐れがある。
そこで、図４に示すように、渦電流センサ１１０の外周を環状に覆う凹部１０２を通路部材１００に形成することにより、渦電流センサ１１０の周囲の通路部材１００に渦電流が発生することを防止できる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４０７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図４に示すように渦電流センサ１１０の周囲に環状の凹部１０２が形成されていると、ブレード１０４の回転により加圧圧縮されようとする空気の一部は、ブレード１０４と通路部材１００の通路面との間ではなく、凹部１０２内を通って空気流れ下流側に流出するので、ブレード１０４による空気の加圧圧縮効率が低下する。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、回転数センサの外周を覆う通路部材に渦電流が発生することを防止するとともに、回転体による流体の加圧効率の低下を防止する回転数検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１から５記載の発明によると、回転数センサの少なくとも周方向の一部の通路部材に渦電流防止用凹部が形成されており、渦電流防止用凹部を非導電材が埋めている。
この構成によれば、回転数センサの磁界発生手段に交流励磁電流が供給されても、渦電流防止用凹部を埋める非導電材が回転数センサの外周側の通路部材に渦電流が発生することを防止する。その結果、回転数センサが発生する磁界の強さの低下を防止するので、回転体が磁界を通過するときに回転体に生じる渦電流の低下を防止する。これにより、磁界発生手段が発生する磁界を回転体が通過するときに、磁界発生手段を流れる電流値の変化量が減少することを防止する。したがって、磁界を通過する回転体を検出し、回転体の回転数を検出できる。
さらに、凹部を非導電材が埋めることにより、凹部内を流体が流れことを防止するともに、凹部を通過する流体の抵抗を低減するので、回転体による流体の加圧効率の低下を防止できる。
【０００８】
請求項２記載の発明によると、回転数センサの外周を覆う通路部材に、回転数センサの径方向に延びるスリット状の渦電流防止用凹部を形成している。
この構成によれば、回転数センサの磁界発生手段に交流励磁電流が供給されても、スリト状の渦電流防止用凹部が回転数センサの外周側の通路部材に渦電流が発生することを防止する。その結果、回転数センサが発生する磁界を回転体が通過するときに、磁界発生手段を流れる電流値の変化量が減少することを防止する。したがって、磁界を通過する回転体を検出し、回転体の回転数を検出できる。
さらに、凹部がスリット状に形成されているので、凹部内を流れる流体を低減できる。これにより、回転体による流体の加圧効率の低下を防止できる。
【０００９】
請求項３記載の発明によると、スリット状の渦電流防止用凹部は流体流れ方向に延びているので、凹部を通過する流体の抵抗を低減できる。これにより、回転体による流体の加圧効率の低下を防止できる。
請求項５記載の発明によると、請求項１から４のいずれか一項記載の回転数センサを用いてターボチャージャーのタービンの回転数を検出するので、タービンによる加圧圧縮効率の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転数検出装置を用いたターボチャージャーを図２に示す。ターボチャージャー１は、ハウジング１０、シャフト２０、吸気側タービン２２、排気側タービン２６、および回転数センサ３０を有している。
排気側タービン２６が排気ガスにより回転すると、回転体である吸気側タービン２２がシャフト２０とともに回転し、通路部材としてのハウジング１０内の吸気通路５０に吸入した空気を加圧圧縮し燃焼室に送り込む。吸気側タービン２２は、回転方向に複数のブレード２４を有している。ブレード２４は特許請求の範囲に記載した羽根である。
【００１１】
回転数センサ３０は、所謂、渦電流式センサであり、吸気側タービン２２の外周側に位置するハウジング１０に、吸気側タービン２２と向き合うように設置されている。回転数センサ３０がブレード２４と向き合う対向面３１は、ハウジング１０の通路面１１とほぼ同じ面上にある。回転数センサ３０の外周を覆うハウジング１０には、回転数センサ３０に連続して回転数センサ３０の径方向両側に、吸気流れ方向に沿ってスリット状の渦電流防止用の凹部１２が形成されている。回転数センサ３０とブレード２４との距離は、回転数センサ３０が十分な感度を得られるように、ブレード２４の回転が妨げられない範囲で極力近いことが望ましく、例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定される。また、凹部１２の深さは、後述する渦電流の発生を防止するために、２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設定されている。
【００１２】
回転数センサ３０は、磁界発生手段としてのコイル３２と、コイル３２に高周波の交流励磁電流を供給する駆動回路とを有している。交流励磁電流の周波数は、吸気側タービン２２の回転数を元に、各ブレード２４がコイル３２の発生する磁界を通過することを検出できる程度に設定される。交流励磁電流を供給されたコイル３２は、ハウジング１０の厚さ方向である矢印Ａ、Ｂ方向に磁束を発生し、磁界を形成する。電子制御装置（ＥＣＵ）４０は、コイル３２に流れる電流の変化を検出する。ハウジング１０、回転数センサ３０およびＥＣＵ４０は、回転数検出装置を構成する。
【００１３】
次に、回転数検出装置の作動について説明する。
排気側タービン２６とともに吸気側タービン２２が回転すると、コイル３２が発生する磁界を吸気側タービン２２の各ブレード２４が通過する。このとき、各ブレード２４には、コイル３２が発生する磁界を打ち消すように渦電流が発生する。そして各ブレード２４に発生する渦電流により、コイル３２の発生する磁界の強さが変化すると、回転数センサ３０のコイル３２に流れる電流値が変化する。回転数センサ３０は、コイル３２に流れる電流値が変化することによりブレード２４に渦電流が発生したことを検出する。ＥＣＵ４０は、コイル３２に流れる電流値の変化を検出し、ブレード２４がコイル３２の発生する磁界を通過したことを検出する。これにより、吸気側タービン２２の回転数を検出できる。
【００１４】
第１実施形態のように、コイルに３２に交流励磁電流を供給すると、回転数センサ３０の周囲を導電材が覆っている場合、導電材に渦電流が発生し、コイル３２が発生する磁界の強さを小さくしようとする。コイル３２の発生する磁界の強さが小さくなると、磁界を通過するブレード２４の検出が困難になる。
【００１５】
そこで第１実施形態では、スリット状の凹部１２が回転数センサ３０の径方向に延びて形成されているので、コイル３２に交流励磁電流を供給しても、回転数センサ３０の周囲のハウジング１０に発生しようとする渦電流の流れを凹部１２が遮断する。その結果、回転数センサ３０の周囲を覆うハウジング１０に渦電流が発生することを防止するので、コイル３２が発生する磁界をブレード２４が通過する時のコイル３２に流れる電流値の変化をＥＣＵ４０で検出し、吸気側タービン２２の回転数を検出できる。
【００１６】
また、凹部１２がスリット状に形成されているので、凹部１２に流入する吸気量が少ない。したがって、吸気側タービン２２による加圧圧縮効率の低下を防止できる。
また、スリット状の凹部１２が吸気流れ方向に沿って形成されているので、凹部１２を通過する吸気流れの抵抗が小さくなる。したがって、吸気側タービン２２による加圧圧縮効率の低下を防止できる。
【００１７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図３に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
第２実施形態では、回転数センサ３０の外周を覆うハウジング１０に、回転数センサ３０に連続して環状の渦電流防止用の凹部１４が形成されている。凹部１４の深さは２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲である。そして、非導電材であるエポキシ樹脂６０が凹部１４を埋めている。
【００１８】
この構成により、コイル３２に交流励磁電流を供給しても、回転数センサ３０の周囲のハウジング１０に発生しようとする渦電流の流れを凹部１４およびエポキシ樹脂６０が遮断し、回転数センサ３０の周囲を覆うハウジング１０に渦電流が発生することを防止する。したがって、ブレード２４がコイル３２の発生する磁界を通過するときにコイル３２に生じる電流値の変化をＥＣＵ４０で検出し、吸気側タービン２２の回転数を検出できる。
また、エポキシ樹脂６０が凹部１４を埋めているので、吸気が凹部１４内を流れず、凹部１４上を流れる吸気の抵抗も少ない。したがって、吸気側タービン２２による加圧圧縮効率の低下を防止できる。
【００１９】
（他の実施形態）
上記第１実施形態では、回転数センサ３０に対し吸気流れ方向に沿ってスリット状の凹部１２を形成したが、スリット状の凹部は回転数センサ３０に対しどの方向に形成してもよい。また、スリット状の凹部を形成する数に制限はない。
また上記第２実施形態では、凹部１４を環状に形成したが、回転数センサ３０の外周を覆うハウジング１０に渦電流が発生することを防止し、非導電材が凹部を埋めるのであれば、どのような形状の凹部を回転数センサ３０の外周に形成してもよい。
【００２０】
また、凹部１４を埋める非道電材は、凹部に充填してから固化してもよいし、予め成形したものを凹部に嵌め込んでもよい。また、凹部を埋める非導電材としてエポキシ樹脂以外の非導電材を用いてもよい。
上記複数の実施形態では、ターボチャージャー１の吸気側タービン２２の回転数を検出する回転数検出装置として本発明を採用したが、これ以外にも、流体通路の流体を回転することにより加圧する回転体の回転数を検出するのであれば、本発明の回転数検出装置を用い、どのような回転体の回転数を検出してもよい。また、回転体が加圧する流体は、空気等の気体に限らず、液体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態による回転数検出装置を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図２】回転数検出装置を用いたターボチャージャーを示す模式的断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第２実施形態による回転数検出装置を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【図４】（Ａ）は従来の回転数検出装置を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ターボチャージャー、１０  ハウジング（通路部材、回転数検出装置）、１２、１４  凹部、２２  吸気側タービン（回転体）、２４  ブレード（羽根）、３０  回転数センサ（回転数検出装置）、３２  コイル（磁界発生手段）、４０  ＥＣＵ（回転数検出装置）、５０  吸気通路（流体通路）、６０  エポキシ樹脂（非導電材）
【図１】
2006023122.tif 000003
【図２】
2006023122.tif 000004
【図３】
2006023122.tif 000005
【図４】
2006023122.tif 000006