JP6075203B2 - Rotating machine with physical quantity measuring device - Google Patents
Rotating machine with physical quantity measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6075203B2 JP6075203B2 JP2013103978A JP2013103978A JP6075203B2 JP 6075203 B2 JP6075203 B2 JP 6075203B2 JP 2013103978 A JP2013103978 A JP 2013103978A JP 2013103978 A JP2013103978 A JP 2013103978A JP 6075203 B2 JP6075203 B2 JP 6075203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- physical quantity
- pulse
- phase difference
- sensors
- pulse width
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
本発明は、例えば、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ、旋盤、フライス盤、マシニングセンタ等の工作機械を構成する主軸、トランスミッションを構成する歯車軸と言った、各種回転機械を構成する回転部材に生じる変位や傾き、更には、この回転部材に作用する荷重、モーメントと言った物理量を測定する機能を備えた、物理量測定装置付回転機械の改良に関する。 The present invention provides, for example, a hub constituting a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile, a main shaft constituting a machine tool such as a lathe, a milling machine, and a machining center, and a rotating shaft constituting various rotating machines such as a gear shaft constituting a transmission. The present invention relates to an improvement in a rotating machine with a physical quantity measuring device having a function of measuring a physical quantity such as a displacement and an inclination generated in a member, and a load and a moment acting on the rotating member.
自動車の走行安定性確保の為の制御を、より高度に行わせる為に、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに物理量測定装置を組み込み、各車輪に加わるアキシアル荷重を測定する事が考えられている(例えば、特許文献1参照)。図4〜6は、この特許文献1等に記載されて従来から知られている、物理量測定装置付回転機械の従来構造の1例を示している。この従来構造は、懸架装置に支持された状態で使用時にも回転しない、静止部材である外輪1の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転部材であるハブ2を、複数個の転動体3、3を介して、回転自在に支持している。これら各転動体3、3には、互いに逆向きの(図示の場合には背面組み合わせ型の)接触角と共に、予圧を付与している。 In order to make the control for ensuring the running stability of the car more sophisticated, it is considered to incorporate a physical quantity measuring device into the rolling bearing unit for supporting the wheel of the car and measure the axial load applied to each wheel. (For example, refer to Patent Document 1). 4 to 6 show an example of a conventional structure of a rotating machine with a physical quantity measuring device described in Patent Document 1 and the like and conventionally known. This conventional structure is a hub that is a rotating member that rotates together with the wheel while being supported and fixed to the inner diameter side of the outer ring 1 that is a stationary member and does not rotate even when used while being supported by the suspension device. 2 is rotatably supported via a plurality of rolling elements 3 and 3. A preload is applied to each of the rolling elements 3 and 3 together with contact angles that are opposite to each other (in the illustrated case, a rear combination type).
前記ハブ2の軸方向内端部(軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図4の右側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる図4の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。)には、円筒状のエンコーダ4を、前記ハブ2と同心に支持固定している。又、前記外輪1の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー5の内側に、1対のセンサ6a、6bを支持すると共に、これら両センサ6a、6bの検出部を、前記エンコーダ4の被検出面である外周面に近接対向させている。
The inner end of the hub 2 in the axial direction ("inner" with respect to the axial direction refers to the center in the width direction of the vehicle when assembled to the automobile, and is the right side of Fig. 4. On the other hand, The left side of FIG. 4, which is the outer side in the width direction, is referred to as “outside” in the axial direction. The same applies throughout this specification), and the cylindrical encoder 4 is supported and fixed concentrically with the hub 2. A pair of
このうちのエンコーダ4は、鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に造られたもので、軸方向中間部に、複数の透孔7、7を、円周方向に関して等間隔に形成している。これら各透孔7、7の形状は、前記エンコーダ4の軸方向に関して、その中間部を境とする両側部分が、この幅方向に対して互いに逆方向に傾斜した「く」字形である。従って、被検出面である、前記エンコーダ4の外周面には、互いに異なる磁気特性を有する、前記各透孔7、7に対応する部分(第一特性部)と、これら各透孔7、7同士の間に挟まれた部分(第二特性部)とが、円周方向に関して交互に配置された状態になっている。そして、この被検出面のうち、前記「く」字形の折れ曲がり部を挟んだ幅方向(軸方向)両側部分に、前記両センサ6a、6bの検出部を、それぞれ近接対向させている。又、一方のセンサ6aの出力信号であるA相パルス信号SAと、他方のセンサ6bの出力信号であるB相パルス信号SBとの、互いの周期を等しく(TA=TB)している。これと共に、これら両パルス信号SA、SB同士の間の位相差δに関して、前記外輪1と前記ハブ2とが相対変位していない(このハブ2にアキシアル荷重が作用していない)中立状態での位相差δである、初期位相差δ0を、図6の(A)に示す様に、互いに逆相となる180度に設定している。この為に、前記両センサ6a、6b及びエンコーダ4の構成や相対位置等を規制している。
Of these, the encoder 4 is made of a magnetic metal plate such as a steel plate in a cylindrical shape, and has a plurality of through-
上述の様に構成する従来構造の場合、車輪の回転時に、前記外輪1と前記ハブ2との間にアキシアル荷重が作用する事により、これら外輪1とハブ2とがアキシアル方向に相対変位し、これに伴って、前記両センサ6a、6bの検出部による、前記エンコーダ4の被検出面の走査位置が軸方向に変化すると、例えば図6の(A)→(B)の順に示す様に、前記位相差δが変化する。ここで、この位相差δと、前記A相パルス信号SAのパルス周期TAとの比である、位相差比(=位相差δ/パルス周期TA)は、回転速度の影響を受けない無次元量であって、前記アキシアル荷重(アキシアル方向の相対変位)に見合った値をとる。この為、この位相差比δ/TAに基づいて、このアキシアル荷重(アキシアル方向の相対変位)を算出する事ができる。尚、上述した従来構造は、運転時に前記位相差比δ/TAが、0.5を中心として、0と1との間に挟まれた範囲(0<δ/TA<1)を超えない様に設計されている。実際には、この範囲よりも狭い範囲で変化する様に設計されている。何れにしても、上述の様な算出処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた、前記位相差比δ/TAと前記アキシアル荷重(アキシアル方向の相対変位)との関係を、計算式やマップ等の形式で組み込んでおく。
In the case of the conventional structure configured as described above, an axial load acts between the outer ring 1 and the hub 2 when the wheel rotates, so that the outer ring 1 and the hub 2 are relatively displaced in the axial direction. Along with this, when the scanning position of the detected surface of the encoder 4 is changed in the axial direction by the detection units of the
上述した様な従来構造を実施する場合には、前記演算器として、マイクロコンピュータ等を使用する事ができる。この場合、前記位相差δと前記パルス周期TAとの計測には、基準クロック信号が用いられる。即ち、このうちの位相差δを計測する場合には、例えば、前記A相パルス信号SAの立上りエッジを検出すると同時に、カウンタにより基準クロック信号のパルス数のカウントを開始し、前記B相パルス信号SBの立上りエッジの検出と同時にカウントを終了する。そして、この時のカウント値を読み取る事によって、前記位相差δを計測する。前記パルス周期TAに就いても、別のカウンタで同様にして計測する。何れの場合も、カウント値を読み取ると同時に、当該カウンタのカウント値をクリアすれば(リセットして0にすれば)、対象となるパルス信号に関する被計測量(位相差δ、パルス周期TA)を順次計測する事ができる。 When the conventional structure as described above is implemented, a microcomputer or the like can be used as the arithmetic unit. In this case, a reference clock signal is used for measuring the phase difference δ and the pulse period T A. That is, when the phase difference δ is measured, for example, the rising edge of the A-phase pulse signal S A is detected, and simultaneously, the counter starts counting the number of pulses of the reference clock signal, and the B-phase pulse simultaneously stops counting and detection of the rising edge of the signal S B. Then, the phase difference δ is measured by reading the count value at this time. Even for the pulse period T A , the measurement is performed in the same manner using another counter. In any case, if the count value of the counter is cleared at the same time as the count value is read (reset to 0), the measured quantity (phase difference δ, pulse period T A ) related to the target pulse signal Can be measured sequentially.
但し、前記各カウンタは、通常、有限のビット幅(カウンタ長)を有している為、カウント値がビット幅の上限に達すると、オーバーフローしてしまう。この場合の対応策として、オーバーフローの発生を検知してカウント値を補正する方法が考えられるが、この方法を採用する場合には、処理が煩雑となり、更に割り込み処理のタイミングによっては、大きな計測誤差を生じる可能性がある。従って、この様な不都合を回避する為には、前記基準クロック信号の周波数(基準クロック周波数)を、前記被計測量(δ、TA)に対応する時間内に、前記オーバーフローが発生しない値以下に設定する必要がある。
これに対し、測定すべき物理量(アキシアル荷重、アキシアル方向の相対変位)の分解能を十分に確保すべく、前記位相差δの分解能を高める観点からは、前記基準クロック周波数は、できるだけ高い事が望ましい。
However, each counter normally has a finite bit width (counter length), and therefore overflows when the count value reaches the upper limit of the bit width. As a countermeasure in this case, a method of detecting the occurrence of overflow and correcting the count value is conceivable. However, when this method is adopted, the processing becomes complicated, and depending on the timing of interrupt processing, a large measurement error may occur. May occur. Therefore, in order to avoid such inconvenience, the frequency of the reference clock signal (reference clock frequency) is set to a value that does not cause the overflow within the time corresponding to the measured quantity (δ, T A ). Must be set to
On the other hand, from the viewpoint of increasing the resolution of the phase difference δ, it is desirable that the reference clock frequency be as high as possible in order to sufficiently ensure the resolution of the physical quantity to be measured (axial load, relative displacement in the axial direction). .
この点に関して、前述した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、前記物理量を測定すべき回転速度範囲は、自動車の走行速度に換算して、例えば、5km/h以上且つ最高速度(例えば200km/h)以下と言った様に、かなり広い範囲となる。この為、前記基準クロック周波数を、この回転速度範囲のうちの最低の回転速度(前記位相差δに対応する時間幅が最長となる速度)で前記オーバーフローが発生しない値以下に(低く)設定すると、回転速度が高くなった場合(前記位相差δに対応する時間幅が短くなった場合)に、この位相差δの変化量を表すカウント値が小さくなって、この位相差δの分解能を十分に確保しにくくなる。 In this regard, in the case of the wheel-supporting rolling bearing unit described above, the rotational speed range in which the physical quantity is to be measured is, for example, 5 km / h or more and the maximum speed (for example, 200 km / h) in terms of the traveling speed of the automobile. As said below, it is a fairly wide range. For this reason, when the reference clock frequency is set to be lower (lower) than a value at which the overflow does not occur at the lowest rotation speed (speed at which the time width corresponding to the phase difference δ is longest) in the rotation speed range. When the rotational speed becomes high (when the time width corresponding to the phase difference δ becomes short), the count value indicating the amount of change in the phase difference δ becomes small, and the resolution of the phase difference δ is sufficient. It will be difficult to secure.
この点に就いて、より詳しく説明すると、次の様になる。今、測定すべき物理量の変化に伴って、前記位相差δが、初期位相差δ0から10度だけ変化した(|δ−δ0|=10度になった)と考える。この場合に、低速の或る回転速度に於いて、この10度に相当するカウンタのカウント値が100であったと仮定すると、当該回転速度に於ける前記位相差δの分解能は、10度/100=0.1度となる。一方、同様の場合に、高速の或る回転速度に於いては、上述した低速の時に比べて、前記10度に対応する時間幅が短くなる為、その分、この10度に相当するカウンタのカウント値も小さくなる。例えば、この時のカウント値が20であったと仮定すると、当該回転速度に於ける前記位相差δの分解能は、10度/20=0.5度となる。この様に、同じ位相差δの変化が生じた場合でも、回転速度が異なると、この位相差δの変化に対応する時間幅が変わる(回転速度が大きくなる程この時間幅が短くなる)為、前記位相差δの分解能が変わる(回転速度が大きくなる程この分解能が低くなる)。従って、前述した車輪支持用転がり軸受ユニットの様に、前記物理量を測定すべき回転速度範囲が広い場合には、前記基準クロック周波数を、この回転速度範囲のうちの最低の回転速度で前記オーバーフローが発生しない値以下に設定すると、回転速度が高くなった場合に、前記位相差δの変化量を表すカウント値が小さくなって、この位相差δの分解能を十分に確保しにくくなる。 This point will be described in more detail as follows. Now, it is considered that the phase difference δ has changed by 10 degrees from the initial phase difference δ 0 (| δ−δ 0 | = 10 degrees) with a change in the physical quantity to be measured. In this case, assuming that the count value of the counter corresponding to 10 degrees is 100 at a certain low rotational speed, the resolution of the phase difference δ at the rotational speed is 10 degrees / 100. = 0.1 degrees. On the other hand, in the same case, the time width corresponding to 10 degrees is shorter at a high rotational speed than at the low speed described above. The count value also decreases. For example, assuming that the count value at this time is 20, the resolution of the phase difference δ at the rotation speed is 10 degrees / 20 = 0.5 degrees. In this way, even when the same phase difference δ changes, if the rotational speed is different, the time width corresponding to the change in the phase difference δ changes (the higher the rotational speed, the shorter the time width). The resolution of the phase difference δ changes (the resolution decreases as the rotational speed increases). Therefore, when the rotation speed range in which the physical quantity is to be measured is wide, such as the wheel support rolling bearing unit described above, the overflow is caused by setting the reference clock frequency to the lowest rotation speed in the rotation speed range. If it is set to a value that does not occur, the count value representing the amount of change in the phase difference δ becomes small when the rotational speed is high, and it is difficult to ensure sufficient resolution of the phase difference δ.
この様な問題は、上述した従来構造に限らず、この従来構造と同様の原理で物理量を測定する方法、即ち、エンコーダの被検出面に対向させた1対のセンサの出力信号に含まれるパルスの時間幅を利用して物理量を測定する方法を採用する、他の構造に就いても同様に生じ得る。この様な他の構造の例として、特許文献2には、当該測定方法を工作機械の主軸装置に採用した例が、特許文献3には、当該測定方法を自動車のトランスミッションに採用した例が、それぞれ記載されている。これら主軸装置やトランスミッションの場合も、上述の様な物理量の測定を、広い回転速度範囲で行う事が要求される。この為、これらに就いても、上述した様な不都合を生じる。 Such a problem is not limited to the conventional structure described above, but a method for measuring physical quantities based on the same principle as the conventional structure, that is, a pulse included in the output signal of a pair of sensors opposed to the detection surface of the encoder. This can also occur in other structures that employ a method of measuring physical quantities using the time width of As an example of such another structure, Patent Document 2 includes an example in which the measurement method is employed in a spindle device of a machine tool, and Patent Document 3 includes an example in which the measurement method is employed in an automobile transmission. Each is listed. These spindle devices and transmissions are also required to perform the physical quantity measurement as described above over a wide rotational speed range. For this reason, inconveniences such as those described above occur.
本発明は、上述の様な事情に鑑み、物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量を計測する為のカウンタを、運転時にオーバーフローさせない条件で、このカウンタのビット幅を大きくする事なく、高速の回転速度を含む、前記物理量を測定すべき全回転速度範囲に於いて、前記被計測量の分解能(前記物理量の分解能)を向上させる事ができる構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention increases the bit width of a counter for measuring a measured quantity related to a pulse signal necessary for calculating a physical quantity under the condition that the counter does not overflow during operation. The invention was invented to realize a structure capable of improving the resolution of the measured quantity (resolution of the physical quantity) in the entire rotational speed range in which the physical quantity should be measured, including a high rotational speed. is there.
本発明の物理量測定装置付回転機械は、使用時にも回転しない静止部材と、複数の転がり軸受により、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材と、この回転部材に固定され、この回転部材と同心の被検出面を有すると共に、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダと、この被検出面にそれぞれの検出部を対向させた状態で前記静止部材に支持され、これら両検出部を対向させた部分の特性変化に対応したパルス信号[ディジタル化された二値信号{“H”(“1”)と“L”(“0”)との二値で表される信号}]を出力信号として発生する1対のセンサと、これら両センサの出力信号を利用して、前記静止部材に対する前記回転部材の変位と、これら静止部材と回転部材との間に作用する荷重とのうちの少なくとも一方の物理量を求める演算器とを備える。 The rotating machine with a physical quantity measuring device of the present invention is fixed to the rotating member, a stationary member that does not rotate during use, a rotating member that is rotatably supported by the stationary member by a plurality of rolling bearings, An encoder having a detection surface concentric with the rotating member, the characteristics of the detection surface being alternately changed in the circumferential direction, and the stationary member in a state where the respective detection portions are opposed to the detection surface. The pulse signal corresponding to the characteristic change of the supported part where both the detection parts face each other [the binary signal {"H" ("1") and "L" ("0")) A pair of sensors generated as output signals, and using the output signals of both sensors, the displacement of the rotating member relative to the stationary member, and between the stationary member and the rotating member With the load acting on Chino and a computing unit for obtaining at least one physical quantity.
特に、本発明の物理量測定装置付回転機械の場合には、前記静止部材と前記回転部材とが相対変位していない中立状態で、前記両センサの出力信号同士の間の初期位相差を180度に設定している。又、前記演算器は、これら両センサの出力信号同士の間の排他的論理和を算出し、この排他的論理和を表す信号のパルス幅と、これら両センサの出力信号のパルス周期との比であるパルス幅比に基づいて、前記物理量を算出する。
即ち、本発明の場合には、この物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量として、前述の従来構造で採用していた位相差に代えて、前記パルス幅を採用する。
又、本発明の場合、前記演算器は、前記パルス幅を計測する為の基準クロック周波数を、前記パルス周期を計測する為の基準クロック周波数よりも高くした状態で、これらパルス幅及びパルス周期を計測する。
In particular, in the case of the rotating machine with a physical quantity measuring device of the present invention, the initial phase difference between the output signals of the two sensors is 180 degrees in a neutral state where the stationary member and the rotating member are not relatively displaced. Is set. The computing unit calculates an exclusive OR between the output signals of both the sensors, and a ratio between the pulse width of the signal representing the exclusive OR and the pulse period of the output signals of both the sensors. The physical quantity is calculated based on the pulse width ratio.
That is, in the case of the present invention, the pulse width is employed as the measured amount related to the pulse signal necessary for calculating the physical quantity, instead of the phase difference employed in the above-described conventional structure.
In the case of the present invention, the computing unit sets the pulse width and the pulse period in a state where the reference clock frequency for measuring the pulse width is higher than the reference clock frequency for measuring the pulse period. measure.
上述の様な本発明の物理量測定装置付回転機械を実施する場合に、好ましくは、前記パルス幅比を求める為に用いるパルス幅を、前記排他的論理和を表す信号のうち、この信号の値がLである時間を示すパルス幅とする。 When carrying out the physical quantity measuring device with a rotary machine of the above such present invention, preferably, the pulse width used for obtaining the prior SL pulse width ratio, of the signal representing the XOR of the signal The pulse width indicates the time when the value is L.
又、本発明を実施する場合に、更に好ましくは、前記演算器を、前記中立状態を基準として、前記両センサのうちの一方のセンサの出力信号に対し、他方のセンサの出力信号の位相が遅れているか進んでいるかに基づいて、前記静止部材に対する前記回転部材の相対変位の方向を求める機能を有するものとする。
この場合に、具体的には、例えば、前記一方のセンサの出力信号のパルスエッジと同時刻に於ける、前記他方のセンサの出力信号の値に基づいて、前記中立状態を基準として、前記一方のセンサの出力信号に対し、この他方のセンサの出力信号の位相が遅れているか進んでいるかを判定する。
Further, when practicing the present invention, more preferably, a pre-Symbol calculator, based on the neutral state, the relative one of the output signals of the sensors of both sensor, the other sensor output signal phase It has a function of obtaining the direction of relative displacement of the rotating member with respect to the stationary member based on whether the movement is delayed or advanced.
In this case, specifically, For example, in the pulse edge at the same time the output signal of the one sensor, based on the value of the output signal of the other sensor as a reference to the neutral state, the It is determined whether the phase of the output signal of the other sensor is delayed or advanced with respect to the output signal of one sensor.
上述の様に構成する本発明の物理量測定装置付回転機械によれば、物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量を計測する為のカウンタを、運転時にオーバーフローさせない条件で、このカウンタのビット幅を大きくする事なく、高速の回転速度を含む、前記物理量を測定すべき全回転速度範囲に於いて、前記被計測量の分解能(前記物理量の分解能)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。以下、この理由に就いて説明する。 According to the rotating machine with a physical quantity measuring device of the present invention configured as described above, the counter for measuring the measured quantity related to the pulse signal necessary for calculating the physical quantity is set so that the counter does not overflow during operation. In the case of the conventional structure described above, the resolution of the measured quantity (the resolution of the physical quantity) in the entire rotational speed range in which the physical quantity is to be measured, including a high rotational speed, without increasing the bit width of It can be improved compared to Hereinafter, this reason will be described.
本発明の場合には、前述した従来構造の様に、1対のセンサの出力信号同士の間の位相差と、これら両センサの出力信号のパルス周期との比である位相差比(位相差/パルス周期)に基づいて物理量を算出する代わりに、1対のセンサの出力信号同士の間の排他的論理和を算出し、この排他的論理和を表す信号のパルス幅と、これら両センサの出力信号のパルス周期との比であるパルス幅比(パルス幅/パルス周期)に基づいて物理量を算出する。
ここで、回転部材の回転速度を同じとした場合、このパルス幅比と前記位相差比との、それぞれの分母であるパルス周期は、互いに同じもの(同じ時間幅)となるが、前記物理量に応じて変化する、前記パルス幅比の分子であるパルス幅の最大値は、前記位相差比の分子である位相差の最大値よりも小さくなる(時間幅が短くなる)。特に、前記パルス幅比の分子であるパルス幅として、前記排他的論理和を表す信号のうち、この信号の値がLである時間を示すパルス幅を用いれば、このパルス幅の最大値は、前記位相差の最大値の半分未満になる。この為、このパルス幅を計測する為のカウンタのビット幅と、前記位相差を計測する為のカウンタのビット幅とを、互いに同じとした場合、運転時にこれら両カウンタをオーバーフローさせない条件に於いては、前記パルス幅を計測する為の基準クロック周波数を、前記位相差を計測する為の基準クロック周波数よりも高くする事ができる。これに対して、前記物理量の変化に伴う、前記パルス幅(時間幅)の変化量と、前記位相差(時間幅)の変化量とは、互いに等しくなる。従って、このパルス幅の変化量に相当するカウント値を、この位相差の変化量に相当するカウント値よりも、大きくする事ができる。
この結果、本発明の場合には、物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量(本発明の場合には前記パルス幅、前述した従来構造の場合には前記位相差)を計測する為のカウンタを、運転時にオーバーフローさせない条件で、前記カウンタのビット幅を大きくする事なく、高速の回転速度を含む、前記物理量を測定すべき全回転速度範囲に於いて、前記被計測量の分解能(前記物理量の分解能)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。
In the case of the present invention, as in the conventional structure described above, the phase difference ratio (phase difference) is the ratio between the phase difference between the output signals of a pair of sensors and the pulse period of the output signals of both sensors. Instead of calculating the physical quantity based on the pulse period), an exclusive OR between the output signals of the pair of sensors is calculated, the pulse width of the signal representing the exclusive OR, A physical quantity is calculated based on a pulse width ratio (pulse width / pulse period) which is a ratio with the pulse period of the output signal.
Here, when the rotation speed of the rotating member is the same, the pulse periods that are the denominators of the pulse width ratio and the phase difference ratio are the same (same time width), but the physical quantity is The maximum value of the pulse width, which is a numerator of the pulse width ratio, which changes in response, is smaller than the maximum value of the phase difference, which is the numerator of the phase difference ratio (the time width is shortened). In particular, as a pre-Symbol pulse width is a molecule of the pulse width ratio, of the signal representing the XOR, the use of the pulse width value of this signal indicates the time which is L, the maximum value of the pulse width , Less than half of the maximum value of the phase difference. Therefore, if the bit width of the counter for measuring the pulse width and the bit width of the counter for measuring the phase difference are the same as each other, under the condition that these counters do not overflow during operation. the reference clock frequency for measuring the pulse width, it is Ru can be higher than the reference clock frequency for measuring the phase difference. On the other hand, the change amount of the pulse width (time width) and the change amount of the phase difference (time width) accompanying the change of the physical quantity are equal to each other. Therefore, the count value corresponding to the change amount of the pulse width can be made larger than the count value corresponding to the change amount of the phase difference.
As a result, in the case of the present invention, the measured quantity (the pulse width in the case of the present invention and the phase difference in the case of the above-described conventional structure) related to the pulse signal necessary for calculating the physical quantity is measured. The resolution of the measured quantity in the entire rotational speed range in which the physical quantity is to be measured, including a high rotational speed, without increasing the bit width of the counter, under the condition that the counter does not overflow during operation. (Resolution of the physical quantity) can be improved as compared to the conventional structure described above.
尚、前記両センサの出力信号のパルスエッジの正確さは、これら各センサのエッジ誤差に起因して変化する。例えば、これら各センサが磁気センサである場合、同じ磁場変化を与えたとしても、発生するパルスエッジのタイミングに正規分布的なばらつきが生じる事が知られている。このばらつきに対して、前記被計測量の変化量に相当するカウンタのカウント値が小さいと、その分、この被計測量の変化量の計測誤差(前記物理量の測定誤差)が大きくなる。この点に関して、本発明の場合には、上述した説明からも分かる様に、前記被計測量の変化量に相当するカウント値を、前述した従来構造の場合に比べて大きくできる。この為、この被計測量の変化量の計測精度(前記物理量の測定精度)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。 Note that the accuracy of the pulse edges of the output signals of both sensors changes due to the edge error of these sensors. For example, when each of these sensors is a magnetic sensor, it is known that even if the same magnetic field change is given, a variation in normal distribution occurs in the timing of the generated pulse edge. If the count value of the counter corresponding to the change amount of the measured amount is small with respect to this variation, the measurement error of the change amount of the measured amount (the measurement error of the physical quantity) increases accordingly. In this regard, in the case of the present invention, as can be seen from the above description, the count value corresponding to the amount of change in the measured amount can be made larger than in the case of the conventional structure described above. For this reason, it is possible to improve the measurement accuracy of the change amount of the measurement target (measurement accuracy of the physical quantity) as compared with the conventional structure described above.
又、本発明によれば、例えば、前記パルス幅を計測する為のカウンタのビット幅と、前記パルス周期を計測する為のカウンタのビット幅とを、互いに等しくする構成を採用しつつ、上述した様な本発明の効果を奏する事が可能となる。 Further, according to the present invention, for example, the above-described configuration is adopted in which the bit width of the counter for measuring the pulse width and the bit width of the counter for measuring the pulse period are made equal to each other. The effects of the present invention can be exhibited.
又、上述の段落[0016]に記載した様な構成を採用すれば、運転時に於いて静止部材に対する回転部材の相対変位の方向(測定すべき物理量の方向)が正方向と逆方向との2方向に変化する構造に本発明を適用する場合に、前記相対変位の方向が正方向と逆方向との何れの方向であるかを求められる。 Further , when the configuration as described in the above paragraph [0016] is adopted , the relative displacement direction (the direction of the physical quantity to be measured) of the rotating member with respect to the stationary member during operation is 2 in the normal direction and the reverse direction. When the present invention is applied to a structure that changes in a direction, it is determined whether the direction of the relative displacement is a forward direction or a reverse direction.
図1〜3により、本発明の実施の形態の1例に就いて説明する。尚、本例の特徴は、主として、物理量の算出処理を行う演算器の構成にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図4〜6に示した従来構造の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は、重要な部分を除いて省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。 An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of this example is mainly in the configuration of an arithmetic unit that performs a physical quantity calculation process. Since the structure and operation of other parts are the same as those of the conventional structure shown in FIGS. 4 to 6 described above, overlapping illustrations and explanations are omitted or simplified except for important parts. The description will focus on the features of
前記演算器の具体的な構成及び作用に就いて説明する前に、先ず、本例による物理量(アキシアル荷重、アキシアル方向の相対変位)の求め方に就いて説明する。本例では、この物理量を、大きさ(絶対値)と方向(向き、符号)とに分けて求める。そこで、先ず、この物理量の大きさの求め方に就いて説明する。
本例の場合、それぞれがディジタル化された二値信号である、1対のセンサ6a、6b(図4参照)のうちの一方のセンサ6aの出力信号であるA相パルス信号SAと、他方のセンサ6bの出力信号であるB相パルス信号SBとの位相は、中立状態で図6の(A)に示す様に、互いに逆位相となる様に設定されている。つまり、これら両パルス信号SA、SBの中立状態での位相差δである初期位相差δ0は180度(中立状態での位相差比δ/TAである初期位相差比δ0/TAは0.5)に設定されている。この状態から前記物理量が変化する(アキシアル荷重が加わる、アキシアル方向の相対変位が生じる)と、例えば図2に示す様に、前記両パルス信号SA、SBの位相差δが変化する。ここで、これら両パルス信号SA、SBの排他的論理和を求めると、この排他的論理和を表す信号(XOR信号)SXORは、図2の最下段に示す通りとなる。この図2から明らかな様に、このXOR信号SXORの値がLである時間を示すパルス幅TXORは、前記初期位相差δ0を基準とする前記位相差δの変化量の大きさ(=|δ−δ0|)を表すものとなる。そして、この様なパルス幅TXORと、前記A相パルス信号SAのパルス周期TAとの比である、パルス幅比TXOR/TAは、回転速度の影響を受けない無次元量であって、前記測定すべき物理量の大きさに見合った値をとる。即ち、前記パルス幅比TXOR/TAは、この物理量の大きさに応じて変化する。従って、これらパルス幅比TXOR/TAと物理量の大きさとの関係を、予め理論計算や実験により調べておき、前記演算器に計算式やマップ等の形式で組み込んでおけば、前記パルス幅比TXOR/TAに基づいて前記物理量の大きさを求められる。
Before describing the specific configuration and operation of the computing unit, first, the method of obtaining physical quantities (axial load, relative displacement in the axial direction) according to this example will be described. In this example, the physical quantity is obtained by dividing it into a size (absolute value) and a direction (direction, sign). First, the method for obtaining the physical quantity will be described.
In the case of this example, the A-phase pulse signal S A that is the output signal of one
次に、前記物理量の方向(向き)の求め方に就いて説明する。
前述の図4に示した物理量測定装置付回転機械の場合、ハブ2に内向きのアキシアル荷重が作用する事により、このハブ2が外輪1に対して軸方向内向きに相対変位し、これに伴って、前記両センサ6a、6bの検出部による、前記エンコーダ4の被検出面の走査位置が、中立状態の位置から軸方向外側にずれると、図3の(A)に示す様に、中立状態を基準として、前記A相パルス信号SAに対し前記B相パルス信号SBの位相が遅れる。これに対して、前記ハブ2に外向きのアキシアル荷重が作用する事により、このハブ2が前記外輪1に対して軸方向外向きに相対変位し、これに伴って、前記走査位置が中立状態から軸方向内側にずれると、同図の(B)に示す様に、中立状態を基準として、前記A相パルス信号SAに対し前記B相パルス信号SBの位相が進む。従って、中立状態を基準として、前記A相パルス信号SAに対し前記B相パルス信号SBの位相が遅れているか進んでいるかを判定できれば、前記外輪1に対する前記ハブ2の相対変位の方向(向き)、即ち、前記物理量の方向(向き)を求められる。当該判定を行う為に、本例の場合には、前記A相パルス信号SAに含まれるパルスエッジのうち、前記パルス周期TAを計測する為に利用される1対のパルスエッジ(図示の例では、1対の立上りエッジ)同士の間に挟まれた中間パルスエッジ(図示の例では、立下りエッジ)と同時刻に於ける、前記B相パルス信号SBの値(図中に○を付けた部分の値)を利用する。即ち、この値が(A)に示す様にLの場合には、前記B相パルス信号SBの位相が遅れていると判定し、同じく(B)に示す様にHの場合には、この位相が進んでいると判定する。
Next, how to determine the direction (direction) of the physical quantity will be described.
In the case of the rotary machine with a physical quantity measuring device shown in FIG. 4 described above, an inward axial load is applied to the hub 2, so that the hub 2 is relatively displaced axially inward with respect to the outer ring 1. Accordingly, when the scanning position of the detection surface of the encoder 4 by the detectors of the
尚、本例の物理量測定装置付回転機械の場合には、運転時に、前記位相差比δ/TAが0.5を中心として0と1との間に挟まれた範囲(0<δ/TA<1)を超えない様に設計されており、別な言い方をすれば、前記位相差δが180度を中心として0度と360度との間に挟まれた範囲(0度<δ<360度)を超えない様に設計されている。実際には、より狭い範囲を超えない様に設計されている。この為、何れにしても、運転時に於ける、前記パルス幅TXORの最大値は、前記パルス周期TAの半分未満になり、又、前記位相差δの最大値の半分未満になる。 In the case of the physical quantity measuring device with a rotary machine of the present embodiment, during operation, the range sandwiched between around the phase difference ratio [delta] / T A 0.5 0 and 1 (0 <[delta] / T a <1) the are designed so as not to exceed, Stated differently, the range where the phase difference [delta] is sandwiched between 0 ° and 360 ° around the 180 degrees (0 degrees <[delta] It is designed not to exceed <360 degrees). Actually, it is designed not to exceed a narrower range. Therefore, in any case, the maximum value of the pulse width T XOR during operation is less than half of the pulse period T A and less than half of the maximum value of the phase difference δ.
従って、本例の構造の場合、前記パルス周期TAを計測する為に使用する第一カウンタのビット幅と、前記パルス幅TXORを計測する為に使用する第二カウンタのビット幅とが、互いに同じである場合、運転時にこれら両カウンタをオーバーフローさせない条件で、前記パルス周期TAを計測する為のクロック周波数(第一基準クロック信号の周波数)よりも、前記パルス幅TXORを計測する為のクロック周波数(第二基準クロック信号の周波数)を高くする事ができる。具体的には、この第二基準クロック信号の周波数を、前記第一基準クロック信号の周波数の2倍以上にできる。 Therefore, if the structure of this embodiment, the bit width of the first counter to be used to measure the pulse period T A, and the bit width of the second counter to be used to measure the pulse width T XOR is, If the same as one another, under conditions that do not overflow both of these counters during operation, the pulse period T a than for the clock frequency to be measured (frequency of the first reference clock signal), for measuring the pulse width T XOR The clock frequency (frequency of the second reference clock signal) can be increased. Specifically, the frequency of the second reference clock signal can be made twice or more the frequency of the first reference clock signal.
次に、前記演算器の構成及び作用(前記物理量の算出処理)に就いて、具体的に説明する。
本例の場合、この演算器は、図示しない発信器と、1対の分周器8a、8bと、第一、第二両カウンタ9、10と、XOR回路部11と、判定回路部12と、算出回路部13とを備える。
先ず、前記演算器は、前記発振器により生成された、周波数の高い原基準クロック信号を、分周器8aにより分周比N1で分周して第一基準クロック信号を生成すると共に、分周器8bにより分周比N2(≠N1)で分周して第二基準クロック信号を生成する。
本例の場合には、運転中、前記両分周比N1、N2は変化しない。従って、前記第一、第二両基準クロック信号の周波数も変化しない。
この様な分周比N1、N2は、予め適切な値に規制している。具体的には、前記物理量を測定すべき回転速度範囲のうちの最低の回転速度でも、前記両カウンタ9、10(互いに等しいビット幅を有する1対のカウンタ)が、それぞれオーバーフローしない範囲で、前記第一、第二両基準クロック信号の周波数をできるだけ大きくできる様に、前記両分周比N1、N2をそれぞれ規制している。特に、本例の場合には、上述した事情を考慮して、前記第二基準クロック信号の周波数を、前記第一基準クロック信号の周波数の2倍以上にしている。
Next, the configuration and operation (calculation process of the physical quantity) of the arithmetic unit will be specifically described.
In the case of this example, this computing unit includes a transmitter (not shown), a pair of
First, the arithmetic unit, generated by the oscillator, the high frequency original reference clock signal, to generate a by dividing by the frequency divider 8a with dividing ratio N 1 first reference clock signal, dividing A second reference clock signal is generated by frequency division by a frequency division ratio N 2 (≠ N 1 ) by the
In the case of this example, both the frequency division ratios N 1 and N 2 do not change during operation. Accordingly, the frequencies of the first and second reference clock signals do not change.
Such frequency division ratios N 1 and N 2 are regulated to appropriate values in advance. Specifically, the
又、前記演算器は、前記A相パルス信号SA及び前記B相パルス信号SBを前記XOR回路部11に入力し、これら両信号SA、SB同士の間の排他的論理和である、XOR信号SXORを出力する。
The arithmetic unit inputs the A-phase pulse signal S A and the B-phase pulse signal S B to the
又、前記演算器は、前記第一カウンタ9を含む計測部で、前記A相パルス信号SAのパルス周期TAを計測する。具体的には、このA相パルス信号SAの立上りエッジを検出するのと同時に、前記第一カウンタ9により前記第一基準クロック信号のパルス数のカウントを開始し、前記A相パルス信号SAの次の立上りエッジを検出するのと同時にカウントを終了する。この時のカウント値を読み取る事によって、前記パルス周期TAを計測する。そして、このカウント値を読み取ると同時に、前記第一カウンタ9のカウント値をクリアする事で、前記パルス周期TAを順次計測する。
The computing unit measures the pulse period T A of the A-phase pulse signal S A with a measuring unit including the
又、前記第二カウンタ10を含む計測部で、前記XOR信号SXORのパルス幅TXORを計測する。具体的には、このXOR信号SXORの立下りエッジの検出と同時に、前記第二カウンタ10により前記第二基準クロック信号のパルス数のカウントを開始し、前記XOR信号SXORの立上りエッジの検出と同時にカウントを終了する。この時のカウント値を読み取る事によって、前記パルス幅TXORを計測する。そして、このカウント値を読み取ると同時に、前記第二カウンタ10のカウント値をクリアする事で、前記パルス幅TXORを順次計測する。
In addition, the measuring section including the
又、前記演算器は、前記判定回路部12で、前記A相パルス信号SAに対するB相パルス信号SBの位相が遅れているか進んでいるかの判定を行う。この判定は、前述した(図3を参照しつつ説明した)原理に基づいて行う。即ち、前記A相パルス信号SAの中間パルスエッジ(立下りエッジ)と同時刻に於ける、前記B相パルス信号SBの値がLであるかHであるかに基づいて、前記位相が遅れているか進んでいるかの判定を行う。
In addition, the computing unit determines whether the phase of the B-phase pulse signal S B is delayed or advanced with respect to the A-phase pulse signal S A by the
そして、前記演算器は、前記算出回路部13で、測定すべき物理量を算出する。具体的には、上述の様に計測したパルス幅TXORとパルス周期TAとの比であるパルス幅比TXOR/TAを求める演算を行い、この様にして求めたパルス幅比TXOR/TAに基づいて前記物理量の大きさを求めると共に、前記判定回路部12による判定結果に基づいてこの物理量の方向(向き)を求める演算を行う。
The computing unit calculates the physical quantity to be measured by the
上述の様に構成する本例の物理量測定装置付回転機械によれば、物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量を計測する為のカウンタを、運転時にオーバーフローさせない条件で、このカウンタのビット幅を大きくする事なく、高速の回転速度を含む、前記物理量を測定すべき全回転速度範囲に於いて、前記被計測量の分解能(前記物理量の分解能)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。以下、この理由に就いて説明する。 According to the rotating machine with a physical quantity measuring device of the present example configured as described above, the counter for measuring the measured quantity related to the pulse signal necessary for calculating the physical quantity is set so that the counter does not overflow during operation. In the case of the conventional structure described above, the resolution of the measured quantity (the resolution of the physical quantity) in the entire rotational speed range in which the physical quantity is to be measured, including a high rotational speed, without increasing the bit width of It can be improved compared to Hereinafter, this reason will be described.
本例の物理量測定装置付回転機械の場合には、前述した従来構造の様に前記位相差比(位相差δ/パルス周期TA)に基づいて物理量を算出する代わりに、前記パルス幅比(パルス幅TXOR/パルス周期TA)に基づいて物理量を算出する。ここで、前記ハブ2の回転速度を同じとした場合、このパルス幅比TXOR/TAと前記位相差比δ/TAとの、それぞれの分母であるパルス周期TAは、互いに同じもの(同じ時間幅)となるが、前記物理量に応じて変化する、前記パルス幅比TXOR/TAの分子であるパルス幅TXORの最大値は、前記位相差比δ/TAの分子である位相差δの最大値の半分未満になる(時間幅が短くなる)。従って、前記パルス幅TXORを計測する為の前記第二カウンタ10のビット幅と、前記位相差δを計測する為のカウンタのビット幅とが、互いに同じである場合には、運転時にこれら両カウンタをオーバーフローさせない条件で、前記パルス幅TXORを計測する為の基準クロック周波数(第二基準クロック信号の周波数)を、前記位相差δを計測する為の基準クロック周波数よりも、2倍以上高くする事ができる。これに対して、前記物理量の変化に伴う、前記パルス幅TXOR(時間幅)の変化量と、前記位相差δ(時間幅)の変化量とは、互いに等しくなる。従って、このパルス幅TXORの変化量に相当するカウント値を、この位相差δの変化量に相当するカウント値よりも、大きくする事ができる。
この結果、本例の場合には、前記物理量を算出する為に必要なパルス信号に関する被計測量(本例の場合には前記パルス幅TXOR、前述した従来構造の場合には前記位相差δ)を計測する為のカウンタ(本例の場合には、前記第二カウンタ10)を、運転時にオーバーフローさせない条件で、このカウンタのビット幅を大きくする事なく、高速の回転速度を含む前記全回転速度範囲に於いて、前記被計測量の分解能(前記物理量の分解能)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。
In the case of the rotating machine with a physical quantity measuring device of this example, instead of calculating the physical quantity based on the phase difference ratio (phase difference δ / pulse period T A ) as in the conventional structure described above, the pulse width ratio ( The physical quantity is calculated based on the pulse width T XOR / pulse period T A ). Here, when the same rotational speed of the hub 2, with the pulse width ratio T XOR / T A and the phase difference ratio [delta] / T A, the pulse period T A is each denominator, mutually identical Although the (same duration), varying in accordance with said physical quantity, the maximum value of the pulse width T XOR is a molecule of the pulse width ratio T XOR / T a is a molecule of the phase difference ratio [delta] / T a It becomes less than half of the maximum value of a certain phase difference δ (time width is shortened). Therefore, if the bit width of the
As a result, in the case of this example, the measured amount related to the pulse signal necessary for calculating the physical quantity (in the case of the present example, the pulse width T XOR , in the case of the conventional structure described above, the phase difference δ ) For measuring the total rotation including a high rotational speed without increasing the bit width of the counter on the condition that the counter (in this case, the
又、本例の場合には、前記被計測量の変化量に相当するカウント値を、前述した従来構造の場合に比べて大きくできる。この為、前記A相、B相両パルス信号SA、SBに含まれるパルスエッジの発生タイミングのばらつきに起因する、前記被計測量の変化量の計測誤差(前記物理量の測定誤差)を抑えられ、この被計測量の変化量の計測精度(この物理量の測定精度)を、前述した従来構造の場合に比べて向上させる事ができる。 In the case of this example, the count value corresponding to the amount of change in the measured amount can be made larger than in the case of the conventional structure described above. For this reason, a measurement error (measurement error of the physical quantity) of the change amount of the measured quantity due to variations in the generation timing of the pulse edges included in both the A-phase and B-phase pulse signals S A and S B is suppressed. Therefore, the measurement accuracy of the change amount of the measurement target (the measurement accuracy of the physical quantity) can be improved as compared with the above-described conventional structure.
上述した実施の形態では、前述の図4〜5に示した従来構造に対して本発明を適用した。但し、本発明は、これに限らず、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種の物理量測定装置付回転機械に適用する事ができる。例えば、本発明は、回転機械として、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットを採用する構造に限らず、工作機械の主軸装置や自動車のトランスミッションを採用する構造にも、適用可能である。又、本発明は、アキシアル方向の変位又は荷重を測定する構造に限らず、ラジアル方向の変位又は荷重を測定する構造にも、適用可能である。
又、上述した実施の形態では、パルス幅比TXOR/TAの分母である、パルス周期TAを、A相パルス信号SAの立上りエッジ間の時間幅とした(図2〜3参照)。但し、本発明を実施する場合には、これに代えて、パルス周期TAを、A相パルス信号SAの立下りエッジ間の時間幅とする事もできる。
又、本発明を実施する場合、演算器は、回転機械の一部に取り付けた状態で設置しても良いし、この回転機械から離れた箇所(例えば、この回転機械を車輪支持用転がり軸受ユニットとする場合に、車体の一部)に設置しても良い。
In the embodiment described above, the present invention is applied to the conventional structure shown in FIGS. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various rotating machines with physical quantity measuring devices that satisfy the requirements described in the claims. For example, the present invention can be applied not only to a structure that uses a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile as a rotating machine, but also to a structure that uses a spindle device of a machine tool or a transmission of an automobile. Further, the present invention is not limited to a structure that measures displacement or load in the axial direction, but can be applied to a structure that measures displacement or load in the radial direction.
Further, in the embodiment described above, and the denominator of the pulse width ratio T XOR / T A, the pulse period T A, and the time interval between the rising edge of the A-phase pulse signal S A (see FIGS. 2-3) . However, when the present invention is implemented, the pulse period T A can be replaced with the time width between the falling edges of the A-phase pulse signal S A instead.
When the present invention is implemented, the computing unit may be installed in a state of being attached to a part of the rotating machine, or a place away from the rotating machine (for example, the rotating machine is a rolling bearing unit for supporting the wheel. In this case, it may be installed on a part of the vehicle body.
1 外輪
2 ハブ
3 転動体
4 エンコーダ
5 カバー
6a、6b センサ
7 透孔
8a、8b 分周器
9 第一カウンタ
10 第二カウンタ
11 XOR回路部
12 判定回路部
13 算出回路部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2 Hub 3 Rolling element 4 Encoder 5
Claims (1)
前記静止部材と前記回転部材とが相対変位していない中立状態で、前記両センサの出力信号同士の間の初期位相差を180度に設定しており、
前記演算器は、前記両センサの出力信号同士の間の排他的論理和を算出し、この排他的論理和を表す信号のパルス幅と、これら両センサの出力信号のパルス周期との比であるパルス幅比に基づいて、前記物理量を算出するものであって、前記パルス幅を計測する為の基準クロック周波数を、前記パルス周期を計測する為の基準クロック周波数よりも高くした状態で、これらパルス幅及びパルス周期を計測するものである事を特徴とする、
物理量測定装置付回転機械。 A stationary member that does not rotate when in use, a rotating member that is rotatably supported by the stationary member by a plurality of rolling bearings, and a detection surface that is fixed to the rotating member and concentric with the rotating member An encoder in which the characteristics of the detected surface are alternately changed with respect to the circumferential direction, and supported by the stationary member in a state where the respective detection units are opposed to the detected surface. A pair of sensors that generate as output signals a pulse signal corresponding to a change in characteristics of the part facing the detection unit, and using the output signals of both sensors, the displacement of the rotating member relative to the stationary member; A rotating machine with a physical quantity measuring device comprising an arithmetic unit for obtaining a physical quantity of at least one of a load acting between the stationary member and the rotating member,
In the neutral state where the stationary member and the rotating member are not relatively displaced, the initial phase difference between the output signals of the two sensors is set to 180 degrees,
The computing unit calculates an exclusive OR between the output signals of the two sensors, and is a ratio between the pulse width of the signal representing the exclusive OR and the pulse period of the output signals of both the sensors. The physical quantity is calculated based on a pulse width ratio, and the reference clock frequency for measuring the pulse width is set higher than the reference clock frequency for measuring the pulse period. It is characterized by measuring width and pulse period .
Rotating machine with physical quantity measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013103978A JP6075203B2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotating machine with physical quantity measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013103978A JP6075203B2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotating machine with physical quantity measuring device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014224751A JP2014224751A (en) | 2014-12-04 |
JP2014224751A5 JP2014224751A5 (en) | 2016-03-17 |
JP6075203B2 true JP6075203B2 (en) | 2017-02-08 |
Family
ID=52123516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013103978A Active JP6075203B2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotating machine with physical quantity measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6075203B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6128816A (en) * | 1984-07-19 | 1986-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Movement amount detection device |
JP2005003586A (en) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Koyo Seiko Co Ltd | Torque sensor |
JP4899628B2 (en) * | 2006-05-17 | 2012-03-21 | 日本精工株式会社 | Load measuring device of rolling bearing unit, manufacturing method and manufacturing device thereof |
JP2013061200A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Nsk Ltd | Physical quantity measuring device for rotary machine |
-
2013
- 2013-05-16 JP JP2013103978A patent/JP6075203B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014224751A (en) | 2014-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5435450B2 (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
JP6709863B2 (en) | Angle detector | |
WO2015090479A1 (en) | Load determining system for a rolling element bearing | |
JP7200634B2 (en) | rotating device | |
JP2013061200A (en) | Physical quantity measuring device for rotary machine | |
JP5601091B2 (en) | Spindle device for machine tool | |
JP6075203B2 (en) | Rotating machine with physical quantity measuring device | |
JP2006133045A (en) | Rotation detection device, and rolling bearing unit with load measuring device | |
JP5098379B2 (en) | Bearing load measuring device | |
JP2013156185A (en) | Physical amount measuring instrument for rotary machine | |
JP6372231B2 (en) | Torque measurement method for rotating member | |
JP5509720B2 (en) | Rolling bearing device | |
JP6191161B2 (en) | Encoder | |
JP5348041B2 (en) | Physical quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP6075245B2 (en) | Rotating machine with physical quantity measuring device | |
JP5251802B2 (en) | Physical quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP7561697B2 (en) | Device for measuring the displacement of a rotating body and device for measuring the lateral force and moment acting on a wheel | |
JP2009014431A (en) | Device for measuring physical quantity of rolling bearing unit | |
JP4752483B2 (en) | Rolling bearing unit with displacement measuring device and rolling bearing unit with load measuring device | |
JP5939072B2 (en) | Rotating machine with physical quantity measuring device | |
JP4956940B2 (en) | State quantity measuring device | |
JP5007534B2 (en) | Load measuring device for rotating machinery | |
JP2024157111A (en) | Wheel bearing device | |
JP2022030011A (en) | Load estimation method, estimation device, and computer program | |
JP4962027B2 (en) | Load measuring device for rolling bearing units |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160127 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161004 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6075203 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |