JPH06213914A - Light transmission type wheel speed sensor - Google Patents

Light transmission type wheel speed sensor

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Publication number
JPH06213914A
JPH06213914A JP2191593A JP2191593A JPH06213914A JP H06213914 A JPH06213914 A JP H06213914A JP 2191593 A JP2191593 A JP 2191593A JP 2191593 A JP2191593 A JP 2191593A JP H06213914 A JPH06213914 A JP H06213914A
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JP
Japan
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light
optical fiber
encoder plate
prism
speed sensor
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Pending
Application number
JP2191593A
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Japanese (ja)
Inventor
Masuzo Yamane
益藏 山根
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Nabco Ltd
Original Assignee
Nabco Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To arrange a light source at the same side as that of an encoder plate while avoiding an optical loss of a dirt by so setting directions of light emitting and receiving to the plate having a light transmission window in parallel with an axis of an axle. CONSTITUTION:A wheel speed sensor 300 comprises a transmission type encoder plate 400, a light source for emitting a light to the plate 400, and light receiving means for receiving a light passed through a light transmission window 410 of the plate 400. A light emitting device and a photodetector are disposed on the same side as that of the plate 400 in an electric circuit of light emitting and receiving. The elements are disposed separately from a housing 70. A light from the light source is transmitted via an optical fiber 360, parallelized by a SELFOC lens 350, and then converted at 180 degrees by a rectangular prism 340. Then, it is condensed via a spherical lens, passed through the window to the photodetector via an optical fiber 320. The components of the optical system are gathered and contained in the housing 70.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、車輪速度を検知する
ための車輪速度センサ装置に関し、特に、光ファイバを
利用した光学式のものであり、しかも、エンコーダ板の
光透過窓を通過した光を検出することによって車輪の回
転速度を把握するようにした光透過型のものに関する。
この発明は、車輪速度を検出する技術として、自動車等
の一般の車両のほか、磁気浮上車両、航空機などにも利
用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel speed sensor device for detecting a wheel speed, and more particularly, it is an optical type using an optical fiber, and moreover, a light passing through a light transmitting window of an encoder plate. The present invention relates to a light transmission type in which the rotation speed of a wheel is grasped by detecting the.
The present invention can be applied to a magnetic levitation vehicle, an aircraft, etc., as well as a general vehicle such as an automobile, as a technique for detecting the wheel speed.

【0002】[0002]

【先行する技術およびその問題点】一般に、光学式の車
輪速度センサ装置は、車輪についての回転情報を検出す
るためのエンコーダ板と、このエンコーダ板に対して投
光する光源およびその投光に応じてエンコーダ板を通し
て受光する受光手段とを備える。そして、光ファイバを
利用するものでは、それらに加えて、光源−エンコーダ
板、受光手段−エンコーダ板の間に光情報を伝達する投
光側および受光側の各光ファイバをさらに含む。こうし
た光ファイバ式のものには、光ファイバの光伝送機能に
より、電気的なノイズが生じやすい環境を避けて光源お
よび受光手段を配置することができるという利点があ
る。この光ファイバ式のもの自体は、特開昭62−17
4661号あるいは実開昭61−152969号の各公
報ですでに知られている。
2. Description of the Related Art Generally, an optical wheel speed sensor device includes an encoder plate for detecting rotation information about a wheel, a light source for projecting light on the encoder plate, and a light source for projecting the light. Light receiving means for receiving light through the encoder plate. In addition, in the case of using the optical fiber, in addition to these, each of the light source-encoder plate and the light-receiving side optical fiber for transmitting optical information between the light source-encoder plate and the light-receiving means-encoder plate is further included. Such an optical fiber type has an advantage that the light transmission function of the optical fiber allows the light source and the light receiving means to be arranged while avoiding an environment where electrical noise is likely to occur. This optical fiber type itself is disclosed in JP-A-62-17.
It is already known in Japanese Patent Publication No. 4661 or Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-152969.

【0003】ここで、エンコーダ板および、そこへある
いはそこから光伝送する各光ファイバについては、車軸
の内部空間に配置することが望ましい。そのため、エン
コーダ板に対する光学径路自体もスペース的に有利な形
態を採用すべきである。その点からすると、実開昭61
−152969号の技術のように、エンコーダに対する
投受光を車軸の軸心方向に対して直交する方向に行うよ
りも、特開昭62−174661号の技術のように、軸
心方向に対して並行する方向に投受光を行うようにした
方が良い。
Here, it is desirable that the encoder plate and each optical fiber for optical transmission to and from the encoder plate are arranged in the inner space of the axle. Therefore, the optical path itself with respect to the encoder plate should have a space-friendly form. From that point of view, the actual development 61
Rather than performing the light projection / reception with respect to the encoder in the direction orthogonal to the axial direction of the axle as in the technique of -152969, the technique is parallel to the axial direction as in the technique of JP-A-62-174661. It is better to carry out light emission and light reception in the direction.

【0004】一方、エンコーダ板には、前記の各公報が
示すように、放射状の光透過窓を有する透過型のもの
と、放射状の光反射メタルラインを有する反射型のもの
とが知られている。前記のように、スペースの関係か
ら、エンコーダ板に対し投光する光およびエンコーダ板
から透過あるいは反射する光の向きを車軸の軸線と平行
あるいは並行になるように設定する場合、反射型のもの
では、光源および受光手段をエンコーダ板に対して同じ
側に容易に配置することができるのに対し、透過型のも
のでは、そうすることは容易ではない。光源および受光
手段に関与する電気回路の配置を考えると、光源および
受光手段は、エンコーダ板に対して同じ側に配置される
べきである。
On the other hand, as the encoder plates, as disclosed in the above-mentioned publications, a transmissive type having a radial light transmitting window and a reflective type having a radial light reflecting metal line are known. . As described above, in consideration of the space, when the direction of the light projected onto the encoder plate and the direction of the light transmitted or reflected from the encoder plate are set to be parallel or parallel to the axis line of the axle, the reflection type is not used. While the light source and the light receiving means can be easily arranged on the same side with respect to the encoder plate, the transmission type is not easy to do so. Considering the arrangement of the electric circuits involved in the light source and the light receiving means, the light source and the light receiving means should be arranged on the same side with respect to the encoder plate.

【0005】また、エンコーダ板は、通常、ハウジング
内に収容されるとはいえ、車輪に近い所に位置するた
め、車両の走行時に高温にさらされることは必至であ
り、他方、ハウジングの内部を外部の環境から完全にシ
ャットオウトすることは非常に困難である。そのため、
エンコーダ板および光学部品は、時が経つにつれて汚れ
を帯びてくるだろう。特に、反射型のエンコーダ板の光
反射メタルラインの表面は曇り、その結果、その反射率
を大きく低下し、大きな光損失を生じることになってし
まう。
Further, although the encoder plate is usually housed in the housing, it is located near the wheels, so that it is inevitable that the encoder plate is exposed to high temperatures when the vehicle is running, while the inside of the housing is exposed. It is very difficult to shut out completely from the external environment. for that reason,
The encoder plate and optics will become dirty over time. In particular, the surface of the light-reflecting metal line of the reflection type encoder plate becomes cloudy, and as a result, its reflectance is greatly reduced, resulting in a large light loss.

【0006】[0006]

【発明の目的】この発明は、以上の諸点を考慮してなさ
れたものであり、曇りの問題のない透過型のエンコーダ
板を利用しつつ、光源および受光手段をエンコーダ板に
対して同じ側に配置することができる光透過型の車輪速
度センサ技術を提供することを目的とする。また、この
発明は、光損失をできるだけ抑えるようにした光透過型
の車輪速度センサ技術を提供することをも目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above points, and a light source and a light receiving means are provided on the same side with respect to an encoder plate while using a transmission type encoder plate which does not cause a fog problem. An object of the present invention is to provide a light transmission type wheel speed sensor technology that can be arranged. Another object of the present invention is to provide a light transmission type wheel speed sensor technology that suppresses light loss as much as possible.

【0007】[0007]

【そのための手段および作用】この発明では、放射状の
光透過窓を有するエンコーダ板を、車軸の軸線に直交す
るように配置し、しかも、このエンコーダ板に対し投光
する光およびエンコーダ板を通過する光の向きを車軸の
軸線と平行になるように設定する。そして、エンコーダ
板の背後にプリズムを配置し、そのプリズムの全反射を
利用して光を180°方向変換する。それによって、光
源と同じ側に配置した受光手段に対し、光ファイバを通
して光伝送することができる。光の方向変換に用いるプ
リズムは、全反射による光反射であるため、その表面に
汚れが付着しようとも光の減衰はまず生じない。しか
も、光が出入りするプリズムの一面の汚れは、透過率を
大きくは低下することがないので、光損失はわずかであ
る。また、このプリズムの一面に臨む部分に、投光側に
はセルフォックレンズ、受光側には集光レンズを介在さ
せることによって、光損失をさらに抑えることができ
る。特に、光を平行化するための投光側のセルフォック
レンズの端面をプリズムの一面に当てるようにすれば、
光損失をより効果的に抑えることができる。
According to the present invention, the encoder plate having the radial light transmitting window is arranged so as to be orthogonal to the axis line of the axle, and the light projected onto the encoder plate and the encoder plate pass therethrough. Set the light direction so that it is parallel to the axis of the axle. Then, a prism is arranged behind the encoder plate, and the total reflection of the prism is used to change the direction of light by 180 °. As a result, light can be transmitted through the optical fiber to the light receiving means arranged on the same side as the light source. Since the prism used for changing the direction of light is light reflection by total reflection, light is hardly attenuated even if dirt is attached to its surface. Moreover, the contamination of the one surface of the prism through which light goes in and out does not significantly reduce the transmittance, so the light loss is slight. Further, by interposing a SELFOC lens on the light-projecting side and a condensing lens on the light-receiving side in the portion facing the one surface of this prism, the light loss can be further suppressed. Especially, if the end face of the selfoc lens on the light projecting side for collimating the light is applied to one surface of the prism,
The light loss can be suppressed more effectively.

【0008】[0008]

【実施例】図1は、この発明による光透過型の車輪速度
センサ装置を含む磁気浮上車両の車輪部分を示す断面図
である。まず、この図1を参照しながら、車輪速度セン
サ装置の位置づけを明らかにする。
1 is a sectional view showing a wheel portion of a magnetically levitated vehicle including a light transmission type wheel speed sensor device according to the present invention. First, the positioning of the wheel speed sensor device will be clarified with reference to FIG.

【0009】車輪の主体は、走行時路面に接する環状の
タイヤ(空気入りゴムタイヤ)10と、その外周にタイ
ヤ10を一体的に支持するホイール12である。ホイー
ル12は、中空の車軸14回りにベアリング16を介し
て回転可能に支持されている。したがって、タイヤ10
およびホイール12は回転側に、車軸14が非回転側に
それぞれ属する。一方向に開口したホイール12の中、
および開口部に近接した車軸14の外周に、車輪用のブ
レーキ装置が配置されている。ホイール12の開口に臨
む部分に、ピストンハウジング20がある。ピストンハ
ウジング20は、車軸14の軸心と平行に移動可能なブ
レーキピストン21を収容した部材であり、それ自体は
車軸14に支持され、車軸14と同様に回転はしない。
ブレーキピストン21が臨むホイール12の内部空間
に、ロータ22Rおよびステータ22Sが交互に複数配
置されている。ディスク形状のロータ22Rは、ホイー
ル12に取付けられたキー23に支持され、タイヤ10
およびホイール12の回転に応じて回転する。一方、ロ
ータ22Rに隣合うステータ22Sは、ピストンハウジ
ング20を介して車軸14に取付けられたトルクチュー
ブ25のスプライン部25aに支持され、回転すること
なくその位置を保持している。制動時、ブレーキピスト
ン21に油圧が供給されると、ブレーキピストン21が
ステータ22Sを介してロータ22Rを押し、ステータ
22S−ロータ22R間の摩擦によって、ブレーキ力を
発生する。このとき、大きな発熱を伴うので、その発熱
部を取り囲むように、キー23とホイール12との間、
およびトルクチューブ25とホイール12との間にはそ
れぞれ遮熱板26a,26bが設けられている。また、
タイヤ10の内部に面するホイール12の部分には、温
度ヒューズ27が設けられている。この温度ヒューズ2
7は、走行および制動によってホイール12が過熱した
とき、タイヤ10に異常事態が生じることを避けるため
にタイヤ10の空気圧を排出するものである。
The wheels mainly consist of an annular tire (pneumatic rubber tire) 10 that contacts the road surface during traveling, and a wheel 12 that integrally supports the tire 10 on the outer periphery thereof. The wheel 12 is rotatably supported around a hollow axle 14 via a bearing 16. Therefore, the tire 10
The wheel 12 belongs to the rotating side, and the axle 14 belongs to the non-rotating side. In the wheel 12 that opens in one direction,
A brake device for wheels is arranged on the outer periphery of the axle 14 close to the opening. The piston housing 20 is located in a portion facing the opening of the wheel 12. The piston housing 20 is a member that accommodates a brake piston 21 that can move in parallel with the axis of the axle 14, and is itself supported by the axle 14 and does not rotate like the axle 14.
A plurality of rotors 22R and stators 22S are alternately arranged in the internal space of the wheel 12 facing the brake piston 21. The disk-shaped rotor 22R is supported by a key 23 attached to the wheel 12, and
And rotates in accordance with the rotation of the wheel 12. On the other hand, the stator 22S adjacent to the rotor 22R is supported by the spline portion 25a of the torque tube 25 attached to the axle 14 via the piston housing 20, and holds its position without rotating. During braking, when hydraulic pressure is supplied to the brake piston 21, the brake piston 21 pushes the rotor 22R via the stator 22S, and friction between the stator 22S and the rotor 22R generates a braking force. At this time, since a large amount of heat is generated, between the key 23 and the wheel 12, so as to surround the heat generating portion,
Further, heat shield plates 26a and 26b are provided between the torque tube 25 and the wheel 12, respectively. Also,
A thermal fuse 27 is provided at the portion of the wheel 12 facing the inside of the tire 10. This thermal fuse 2
Reference numeral 7 is for exhausting the air pressure of the tire 10 in order to prevent an abnormal situation from occurring in the tire 10 when the wheel 12 is overheated due to running and braking.

【0010】さて、図に示す実施例では、車輪の回転速
度を検知する車輪速度センサ装置300に加えて、タイ
ヤ10内部の空気圧を検知するタイヤ圧力検知装置50
をも備えている。タイヤ圧力検知装置50は、パンクな
どの異常を知るためのものであり、タイヤ10の空気圧
の変化を光量の変化に変換する圧力検出のための部分P
と、この部分Pに対する光情報の伝送手段Lと、光情報
として取扱うための光源およびセンサの各手段を備え
る。圧力検出のための部分Pには、タイヤ内部の圧力を
受けて弾性変形する光ファイバを利用し、また、伝送手
段Lとして、P部分の光ファイバと接着して光学的に連
結可能な別の光ファイバを用いる。弾性変形する光ファ
イバとしては、コアおよびクラッドがシリコーン等のゴ
ム材料からなるゴム光ファイバを用いることができる。
ゴム光ファイバは、タイヤ10の空気圧を受けて変形す
ると、全反射条件が変動するため、伝送される光量を減
少、すなわち、圧力−光変換素子として機能する。ま
た、ゴム光ファイバに対して光伝送する後者の光ファイ
バについては、回転側−非回転側との間の信号伝達のた
めに、その端部を回転可能に支持する。その点、タイヤ
圧力検知装置50では、回転可能に支持すべき光ファイ
バの端部を車軸14の軸心と同心に配置し、中空な車軸
14の内部のハウジング70内の軸受けで支持する。
In the embodiment shown in the drawings, in addition to the wheel speed sensor device 300 for detecting the wheel rotation speed, a tire pressure detecting device 50 for detecting the air pressure inside the tire 10 is also provided.
It also has The tire pressure detecting device 50 is for knowing an abnormality such as a flat tire, and is a portion P for detecting a pressure that converts a change in the air pressure of the tire 10 into a change in the amount of light.
And a means L for transmitting optical information to the portion P, and a light source and a sensor for handling as optical information. An optical fiber that is elastically deformed by receiving the pressure inside the tire is used for the portion P for pressure detection, and as the transmission means L, another optical fiber that can be optically coupled by being bonded to the optical fiber of the portion P is used. An optical fiber is used. As the elastically deformable optical fiber, a rubber optical fiber whose core and clad are made of a rubber material such as silicone can be used.
When the rubber optical fiber is deformed by receiving the air pressure of the tire 10, the total reflection condition changes, so that the amount of transmitted light is reduced, that is, it functions as a pressure-light conversion element. The latter optical fiber that optically transmits to the rubber optical fiber has its end rotatably supported for signal transmission between the rotating side and the non-rotating side. On the other hand, in the tire pressure detection device 50, the end of the optical fiber to be rotatably supported is arranged concentrically with the axis of the axle 14, and is supported by the bearing inside the housing 70 inside the hollow axle 14.

【0011】円筒形状の車軸14の開口側の端部近くの
内周に、背の低い内向きフランジ141があり、そのフ
ランジ141の部分から開口に至る車軸14の内周にネ
ジ142が切られている。このネジ部142には、ネジ
リング60、キャップ部材61および支持部材62が順
次ネジ結合される。ネジリング60は、内向きフランジ
141との間にハウジング70のフランジ部71をはさ
み込み、ハウジング70を車軸14の内部に固定する。
このとき、キャップ部材61は、ネジリング60の緩み
止めとして機能する。また、一部が車軸14の外に出た
支持部材62は、ハブキャップ63を内側から支え、そ
の位置決めをするように機能する。ハブキャップ63
は、ホイール12の中心に位置し、車軸14の開口を被
うように止め部材64によってホイール12に固定され
る。
A short inward flange 141 is provided on the inner periphery of the cylindrical axle 14 near the opening end, and a screw 142 is cut on the inner periphery of the axle 14 extending from the flange 141 to the opening. ing. The screw ring 60, the cap member 61, and the support member 62 are sequentially screwed to the screw portion 142. The screw ring 60 sandwiches the flange portion 71 of the housing 70 between the screw ring 60 and the inward flange 141 to fix the housing 70 to the inside of the axle 14.
At this time, the cap member 61 functions as a locking stopper for the screw ring 60. Further, the support member 62, a part of which is exposed to the outside of the axle 14, functions to support the hub cap 63 from the inside and position it. Hub cap 63
Is located at the center of the wheel 12 and is fixed to the wheel 12 by a stop member 64 so as to cover the opening of the axle 14.

【0012】図2〜図4が車軸14の内部にあるハウジ
ング70の構造を明らかにしている。ハウジング70
は、三分割構造であり、キャップ部材61側の板形状の
第1の部材701、フランジ71のある第2の部材70
2、開口側から最も離れた第3の部材703とを含む。
第1の部材701と第2の部材702とは、パッキン7
04をはさんで止め部材705によって、また、第2の
部材702と第3の部材703とは、はめ合い結合され
つつ、止め部材706によってそれぞれ互いに一体化さ
れている。こうしたハウジング70には、車軸14の軸
心に沿う中心部分に、互いに径は異なるが、一方の端か
ら他方の端まで貫く中心孔73がある。この中心孔73
の中に、タイヤ圧力検知用の第1の光ファイバ100の
回転部分110が軸受け74a,74bによって回転可
能に支持されている。これらの軸受け74a,74b自
体は、C型止め輪75aおよび第2の部材702の段
部、また、スペーサ76および別のC型止め輪75bに
よって、それぞれハウジング70内の所定位置に配置さ
れる。また、ハウジング70の中心孔73の中には、車
軸14の軸心上、軸受け74a,74bをはさみ込むよ
うにしてシールリング77a,77bが配置されてい
る。これらのシールリング77a,77bは、軸受け7
4a,74bの防塵用である。
2-4 illustrate the structure of the housing 70 inside the axle 14. Housing 70
Is a three-part structure, a plate-shaped first member 701 on the side of the cap member 61, and a second member 70 having a flange 71.
2, including a third member 703 that is most distant from the opening side.
The first member 701 and the second member 702 are the packing 7
04 and the second member 702 and the third member 703 are integrated with each other by a stopper member 706 while being fitted and coupled with each other by a stopper member 705. In such a housing 70, a central hole 73, which has a different diameter but extends from one end to the other end, is formed in a central portion along the axis of the axle 14. This center hole 73
Inside, a rotating portion 110 of the first optical fiber 100 for detecting tire pressure is rotatably supported by bearings 74a and 74b. These bearings 74a and 74b themselves are arranged at predetermined positions in the housing 70 by the C-shaped retaining ring 75a and the stepped portion of the second member 702, and the spacer 76 and another C-shaped retaining ring 75b. Further, in the center hole 73 of the housing 70, seal rings 77a, 77b are arranged on the axial center of the axle 14 so as to sandwich the bearings 74a, 74b. These seal rings 77a and 77b are used for the bearing 7
4a, 74b for dust protection.

【0013】タイヤ圧力検知用の第1の光ファイバ10
0の回転部分110は、図5にその断面構造を示すよう
に、車軸14の軸心に沿う中心−光ファイバ101と、
車軸14の軸心からずれた偏心−光ファイバ102とが
ケーブル被覆部材103の中に一体化されている。な
お、各光ファイバ101,102は、内部に高屈折率の
コア、外周に低屈折率のクラッドを有するクラッド型で
ある。こうした第1の光ファイバ100の回転部分11
0の一端110aは、ハウジング70の第3の部材70
3の中に位置し、たとえば1〜2mm程度の隙間をおい
て、タイヤ圧力検知のための伝送用の第2の光ファイバ
200の端面に対向している。第2の光ファイバ200
は、集光レンズを内蔵した光コネクタ210および光コ
ネクタ210を保持したネジリング220によって、ハ
ウジング70の第3の部材703の中心部に配置されて
いる。ここで、第2の光ファイバ200は、図6にその
断面構造を示すように、多数の画素ファイバ201を溶
融化して互いに一体化し、それをケーブル被覆202で
保護した構造である。第2の光ファイバ200は、第1
の光ファイバ100とは異なり非回転側に属するので、
車軸14の内部を強磁場の影響のない個所まで引き出す
ことができる。そして、引き出した端に光源としての発
光素子、およびセンサ手段としての受光素子(光−電気
変換素子)を配置することができる。
First optical fiber 10 for detecting tire pressure
The rotating portion 110 of 0 has a center-optical fiber 101 along the axial center of the axle 14 as shown in the sectional structure of FIG.
An eccentricity-optical fiber 102 deviated from the axis of the axle 14 is integrated in the cable covering member 103. Each of the optical fibers 101 and 102 is a clad type having a high refractive index core inside and a low refractive index clad on the outer circumference. The rotating portion 11 of the first optical fiber 100
The one end 110 a of 0 is the third member 70 of the housing 70.
3 is located inside the optical fiber 3 and faces the end surface of the second optical fiber 200 for transmission for tire pressure detection with a gap of, for example, about 1 to 2 mm. Second optical fiber 200
Is arranged at the center of the third member 703 of the housing 70 by an optical connector 210 having a built-in condenser lens and a screw ring 220 holding the optical connector 210. Here, the second optical fiber 200 has a structure in which a large number of pixel fibers 201 are melted and integrated with each other and are protected by a cable coating 202, as shown in the sectional structure of FIG. 6. The second optical fiber 200 has a first
Since it belongs to the non-rotating side unlike the optical fiber 100 of
It is possible to pull out the inside of the axle 14 to a place where there is no influence of a strong magnetic field. Then, a light emitting element as a light source and a light receiving element (photo-electric conversion element) as a sensor means can be arranged at the drawn end.

【0014】他方、タイヤ圧力検知用の第1の光ファイ
バ100の回転部分110のもう一方の端110bは、
ハブキャップ63の中央部の円筒形状のホールダ65の
内部に位置し、ホールダ65に車軸14の軸心と同心に
支持された別の光コネクタ120の端面に対して突合せ
接続されている(図1および図4参照)。光コネクタ1
20は、回転部分110の中心−光ファイバ101とハ
ブキャップ63から延びる伝送あるいはリード用の光フ
ァイバ131、および回転部分110の偏心−光ファイ
バ102とハブキャップ63から延びる伝送あるいはリ
ード用の別の光ファイバ132とをそれぞれ接続するも
のである。伝送手段Lとしてのこれらの二本の光ファイ
バ131,132は、内部に一本のファイバを有し、そ
の一方が前記発光素子からの光を圧力検出のための部分
Pに送るのに対し、他方が部分Pで検出した光を受光素
子側に送り返す。これらの二本の光ファイバ131,1
32は、その途中をクランプ部材140によってホイー
ル12面に支持されつつ、部分Pまで延びている。
On the other hand, the other end 110b of the rotating portion 110 of the first optical fiber 100 for detecting tire pressure is
It is located inside the cylindrical holder 65 at the center of the hub cap 63, and is butt-connected to the end face of another optical connector 120 supported by the holder 65 concentrically with the axis of the axle 14 (FIG. 1). And FIG. 4). Optical connector 1
20 is a center of the rotating portion 110-an optical fiber 131 for transmission or lead extending from the hub cap 63, and an eccentric portion of the rotating portion 110-an optical fiber 102 for transmitting or lead extending from the hub cap 63. The optical fibers 132 are connected to each other. These two optical fibers 131 and 132 as the transmission means L have one fiber inside, and one of them sends the light from the light emitting element to the portion P for pressure detection. The other sends back the light detected in the portion P to the light receiving element side. These two optical fibers 131, 1
32 extends to the portion P while being supported on the wheel 12 surface by the clamp member 140 in the middle thereof.

【0015】実施例の車輪速度センサ装置300では、
タイヤ圧力検知用の光ファイバ100の回転部分110
をエンコーダ板400の支持に利用している。しかも、
光ファイバ100の回転部分110を支持するハウジン
グ70自体を車輪速度センサ装置300のハウジングと
しても利用している。そのため、ハウジング70の第2
の部材702と第3の部材703との連結部分に、エン
コーダ板400を収容する隙間301を設ける。多数の
光透過窓410を有する透過型のエンコーダ板400
は、光ファイバ100の回転部分110の回りに支持機
構310によって一体に支持されつつ、回転部分110
の回転に伴って隙間301の中を回転可能である。勿
論、車輪速度センサ装置300とタイヤ圧力検知装置5
0とを別個に、車軸14の内部に設けることもできる。
In the wheel speed sensor device 300 of the embodiment,
Rotating part 110 of optical fiber 100 for tire pressure detection
Are used to support the encoder plate 400. Moreover,
The housing 70 itself that supports the rotating portion 110 of the optical fiber 100 is also used as the housing of the wheel speed sensor device 300. Therefore, the second of the housing 70
A gap 301 for accommodating the encoder plate 400 is provided in the connecting portion between the member 702 and the third member 703. A transmissive encoder plate 400 having a large number of light transmissive windows 410
Is integrally supported by the support mechanism 310 around the rotating portion 110 of the optical fiber 100, while the rotating portion 110
It is possible to rotate in the gap 301 with the rotation of. Of course, the wheel speed sensor device 300 and the tire pressure detection device 5
It is also possible to provide 0 separately from the inside of the axle 14.

【0016】図7が、エンコーダ板400の支持機構3
10を明らかにしている。支持機構310は、回転部分
110にはまり合うハブ312と、ハブ312にネジ結
合するネジリング314とを主な構成要素とし、ハブ3
12とネジリング314との間にエンコーダ板400を
はさみ込むようにして支持する構造である。また、ハブ
312は、ネジリング314が結合するネジ部分312
aのほか、ネジリング314と同程度の径をもつ大径部
312b、および大径部312bに隣合う小径部312
cを備える。こうしたハブ312の大径部312bに
は、二本の位置決めピン316があり、それによって、
エンコーダ板400のスリットの位置決めがなされる。
さらに、ハブ312の小径部312cには、止めネジ3
18がネジ結合され、ハブ312を光ファイバ100の
回転部分110に固定する。支持機構310によれば、
エンコーダ板400を回転部分110に正確に位置設定
し、しかも、確実に固定することができる。
FIG. 7 shows a support mechanism 3 for the encoder plate 400.
Reveals ten. The support mechanism 310 mainly includes a hub 312 that fits in the rotating portion 110 and a screw ring 314 that is screwed to the hub 312.
The encoder plate 400 is sandwiched between the screw 12 and the screw ring 314 to support the encoder plate 400. In addition, the hub 312 has a screw portion 312 to which the screw ring 314 is coupled.
In addition to a, a large diameter portion 312b having a diameter similar to that of the screw ring 314, and a small diameter portion 312 adjacent to the large diameter portion 312b.
with c. The large diameter portion 312b of such a hub 312 has two positioning pins 316, whereby
The slit of the encoder plate 400 is positioned.
Further, the small diameter portion 312c of the hub 312 has a set screw 3
18 is threaded to secure hub 312 to rotating portion 110 of optical fiber 100. According to the support mechanism 310,
The encoder plate 400 can be accurately set on the rotating portion 110 and can be securely fixed.

【0017】車輪速度センサ装置300は、透過型のエ
ンコーダ板400のほか、エンコーダ板400に対して
投光する光源、およびエンコーダ板400の光透過窓4
10を通った光を受光する受光手段などを含む光学系を
備えている。光源としての発光素子、および光−電気変
換する受光素子(いずれも図示しない)は、発光および
受光に関与する電気回路の配置上、エンコーダ板400
に対して同じ側に配置される。しかも、電気的なノイズ
の発生を避けるため、発光および受光の各素子およびそ
れらに関与する電気回路は、ハウジング70の部分から
離れた位置にある。光源(発光素子)からの光は、投光
側の光ファイバ360によって光伝送され、セルフォッ
クレンズ350によって平行化された後、セルフォック
レンズ350に密着させた直角プリズム340で180
°方向変換される。方向変換された光は、エンコーダ板
400の背後の球状レンズ330によって集光され、エ
ンコーダ板400の光透過窓410を通った後、受光側
の光ファイバ320を通して受光素子へと至る。
The wheel speed sensor device 300 includes a transmissive encoder plate 400, a light source for projecting light on the encoder plate 400, and a light transmitting window 4 of the encoder plate 400.
An optical system including a light receiving unit for receiving the light passing through 10 is provided. The light emitting element as a light source and the light receiving element for photoelectrically converting (neither is shown) have an encoder plate 400 because of the arrangement of electric circuits involved in light emission and light reception.
Placed on the same side with respect to. Moreover, in order to avoid the generation of electrical noise, the light emitting and light receiving elements and the electric circuits related thereto are located away from the housing 70. The light from the light source (light emitting element) is transmitted by the optical fiber 360 on the light projecting side, is collimated by the SELFOC lens 350, and is then 180 ° by the right-angle prism 340 that is in close contact with the SELFOC lens 350.
° The direction is changed. The light whose direction has been changed is collected by the spherical lens 330 behind the encoder plate 400, passes through the light transmission window 410 of the encoder plate 400, and then reaches the light receiving element through the light receiving side optical fiber 320.

【0018】こうした光学系の各構成部品は、ハウジン
グ70の中に集めて収容されている。投光用および受光
用の各光ファイバ360,320の端は、第3の部材7
03に設けた互いに平行な孔の中に、また、球状レンズ
330、直角プリズム340およびセルフォックレンズ
350は、第2の部材702に設けた孔の中に出し入れ
可能に設置されている。タイヤ圧力検知用光ファイバ1
00の回転部分110に対してエンコーダ板400を支
持しているため、回転部分110を支持するためのハウ
ジング70を、エンコーダ板400に対する投受光用の
光学部品のハウジングとして利用できるわけである。な
お、受光側の光ファイバ320の端部320eをエンコ
ーダ板400に近接した位置に設定するため、また、投
光側の光ファイバ360の端部のセルフォックレンズ3
50の位置を設定するため、各光ファイバ320,36
0を六角ボルト等の止め部材によってハウジング70に
固定する。
The respective components of such an optical system are collectively housed in a housing 70. The ends of the optical fibers 360 and 320 for projecting light and receiving light are connected to the third member 7 respectively.
03, the spherical lens 330, the right-angle prism 340, and the SELFOC lens 350 are installed in the holes provided in the second member 702 so that they can be taken in and out. Optical fiber for tire pressure detection 1
Since the encoder plate 400 is supported with respect to the rotating portion 110 of No. 00, the housing 70 for supporting the rotating portion 110 can be used as a housing of an optical component for projecting and receiving light with respect to the encoder plate 400. The end 320e of the optical fiber 320 on the light receiving side is set at a position close to the encoder plate 400, and the SELFOC lens 3 at the end of the optical fiber 360 on the light projecting side is set.
In order to set the position of 50, each optical fiber 320, 36
0 is fixed to the housing 70 by a stopper member such as a hexagon bolt.

【0019】ここで、光損失を抑えることに関し、少し
説明する。光損失は、投光側および受光側の各光ファイ
バ360,320の中での光伝送に伴う減衰のほか、エ
ンコーダ板400の光透過窓410を通過した後での光
の拡散、およびプリズム340による光の方向変換に伴
う間での光の拡散が主因となって生じていると考えられ
る。後者の二つの光の拡散は、前者の減衰に比べて大き
い。そこで、そうした光の損失を小さくするため、エン
コーダ板400の光透過窓410を球状レンズ330の
焦点面上に位置設定し、また、セルフォックレンズ35
0およびそれに隣合う投光側の光ファイバ360の端を
筒状のケースカバー370の中に入れ、さらには、セル
フォックレンズ350の端面を直角プリズム340の面
に密着させるようにしている。セルフォックレンズ35
0の端面をプリズム340の面からたとえば1〜10m
m程度離すこともできるが、密着した場合に比べてどう
しても光損失は大きくなる。なお、プリズム340の全
反射する面には、位置合わせ用の治具343が当たって
いるので(図4参照)、そこへの汚れの付着も少なく、
また、汚れが付着したとしても全反射に悪影響を及ぼす
ことはまずない。
Here, the suppression of light loss will be briefly described. The light loss is not only attenuated by the light transmission in each of the optical fibers 360 and 320 on the light projecting side and the light receiving side, but is also diffused after passing through the light transmitting window 410 of the encoder plate 400, and the prism 340. It is considered that the main cause is the diffusion of the light during the change of the direction of the light. The diffusion of the latter two lights is greater than the attenuation of the former. Therefore, in order to reduce such light loss, the light transmission window 410 of the encoder plate 400 is set on the focal plane of the spherical lens 330, and the SELFOC lens 35 is used.
0 and the end of the light-transmitting optical fiber 360 adjacent to it are put in a cylindrical case cover 370, and further, the end surface of the SELFOC lens 350 is brought into close contact with the surface of the rectangular prism 340. SELFOC lens 35
The end surface of 0 is, for example, 1 to 10 m from the surface of the prism 340.
Although they can be separated by about m, the light loss will inevitably increase as compared with the case where they are in close contact. The jig 343 for alignment is in contact with the totally reflecting surface of the prism 340 (see FIG. 4), so that the amount of dirt attached to the jig is small,
Further, even if dirt is attached, it is unlikely that the total reflection is adversely affected.

【0020】実施例では、光の方向変換のために、一つ
の直角プリズム340を用いているが、図4に鎖線で示
すように、二つのプリズム341,342を用いること
もできる。これらのプリズム341,342は、互いに
分離して離して設けることもできるのは勿論である。ま
た、エンコーダ板400と受光側の光ファイバ320と
の間にセルフォックレンズを介在させることによって、
エンコーダ板400の光透過窓410を通過した光をよ
り効率良く光ファイバ320側に送り込むようにするこ
とができる。
In the embodiment, one right-angle prism 340 is used to change the direction of light, but two prisms 341 and 342 can also be used as shown by a chain line in FIG. Needless to say, these prisms 341 and 342 can be provided separately from each other. Further, by interposing a SELFOC lens between the encoder plate 400 and the optical fiber 320 on the light receiving side,
It is possible to more efficiently send the light that has passed through the light transmission window 410 of the encoder plate 400 to the optical fiber 320 side.

【0021】さらに、実施例では直角プリズム340に
よって方向変換した後で、エンコーダ板400に投光し
ているが、投光、受光を逆にし、エンコーダ板400に
まず投光し、光透過窓410を通過した光を直角プリズ
ム340で方向変換するようにすることもできる。その
場合、エンコーダ板400と光ファイバとの間にセルフ
ォックレンズ、またエンコーダ板400と直角プリズム
340との間に凸レンズを設けるようにすると良い。
Further, in the embodiment, after the direction is changed by the right-angle prism 340, the light is projected onto the encoder plate 400. However, the light projection and the light reception are reversed, and the light is first projected onto the encoder plate 400, and the light transmission window 410. It is also possible to change the direction of light that has passed through the rectangular prism 340. In that case, a SELFOC lens may be provided between the encoder plate 400 and the optical fiber, and a convex lens may be provided between the encoder plate 400 and the rectangular prism 340.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明では、光透過窓410を有する
透過型のエンコーダ板400を用い、それに対する投光
および受光の光の向きを車軸の軸線と平行になるように
設定しているため、車軸14の中に収容する上で有利な
光学径路とすることができ、しかも、プリズム340に
よる全反射によって、光を180°方向変換するように
しているので、汚れによる光損失を回避しつつ、光源お
よび受光手段をエンコーダ板400に対し同じ側に配置
することができる。また特に、プリズム340の一面に
セルフォックレンズ350の端面を密着させ、そのセル
フォックレンズ350を介在して投光側の光ファイバ3
60からプリズム340側に光を送るようにすれば、光
損失を有効に抑えることができる。
According to the present invention, since the transmissive encoder plate 400 having the light transmissive window 410 is used and the directions of the light projected and the light received therefrom are set to be parallel to the axis line of the axle. An optical path that is advantageous for being housed in the axle 14 can be formed, and since the light is converted by 180 ° by total reflection by the prism 340, light loss due to dirt can be avoided, The light source and the light receiving means can be arranged on the same side with respect to the encoder plate 400. Further, in particular, the end face of the SELFOC lens 350 is brought into close contact with one surface of the prism 340, and the SELFOC lens 350 is interposed to interpose the optical fiber 3 on the light projecting side.
If the light is sent from 60 to the prism 340 side, the light loss can be effectively suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の車輪速度センサ装置を適用した車輪
部分を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a wheel portion to which a wheel speed sensor device of the present invention is applied.

【図2】車軸内のハウジング部分を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a housing portion in an axle.

【図3】図2の3−3’線に沿う断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 'of FIG.

【図4】図2の4−4’線に沿う断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 'of FIG.

【図5】図4の5−5’線に沿う断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 'of FIG.

【図6】図4の6−6’線に沿う断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line 6-6 'of FIG.

【図7】エンコーダ板の支持機構を示す断面構造図であ
る。
FIG. 7 is a sectional structural view showing a support mechanism of an encoder plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 タイヤ 12 ホイール 14 車軸 50 タイヤ圧力検知装置 70 ハウジング 300 車輪速度センサ装置 310 エンコーダ板の支持機構 320 受光側の光ファイバ 330 球状レンズ(集光レンズ) 340 プリズム 350 セルフォックレンズ 360 投光側の光ファイバ 400 エンコーダ板 410 光透過窓 Reference Signs List 10 tire 12 wheel 14 axle 50 tire pressure detection device 70 housing 300 wheel speed sensor device 310 encoder plate support mechanism 320 light receiving side optical fiber 330 spherical lens (condensing lens) 340 prism 350 selfoc lens 360 light emitting side light Fiber 400 Encoder plate 410 Light transmission window

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多数の放射状の光透過窓を有し、車輪の
中心に位置する車軸内に、その車軸の軸線に直交するよ
うに配置され、車輪とともに回転するエンコーダ板を備
え、このエンコーダ板に対し投光する光およびエンコー
ダ板を通過する光の向きを車軸の軸線と平行になるよう
に設定した光透過型の車輪速度センサ装置であって、前
記エンコーダ板の一方の側に配置された光源と、この光
源からの光をエンコーダ板の近傍まで光伝送する投光側
の光ファイバと、エンコーダ板の他方の側に配置され、
投光側の光ファイバによって光伝送された光を全反射に
よって180°方向変換するプリズムと、このプリズム
の一面に対向し、プリズムによって方向変換された光を
前記光源のある一方の側に伝達する受光側の光ファイバ
と、この受光側の光ファイバが伝達した光を受光し、光
−電気変換する受光手段とからなり、前記プリズムによ
る方向変換の前後いずれかの段階で光がエンコーダ板の
光透過窓を通過するように設定した、光透過型の車輪速
度センサ装置。
1. An encoder plate which has a large number of radial light transmission windows, is arranged in an axle located at the center of a wheel so as to be orthogonal to the axis of the axle, and rotates with the wheel. Is a light transmission type wheel speed sensor device in which the directions of the light projected and the light passing through the encoder plate are set to be parallel to the axis of the axle, and the wheel speed sensor device is arranged on one side of the encoder plate. A light source, an optical fiber on the light projecting side that optically transmits light from this light source to the vicinity of the encoder plate, and is arranged on the other side of the encoder plate,
A prism for converting the direction of the light transmitted by the optical fiber on the light projecting side by 180 ° by total reflection, and a prism that faces one surface of this prism and transmits the direction of the light converted by the prism to one side of the light source. It is composed of an optical fiber on the light receiving side and a light receiving means for receiving the light transmitted by the optical fiber on the light receiving side and converting the light into electricity, and the light is the light of the encoder plate either before or after the direction change by the prism. A light transmission type wheel speed sensor device which is set so as to pass through a transmission window.
【請求項2】 前記投光側の光ファイバの一端にセルフ
ォックレンズがあり、そのセルフォックレンズの端面が
前記プリズムの一面に当たっている、請求項1の光透過
型の車輪速度センサ装置。
2. The light transmission type wheel speed sensor device according to claim 1, wherein a selfoc lens is provided at one end of the optical fiber on the light projecting side, and an end surface of the selfoc lens is in contact with one surface of the prism.
【請求項3】 前記エンコーダ板の光透過窓と前記プリ
ズムとの間に集光レンズがあり、前記光透過窓がその集
光レンズの焦点面上に位置する、請求項1の光透過型の
車輪速度センサ装置。
3. The light transmission type of claim 1, wherein a condenser lens is provided between the light transmission window of the encoder plate and the prism, and the light transmission window is located on a focal plane of the condenser lens. Wheel speed sensor device.
JP2191593A 1993-01-14 1993-01-14 Light transmission type wheel speed sensor Pending JPH06213914A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014048199A (en) * 2012-08-31 2014-03-17 Rhythm Watch Co Ltd Rotational position detection device

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