JPS63302305A - Rotation angle detector - Google Patents
Rotation angle detectorInfo
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- JPS63302305A JPS63302305A JP13809887A JP13809887A JPS63302305A JP S63302305 A JPS63302305 A JP S63302305A JP 13809887 A JP13809887 A JP 13809887A JP 13809887 A JP13809887 A JP 13809887A JP S63302305 A JPS63302305 A JP S63302305A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は回転角検出器に係り、特に、自動車エンジンの
クランク角を検出するに好適な回転角検出器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rotation angle detector, and particularly to a rotation angle detector suitable for detecting the crank angle of an automobile engine.
従来の検出器は、ＵＳＰ −３８１１０５６に記載のよ
うに、複数の切り込みを有する回転円盤を挟んで発光素
子と受光素子を配置した構造であった。しかし。A conventional detector has a structure in which a light-emitting element and a light-receiving element are arranged with a rotating disk having a plurality of notches in between, as described in USP-3811056. but.
この検出器をエンジンに用いた場合には、高湿と電磁ノ
イズの影響を受けるが、この点について配慮されていな
かった。When this detector is used in an engine, it is affected by high humidity and electromagnetic noise, but no consideration was given to this point.
前記発光素子は周囲温度の上昇により光出力が低下して
誤検出を起こす問題がある。また、検出角度の分解能を
上げるには、前記回転円盤の切込みよりも、光ビームの
径を細くする必要がある。The light emitting device has a problem in that the light output decreases due to an increase in ambient temperature, resulting in false detection. Furthermore, in order to increase the resolution of the detection angle, it is necessary to make the diameter of the light beam smaller than the notch of the rotating disk.
光ビーム径を細くする方法として、レンズや空間フィル
タを用いる方法がある。しかし、これらの方法は光軸調
整を必要とし、部品点数も増加するので高コストになっ
てしまう。As a method of reducing the diameter of the light beam, there is a method of using a lens or a spatial filter. However, these methods require optical axis adjustment and increase the number of parts, resulting in high costs.
本発明の目的は上記した従来技術の欠点を除き、小型、
高分解能で、高温度や電磁ノイズの影響を受けない回転
角検出器を提供するにある。The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, and to
The object of the present invention is to provide a rotation angle detector that has high resolution and is not affected by high temperatures or electromagnetic noise.
上記目的は前記した発光素子と受光素子を回転円盤から
引離して、前記各素子と円盤との間に光ファイバを挿入
することにより達成される。即ち。The above object is achieved by separating the light emitting element and light receiving element described above from the rotating disk and inserting an optical fiber between each of the elements and the disk. That is.
発光素子から放射した光を第一の光ファイバによリ円盤
の側近まで導き、該ファイバの端面から出射した光を円
盤に当射する。円盤における反射光は第二の光ファイバ
により受光素子まで導く。前記第一の光ファイバからの
出射光は、光ファイバを構成するコアとのクラッドの屈
折率で定る開口数に基づいて、広がって円盤に当る。反
射光は出射光の広がり角の２倍以上の広がりで第二の光
フアイバ端面へ向う。そこで、反射光を効率よく受光す
るために、本発明は前記第一の光ファイバの開口数を小
さいものに選定し、第二の光ファイバの開口数を大きい
ものに選定するものとしている。The light emitted from the light emitting element is guided to the vicinity of the disc through a first optical fiber, and the light emitted from the end face of the fiber is applied to the disc. The reflected light from the disk is guided to the light receiving element by a second optical fiber. The light emitted from the first optical fiber spreads and hits the disk based on the numerical aperture determined by the refractive index of the core and cladding that constitute the optical fiber. The reflected light travels toward the end face of the second optical fiber with a spread angle that is more than twice the spread angle of the emitted light. Therefore, in order to efficiently receive the reflected light, in the present invention, the numerical aperture of the first optical fiber is selected to be small, and the numerical aperture of the second optical fiber is selected to be large.
以下、本発明の実施例を図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図において、１は火花点火エンジンに用いられる点
火用の高圧配電器である。２はエンジンのクランク軸の
回転力によって駆動される回転軸であり、４はハウジン
グ、６はベアリングである。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a high-voltage power distributor for ignition used in a spark ignition engine. 2 is a rotating shaft driven by the rotational force of the crankshaft of the engine, 4 is a housing, and 6 is a bearing.
８はこの配電器１をエンジンに取付固定するためにフラ
ンジに設けた取付穴である。１０はカバーであり、ねじ
１２によりハウジング４に固定されている。カバー１０
は、高圧入力部１４．高圧接点１６．高圧端子１８及び
高圧出力部２０と一体になっている。２２は軸２にねじ
２４によって固定され、軸２の回転とともに回転して高
圧分配をするロータヘッドである。該ロータヘッド２２
は導電部２６を含んでいる。また、軸２には円盤３２が
スペーサ２８により固定されている。３４は回転角を検
出するためのヘッドであり、光ケーブル３６の一端を固
定し端面研磨したものである。Reference numeral 8 denotes a mounting hole provided in the flange for mounting and fixing the power distributor 1 to the engine. 10 is a cover, which is fixed to the housing 4 with screws 12. cover 10
is the high voltage input section 14. High voltage contact 16. It is integrated with the high voltage terminal 18 and the high voltage output section 20. A rotor head 22 is fixed to the shaft 2 with a screw 24 and rotates with the rotation of the shaft 2 to distribute high pressure. The rotor head 22
includes a conductive portion 26. Further, a disk 32 is fixed to the shaft 2 by a spacer 28. 34 is a head for detecting the rotation angle, and one end of the optical cable 36 is fixed and the end face is polished.
光ケーブル３６の他端は、車両のエンジン室と車室との
間の仕切壁４２を通して車室内にて、コネクタ３８によ
り制御装置４０に接続されている。The other end of the optical cable 36 is connected to a control device 40 by a connector 38 inside the vehicle through a partition wall 42 between the engine compartment and the vehicle compartment.
円盤３２は第２図に示すように、取付穴４４とスリット
４６が施しである。ヘッド３４は第３図に示すように、
フランジ４８に穴５０．５２を設けてあり、第１図に示
す如くねじによって取付は固定される。光ケーブル３６
は第４図にその端面を示すように、中央に光出射用光フ
ァイバ５４と、その周りに６個の受光用光ファイバ５６
ａ、５６ｂ。As shown in FIG. 2, the disk 32 is provided with mounting holes 44 and slits 46. The head 34, as shown in FIG.
Holes 50,52 are provided in the flange 48 and the mounting is secured by screws as shown in FIG. Optical cable 36
As shown in the end face in FIG. 4, there is a light emitting optical fiber 54 in the center and six light receiving optical fibers 56 around it.
a, 56b.
５６ｃ、５６ｄ、５６ｅ、５６ｆを配した構成としてい
る。ヘッド３４の端面３５は鏡面状に研磨している。56c, 56d, 56e, and 56f are arranged. The end surface 35 of the head 34 is mirror polished.
光ケーブル３６の他端には、第５図に示すように、コネ
クタ３８を取付けている。該コネクタ３８は、第６図に
示す光電変換部６２に結合させるため、挿入部６０と位
置合せ溝５８を有するとともに、光ファイバ５４と、光
ファイバ５６ａ〜５６ｆとを分難して処理し、端面５７
及び５９を鏡面状に研磨し仕上げている。A connector 38 is attached to the other end of the optical cable 36, as shown in FIG. The connector 38 has an insertion section 60 and an alignment groove 58 in order to be coupled to the photoelectric conversion section 62 shown in FIG. 57
and 59 are polished to a mirror finish.
第６図に示した光電変換部６２は、取付穴７２ａ。The photoelectric conversion section 62 shown in FIG. 6 has a mounting hole 72a.
７２ｂが設けられたフランジ７０ａ、７０ｂを有するケ
ース６４に基板７４が取付けられた構造である。コネク
タ挿入部６６の中に仕切壁から突出した位置決め部６８
が設けられ、第５図の位置合せ溝５８とはめ合うように
している。基板７４には発光素子７６、受光素子７Ｂ、
＠動回路８ｏ及び受光回路８２を搭載している。光電変
換器６２は第１図に示した制御装置４０内に組込まれる
。It has a structure in which a substrate 74 is attached to a case 64 having flanges 70a and 70b provided with flanges 72b. A positioning portion 68 protruding from the partition wall into the connector insertion portion 66
is provided so as to fit into the alignment groove 58 shown in FIG. The substrate 74 includes a light emitting element 76, a light receiving element 7B,
It is equipped with a moving circuit 8o and a light receiving circuit 82. The photoelectric converter 62 is incorporated into the control device 40 shown in FIG.
次に動作について説明する。制御装置４０は、本発明の
回転角検出器による検出信号を入力して何らかの仕事を
行なうもので、たとえば、エンジンの点火時期の制御装
置がある。これはエンジンのピストンの上死点に対する
クランク角度を検出して最適な点火位置を演算し、その
位置にて点火の制御を行なうものである。この制御に必
要な回転角の分解能は１度にもなり、第２図の円盤の大
きさの経済的制約から、スリット４６の幅は０．２ミリ
メートル程度、スリットとスリットの間隔。Next, the operation will be explained. The control device 40 performs some work by inputting a detection signal from the rotation angle detector of the present invention, and is, for example, a control device for controlling the ignition timing of an engine. This detects the crank angle of the engine piston relative to the top dead center, calculates the optimal ignition position, and controls ignition at that position. The resolution of the rotational angle required for this control is as much as 1 degree, and due to the economical constraints of the size of the disk shown in FIG. 2, the width of the slit 46 is approximately 0.2 mm, and the spacing between the slits.
即ち反射部分の幅は０．２ ミリメートル程度となる。That is, the width of the reflective portion is approximately 0.2 mm.
第７図はヘッド３４の先端部における人出射光の径路を
示すものであり、光ファイバ５４はコア５４２とクラッ
ド５４４とから成り、コア部の直径は５０マイクロメ一
タ程度である。この光ファイバ５４の開口数は０．１５
以下が好ましい。開口数の逆正弦は、はぼ、入出射光の
広がり角であるから、上記の例では、光ファイバ５４か
らの出射光の広がり角は８．５度位となる。円盤３２上
での当射光のビームの直径を０．２ ミリメートル以
下にするには円盤３２とヘッド３４の端部との間隔を０
．５ ミリメートル以下とすればよい。反射光は広が
り角が出射光の２倍以上となるが、反射面の状態により
、さらに広がる。したがって余裕をとって、光ファイバ
５６ａ〜５６ｆの開口数は０．５ 程度が好適となる。FIG. 7 shows the path of the light emitted from the head at the tip of the head 34. The optical fiber 54 consists of a core 542 and a cladding 544, and the diameter of the core is about 50 micrometers. The numerical aperture of this optical fiber 54 is 0.15
The following are preferred. Since the inverse sine of the numerical aperture is the spread angle of the input and output light, in the above example, the spread angle of the output light from the optical fiber 54 is about 8.5 degrees. In order to make the diameter of the beam of light incident on the disk 32 less than 0.2 mm, the distance between the disk 32 and the end of the head 34 is set to 0.
．． It should be 5 mm or less. The spread angle of the reflected light is more than twice that of the emitted light, but it spreads further depending on the state of the reflecting surface. Therefore, to ensure a margin, the numerical aperture of the optical fibers 56a to 56f is preferably about 0.5.
第６図において、駆動回路８０は発光素子７６に電流を
流して発光させるよう制御するもので、半導体スイッチ
と電流制限のための抵抗器から成っている。受光回路８
２は、受光素子７４の出力を増幅して論理レベルの信号
を出力するものである。In FIG. 6, a drive circuit 80 controls the light emitting element 76 to emit light by passing a current therethrough, and is comprised of a semiconductor switch and a resistor for limiting the current. Light receiving circuit 8
Reference numeral 2 amplifies the output of the light receiving element 74 and outputs a logic level signal.
本発明によれば次のような効果がある。 According to the present invention, there are the following effects.
（１）光出射用光ファイバの開口数を、受光用光ファイ
バの開口数より小さくしたので１反射光を効率よく受光
できるので、十分な受光信号が得られる。(1) Since the numerical aperture of the optical fiber for light emission is made smaller than the numerical aperture of the optical fiber for light reception, one reflected light can be efficiently received, so that a sufficient light reception signal can be obtained.
（２）発光素子を高温にさらすことのない場所に置ける
ので、十分な発光出力が得られ、かつ、信頼性が高い。(2) Since the light emitting element can be placed in a place where it will not be exposed to high temperatures, sufficient light emission output can be obtained and reliability is high.
（３）構造が単純で着脱容易であるので、故障時に修理
しやすい。(3) Since the structure is simple and easy to attach and detach, it is easy to repair in the event of a breakdown.
第１図は本発明の実施例を示す高圧配電器への回転角検
出器の取付構造図、第２図は回転円盤の形状図、第３図
は検出用ヘッドの構造図、第４図は上記ヘッドの端面を
表わす図、第５図は光ケーブルのコネクタの構造図、第
６図は光電変換器の構造図、第７図は上記ヘッド端面で
の人出射光の方向を示す図である。
３２・・・円盤、３４・・・ヘッド、３６・・・光ケー
ブル。
３８・・・コネクタ、５４・・・第１の光ファイバ、５
６ａ〜５６ｆ・・・第２の光ファイバ、７６・・・発光
素子、昂１図
４２−４１功ゲ
孫 ２Ｉ２１
第４１２１Fig. 1 is a structural diagram for mounting a rotation angle detector on a high-voltage power distribution device showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the shape of a rotating disk, Fig. 3 is a structural diagram of a detection head, and Fig. 4 is a structural diagram of a rotation angle detector to a high-voltage power distributor. 5 is a diagram showing the structure of the optical cable connector, FIG. 6 is a diagram showing the structure of the photoelectric converter, and FIG. 7 is a diagram showing the direction of light emitted from the head at the end surface of the head. 32... Disc, 34... Head, 36... Optical cable. 38... Connector, 54... First optical fiber, 5
6a-56f...Second optical fiber, 76...Light emitting element, Ngong 1 Figure 42-41 Gong Gesun 2I21 No. 4121
Claims (1)
角検出器において、前記照射手段を発光素子と第一の光
フアイバで構成し、前記受光手段を受光素子と第二の光
フアイバで構成し、前記第二の光フアイバの開口数を前
記第一の光フアイバの開口数よりも大なるものとしたこ
とを特徴とする回転角検出器。1. A rotation angle detector having a rotating body, a light irradiation means, and a light receiving means, wherein the irradiation means is composed of a light emitting element and a first optical fiber, and the light receiving means is composed of a light receiving element and a second optical fiber, A rotation angle detector characterized in that the numerical aperture of the second optical fiber is larger than the numerical aperture of the first optical fiber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13809887A JPS63302305A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Rotation angle detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13809887A JPS63302305A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Rotation angle detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302305A true JPS63302305A (en) | 1988-12-09 |
Family
ID=15213903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13809887A Pending JPS63302305A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Rotation angle detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63302305A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476377B1 (en) * | 1998-10-30 | 2002-11-05 | Structural Integrity Monitoring Systems, Inc. | Structural monitoring system |
| EP1913867A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical measuring device and optical measuring method |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP13809887A patent/JPS63302305A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476377B1 (en) * | 1998-10-30 | 2002-11-05 | Structural Integrity Monitoring Systems, Inc. | Structural monitoring system |
| US6703600B1 (en) * | 1998-10-30 | 2004-03-09 | Malcolm H. Hodge | Structural monitoring apparatus |
| EP1913867A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical measuring device and optical measuring method |
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