旋轉檢測裝置和帶有旋轉檢測裝置的軸承的製作方法

2023-05-24 08:50:26 1

專利名稱：旋轉檢測裝置和帶有旋轉檢測裝置的軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於各種機械、器具的旋轉角度檢測，比如，小 型電動機的旋轉控制用的旋轉角度檢測等的旋轉檢測裝置、以及 組裝有該旋轉檢測裝置的帶有檢測裝置的軸承。
背景技術：
作為可組裝於小型的機器中，並且可高精度進行旋轉角度的 檢測的旋轉檢測裝置，人們提出採用磁性傳感器陣列的方案(比 如，專利文獻1)。在該方案中，像圖ll那樣，多個磁性傳感元件
(MAGFET)並列構成的磁性傳感器陣列45與信號放大電路、AD變 換電路、數位訊號處理電路等的電路46 —起，集成於傳感器晶片 42中，將該傳感器晶片42面對地設置於設在旋轉側部件41上的 磁鐵44上。在此場合，磁鐵44具有圍繞旋轉中心 的圓周方向 各向異性，在上述傳感器晶片42上，沿假想的矩形的4邊中的各 邊，設置磁性傳感器陣列45。
在像這樣構成的旋轉檢測裝置43中，通過信號放大電路、AD 變換電路讀取各邊的磁性傳感器陣列45的輸出，檢測上述磁鐵44 的磁場分布，根據該檢測分布，通過數位訊號處理電路計算磁鐵 44的旋轉角度。
人們還提出了下述的旋轉檢測裝置(比如，AMS社的旋轉編碼 器LSI)等，雖然其與專利文獻1中公開的旋轉檢測裝置43和檢測方法不同，但是，採用霍爾元件等的多個磁性傳感元件，對它們 的輸出信號進行運算，由此，檢測固定於旋轉體上的磁鐵的位置、 運動。
專利文獻1:日本特開2003-37133號文獻

發明內容
在這些旋轉檢測裝置中，可按照幾種形態，輸出已檢測的絕 對角度信息。作為角度信息或旋轉信息的輸出方式，選擇串行通 信、模擬電壓輸出、並行信號傳送、ABZ相脈衝輸出等的根據用 途而適合的方式。
但是，在串行通信的場合，具有信息獲得必須要求某種程度 的時間，在實時的旋轉檢測中發生故障的情況。另外，在並行信 號傳送的場合，具有雖然是高速的，但是必要的布線增加的缺點。 此外，在模擬電壓的場合，噪音導致信號的傳遞精度受到限制。 在ABZ相脈衝輸出的場合，無法根據下面的理由，傳遞絕對角度 信息。
在一般的增值型的旋轉檢測裝置中，採用輸出信號的相位相 互不同的A相和B相的2個脈沖信號，但是，在這兩個脈衝信號 中，組合有作為索引信號的Z相信號，由此，通常，將通過AB 相信號相對Z相信號的相對變化量，計算角度位置的ABZ相脈衝 輸出用作輸出方式。
但是，在該ABZ相脈衝輸出的場合，如果在輸出Z相信號之 前，不對旋轉部件進行旋轉，由於不知道旋轉原點位置，故如果 在對旋轉檢測裝置接通電源之後等情況下，不進行初始化動作， 則無法知道目前的角度。
本發明的目的在於提供不要求多餘的動作、程序，可採用ABZ相信號，檢測絕對角度信息的旋轉檢測裝置，與組裝有該旋轉檢 測裝置的帶有旋轉檢測裝置的軸承。
結合與實施方式相對應的圖1,對本發明的旋轉檢測裝置進行 說明。該旋轉檢測裝置包括絕對角度檢測傳感器3,其按照絕對角
度檢測所旋轉的部件的旋轉角度；旋轉脈沖信號形成機構7，其根 據該絕對角度檢測傳感器3檢測到的絕對角度，形成包括上述絕 對角度檢測傳感器3的零相的索引信號和一定間隔的脈衝信號的 旋轉脈沖信號；絕對角度輸出模式運行機構8，其按照作為從輸出 上述索引信號起，輸出到目前的絕對角度的模式的絕對角度輸出 模式輸出上述旋轉脈衝信號。
按照該方案，不要求多餘的動作、程序，另外不追加特別的 硬體，可採用與過去的增值編碼器相同的ABZ相脈沖信號，輸出 通過絕對角度檢測傳感器3檢測到的絕對角度信息，電路連接也 簡單，也不花費成本。同樣在接收該輸出的接收側，不特別配備 存儲絕對角度等的機構，而在平時檢測絕對角度。
在本發明中，也可為下述的方案，其中，上述旋轉脈衝信號 由相位相差90°的A相和B相的2個脈衝信號，與上述索引信號 構成。
在本發明中，還可為下述的方案，其中，絕對角度輸出模式 運行機構8在上述絕對角度檢測傳感器3的電源接通之後，以及 對應於相對該旋轉檢測裝置的來自外部的請求信號，進行上述絕 對角度輸出模式的輸出。
在該方案的場合，在絕對角度檢測傳感器3接通電源時，由 於作為初始化動作的一部分，絕對角度輸出模式運行機構8為絕 對角度輸出模式，輸出目前的絕對角度，故在對旋轉檢測裝置接 通電源之後，不進行初始化動作，可簡單地知道目前的角度。另外，對應於相對旋轉檢測裝置的來自外部的請求信號，絕對角度 輸出模式運行機構8進行基於絕對角度輸出模式的輸出，由此， 可對應於發送要求信號的外部的狀態，輸出絕對角度信息，可與 各種控制電路、計數電路連接，進行利用。
在本發明中，也可設置模式運行信號形成機構9,其輸出表示 上述絕對角度輸出模式運行機構8運行絕對角度輸出模式的信號。 在此方案的場合，如果具有表示絕對角度輸出模式動作的信號線， 則在相對旋轉檢測裝置的外部的電路中，可判斷從旋轉檢測裝置 發送的旋轉脈衝信號在怎樣的狀態輸出，還可不破壞機器的控制 狀態等，而傳遞角度信息。
在本發明中，上述絕對角度檢測傳感器3也可為檢測設置於
上述所旋轉的部件上的石茲發生體的磁場的石茲式的絕對角度檢測傳感器。
在本發明中，也可為下述的方案，其中，上述旋轉脈沖信號
形成機構7和絕對角度輸出模式運行機構8由集成於相同的半導 體上的電路構成。在此場合，可實現小型的、高精度的旋轉檢測 裝置。
本發明帶有旋轉檢測裝置的軸承為本發明的上述任意的方案 的旋轉檢測裝置組裝於軸承中的形式。
按照該方案，謀求軸承使用機器、器具的部件的數量，裝配 工時的削減，與整體尺寸的緊湊。


根據參考附圖的以下的優選實施例的說明，會更加清楚地理 解本發明。但是，實施例和附圖用於單純的圖示和說明，不應用 於確定本發明的範圍。本發明的範圍由後附的權利要求確定。在附圖中，多個圖中的同一部件標號表示同一部分。
圖1為表示本發明的一個實施方式的旋轉檢測裝置的外觀結 構的方框圖2為說明旋轉部件停止時的旋轉檢測裝置中的輸出機構的
絕對角度輸出模式的輸出動作的波形圖3為說明旋轉部件旋轉時的旋轉檢測裝置中的輸出機構的 絕對角度模式的輸出動作的波形圖4為組裝有與上述旋轉檢測裝置基本相同的旋轉檢測裝置 的帶有旋轉檢測裝置的軸承的剖視圖5為表示上述軸承的旋轉檢測裝置設置部的放大側視圖6為構成上述軸承的旋轉傳感器的一個實例的半導體晶片 的俯視圖7為上述旋轉傳感器的角度計算機構的角度計算處理的說 明圖8為表示上述旋轉傳感器的磁傳感器陣列的輸出的波形圖； 圖9為表示上述旋轉檢測裝置的外觀結構的方框圖； 圖10為表示上述旋轉檢測裝置中的延遲時間補償機構的處理 動作"說明圖11為已有實例的立體圖。
具體實施例方式
根據圖1~圖3，對本發明的一個實施方式進行說明。圖1為 通過方框圖，表示本實施方式的旋轉檢測裝置的外觀結構。該旋 轉檢測裝置1包括設置於圖中未示出的旋轉部件的軸心位置的作 為磁發生體的磁鐵2;通過測定該磁鐵2的磁場變化，按照絕對角 度檢測上述旋轉部件的旋轉角度的絕對角度檢測傳感器3;將該絕對角度檢測傳感器3檢測到的絕對角度的信息作為ABZ信號，輸
出給接收側的電路30的輸出機構4。
磁鐵2包括由 一對磁極N、 S產生的磁場具有圍繞上述旋轉部 件的軸心的方向性，按照中心與旋轉部件的軸心 一 致的方式，固 定於比如，旋轉部件的一端。磁鐵2與旋轉部件一體地旋轉，由 此，N》茲極和S -茲極圍繞旋轉部件的軸心而迴轉運動。
絕對角度檢測傳感器3由磁性傳感器5和角度計算機構6構 成。磁性傳感器5為感測磁鐵的磁性，輸出旋轉角度的信息的傳 感器，按照朝向上述旋轉部件的軸心的軸向，與磁鐵2面對的方 式，固定於圖中未示出的固定部件上。該磁性傳感器5為比如， 多個磁性傳感元件(MAGEFT)按照列狀並列的陣列式傳感器或2 維矢量傳感器。
角度計算機構6為根據構成上述磁性傳感器5的各磁性傳感 元件的輸出，測定上述磁鐵2的磁場強度，根據該測定值，將旋 轉部件的旋轉角度作為絕對角度而檢測的機構。
輸出機構4包括旋轉脈沖信號形成機構7,絕對角度輸出模式 運行機構8,與模式運行信號形成機構9。
旋轉脈衝信號形成機構7為根據上述絕對角度檢測傳感器3 已檢測到的絕對角度e,產生包括絕對角度檢測傳感器3的作為 零相的索引信號(Z相信號)，和一定間隔的脈衝信號(AB相信號) 的旋轉脈衝信號(ABZ相信號)的機構。圖2(A)、 (B)表示旋轉脈衝 信號形成機構7所形成的2個脈衝信號(A相信號、B相信號)的波 形圖。該A相和B相的脈沖信號相互有90°的相位差。圖2(C) 表示旋轉脈沖信號形成機構7所形成的索引信號(Z相信號)的波形 圖。
絕對角度輸出模式運行機構8為按照從輸出上述索引信號(Z相信號)起，輸出到目前的絕對角度6的模式的絕對角度輸出模 式，輸出上述旋轉脈衝信號(AB相信號)的機構。通過上述旋轉脈
衝信號形成機構7形成的旋轉脈沖信號(AB相信號)在上述絕對角 度輸出模式的場合和不是該模式的場合不同。即，不是絕對角度 輸出模式的場合(通常時)的旋轉脈沖信號(AB相信號)作為對應於 絕對角度檢測傳感器3所檢測的絕對角度的變化的速度的脈沖信 號而產生。相對該情況，絕對角度輸出模式的旋轉脈衝信號(AB 相信號)產生其速度足夠地高於上述通常時的脈沖信號的脈沖信 號。另外，索引信號(Z相信號)也在絕對角度輸出模式，為高速的 脈沖信號。
絕對角度輸出模式運行機構8在絕對角度檢測傳感器3的電 源接通之後，並且對應於來自接收該旋轉檢測裝置1的輸出的外 部的接收側的電路30的請求信號(request),進行上述絕對角度輸 出模式的輸出動作。圖2(F)表示從外部的接收側電路30輸出的請 求信號(request信號)的波形圖。絕對角度檢測傳感器3在電源接 通之後，輸出電源接通信號，該電源接通信號輸入到絕對角度輸 出模式運行才幾構8中。
模式運行信號形成機構9為輸出表示上述絕對角度輸出模式 運行機構8進行絕對角度輸出模式的輸出動作的信號 (ABS——mode信號)的機構。圖2(D)表示模式運行信號形成機構9 所輸出的ABSmode信號的波形圖。
接著，分為旋轉部件停止的場合(圖2)和旋轉的場合(圖3), 對旋轉檢測裝置1按照絕對角度，檢測旋轉部件的旋轉角度，將 該絕對角度的信息輸出給外部的接收電路30的動作進行說明。 ■旋轉部件停止的場合
如果從接收側電路30向旋轉檢測裝置1的輸出機構4,像圖2(F)那樣輸入絕對角度輸出的請求信號(request)，則對應於此，絕 對角度輸出模式運行機構8可動作，從模式運行信號形成機構9, 像圖2(D)那樣，產生表示在絕對角度輸出模式中的模式運行信號 (ABS__mode),從旋轉脈衝信號形成機構7,像圖2(A)、圖2(B)、 圖2(C)那樣，產生各旋轉脈衝信號(A, B， Z)。作為各信號的形成 順序，首先，ABS——mode信號為1,然後，輸出索引信號(Z相信 號)，接著延遲而輸出2個旋轉脈衝信號(A相信號，B相信號)。 此場合的索引信號(Z相信號)與絕對角度檢測傳感器3的零相無關 地輸出。
在接收這些信號而動作的接收側電路30中，接收索引信號(Z 相信號)，由此，將表示絕對角度值的位置計數器31重新設定在0。 像圖2(E)那樣，上述位置計數器31對緊接Z相信號而輸出的A 相信號和B相信號進行計數處理。A相信號和B相信號的位置計 數器31中的處理為各信號的邊緣部中所計數得到的值(4倍頻)。 如果旋轉檢測裝置1所檢測到的目前的旋轉角度的絕對值為Qn, 則從旋轉脈衝信號形成機構7,輸出將作為A相信號和B相信號 的位置計數器3 1的計數值合計Qn的脈衝數量。
另外，如果旋轉脈衝信號形成機構7輸出作為A相信號和B 相信號而合計Qn計數值的脈沖數量，則模式運行信號形成機構9 所形成的ABS__mode信號為0，絕對角度輸出模式結束。其結果 是，接收側電路30的位置計數器31的計數值表示在絕對角度輸 出模式結束時，旋轉檢測裝置1所檢測的目前的旋轉角度的絕對 值Qn。
於是，通過在絕對角度輸出模式動作中(ABS——mode-l),對 從旋轉脈沖信號形成機構7輸出的A相信號和B相信號進行計數， 將絕對角度數據Q n轉送到接收側電路30的位置計數器31中，由此，可在不設置單獨串行通信機構的情況下，採用ABZ相信號，
將絕對角度信息輸出給接收側電路3 0 。
在以上的說明中，給出從接收側的電路30,將絕對角度輸出 模式的請求信號(request)輸入到旋轉檢測裝置1的輸出機構4中， 由此，絕對角度輸出模式運行機構8為絕對角度輸出模式的場合， 但是，即使在旋轉檢測裝置1的絕對角度檢測傳感器3處於電源 接通狀態的情況下，作為初始化動作的一部分，絕對角度輸出模 式運行機構8為絕對角度輸出模式。在此場合，從絕對角度檢測 傳感器3輸出的電源接通信號代替上述請求信號(request),而形成 絕對角度輸出模式的時刻信號。
同樣在此場合，如果絕對角度檢測傳感器3的電源接通，由 於輸出相當於絕對角度檢測傳感器3所檢測的目前的絕對角度的 脈衝數量的AB相信號，故向接收該信號的接收側的電路30,傳 遞目前的絕對角度。在重新設定接收側的電路30的場合，在接收 側的電路30的啟動時間長，無法正確地接收電源接通之後的AB 相信號的場合，改變從接收側的電路30,請求絕對角度的輸出的 請求信號(request),將其輸入到旋轉角度檢測裝置1的輸出機構4 中，再次運行絕對角度檢測模式，由此，可將目前的絕對角度轉 送到接收側的電路30中。
另外，在絕對角度輸出模式中，像上述那樣，A、 B、 Z的各 相信號只要可能，則按照高速脈沖信號的形式輸出。其結果是， 可使將絕對角度信息轉送給接收側的電路30所必需的時間為最低 限。
旋轉部件旋轉的場合
同樣在此場合，如果從接收側電路30向旋轉檢測裝置1的輸 出機構4，像圖3(F)那樣輸入絕對角度輸出的請求信號(request)，則對應於此，絕對角度輸出模式運行機構8可動作，從模式運行
信號形成機構9,像圖3(E)那樣，產生表示在絕對角度輸出模式中 的模式運行信號(ABS__mode = 1),從旋轉脈衝信號形成機構7, 像圖2(B)、圖2(C)、圖2(D)那樣，產生各旋轉脈沖信號(A， B， Z 相信號)。
在接收側電路30中，接收Z相信號，由此，將表示絕對角度 值的位置計數器31重新設定為0,上述位置計數器31對緊接Z 相信號而輸出的A相信號和B相信號進行計數處理。如果A相信 號和B相信號的脈衝輸出像圖3(A)那樣， 一旦到達目前的絕對角 度值，則在這裡，絕對角度輸出模式動作結束(ABS——mode=0)。 然後，伴隨旋轉部件的旋轉，輸出與通過絕對角度檢測傳感器3 檢測的絕對角度的變化相對應的旋轉脈衝信號(ABZ相信號)。由 此，在通過對脈沖進行計數而得知絕對角度的接收側的電路30中， 處於在絕對角度輸出模式動作結束(AB S——mode = O)之後，在平時 獲得實際的絕對角度信息的狀態。
像這樣，在本實施方式的旋轉檢測裝置1中，可在不追加特 別的硬體的情況下，採用與過去的增值編碼器相同的ABZ相脈衝 信號，輸出通過絕對角度檢測傳感器3檢測到的絕對角度信息， 電路連接也簡單，也不花費成本。同樣在接收該輸出的接收側， 可不特別配備存儲絕對角度等的機構，而在平時檢測絕對角度。
此外，在本實施方式中，由於設置模式運行信號形成機構9, 其輸出表示輸出機構4的絕對角度輸出模式運行機構8運行絕對 角度輸出模式的信號(ABS__mode),故如果設置表示絕對角度輸 出模式動作中的信號線，則在接收側的電路30中，可判斷從旋轉 檢測裝置1傳送的旋轉脈衝信號(ABZ相信號)在怎樣的狀態輸出， 還可在不破壞機器的控制狀態等的情況下傳遞角度信息。在比如，接收側的電路30進行電動機控制等的情況下，可不進行異常的動 作。
此外，在本實施方式中，由於對應於相對旋轉檢測裝置1的 來自外部(接收側的電路30)的請求信號(request),絕對角度輸出模 式運行機構8進行絕對角度輸出模式的輸出，故可對應於接收側 的電路30的狀態，輸出絕對角度信息，可按照與各種控制電路、 計數電路連接的方式利用。
圖4表示組裝有與本實施方式基本相同的旋轉檢測裝置的軸 承的剖視圖。帶有該旋轉檢測裝置的軸承20為在內圏21和外圈 22的滾動面之間，介設有保持在保持器23上的滾動體24的滾動 軸承。滾動體24由滾珠形成，該滾動軸承20為單排的深槽滾珠 軸承。作為旋轉部件的旋轉軸10以壓配合狀態而嵌合於內圏21 上，外圈22設置於軸承使用機器的外殼(圖中未示出)上。
組裝於滾動軸承20中的旋轉檢測裝置1包括設置於滾動軸承 20的內圏21側的磁鐵2，與設置於外圖22側的旋轉傳感器13。 具體來說，在與內圏21 —起旋轉的旋轉軸10上，設置形成有一 對磁極N、 S的永久磁鐵2，在與外圈22處於固定關係的傳感器 安裝部件27上設置旋轉傳感器13。
在磁鐵2中，像圖5所示的那樣，從該對磁極N ， S產生的磁 場具有圍繞滾動軸承20的軸心0的方向性，即沿圓周方向，磁場 的強度變化。其結果是，在磁鐵2旋轉時，磁鐵2的外側的固定 點的磁場按照對應於旋轉速度的周期而變化。該磁鐵2按照與滾 動軸承20的軸心0與磁鐵2的中心 一 致的方式，固定於旋轉軸 10的 一 端的中間。^磁鐵2與旋轉軸10成 一體地旋轉，由此，N ^茲 極和S ^F茲4及圍繞上述軸岸義軸心0而迴轉運動。
旋轉傳感器13為感測磁鐵2的磁場，輸出旋轉角度的信息的傳感器。旋轉傳感器13按照滾動軸承20的軸心O的軸向，與磁
鐵2面對的方式，經由傳感器安裝部件27安裝於外圈22側。具 體來說，在外圈22上安裝上述傳感器安裝部件27，在該傳感器安 裝部件27上固定旋轉傳感器13。傳感器安裝部件27按照外周部 的前端圓筒部27a與外圈22的內徑面嵌合，形成於該前端圓筒部 27a的附近的凸緣部27b與外圈22的幅面卡合的方式沿軸向定位。 另外，在傳感器安裝部件27上，還安裝用於取出旋轉傳感器13 的輸出的輸出纜線29。
旋轉傳感器13像圖6的俯視圖所示的那樣，按照在1個半導 體晶片14上集成大規模集成電路(LSI)的方式構成。該大規模集成 電路由下述構成構成石茲性傳感器5的多個石茲性傳感元件5a;根 據該磁性傳感元件5a的輸出，測定上述磁鐵2的磁場強度，根據 該測定值，按照絕對角度檢測作為旋轉側部件的旋轉軸10的旋轉 角度的角度計算機構6;延遲時間補償機構17;內插機構18;輸 出機構4。在這裡，通過磁性傳感器5、角度計算機構6、延遲時 間補償機構17和內插機構18,構成圖1的絕對角度檢測傳感器3, 該絕對角度檢測傳感器3和輸出機構4集成於1個半導體晶片14 上，構成旋轉傳感器13。另外，輸出機構4也可設置於獨立於半 導體晶片14上的部位。
在半導體晶片14上，磁性傳感元件5a沿假想的矩形上的4 條邊的各邊而設置，形成4邊的磁性傳感器陣列5A 5D。在此場 合，上述矩形的中心O，與滾動軸承20的軸心O—致。在4邊的 磁性傳感器陣列5A 5D中，在該圖的實例的場合，傳感元件5a 按照一排並列，但是，傳感元件5a也可按照多排平行地並列。由 上述角度計算機構6、延遲時間補償機構17、內插機構18、輸出 機構4等構成的運算電路部設置於磁性傳感器陣列5A 5D的矩形配置的內部。半導體晶片14按照該元件形成面與上述磁鐵2面對 的方式固定於上述傳感器安裝部件27上。
圖7和圖8為上述角度計算機構6的旋轉角度計算處理的說 明圖。圖8(A) 圖8(D)表示旋轉軸10旋轉時的磁性傳感器陣列 5A 5D的輸出波形圖，它們的橫軸分別表示各磁性傳感器陣列 5A 5D的磁性傳感元件5a,縱軸表示檢測磁場的強度。
在圖7所示的位置X1和X2 ，具有》茲性傳感器陣列5 A 5D的 檢測》茲場的N i茲極和S石茲極的邊界的零交叉位置。在該狀態，各 磁性傳感器陣列5A 5D的輸出形成圖8(A) 8(D)所示的信號波形。 於是，零交叉位置XI和X2可根據磁性傳感器陣列5A, 5C的輸 出，進行直線近似處理的方式而計算。
角度計算可通過下述式(l)而進行。
6 = tan— '(2L/b) ……(1)
在這裡，6表示通過絕對角度(絕對值)給出磁鐵2的旋轉角度 的值。2L表示通過呈矩形並列的各磁性傳感器陣列5A 5D構成的 四邊形的1條邊的長度。B表示零交叉位置XI和X2之間的橫向 長度。
零交叉位置XI和X2位於磁性傳感器陣列5B， 5D中的場合， 通過根據它們的輸出而獲得的零交叉位置數據，按照與上述相同 的方式，計算旋轉角度6 。
但是，角度計算機構6在進行上述的運算，輸出旋轉角度6 之前，產生時間滯後。於是，在高速旋轉狀態檢測到的旋轉角度
位置不同於實際的旋轉角度位置不同。在圖io中，給出在時刻
tn-l、 tn、 tn+l，通過角度計算機構6運算輸出的各檢測角度6 n-l、 6n、 6 n+l與實際的角度之間的關係。這些檢測角度6 n-l 、 6 n、 6 n+l和實際的角度的角度差是上述延遲造成的。在圖9中，延遲時間補償機構17為僅按照上述時間延遲量， 對從角度計算機構6輸出的檢測角度6進行補償的機構。該補償 處理按照下面的步驟而進行。
(1) 將在時刻tn，從角度計算機構6輸出的檢測角度6 n,與在 時刻tn-l，從角度計算機構6輸出的檢測角度6n-l的差分A6 n(= 6n- 6 n-l)作為旋轉速度而計算。該差分值A 6n表示按照1 次的磁場取樣間隔T旋轉的角度。
(2) 採用像這樣檢測的旋轉速度(差分值A 6n)，計算應到達下 次的取樣時刻(下次，角度計算機構6輸出檢測角度6n+l的時 刻)tn+l的旋轉角度位置Pn+1。在這裡，對到檢測角度輸出時的延 遲時間進行補償。如果該補償的計算方法採用比如， 一次近似方 式，則應到達tn+l的旋轉角度位置Pn+1為
formula see original document page 172)
在這裡，a為對延遲時間進行補償的係數，通過延遲時間的大小 而設定。在圖10的場合，設定在cx =2。像這樣計算的下次的預 計檢測角度Pn+l為目標值。在像這樣進行延遲時間補償的場合， Pn + 1為圖10所示的位置，接近實際的旋轉角度位置的值為目標 值。此時，在圖中未示出的存儲器中，存儲上次計算的目標值Pn。
內插機構18為對石茲場的取樣間隔T進行內插處理，對旋轉角 度的變化量進行運算的機構。該內插處理按照下述的步驟進行。
(1) 採用通過延遲時間補償機構17計算的目標值Pn+1，與存 儲於存儲器中的上次的目標值Pn,將在下次取樣時刻tn+l之前變 化的計數量Cn作為
formula see original document page 173)
而計算。
(2) 在計算上述計數量Cn後，將目前位置A作為Pn而再次存儲於存儲器中。於是，在圖中未示出的計數器中，依次輸入Cn個
時鐘，由此，計數器的計數值變化，獲得補償角度輸出(延遲時間
補償+內插)A。
輸出機構4的處理與圖l的實施方式的場合相同，在這裡， 省略對其的說明。
在該場合的旋轉檢測裝置1中，通過延遲時間補償機構17, 對根據角度計算機構6輸出的檢測角度6以時間延遲量進行補償， 該時間延遲量為從通過磁性傳感元件5a檢測磁鐵2的磁場，達到 通過角度計算機構6輸出檢測角度6的時間延遲量，故從絕對角 度檢測傳感器3輸出的絕對角度信息為最接近實際的旋轉側部件 (旋轉軸IO)的旋轉角度的值，可實時地獲得正確的角度信息。
另外，由於通過內插機構18，對磁場的取樣間隔T進行內插 處理，對旋轉角度的變化量進行運算，故可按照比取樣時間間隔T 精細的程度，檢測旋轉側部件(旋轉軸IO)的高速旋轉動作。
此外，在帶有圖4的旋轉檢測裝置的軸承20中，由於將上述 旋轉檢測裝置l組裝於滾動軸承20中，故可謀求軸承使用設備的 部件數量、裝配工時的削減，與整體尺寸的緊湊。
權利要求
1.一種旋轉檢測裝置，其特徵在於該旋轉檢測裝置包括絕對角度檢測傳感器，其按照絕對角度檢測所旋轉的部件的旋轉角度；旋轉脈衝信號形成機構，其根據該絕對角度檢測傳感器檢測到的絕對角度，形成包括上述絕對角度檢測傳感器的零相的索引信號和一定間隔的脈衝信號的旋轉脈衝信號；絕對角度輸出模式運行機構，其按照作為從輸出上述索引信號起，輸出到目前的絕對角度的模式的絕對角度輸出模式輸出上述旋轉脈衝信號。
2. 根據權利要求1所述的旋轉檢測裝置，其特徵在於上述旋轉 脈沖信號由相位相差90。的A相和B相的2個脈衝信號，與上述 索引信號構成。
3. 根據權利要求1所述的旋轉檢測裝置，其特徵在於上述絕對 角度輸出模式運行機構在上述絕對角度檢測傳感器的電源接通之 後，以及對應於相對該旋轉檢測裝置的來自外部的請求信號，進 行上述絕對角度輸出模式的輸出。
4. 根據權利要求1所述的旋轉檢測裝置，其特徵在於其設置模 式運行信號形成機構，其輸出表示上述絕對角度輸出模式運行機 構運行絕對角度輸出模式的信號。
5. 根據權利要求1所述的旋轉檢測裝置，其特徵在於上述絕對 角度檢測傳感器為檢測設置於上述所旋轉的部件上的磁發生體的 磁場的磁式的絕對角度檢測傳感器。
6. 根據權利要求1所述的旋轉檢測裝置，其特徵在於上述旋轉 脈衝信號形成機構和絕對角度輸出模式運行機構由集成於相同的 半導體上的電路構成。
7.—種帶有旋轉檢測裝置的軸承，其中，將權利要求l所述的 旋轉檢測裝置組裝於軸承中。
全文摘要
本發明的課題在於提供不要求多餘的動作、程序，可採用ABZ相信號，檢測絕對角度信息的旋轉檢測裝置和組裝有該旋轉檢測裝置的帶有旋轉檢測裝置的軸承。設置以絕對角度檢測所旋轉的部件的旋轉角度的絕對角度檢測傳感器(3)；旋轉脈衝信號形成機構(7)，其根據該絕對角度檢測傳感器(3)檢測到的絕對角度，形成包括上述絕對角度檢測傳感器(3)的零相的索引信號，和一定間隔的脈衝信號的旋轉脈衝信號。通過絕對角度輸出模式運行機構(8)，按照從輸出上述索引信號起，到目前的絕對角度而輸出的模式的絕對角度輸出模式輸出上述旋轉脈衝信號。
文檔編號G01D5/18GK101529209SQ20078003927
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月12日 優先權日2006年11月2日
發明者高橋亨 申請人:Ntn株式會社