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JP2005181209A - Rotating body phase angle detection device - Google Patents

Rotating body phase angle detection device Download PDF

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JP2005181209A
JP2005181209A JP2003425374A JP2003425374A JP2005181209A JP 2005181209 A JP2005181209 A JP 2005181209A JP 2003425374 A JP2003425374 A JP 2003425374A JP 2003425374 A JP2003425374 A JP 2003425374A JP 2005181209 A JP2005181209 A JP 2005181209A
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JP
Japan
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yoke
rotating body
phase angle
magnet
magnetic
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Pending
Application number
JP2003425374A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Kogure
吉宏 木暮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

【課題】 回転数に依存せずに、第2回転体に対する第1回転体の位相角を常時検出できる回転体の位相角検出装置を提供する。
【解決手段】 カムシャフト2に連動して回転するマグネット3と、マグネット3の同軸上でクランクシャフトに連動して回転し、マグネット3との相対的回転位置に応じて対向面積が変化する第1,第2ヨーク8,9と、第1,第2ヨーク8,9のあらゆる回転位置に対しても同一面積で対向配置し、第1,第2ヨーク8,9との間で磁路を形成する第3,第4ヨーク10,11と、第3,第4ヨーク10,11間の磁束密度を電圧値に変換するホール素子14とを備えた。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase angle detection device for a rotating body that can always detect the phase angle of a first rotating body with respect to a second rotating body without depending on the number of rotations.
SOLUTION: A magnet 3 that rotates in conjunction with a camshaft 2 and a magnet 3 that rotates in conjunction with a crankshaft on the same axis of the magnet 3 and a facing area changes according to a relative rotational position with respect to the magnet 3. The second yokes 8 and 9 and the rotational positions of the first and second yokes 8 and 9 are opposed to each other with the same area, and a magnetic path is formed between the first and second yokes 8 and 9. The third and fourth yokes 10 and 11 and the Hall element 14 for converting the magnetic flux density between the third and fourth yokes 10 and 11 into a voltage value are provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、第2回転体に対する第1回転体の位相角を検出する回転体の位相角検出装置に関する。   The present invention relates to a phase angle detection device for a rotating body that detects a phase angle of a first rotating body with respect to a second rotating body.

近年、内燃機関(以下、「エンジン」という)にはシリンダへの吸排気用のバルブタイミングを変更可能なバルブタイミング制御装置が採用されている。このバルブタイミング制御装置は、エンジンのクランクシャフトに対するカムシャフトの位相角を変更する位相変更アクチュエータと、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相角を検出する位相角検出装置とを有し、エンジンの運転状態に応じてカムシャフトの相対位相を制御するようになっている。   2. Description of the Related Art In recent years, a valve timing control device that can change the valve timing for intake and exhaust of a cylinder has been adopted in an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”). This valve timing control device has a phase change actuator that changes the phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft of the engine, and a phase angle detection device that detects the phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft. Accordingly, the relative phase of the camshaft is controlled.

上記位相角検出装置の従来例として、図6に示すものがある(例えば特許文献1参照)。この位相角検出装置50は、クランクシャフト(図示せず)と一体に回転し、1箇所に突起(図示せず)が設けられたクランク用センサプレート51と、このクランク用センサプレート51に対向配置されたクランク角センサ52と、カムシャフト53,53に連動して回転し、1箇所に突起(図示せず)が設けられたカム用センサプレート(図示せず)と、このカム用センサプレートに対向配置されたカム角センサ54,54と、クランク角センサ52とカム角センサ54,54との出力より位相差を演算するエンジンコントルールユニット55とを備えている。   FIG. 6 shows a conventional example of the phase angle detection device (see, for example, Patent Document 1). The phase angle detection device 50 rotates integrally with a crankshaft (not shown), and is disposed opposite to the crank sensor plate 51 provided with a protrusion (not shown) at one location. The cam angle plate 52, a cam sensor plate (not shown) that rotates in conjunction with the camshafts 53 and 53 and has a protrusion (not shown) at one location, and the cam sensor plate There are provided cam angle sensors 54, 54 arranged opposite to each other, and an engine control unit 55 for calculating a phase difference from outputs of the crank angle sensor 52 and the cam angle sensors 54, 54.

そして、クランク角センサ52とカム角センサ54,54との双方の検出出力よりクランクシャフトに対するカムシャフト53,53の位相角を検出するようになっている。
特開2002−227668号公報
The phase angle of the camshafts 53 and 53 relative to the crankshaft is detected from the detection outputs of both the crank angle sensor 52 and the cam angle sensors 54 and 54.
JP 2002-227668 A

しかしながら、上記従来例の位相角検出装置50では、クランク角センサ52及びカム角センサ54,54が共にクランク用センサプレート51及びカム用センサプレートの1回転につき1回の出力しか得ることができない。従って、エンジンが高速回転時には1回転に要する時間が短いため時間分解能が高いが、低速回転時には1回転に要する時間が長いため、時間分解能が低いという問題があった。また、近年の排気規制対応では、エンジン始動直後から精密なバルブタイミング制御が要求されており、従来の位相角検出装置50では、そのような精密なバルブタイミング制御が困難であった。   However, in the conventional phase angle detection device 50, both the crank angle sensor 52 and the cam angle sensors 54 and 54 can obtain only one output per one rotation of the crank sensor plate 51 and the cam sensor plate. Accordingly, the time resolution is high because the time required for one rotation is short when the engine is rotating at high speed, but the time resolution is low because the time required for one rotation is long when the engine is rotating at low speed. In recent exhaust regulations, precise valve timing control is required immediately after the engine is started, and it has been difficult for the conventional phase angle detection device 50 to perform such precise valve timing control.

尚、エンジンのバルブタイミング制御装置に使用されるもの以外でも回転体の回転数に依存せずに常時位相角を検出できれる位相角検出装置が望まれる。   It should be noted that a phase angle detection device that can always detect the phase angle without depending on the rotational speed of the rotating body other than that used for the valve timing control device of the engine is desired.

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、回転数に依存せずに、第2回転体に対する第1回転体の位相角を常時検出できる回転体の位相角検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a phase angle of a rotating body that can always detect the phase angle of the first rotating body with respect to the second rotating body without depending on the rotational speed. It is to provide a detection device.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1回転体に連動して回転するマグネットと、このマグネットの同軸上で第2回転体に連動して回転し、前記マグネットとの相対的回転位置に応じて対向面積が変化する磁気検知手段と、この磁気検知手段のあらゆる回転位置に対して同一面積で対向配置し、前記磁気検知手段との間で磁路を形成する磁気伝達手段と、この磁気伝達手段を通る磁力線の大きさを電気量に変換する磁電変換手段とを備えたことを趣旨とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a magnet that rotates in conjunction with a first rotating body, and rotates in conjunction with the second rotating body on the same axis as the magnet. The magnetic detection means whose opposed area changes according to the relative rotational position of the magnetic detection means, and the magnetic detection means are arranged opposite to each other in the same area with respect to all rotational positions of the magnetic detection means, and a magnetic path is formed between the magnetic detection means and the magnetic detection means. It is intended to include a magnetic transmission means and a magnetoelectric conversion means for converting the magnitude of a magnetic force line passing through the magnetic transmission means into an electric quantity.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の位相角検出装置において、前記磁気検知手段は、前記マグネットと径方向に対向配置された第1ヨーク及び第2ヨークであり、前記磁気伝達手段は、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークと同軸上で、且つ、前記磁電変換手段を間に介在して設けられた第3ヨーク及び第4ヨークである構成としている。   According to a second aspect of the present invention, in the phase angle detection device according to the first aspect, the magnetic detection means is a first yoke and a second yoke that are arranged to face the magnet in a radial direction, and The magnetic transmission means is configured to be a third yoke and a fourth yoke provided coaxially with the first yoke and the second yoke and with the magnetoelectric conversion means interposed therebetween.

さらに、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の位相角検出装置において、前記第3ヨークは、前記第1ヨークに対して一定長の軸方向の空隙を有し、前記第4ヨークは、前記第2ヨークに対して一定長の径方向の空隙を有してそれぞれ配置された構成としている。   Further, the invention according to claim 3 is the phase angle detection device according to claim 2, wherein the third yoke has a constant axial gap with respect to the first yoke, and the fourth yoke. The yokes are arranged with a certain length of radial gap with respect to the second yoke.

さらにまた、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の位相角検出装置において、前記第1回転体はカムシャフトであり、前記第2回転体はクランクシャフトであり、このクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差を検出する構成としている。   Furthermore, the invention according to claim 4 is the phase angle detection device according to claim 1, wherein the first rotating body is a camshaft, and the second rotating body is a crankshaft. The camshaft is configured to detect the rotational phase difference of the camshaft.

請求項1の発明によれば、第1回転体の回転に連動したマグネットと第2回転体の回転に連動した磁気検知手段との間に回転位相角ができると、その回転位相角に応じて双方の対向面積が変化し、この対向面積に応じた磁束が磁気検知手段を介して全ての回転位置で磁気伝達手段に常時流れ、この磁束の大きさを磁電変換手段が電気量として出力するものであり、磁電変換手段が第1回転体と第2回転体の回転周期に依存することなく位相角を常時検出する。   According to the first aspect of the present invention, when a rotational phase angle is formed between the magnet that is interlocked with the rotation of the first rotating body and the magnetic detection means that is interlocked with the rotation of the second rotating body, the rotational phase angle is determined according to the rotational phase angle. Both opposing areas change, and a magnetic flux according to this opposing area always flows to the magnetic transmission means at all rotational positions via the magnetic detection means, and the magnitude of this magnetic flux is output as an electric quantity by the magnetoelectric conversion means The magnetoelectric conversion means always detects the phase angle without depending on the rotation period of the first rotating body and the second rotating body.

請求項2の発明によれば、第3及び第4ヨークによって磁電変換手段の位置における磁束状態を安定したものにできるため、非常に正確な位相角情報が得られる。   According to the invention of claim 2, since the magnetic flux state at the position of the magnetoelectric conversion means can be stabilized by the third and fourth yokes, very accurate phase angle information can be obtained.

請求項3の発明によれば、第1ヨーク及び第2ヨークの全ての回転位置において、第1ヨークと第3ヨークとの空隙及び第2ヨークと第4ヨークとの空隙が変化しないため、安定な位相角情報を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, the air gap between the first yoke and the third yoke and the air gap between the second yoke and the fourth yoke do not change at all rotational positions of the first yoke and the second yoke. Accurate phase angle information can be obtained.

請求項4の発明によれば、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相角を検出する際に得ることができる。   According to the invention of claim 4, it can be obtained when detecting the rotational phase angle of the camshaft with respect to the crankshaft.

以下、本発明を具現化した一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図5は本発明の位相角検出装置をエンジンのバルブタイミング制御装置内に使用した場合を示し、図1は位相角検出装置の断面図、図2は位相角検出装置の斜め下方から見た要部の斜視図、図3は位相角検出装置の更に斜め下方から見た要部の斜視図、図4は位相角0度におけるマグネットと第1及び第2ヨークの配置状態を示す図、図5はホール素子の出力特性線図である。   1 to 5 show a case where the phase angle detection device of the present invention is used in an engine valve timing control device, FIG. 1 is a sectional view of the phase angle detection device, and FIG. 2 is an oblique view of the phase angle detection device. FIG. 3 is a perspective view of the main part viewed obliquely from the lower side of the phase angle detection device, and FIG. 4 is a diagram showing the arrangement state of the magnet and the first and second yokes at the phase angle of 0 degree. FIG. 5 is an output characteristic diagram of the Hall element.

図1〜図3において、位相角検出装置1は、第1回転体であるカムシャフト2の上面に固定されたマグネット3を有し、このマグネット3はカムシャフト2に連動して回転中心Cを中心に回転する。マグネット3は、例えば円盤状(若しくはDカット状)に形成されており、その180度対向位置の外側面で、且つ、中心角90度の範囲を一対の着磁面3a,3b(図4に示す)とし、この一方の着磁面3aにS極が、他方の着磁面3bにN極が、それぞれ着磁されている。   1 to 3, the phase angle detection device 1 includes a magnet 3 fixed on the upper surface of a camshaft 2 that is a first rotating body, and the magnet 3 has a rotational center C in conjunction with the camshaft 2. Rotate to center. The magnet 3 is formed, for example, in a disk shape (or D-cut shape), and has a pair of magnetized surfaces 3a and 3b (shown in FIG. The S pole is magnetized on one of the magnetized surfaces 3a, and the N pole is magnetized on the other magnetized surface 3b.

タイミングベルト5は、第2回転体であるクランクシャフト側のプーリ(いずれも図示せず)に一端が掛けられ、その他端側がスプロケット6に掛けられている。このスプロケット6は、カムシャフト2の回転中心Cを回転中心(つまり、同軸中心)として回転し、このスプロケット6の上面に円筒状で、且つ、非磁性体のヨークハウジング7が固定されている。このヨークハウジング7に磁気検知手段である第1ヨーク8及び第2ヨーク9が固定されている。   The timing belt 5 has one end hung on a pulley (not shown) on the crankshaft side that is a second rotating body, and the other end is hung on the sprocket 6. The sprocket 6 rotates around the rotation center C of the camshaft 2 as a rotation center (that is, a coaxial center), and a cylindrical and nonmagnetic yoke housing 7 is fixed to the upper surface of the sprocket 6. A first yoke 8 and a second yoke 9 which are magnetic detection means are fixed to the yoke housing 7.

第1ヨーク8は、回転中心Cを中心として扇角度が約90度であり、且つ、マグネット3に対して径方向に一定長L1の空隙を介して配置された第1円弧面部8aと、この第1円弧面部8aに連結されたアーム部8bと、このアーム部8bの先端に固定され、回転中心Cの軸上に配置された円盤状の磁力線出力部8cとから構成されている。   The first yoke 8 has a fan angle of about 90 degrees with the rotation center C as the center, and a first arcuate surface portion 8a disposed through a gap of a certain length L1 in the radial direction with respect to the magnet 3; The arm portion 8b is connected to the first arcuate surface portion 8a, and the disk-shaped magnetic force line output portion 8c is fixed to the tip of the arm portion 8b and disposed on the axis of the rotation center C.

第2ヨーク9は、第1円弧面部8aと同様に、回転中心Cを中心として扇角度が約90度であり、且つ、マグネット3に対し径方向に一定長L1の空隙を介して配置された第2円弧面部9aを有し、この第2円弧面部9aの上端は下記する第4ヨーク11に近接配置されている。第2ヨークの第2円弧面部9aは、第1ヨーク8の第1円弧面部8aに対して回転中心Cを中心として180度対向位置に配置されている。   Similar to the first arcuate surface portion 8a, the second yoke 9 has a fan angle of about 90 degrees with respect to the rotation center C, and is arranged with a gap of a certain length L1 in the radial direction with respect to the magnet 3. A second arcuate surface portion 9a is provided, and the upper end of the second arcuate surface portion 9a is disposed close to a fourth yoke 11 described below. The second arcuate surface portion 9a of the second yoke is disposed at a position opposite to the first arcuate surface portion 8a of the first yoke 8 at an angle of 180 degrees with the rotation center C as the center.

磁気伝達手段である第3ヨーク10及び第4ヨーク11は、非磁性体のフロントカバー12に固定されたブラケット13に固定されている。第3ヨーク10は、小円盤形状を有し、ブラケット13の下面に垂下された状態で固定されている。そして、第3ヨーク10は、第1,第2ヨーク8,9の回転中心Cを円盤状の中心として固定されており、第1ヨーク8に対して一定長L2の軸方向の空隙を有して配置されている。つまり、第3ヨーク10と第1ヨーク8とは、第1ヨーク8の全ての回転位置に対して同一の対向面積で、且つ、一定間隔L2を介して対向配置されている。   The third yoke 10 and the fourth yoke 11 serving as magnetic transmission means are fixed to a bracket 13 fixed to a non-magnetic front cover 12. The third yoke 10 has a small disk shape and is fixed to the lower surface of the bracket 13 in a suspended state. The third yoke 10 is fixed with the center of rotation C of the first and second yokes 8 and 9 as a disk-shaped center, and has an axial gap of a certain length L2 with respect to the first yoke 8. Are arranged. That is, the third yoke 10 and the first yoke 8 have the same facing area with respect to all the rotational positions of the first yoke 8 and are disposed to face each other with a constant interval L2.

第4ヨーク11は、大円盤形状を有し、ブラケット13の内部に固定されている。第4ヨーク11も第3ヨーク10と同じく第1,第2ヨーク8,9の回転中心Cを円盤状の中心として固定されており、第2ヨーク9に対して一定長L3の径方向の空隙を有して配置されている。つまり、第4ヨーク11と第2ヨーク9とは、第2ヨーク9の全ての回転位置に対して同一の対向面積で、且つ、一定間隔L3を介して対向配置されている。   The fourth yoke 11 has a large disk shape and is fixed inside the bracket 13. Similarly to the third yoke 10, the fourth yoke 11 is also fixed with the rotation center C of the first and second yokes 8 and 9 as a disk-shaped center, and a radial gap having a constant length L3 with respect to the second yoke 9. Are arranged. That is, the fourth yoke 11 and the second yoke 9 have the same facing area with respect to all the rotational positions of the second yoke 9 and are disposed so as to face each other with a constant interval L3.

磁電変換手段であるホール素子14は、第3ヨーク10と第4ヨーク11との間の位置にホール保持部材20によって固定されており、第3,第4ヨーク10,11間における軸方向の磁束密度を検出し、検出した磁束密度に応じた電圧を出力する。そして、ホール素子14の出力はケーブル15を介してブラケット13の外側に導き出されている。   The Hall element 14 that is a magnetoelectric conversion means is fixed by a hole holding member 20 at a position between the third yoke 10 and the fourth yoke 11, and an axial magnetic flux between the third and fourth yokes 10, 11. The density is detected, and a voltage corresponding to the detected magnetic flux density is output. The output of the Hall element 14 is led to the outside of the bracket 13 via the cable 15.

次に、マグネット3と第1ヨーク8の第1円弧面部8a及び第2ヨーク9の第2円弧面部9aとの配置関係を説明する。図4に示すように、位相角0度ではマグネット3の一対の着磁面3a,3bが第1円弧面部8a及び第2円弧面部9aとの対向面積がゼロである。そして、プラス(+)方向、マイナス(−)方向の位相角が発生すると、その増加量に応じて双方の対向面積が徐々に増加するように設定されている。   Next, the positional relationship between the magnet 3 and the first arc surface portion 8a of the first yoke 8 and the second arc surface portion 9a of the second yoke 9 will be described. As shown in FIG. 4, at a phase angle of 0 degree, the opposed area of the pair of magnetized surfaces 3a and 3b of the magnet 3 with the first arc surface portion 8a and the second arc surface portion 9a is zero. When the phase angles in the plus (+) direction and the minus (−) direction are generated, the opposing areas are set to gradually increase in accordance with the increase amount.

上記構成において、エンジンが駆動されると、カムシャフト2に連動してマグネット3が回転すると共にクランクシャフト(図示せず)に連動して第1,第2ヨーク8,9がマグネット3の外周を回転し、マグネット3と第1,第2ヨーク8,9とは同一方向に回転する。そして、マグネット3の着磁面と第1,第2ヨーク8,9との間の対向面積に応じた磁束がマグネット3と第1,第2ヨーク8,9と第3,第4ヨーク10,11とこれらの間の各空隙とからなる磁気回路を流れる。そして、第3ヨーク10と第4ヨーク11との間の磁界の大きさに応じた電圧をホール素子14が出力する。   In the above configuration, when the engine is driven, the magnet 3 rotates in conjunction with the camshaft 2 and the first and second yokes 8 and 9 move around the outer periphery of the magnet 3 in conjunction with the crankshaft (not shown). The magnet 3 and the first and second yokes 8 and 9 rotate in the same direction. The magnetic flux corresponding to the facing area between the magnetized surface of the magnet 3 and the first and second yokes 8 and 9 is changed to the magnet 3, the first and second yokes 8 and 9, and the third and fourth yokes 10 and 10. 11 and a magnetic circuit composed of air gaps between them. The Hall element 14 outputs a voltage corresponding to the magnitude of the magnetic field between the third yoke 10 and the fourth yoke 11.

ここで、マグネット3と第1,第2ヨーク8,9との位相角が位相変更アクチュエータ(図示せず)の駆動によって可変されると、マグネット3の着磁面3a,3bと第1,第2ヨーク8,9との間の対向面積が可変し、この可変した対向面積に応じた磁束が上記した磁気回路を流れることになる。このように磁気回路を流れる磁束の大きさが変化すると、第3ヨーク10と第4ヨーク11との間の磁束密度もこれに応じて変化し、その変化した磁界に基づく電圧値をホール素子14が出力する(図5参照)。   Here, if the phase angle between the magnet 3 and the first and second yokes 8 and 9 is varied by driving a phase change actuator (not shown), the magnetized surfaces 3a and 3b of the magnet 3 and the first and first The facing area between the two yokes 8 and 9 is variable, and a magnetic flux corresponding to the variable facing area flows through the magnetic circuit. When the magnitude of the magnetic flux flowing through the magnetic circuit changes in this way, the magnetic flux density between the third yoke 10 and the fourth yoke 11 also changes accordingly, and the voltage value based on the changed magnetic field is changed to the Hall element 14. Is output (see FIG. 5).

つまり、カムシャフト2の回転に連動したマグネット3とクランクシャフトの回転に連動した第1,第2ヨーク8,9との間に回転位相角ができると、その回転位相角に応じて双方の対向面積が変化し、この対向面積に応じた磁束が第1,第2ヨーク8,9を介して全ての回転位置で第3,第4ヨーク10,11に常時流れ、この束密度の大きさをホール素子14が電圧値として出力するものであり、ホール素子14がカムシャフト2とクランクシャフトの回転周期に依存することなく位相角を常時検出する。従って、エンジンの低速回転時にも時間分解能が高い位相角情報を得ることができるため、エンジン始動直後から精密なバルブタイミング制御が可能である。   That is, when a rotational phase angle is formed between the magnet 3 interlocked with the rotation of the camshaft 2 and the first and second yokes 8 and 9 interlocked with the rotation of the crankshaft, both faces each other according to the rotational phase angle. The area changes, and a magnetic flux corresponding to the facing area constantly flows to the third and fourth yokes 10 and 11 through the first and second yokes 8 and 9 at all rotational positions. The Hall element 14 outputs a voltage value, and the Hall element 14 always detects the phase angle without depending on the rotation cycle of the camshaft 2 and the crankshaft. Therefore, phase angle information with high time resolution can be obtained even when the engine rotates at a low speed, so that precise valve timing control can be performed immediately after the engine is started.

上記実施形態では、磁気検知手段は、マグネット3と径方向に対向配置された第1ヨーク8及び第2ヨーク9であり、磁気伝達手段は、第1ヨーク8及び第2ヨーク9と同軸上で、且つ、ホール素子14を間に介在して設けられた第3ヨーク10及び第4ヨーク11であるので、第3,第4ヨーク10,11によってホール素子14の位置における磁力線状態を安定したものにできるため、非常に正確な位相角情報が得られる。   In the above embodiment, the magnetic detection means is the first yoke 8 and the second yoke 9 that are arranged to face the magnet 3 in the radial direction, and the magnetic transmission means is coaxial with the first yoke 8 and the second yoke 9. In addition, since the third yoke 10 and the fourth yoke 11 are provided with the hall element 14 interposed therebetween, the magnetic field lines at the position of the hall element 14 are stabilized by the third and fourth yokes 10 and 11. Therefore, very accurate phase angle information can be obtained.

上記実施形態では、第1,第2ヨーク8,9は、マグネット3に対して一定長L1の径方向の空隙を有して配置されたので、マグネット3と第1ヨーク8及び第2ヨーク9との全ての回転位置において、マグネット3と第1ヨーク8との間の空隙、及び、マグネット3と第2ヨーク9との間の空隙が変化しないため、安定な位相角情報の取得に寄与する。   In the above embodiment, the first and second yokes 8 and 9 are arranged with a radial gap of a certain length L1 with respect to the magnet 3, so that the magnet 3, the first yoke 8 and the second yoke 9 are arranged. Since the air gap between the magnet 3 and the first yoke 8 and the air gap between the magnet 3 and the second yoke 9 do not change at all the rotational positions, and contributes to acquisition of stable phase angle information. .

上記実施形態では、第3ヨーク10は、第1ヨーク8に対して一定長L2の軸方向の空隙を有し、第4ヨーク11は、第2ヨーク9に対して一定長L3の径方向の空隙を有してそれぞれ配置されたので、第1ヨーク8及び第2ヨーク9の全ての回転位置において、第1ヨーク8と第3ヨーク10との間の空隙、及び、第2ヨーク9と第4ヨーク11との間の空隙が変化しないため、安定な位相角情報の取得に寄与する。以上により、上記実施形態では、マグネット3と第1及び第2ヨーク8,9の全ての回転位置において、全ての空隙が変化しないため、マグネット3と第1及び第2ヨーク8,9との全ての回転位置において、マグネット3、第1及び第2ヨーク8,9と、第3及び第4ヨーク10,11と、これらの間の各空隙とから成る磁気回路の磁気抵抗が一定となるため、非常に安定した位相角情報を得ることができる。   In the above embodiment, the third yoke 10 has an axial gap of a certain length L2 with respect to the first yoke 8, and the fourth yoke 11 has a radial length of a certain length L3 with respect to the second yoke 9. Since they are arranged with gaps, the gaps between the first yoke 8 and the third yoke 10 and the second yoke 9 and the second yoke 9 at all rotational positions of the first yoke 8 and the second yoke 9. Since the gap between the four yokes 11 does not change, it contributes to acquisition of stable phase angle information. As described above, in the above embodiment, since all the gaps do not change at all the rotational positions of the magnet 3 and the first and second yokes 8 and 9, all of the magnet 3 and the first and second yokes 8 and 9 can be used. Since the magnetic resistance of the magnetic circuit composed of the magnet 3, the first and second yokes 8 and 9, the third and fourth yokes 10 and 11, and the gaps therebetween is constant, Very stable phase angle information can be obtained.

上記実施形態では、第1回転体はカムシャフト2であり、第2回転体はクランクシャフトであり、クランクシャフトに対するカムシャフト2の回転位相差を検出するが、これら以外の回転体間の位相角を検出するものに同様に適用できることは勿論である。   In the above embodiment, the first rotating body is the camshaft 2, the second rotating body is the crankshaft, and the rotational phase difference of the camshaft 2 with respect to the crankshaft is detected. Of course, the present invention can be similarly applied to a device for detecting the.

上記実施形態では、磁電変換手段は、ホール素子14にて構成したので、安価に、且つ、高精度な位相角を検出できる。尚、磁電変換素子は、磁界の大きさを検出し、その磁界の大きさを電気量に変換できるものであれば良く、ホール素子14以外の素子にて構成しても良いことは勿論である。   In the above embodiment, since the magnetoelectric conversion means is constituted by the Hall element 14, it is possible to detect the phase angle with high accuracy at low cost. The magnetoelectric conversion element may be any element as long as it can detect the magnitude of the magnetic field and convert the magnitude of the magnetic field into an electric quantity, and may be composed of an element other than the Hall element 14. .

尚、この発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態において上記実施形態と同様な作用及び効果を得ることができる。   The present invention can be embodied in another embodiment as follows. In the following other embodiments, the same operations and effects as those of the above embodiment can be obtained.

(1)上記実施形態において、磁気伝達手段は、ホール素子14を挟むように配置された第3ヨーク10と第4ヨーク11とから構成した。これに対し、磁気伝達手段は第4ヨーク11のみから構成し、ホール素子14を第1ヨーク8に近接配置するように構成しても良い。このような構成とすることにより、部品点数の削減、構成の簡略化、コスト削減等を図るという効果が得られる。   (1) In the above embodiment, the magnetic transmission means is constituted by the third yoke 10 and the fourth yoke 11 arranged so as to sandwich the Hall element 14 therebetween. On the other hand, the magnetic transmission means may be constituted by only the fourth yoke 11, and the Hall element 14 may be arranged close to the first yoke 8. By adopting such a configuration, it is possible to obtain the effects of reducing the number of parts, simplifying the configuration, reducing costs, and the like.

さらに、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。   Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiment will be described together with the effects thereof.

(イ)請求項1〜請求項4に記載の回転体の位相角検出装置において、第1及び第2ヨークは、前記マグネットに対して一定長の径方向の空隙を有して配置されたことを特徴とする回転体の位相角検出装置。   (A) In the phase angle detection device for a rotating body according to any one of claims 1 to 4, the first and second yokes are disposed with a constant radial gap with respect to the magnet. A device for detecting a phase angle of a rotating body.

この構成によれば、マグネットと第1ヨーク及び第2ヨークとの全ての回転位置において、マグネットと第1ヨークとの間の空隙及びマグネットと第2ヨークとの間の空隙が変化しないため、安定な位相角情報の取得に寄与する。   According to this configuration, the air gap between the magnet and the first yoke and the air gap between the magnet and the second yoke do not change at all rotational positions of the magnet and the first yoke and the second yoke. Contributes to acquisition of accurate phase angle information.

(ロ)請求項1〜請求項4、及び上記(イ)に記載の回転体の位相角検出装置において、磁電変換手段は、ホール素子であることを特徴とする回転体の位相角検出装置。   (B) The rotating body phase angle detection device according to any one of claims 1 to 4 and (a), wherein the magnetoelectric conversion means is a Hall element.

この構成によれば、安価に、且つ、高精度な位相角を検出できる。   According to this configuration, a highly accurate phase angle can be detected at low cost.

本発明の一実施形態を示し、位相角検出装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a phase angle detection device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を示し、位相角検出装置の斜め下方から見た要部の斜視図である。1 is a perspective view of a main part of an embodiment of the present invention as viewed obliquely from below a phase angle detection device. 本発明の一実施形態を示し、位相角検出装置の更に斜め下方から見た要部の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the main part of the phase angle detection device according to the embodiment of the present invention as viewed from obliquely below. 本発明の一実施形態を示し、位相角0度におけるマグネットと第1及び第2ヨークの配置状態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of this invention and shows the arrangement | positioning state of the magnet and the 1st and 2nd yoke in phase angle 0 degree. 本発明の一実施形態を示し、ホール素子の出力特性線図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an output characteristic of a Hall element according to an embodiment of the present invention. 従来例の位相角検出装置の構成図である。It is a block diagram of the phase angle detection apparatus of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 位相各検出装置
2 カムシャフト(第1回転体)
3 マグネット
8 第1ヨーク(磁気検知手段)
9 第2ヨーク(磁気検知手段)
10 第3ヨーク(磁気伝達手段)
11 第4ヨーク(磁気伝達手段)
14 ホール素子(磁電変換手段)
C 回転中心
1 Phase detection device 2 Camshaft (first rotating body)
3 Magnet 8 1st yoke (magnetic detection means)
9 Second yoke (magnetic detection means)
10 Third yoke (magnetic transmission means)
11 Fourth yoke (magnetic transmission means)
14 Hall element (magnetoelectric conversion means)
C center of rotation

Claims (4)

第1回転体に連動して回転するマグネットと、このマグネットの同軸上で第2回転体に連動して回転し、前記マグネットとの相対的回転位置に応じて対向面積が変化する磁気検知手段と、この磁気検知手段のあらゆる回転位置に対して同一面積で対向配置し、前記磁気検知手段との間で磁路を形成する磁気伝達手段と、この磁気伝達手段を通る磁力線の大きさを電気量に変換する磁電変換手段と、を備えたことを特徴とする回転体の位相角検出装置。   A magnet that rotates in conjunction with the first rotating body, and a magnetic detection means that rotates in conjunction with the second rotating body on the same axis of the magnet, and whose opposing area changes according to the relative rotational position of the magnet. The magnetic transmission means is disposed opposite to the rotational position of the magnetic detection means in the same area and forms a magnetic path with the magnetic detection means, and the magnitude of the magnetic force lines passing through the magnetic transmission means is expressed as an electric quantity. And a magneto-electric conversion means for converting to a rotating body phase angle detection device. 前記磁気検知手段は、前記マグネットと径方向に対向配置された第1ヨーク及び第2ヨークであり、前記磁気伝達手段は、前記第1ヨーク及び前記第2ヨークと同軸上で、且つ、前記磁電変換手段を間に介在して設けられた第3ヨーク及び第4ヨークであることを特徴とする請求項1に記載の回転体の位相角検出装置。   The magnetic detection means is a first yoke and a second yoke that are arranged to face the magnet in the radial direction, and the magnetic transmission means is coaxial with the first yoke and the second yoke, and the magnetoelectric 2. The phase angle detection device for a rotating body according to claim 1, wherein the phase angle detection device is a third yoke and a fourth yoke provided with a conversion means interposed therebetween. 前記第3ヨークは、前記第1ヨークに対して一定長の軸方向の空隙を有し、前記第4ヨークは、前記第2ヨークに対して一定長の径方向の空隙を有してそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項2に記載の回転体の位相角検出装置。   The third yoke has a fixed axial gap with respect to the first yoke, and the fourth yoke has a fixed radial gap with respect to the second yoke. The rotating body phase angle detection device according to claim 2, wherein the phase angle detection device is a rotating body. 前記第1回転体はカムシャフトであり、前記第2回転体はクランクシャフトであり、このクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相差を検出することを特徴とする請求項1に記載の回転体の位相角検出装置。
2. The phase of the rotating body according to claim 1, wherein the first rotating body is a camshaft, and the second rotating body is a crankshaft, and a rotational phase difference of the camshaft with respect to the crankshaft is detected. Angle detection device.
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