JP2001289666A - 回転数検出器とこれを備えた圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部漏れ磁束の影響による誤検出がなく、回
転数を正確に検出することのできる回転数検出器とこれ
を備えた気体圧縮機を提供する。 【解決手段】 検出部３を構成している永久磁石１の全
体形状を馬蹄形とすること等により、永久磁石１のＮ極
とＳ極が互いに隣接して配置されるように構成する。こ
れにより、永久磁石１のＮＳ極間距離が短縮され、その
Ｎ極からＳ極へ短距離で磁束Ｂが結ばれることから、Ｎ
Ｓ極間において永久磁石１の磁束Ｂ回路中に外部漏れ磁
束が入り込み難くなるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種回転体の回転
数を検出するのに用いられる回転数検出器とこれを内蔵
した気体圧縮機に関し、特に、外部漏れ磁束の影響によ
る誤検出がなく、回転数を正確に検出できるようにした
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ベーンロータリー式気体圧縮機等の回転
式圧縮機をカーエアコンシステムの一部として車両に搭
載する場合は、その圧縮機が正常に動作しているか否か
の確認等のため、回転数検出器により圧縮機の運転回転
数を検出している。

【０００３】この種の回転数検出器は各種存在するが、
その中でも電磁誘導方式の回転数検出器が多用されてい
る。図５は従来の電磁誘導式の回転数検出器を示したも
のであり、この回転数検出器Ｓは、永久磁石１にコイル
２を巻き付けてなる検出部３を備え、該検出部３のコイ
ル２に発生する誘導起電力を基に回転数を検出するとい
う方式である。

【０００４】上記のような電磁誘導方式の回転数検出器
Ｓにより圧縮機の回転数としてロータ軸の回転数を検出
する場合には、たとえば図５に示すように、圧縮機内の
ロータ軸１０外周面に切欠き等からなるターゲット１１
を一体に設け、かつ該ターゲット１１の通過位置付近に
回転数検出器Ｓの検出部３を設置している。このように
設置した場合は、ロータ軸１０が１回転すると検出部３
のコイル両端２ａ、２ｂ間に誘導起電力のパルスが１つ
発生するので、この誘導起電力のパルス信号に基づきロ
ータ軸１０の回転数を検出することができる。

【０００５】しかしながら、電磁クラッチ付き圧縮機の
場合は、その電磁クラッチを介して圧縮機のロータ軸に
回転力を与えているが、この種の電磁クラッチ付き圧縮
機の回転数を上記のような従来の回転数検出器Ｓで検出
する場合には、次のような問題点がある。

【０００６】すなわち、従来の回転数検出器Ｓによる
と、検出部３の永久磁石１が棒磁石形状であってＮ極と
Ｓ極が比較的遠くに離れているため、そのＮＳ極間にお
いて永久磁石１の磁束Ｂ回路中に電磁クラッチの漏れ磁
束が入り込み易い。このため、回転数検出器Ｓから出力
される検出信号、すなわち誘導起電力のパルス信号の大
きさ等が漏れ磁束の影響により変化してしまい、回転数
の誤検出が生じやすい。また、ロータ軸１０中を通過す
る永久磁石１の磁束密度φも小さくなるため、回転数検
出器Ｓから得られる検出信号の出力も小さく、そのＳ／
Ｎ比が悪い等の問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、電磁クラッチの漏れ磁束、その他の外部漏れ磁
束の影響による誤検出がなく、回転数を正確に検出する
ことのできる回転数検出器とこれを備えた気体圧縮機を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る回転数検出器は、永久磁石にコイルを
巻き付けてなる検出部を備え、この検出部の近傍を回転
体外周のターゲットが通り過ぎる際に発生する上記コイ
ルの誘導起電力を基に、回転体の回転数を検出する回転
数検出器において、上記ターゲットの通過位置付近に、
上記永久磁石のＮ極とＳ極が隣接して配置されてなるこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係る回転数検出器は、永久磁石の
Ｎ極とＳ極を隣接配置する手段として、上記永久磁石の
全体形状を馬蹄形としたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明に係る回転数検出器は、永久磁石の
Ｎ極とＳ極を隣接配置する手段として、馬蹄形状体の中
央部を永久磁石材とし、その馬蹄形状体の両端部を磁性
材により形成したことを特徴とするものである。

【００１１】本発明に係る圧縮機は、圧縮機内の回転体
の回転数を検出する回転数検出器を備えた圧縮機であっ
て、上記回転数検出器は、永久磁石にコイルを巻き付け
てなる検出部を備え、この検出部の近傍を上記回転体外
周のターゲットが通り過ぎる際に発生する上記コイルの
誘導起電力を基に、回転体の回転数を検出するととも
に、上記ターゲットの通過位置付近に、上記永久磁石の
Ｎ極とＳ極が隣接して配置されてなることを特徴とする
ものである。

【００１２】本発明に係る圧縮機は、永久磁石のＮ極と
Ｓ極を隣接配置する手段として、上記永久磁石の全体形
状を馬蹄形としたことを特徴とするものである。

【００１３】本発明に係る圧縮機は、永久磁石のＮ極と
Ｓ極を隣接配置する手段として、馬蹄形状体の中央部を
永久磁石材とし、その馬蹄形状体の両端部を磁性材によ
り形成したことを特徴とするものである。

【００１４】本発明では、Ｎ極からＳ極へ短距離で磁束
が結ばれるから、ＮＳ極間において永久磁石の磁束回路
中に外部漏れ磁束が入り込み難くなるとともに、回転体
内部を通過する磁束密度が高くなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回転数検出装
置とこれを備えた気体圧縮機の実施形態について図１乃
至図４を基に詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明に係る回転数検出器の一実施
形態を示したものであり、同図の回転数検出器Ｓ１は、
永久磁石１にコイル２を巻き付けてなる検出部３を備え
ているが、その永久磁石１の全体形状が馬蹄形となって
おり、この馬蹄形永久磁石１の中央部１ａにコイル２が
巻き付けられている。また、馬蹄形永久磁石１の一端１
ｂと他端１ｃは馬蹄形状との関係から互いに隣接して配
置されており、そしてこのように隣接配置された馬蹄形
永久磁石の両端１ｃ、１ｂのうち、一端１ｂ側が磁石の
Ｎ極であり、他端１ｃ側が磁石のＳ極となるように構成
されている。

【００１７】つまり、本実施形態の回転数検出器Ｓ１
は、永久磁石１の全体形状を従来の棒状から馬蹄形に変
更することで、磁石のＮ極とＳ極が互いに隣接配置され
るものとし、これにより、磁石のＮＳ極間距離を短縮
し、Ｎ極からＳ極へ短距離で磁束Ｂが結ばれるように構
成したものである。このようにＮＳ極間の距離を短くす
ると、そのＮＳ極間において永久磁石１の磁束Ｂ回路中
に外部漏れ磁束が入り込み難くなる。

【００１８】上記の如く構成された回転数検出器Ｓ１を
用いて磁性材からなる回転体１０の回転数を検出しよう
とする場合には、たとえば、図１に示すように、回転体
１０外周面に切欠き等からなるターゲット１１を形成す
るとともに、そのターゲット１１の通過位置付近に回転
数検出器Ｓ１の検出部３を配置する。この場合、検出部
３は馬蹄形永久磁石１の両端１ａ、１ｂが回転体１０の
外周面側を向くように設置する。このように検出部３を
固定すると、馬蹄形永久磁石１のＮ極からＳ極に短距離
で結ばれる高密度の磁束Ｂが回転体１０内部を通過する
ようになる。

【００１９】上記のように検出部３を固定した状態で回
転体１０を回転させると、該回転体１０の１回転ごとに
１回だけターゲット１１が検出部３の近傍を通り過ぎる
とともに、その通過の際に、馬蹄形永久磁石１の磁束Ｂ
に変化が生じ、コイル両端２ａ、２ｂ間に誘導起電力が
パルス的に発生する。

【００２０】したがって、回転体１０の回転数を実際に
検出するときは、該回転体１０が１回転すると誘導起電
力のパルスが１つ発生するので、その誘導起電力のパル
ス信号を回転数検出器からの出力信号としてパルスカウ
ンター等の計数器へ送出し、かつ、該計数器において単
位時間当たりの誘導起電力のパルス数を計数すればよ
い。

【００２１】以上のように、本実施形態の回転数検出器
Ｓ１によると、永久磁石１の全体形状を馬蹄形とするこ
とで、その磁石のＮ極とＳ極が互いに隣接配置されるよ
うに構成したものである。このため、Ｎ極からＳ極へ短
距離で磁束が結ばれることから、ＮＳ極間において永久
磁石１の磁束Ｂ回路中に外部漏れ磁束が入り込み難くな
る。よって、回転数検出器Ｓ１から出力される検出信
号、すなわち誘導起電力のパルス信号の大きさ等が外部
漏れ磁束等の影響により変化したり、これにより回転数
の誤検出が生じる等の不具合がなくなり、回転数を正確
に検出することができる。また、本実施形態のようにＮ
Ｓ極間が短くなると、回転体１０内部を通過する磁束密
度φが高くなるので、回転数検出器Ｓ１から得られる検
出信号の出力も大きくなり、そのＳ／Ｎ比が向上する。

【００２２】図２は本発明に係る回転数検出器の他の実
施形態を示したものであり、同図の回転数検出器Ｓ２が
図１のものと異なるところは、永久磁石１のＮ極とＳ極
を隣接配置する手段として、馬蹄形状体４の中央部４ａ
を永久磁石材５−１とし、その馬蹄形状体４の両端部４
ｂ、４ｃを磁性材５−２、５−３により形成した点にあ
る。

【００２３】すなわち、上記馬蹄形状体４は永久磁石材
５−１と磁性材５−２、５−３の接合体からなり、永久
磁石材５−１は馬蹄形の中央部のように少し湾曲した棒
状に形成されており、このように湾曲した棒状の永久磁
石材５−１の両端に、棒状の磁性材５−２、５−３がそ
れぞれ１本ずつ接合されている。なお、この構造の場
合、コイル２は上記湾曲棒状の永久磁石材５−１に巻き
付けられている。

【００２４】ところで、磁束はその性質上、抵抗の少な
いところ、たとえば空気と磁性材では磁性材中を選んで
進みやすい。このことから、上記接合構造の馬蹄形状体
４の場合、永久磁石材５−１のＮ極から出た磁束は、そ
の大部分がＮ極に接合している磁性材５−２中を通って
該磁性材５−２の端部に集中する。したがって、Ｎ極側
の棒状磁性材５−２の端部から出る磁束の密度は、Ｎ極
から直接出る磁束の密度より若干小さくなるだけで、そ
れと殆ど変わらないことから、上記接合構造の馬蹄形状
体４では、永久磁石材５−１のＮ極に接合している棒状
磁性材５−２の端部が実質的に磁石のＮ極と同等に機能
する。

【００２５】また、図２中の回転体１０がないものと仮
定した場合、上記のように棒状磁性材５−２の端部から
出た磁束は、その大部分が次に進みやすい場所、すなわ
ち永久磁石材５−１のＳ極に接合している棒状磁性材５
−３の端部に集中的に向かうものとなる。したがって、
上記接合構造の馬蹄形状体４では、そのＳ極に接合して
いる棒状磁性材５−３の端部が実質的に磁石のＳ極と同
等に機能する。

【００２６】上述のように、２つの棒状磁性材５−２、
５−１の端部がそれぞれ実質的にＮ極、Ｓ極として機能
することからみると、本実施形態の如く馬蹄形状体４の
中央部４ａを永久磁石材５−１とするとともに、その馬
蹄形状体４の両端部４ｂ、４ｃを磁性材５−２、５−３
により形成するという構造もまた、磁石のＮ極とＳ極を
隣接配置した構造の一種であり、よって、本実施形態の
回転数検出器Ｓ２にあっても、先に示した実施形態（図
１参照）と同様の効果が得られる。

【００２７】なお、本実施形態の回転数検出器Ｓ２にお
ける回転数の検出原理は、先に示した実施形態の回転数
検出器Ｓ１と同様なため、その詳細説明は省略する。ま
た、回転数検出器Ｓ１におけるＮ極とＳ極及び回転数検
出器Ｓ２における馬蹄形状体４の両端部４ｂ、４ｃは、
それぞれ図１及び図２では回転軸１０の回転方向に沿っ
て互いに隣接配置させる形態で示したが、いずれの場合
も回転軸１０の軸方向に沿って互いに隣接配置させる形
態としてもよい。

【００２８】上記のような各実施形態の回転数検出器Ｓ
１、Ｓ２は、たとえば、カーエアコン用の圧縮機として
周知のベーンロータリー型圧縮機（図３および図４参
照）に装着することができる。図３に示した圧縮機にお
いては、ロータ軸１０の回転数を圧縮機の回転数として
検出するために、図１または図２に示した回転数検出器
Ｓ１、Ｓ２を内蔵している。

【００２９】上記のような圧縮機への回転数検出器Ｓ
１、Ｓ２の内蔵方法については各種考えられるが、本実
施形態では、図３および図４に示したように、回転数検
出器Ｓ１、Ｓ２のメンテナンス性等との関係から、当該
回転数検出器Ｓ１、Ｓ２の検出部３をケース６内に収納
し、これを圧縮機のフロントヘッド１２中にネジ止め埋
設している。このように埋設された回転数検出器Ｓ１、
Ｓ２の直下にはロータ軸１０があり、該直下のロータ軸
１０外周面にはターゲット１１が一体に設けられてい
る。なお、ターゲット１１については、図１に示したよ
うに、ロータ軸１０外周面を一部切り欠いて形成するこ
ともできるが、ロータ軸１０の強度低下を防止する等の
観点からすると、図示は省略するが、リング部材の一部
にターゲットとして水平方向の突起を形成し、このよう
な水平突起付きのリング部材をロータ軸１０に嵌め込み
固定する構造が好ましい。

【００３０】また、本実施形態の圧縮機においては、図
３に示したように、ロータ軸１０先端に電磁クラッチ１
３が取り付けられており、この電磁クラッチ１３を介し
て車両エンジン側からロータ軸１０側に回転力が伝達さ
れ、これによりロータ軸１０と一体にロータ１４が回転
し、冷媒ガスの吸込、圧縮、吐出という一連の動作が繰
り返し行われる。そして、このような圧縮機の運転中
に、回転数検出器Ｓ１、Ｓ２では常時ロータ軸１０の回
転数を圧縮機の回転数として検出するが、その検出精度
に対して電磁クラッチ１３の漏れ磁束等が与える悪影響
は従来に比し大幅に低減される。

【００３１】すなわち、本実施形態の圧縮機において
は、図１または図２に示した構造の回転数検出器Ｓ１、
Ｓ２を内蔵しているが、図１の回転数検出器Ｓ１の場合
は永久磁石１の馬蹄形状化により磁石のＮ極とＳ極が隣
接配置されていること、図２の回転数検出器Ｓ２の場合
はその隣接配置構造と同等であることから、いずれの回
転数検出器Ｓ１、Ｓ２においても、ＮＳ極間で永久磁石
１の磁束Ｂ回路中に電磁クラッチ１３の漏れ磁束が入り
込み難くい。このため、回転数検出器Ｓ１、Ｓ２から出
力される検出信号（誘導起電力のパルス信号）の大きさ
等が電磁クラッチ１３の漏れ磁束等の影響により変化し
たり、これにより回転数の誤検出が生じる等の不具合が
なくなり、回転数を正確に検出することができ、また、
ロータ軸１０内部を通過する永久磁石１の磁束密度も大
きくなるため、回転数検出器Ｓ１、Ｓ２から得られる検
出信号の出力も大きくなり、そのＳ／Ｎ比が向上する。

【００３２】なお、永久磁石１のＮ極とＳ極を隣接配置
する手段については、上記実施形態に限定されることは
なく、馬蹄形以外の形態を採用することもできる。

【００３３】また、上記実施形態では、本発明に係る回
転数検出器をベーンロータリー型圧縮機に内蔵する例に
ついて説明したが、本発明に係る回転数検出器は、その
型以外の各種圧縮機や、圧縮機以外の回転機器における
回転体、たとえば工作機械の主軸等の回転数を検出する
ための回転数検出器として適用できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明にあっては、上記の如く、検出部
を構成する永久磁石のＮ極とＳ極が隣接して配置される
ように構成したものである。このため、Ｎ極からＳ極へ
短距離で磁束が結ばれるから、ＮＳ極間において永久磁
石の磁束回路中に外部漏れ磁束が入り込み難くなる。よ
って、回転数検出器から出力される検出信号が誘導起電
力のパルス信号である場合、その誘導起電力のパルス信
号の大きさ等が外部漏れ磁束等の影響により変化した
り、これにより回転数の誤検出が生じる等の不具合がな
くなり、回転体の回転数を正確に検出することが可能と
なる。また、ＮＳ極間が短くなると、回転体内部を通過
する磁束密度が高くなるので、回転数検出器から得られ
る検出信号の出力も大きくなり、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転数検出器の一実施形態の説明
図。

【図２】本発明に係る回転数検出器の他の実施形態の説
明図。

【図３】図１または図２に示した回転数検出器を内蔵し
てなる圧縮機の断面図。

【図４】図３のＡ矢視図。

【図５】従来の電磁誘導式回転数検出器の説明図。

【符号の説明】

１ 永久磁石 １ａ 馬蹄形永久磁石の中央部 １ｂ、１ｃ 馬蹄形永久磁石の端部 ２ コイル ２ａ、２ｂ コイル両端 ３ 検出部 ４ 馬蹄形状体 ４ａ 馬蹄形状体の中央部 ４ｂ、４ｃ 馬蹄形状体の端部 ５−１ 永久磁石材 ５−２、５−３ 磁性材 ６ ケース １０ ロータ軸（回転体） １１ ターゲット １２ 圧縮機のフロントヘッド １３ 電磁クラッチ １４ ロータ Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 回転数検出器 Ｂ 永久磁石の磁束 φ ロータ軸（回転体）中を通過する磁束の密度

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 永久磁石にコイルを巻き付けてなる検出
   部を備え、この検出部の近傍を回転体外周のターゲット
   が通り過ぎる際に発生する上記コイルの誘導起電力を基
   に、回転体の回転数を検出する回転数検出器において、 上記ターゲットの通過位置付近に、上記永久磁石のＮ極
   とＳ極が隣接して配置されてなることを特徴とする回転
   数検出器。
2. 【請求項２】 永久磁石のＮ極とＳ極を隣接配置する手
   段として、上記永久磁石の全体形状を馬蹄形としたこと
   を特徴とする請求項１に記載の回転数検出器。
3. 【請求項３】 永久磁石のＮ極とＳ極を隣接配置する手
   段として、馬蹄形状体の中央部を永久磁石材とし、その
   馬蹄形状体の両端部を磁性材により形成したことを特徴
   とする請求項１に記載の回転数検出器。
4. 【請求項４】 圧縮機内の回転体の回転数を検出する回
   転数検出器を備えた圧縮機であって、 上記回転数検出器は、永久磁石にコイルを巻き付けてな
   る検出部を備え、この検出部の近傍を上記回転体外周の
   ターゲットが通り過ぎる際に発生する上記コイルの誘導
   起電力を基に、回転体の回転数を検出するとともに、上
   記ターゲットの通過位置付近に、上記永久磁石のＮ極と
   Ｓ極が隣接して配置されてなることを特徴とする回転数
   検出器を備えた圧縮機。
5. 【請求項５】 永久磁石のＮ極とＳ極を隣接配置する手
   段として、上記永久磁石の全体形状を馬蹄形としたこと
   を特徴とする請求項４に記載の回転数検出器を備えた圧
   縮機。
6. 【請求項６】 永久磁石のＮ極とＳ極を隣接配置する手
   段として、馬蹄形状体の中央部を永久磁石材とし、その
   馬蹄形状体の両端部を磁性材により形成したことを特徴
   とする請求項４に記載の回転数検出器を備えた圧縮機。