JP2008249574A - Rotation detector, and bearing with rotation detector - Google Patents

Rotation detector, and bearing with rotation detector Download PDF

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JP2008249574A JP2007092802A JP2007092802A JP2008249574A JP 2008249574 A JP2008249574 A JP 2008249574A JP 2007092802 A JP2007092802 A JP 2007092802A JP 2007092802 A JP2007092802 A JP 2007092802A JP 2008249574 A JP2008249574 A JP 2008249574A
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亨 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation detector capable of detecting highly precisely a rotational position with high detection resolution, and a bearing assembled in with the rotation detector. <P>SOLUTION: The rotation detector 1 includes an encoder 2 provided rotatably, and arranged with a plurality of poles to be detected, arrayed circumferentially at equal intervals, and a sensor 3 for detecting the poles to be detected of the encoder 2 to generate a pulse. The rotation detector 1 is added thereto with a multiplication means 4, an identification information output means 5 and a correction means 6. The multiplication means 4 multiplies the pulse generated by the sensor 3 with a set multiplication number, to output a multiplication pulse. The identification information output means 5 outputs identification information of the multiplication pulse output from the multiplication means 4. The correction means 6 corrects a pitch error of the multiplication pulse output from the multiplication means 4, based on the identification information output from the identification information output means 5. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、各種の機器における回転検出や回転速度検出に用いられる回転検出装置、およびその回転検出装置を組み込んだ回転検出装置付き軸受に関する。   The present invention relates to a rotation detection device used for rotation detection and rotation speed detection in various devices, and a bearing with a rotation detection device incorporating the rotation detection device.

この種の回転検出装置として、例えば被検出極となる複数の磁極対（Ｎ，Ｓ）を円周方向に並べて設けたリング状の磁気エンコーダを回転体に同心に設け、この磁気エンコーダの磁極を磁気センサで検出するようにしたものが知られている。このような構成のものでは、磁気エンコーダが１回転する間に、磁気センサから前記磁極対の数だけのパルスを出力できる。
また、このような構成の回転検出装置において、磁気エンコーダの各磁極対に対応して磁気センサから出力されるパルスを逓倍回路により逓倍して、実際の磁極対の数よりも多いパルス出力を得ることで、検出の分解能を上げるようにしたものも提案されている（例えば特許文献１，２）。 As this type of rotation detection device, for example, a ring-shaped magnetic encoder in which a plurality of magnetic pole pairs (N, S) to be detected poles are arranged in the circumferential direction is provided concentrically with the rotating body, and the magnetic poles of this magnetic encoder are provided. What is detected by a magnetic sensor is known. With such a configuration, as many pulses as the number of magnetic pole pairs can be output from the magnetic sensor during one rotation of the magnetic encoder.
Further, in the rotation detection device having such a configuration, a pulse output from the magnetic sensor corresponding to each magnetic pole pair of the magnetic encoder is multiplied by a multiplication circuit to obtain a pulse output larger than the actual number of magnetic pole pairs. Thus, there are also proposed ones that increase the resolution of detection (for example, Patent Documents 1 and 2).

図１０には、上記した逓倍パルスを生成する方式の一例を示す。この場合、磁気エンコーダの磁極に対向配置する磁気センサとして、１磁極対を周期として互いに９０度位相のずれが生じる位置に２つの磁気センサ４０Ａ，４０Ｂを配置し、これら両磁気センサ４０Ａ，４０Ｂから９０度位相のずれた出力パルスＡ，Ｂを得る。これらの出力パルスＡ，Ｂを組み合わせることで、４倍の分解能の逓倍パルスＣを得ることができる。
しかし、この場合、出力パルスＡ，Ｂの位相差が９０度からずれると、各逓倍パルスＣの間でパルス幅に誤差が生じる。 FIG. 10 shows an example of a method for generating the above-described multiplied pulse. In this case, two magnetic sensors 40A and 40B are arranged at positions where a 90 ° phase shift occurs with one magnetic pole pair as a period as a magnetic sensor arranged opposite to the magnetic poles of the magnetic encoder. Output pulses A and B that are 90 degrees out of phase are obtained. By combining these output pulses A and B, a multiplied pulse C having a resolution of 4 times can be obtained.
However, in this case, if the phase difference between the output pulses A and B deviates from 90 degrees, an error occurs in the pulse width between each multiplied pulse C.

逓倍パルスを生成する他の方式として、磁気センサ４０Ａ，４０Ｂから得られる２つ
のアナログ出力信号Ａ，Ｂをもとに、図１１のように位相φを求めて逓倍することもできる。
しかし、この場合にも、位相φが９０度からずれたり、アナログ出力信号Ａ，Ｂの振幅が変動すると誤差が生じる。
特表２００１−５１８６０８号公報 特表２００２−５４１４８５号公報 As another method for generating the multiplied pulse, the phase φ can be obtained and multiplied as shown in FIG. 11 based on the two analog output signals A and B obtained from the magnetic sensors 40A and 40B.
However, even in this case, an error occurs when the phase φ shifts from 90 degrees or the amplitudes of the analog output signals A and B fluctuate.
JP-T-2001-518608 Special Table 2002-541485

特許文献１，２に開示の構成の場合にも、逓倍回路の回路特性や磁気エンコーダの磁界分布により、生成される逓倍パルスにピッチ誤差が生じる。このように、生成される逓倍パルスの間でピッチ誤差が発生すると、回転検出の分解能は上がっても、逓倍パルスを使用して例えば回転速度を検出すると検出誤差が大きくなるという問題がある。   Even in the configurations disclosed in Patent Documents 1 and 2, a pitch error occurs in the generated multiplied pulse due to the circuit characteristics of the multiplier circuit and the magnetic field distribution of the magnetic encoder. As described above, when a pitch error occurs between the generated multiplied pulses, there is a problem that, even if the resolution of rotation detection is improved, if the rotation speed is detected using the multiplied pulse, for example, the detection error increases.

この発明の目的は、検出分解能が高くかつ正確な回転位置検出が可能な回転検出装置、およびこの回転検出装置を組み込んだ回転検出装置付き軸受を提供することである。   An object of the present invention is to provide a rotation detection device with high detection resolution and capable of accurate rotation position detection, and a bearing with a rotation detection device incorporating the rotation detection device.

この発明の回転検出装置は、回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出してパルスを発生するセンサとを備えた回転検出装置において、前記センサの発生するパルスを設定された逓倍数に逓倍して逓倍パルスを出力する逓倍手段と、この逓倍手段の出力する逓倍パルスの識別情報を出力する識別情報出力手段と、この識別情報出力手段の出力する識別情報に基づき逓倍パルスのピッチ誤差を補正する補正手段とを設けたことを特徴とする。
逓倍手段から出力される逓倍パルスにはピッチ誤差があるが、その誤差パターンはエンコーダにおける被検出極毎に繰り返される再現性のある特性を持つ。そこで、上記構成のようにして、識別情報出力手段の出力する識別情報に基づき、逓倍パルスのピッチ誤差を補正手段で補正すると、ピッチ誤差によるばらつきが低減されて、高精度の回転位置検出が可能となる。しかも、逓倍パルスの出力に同期して回転位置検出を行えるので、検出分解能も高めることができる。 A rotation detection device according to the present invention includes an encoder that is rotatably provided and has a plurality of detected poles arranged in a circumferential direction, and a sensor that detects the detected poles of the encoder and generates a pulse. In the rotation detection device, the multiplication means for multiplying the pulse generated by the sensor to a set multiplication number and outputting the multiplication pulse, and the identification information output means for outputting the identification information of the multiplication pulse output from the multiplication means And a correction means for correcting the pitch error of the multiplied pulse based on the identification information output from the identification information output means.
The multiplied pulse output from the multiplication means has a pitch error, but the error pattern has a reproducible characteristic that is repeated for each detected pole in the encoder. Therefore, when the pitch error of the multiplied pulse is corrected by the correction means based on the identification information output from the identification information output means as in the above configuration, the variation due to the pitch error is reduced, and highly accurate rotational position detection is possible. It becomes. In addition, since the rotational position can be detected in synchronization with the output of the multiplied pulse, the detection resolution can be improved.

この発明において、前記エンコーダは、前記被検出極となる磁極が円周方向に並んで設けられた磁気エンコーダであり、前記センサは前記磁気エンコーダの磁極を検出する磁気センサであっても良い。この他に前記エンコーダは、被検出極となる歯を円周上に並べたギヤ状のパルサリングであっても、また光学式に検出されるものであっても良い。
磁気エンコーダは、光学式のエンコーダに比べて分解能を高くすることが難しいが、その反面、泥水や埃等に対する環境に強いと言う利点がある。そのため、磁気エンコーダを用いた場合、この発明における検出分解能が高くかつ正確な回転位置検出が可能という利点が効果的に発揮され、環境に強く、かつ高分解能で正確な回転検出が可能な装置とできる。 In the present invention, the encoder may be a magnetic encoder in which magnetic poles to be detected poles are arranged in a circumferential direction, and the sensor may be a magnetic sensor that detects the magnetic poles of the magnetic encoder. In addition, the encoder may be a gear-shaped pulsar ring in which teeth to be detected poles are arranged on the circumference, or may be optically detected.
Although it is difficult to increase the resolution of the magnetic encoder as compared with the optical encoder, there is an advantage that it is resistant to muddy water and dust. Therefore, when a magnetic encoder is used, the advantage that the detection position in the present invention is high and accurate rotational position detection is effectively exhibited, and the apparatus is strong in the environment and capable of accurate rotation detection with high resolution. it can.

この発明において、前記補正手段は、前記逓倍パルスの識別情報毎に、逓倍パルスの誤差情報を対応させて記憶した誤差パターンデータ記憶手段と、前記逓倍手段で発生した逓倍パルスのピッチを、前記誤差パターンデータ記憶手段の記憶内容を用いて補正する補正演算手段とを有するものとしても良い。   In the present invention, the correction means includes, for each identification information of the multiplied pulse, an error pattern data storage means that stores the error information of the multiplied pulse in association with each other, and the pitch of the multiplied pulse generated by the multiplier means It is good also as what has a correction calculating means to correct | amend using the memory | storage content of a pattern data storage means.

この発明において、前記識別情報が、前記逓倍数の逓倍パルスを発生する毎に１回出力する信号であっても良い。逓倍数毎に１回のパルス等の出力が得られると、その信号を用いてカウンタをリセットし、逓倍パルス毎にカウントすることで、何番目の逓倍パルスであるかが識別できる。この構成の場合、識別情報を１本の信号線で伝達でき、高速回転にも対応できる。   In the present invention, the identification information may be a signal that is output once every time the multiplication pulse of the multiplication number is generated. When an output such as one pulse is obtained for each multiplication number, the counter is reset using the signal, and counting is performed for each multiplication pulse, whereby it is possible to identify the number of the multiplication pulse. In the case of this configuration, the identification information can be transmitted through a single signal line, and it can cope with high-speed rotation.

この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明の上記いずれかの構成の回転検出装置が軸受に搭載されたものである。
この構成によると、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。 The bearing with a rotation detection device according to the present invention is obtained by mounting the rotation detection device according to any one of the above configurations of the present invention on a bearing.
According to this configuration, it is possible to reduce the number of parts, the number of assembling steps, and the size of the bearing using device.

この発明の回転検出装置は、回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出してパルスを発生するセンサとを備えた回転検出装置において、前記センサの発生するパルスを設定された逓倍数に逓倍して逓倍パルスを出力する逓倍手段と、この逓倍手段の出力する逓倍パルスの識別情報を出力する識別情報出力手段と、この識別情報出力手段の出力する識別情報に基づき前記逓倍手段の出力する逓倍パルスのピッチ誤差を補正する補正手段とを設けたため、検出分解能を高くでき、かつ高精度の回転位置検出が可能となる。
この発明の回転検出装置付き軸受は、この発明の回転検出装置が軸受に搭載されたものであるため、検出分解能が高くかつ正確な回転位置検出が可能であり、また軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。 A rotation detection device according to the present invention includes an encoder that is rotatably provided and has a plurality of detected poles arranged in a circumferential direction, and a sensor that detects the detected poles of the encoder and generates a pulse. In the rotation detection device, the multiplication means for multiplying the pulse generated by the sensor to a set multiplication number and outputting the multiplication pulse, and the identification information output means for outputting the identification information of the multiplication pulse output from the multiplication means Since the correction means for correcting the pitch error of the multiplication pulse output from the multiplication means based on the identification information output from the identification information output means is provided, the detection resolution can be increased and the rotational position can be detected with high accuracy. Become.
Since the rotation detection device of the present invention is mounted on the bearing, the rotation detection device of the present invention can detect the rotational position with a high detection resolution and the number of parts of the bearing-using device, Reduction of assembly man-hours and downsizing can be achieved.

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１は、この実施形態の回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。この回転検出装置１は、円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたリング状のエンコーダ２と、このエンコーダ２の前記被検出極を検出してパルスａを発生するセンサ３と、このセンサ３の発生するパルスａを設定された逓倍数Ｎに逓倍して逓倍パルスｂを出力する逓倍手段４と、この逓倍手段４が出力する逓倍パルスｂの識別情報を出力する識別情報出力手段５と、この識別情報出力手段５が出力する識別情報に基づいて、前記逓倍手段４から出力される逓倍パルスのピッチ誤差を補正する補正手段６とを備える。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the rotation detection device of this embodiment. The rotation detection device 1 includes a ring-shaped encoder 2 in which a plurality of detected poles arranged in the circumferential direction are equally arranged, a sensor 3 that detects the detected pole of the encoder 2 and generates a pulse a, The multiplication means 4 for multiplying the pulse a generated by the sensor 3 to a set multiplication number N and outputting the multiplication pulse b, and the identification information output means for outputting the identification information of the multiplication pulse b output from the multiplication means 4 5 and correction means 6 for correcting the pitch error of the multiplied pulse output from the multiplication means 4 based on the identification information output from the identification information output means 5.

エンコーダ２は、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に半部断面図および斜視図で示すように、被検出極として周面の円周方向に複数の磁極対２ａを等配位置に並べて着磁させたリング状の磁気エンコーダからなり、図示しない被検出対象の回転体に対して同心となるように取付けられることで回転自在とされる。この場合、センサ３は、磁気エンコーダ２の磁極Ｎ，Ｓを検出する磁気センサとされ、磁気エンコーダ２の周面に対向するように例えば外径側に配置される。   For example, as shown in FIGS. 2A and 2B with a half sectional view and a perspective view, the encoder 2 has a plurality of magnetic pole pairs 2a arranged at equal positions in the circumferential direction of the peripheral surface as detected poles. It consists of a magnetized ring-shaped magnetic encoder, and can be rotated by being attached so as to be concentric with a rotating body to be detected (not shown). In this case, the sensor 3 is a magnetic sensor that detects the magnetic poles N and S of the magnetic encoder 2 and is disposed, for example, on the outer diameter side so as to face the peripheral surface of the magnetic encoder 2.

図２の磁気エンコーダ２の構成例は、周面に磁極対２ａを着磁させたラジアルタイプであるが、磁気エンコーダ２は図３（Ａ），（Ｂ）に半部断面図および斜視図で示すアキシアルタイプのものであっても良い。図３の構成例では、例えは断面をＬ字形としたリング状のバックメタル１２の円筒部１２ａの一端から外径側に延びるフランジ部１２ｂの側面の円周方向に、複数の磁極対２ａを等配位置に並べて着磁させていて、回転軸などの回転体の外周面に前記バックメタル１２の円筒部１２ａを嵌合させることで、回転体に取付けられる。この場合、磁気センサ３は、磁気エンコーダ２の着磁面に対向するように軸方向に向けて配置される。   The configuration example of the magnetic encoder 2 in FIG. 2 is a radial type in which a magnetic pole pair 2a is magnetized on the peripheral surface. The magnetic encoder 2 is shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B) in a half sectional view and a perspective view. It may be of the axial type shown. In the configuration example of FIG. 3, for example, a plurality of magnetic pole pairs 2a are provided in the circumferential direction of the side surface of the flange portion 12b extending from one end of the cylindrical portion 12a of the ring-shaped back metal 12 having an L-shaped cross section to the outer diameter side. The magnets are magnetized side by side at equal positions, and are attached to the rotating body by fitting the cylindrical portion 12a of the back metal 12 to the outer peripheral surface of the rotating body such as a rotating shaft. In this case, the magnetic sensor 3 is arranged in the axial direction so as to face the magnetized surface of the magnetic encoder 2.

識別情報出力手段５の出力する識別情報は、逓倍手段４から順次出力される各逓倍パルスｂが、Ｎ個の逓倍パルスｂのうちの何番目のものかを知らせる情報であり、例えば逓倍パルスｂの出力順序を示す番号１，２，…，Ｎとして出力される。この識別情報は、逓倍手段４から各逓倍パスルｂが生成されるのに同期して、例えばコードデータ、アナログ信号、ＰＭＷ信号、シリアルデータ等の信号形態で出力される。   The identification information output from the identification information output means 5 is information notifying which number of the N multiplied pulses b each of the multiplied pulses b sequentially output from the multiplying means 4 is, for example, the multiplied pulse b Are output as numbers 1, 2,... This identification information is output in the form of a signal such as code data, analog signal, PMW signal, serial data, etc. in synchronization with the generation of each multiplication pulse b from the multiplication means 4.

前記識別情報の他の出力信号形態として、逓倍数Ｎの逓倍パルスｂが逓倍手段４から出力開始される毎に、つまりセンサ３からパルスａが出力される毎に、１パルスの信号を出力しても良く、そのパルス信号としてセンサ３からの出力パルスａをそのまま使用しても良い。この場合、例えば識別情報を受け取る前記補正手段６において、識別情報解読手段として、前記１パルスの出力信号をリセット信号として受けるカウンタを設け、このカウンタで前記逓倍手段４から出力される逓倍パルスｂをカウントすれば、そのカウント値（１，２，…，Ｎ）を逓倍パルス番号（識別情報）として得ることができる。この出力信号形態によると、識別情報を１本の信号線で伝達でき、高速回転にも対応しやすい形態となる。   As another output signal form of the identification information, a signal of one pulse is output every time the multiplication pulse b of the multiplication number N starts to be output from the multiplication means 4, that is, every time the pulse a is output from the sensor 3. The output pulse a from the sensor 3 may be used as it is as the pulse signal. In this case, for example, in the correction means 6 that receives the identification information, a counter that receives the output signal of one pulse as a reset signal is provided as the identification information decoding means, and the multiplication pulse b output from the multiplication means 4 is output by this counter. If counted, the count value (1, 2,..., N) can be obtained as a multiplied pulse number (identification information). According to this output signal form, the identification information can be transmitted through one signal line, and it is easy to cope with high-speed rotation.

補正手段６は、各逓倍パルスｂの識別情報と、これら逓倍パルスｂのピッチ誤差情報とを対応させて記憶した誤差パターンデータ記憶手段７と、この誤差パターンデータ記憶手段７の記憶内容を用いて、逓倍手段４で発生した逓倍パルスｂのピッチ誤差を補正する補正演算手段８と、補正された逓倍パルスから逓倍パルスに対応した位置情報つまり回転角度を出力する位置情報出力手段９とを備える。位置情報出力手段９は、ピッチ誤差が補正された逓倍パルスを出力するものであっても良い。誤差パターンデータ記憶手段７としては、例えばセンサ３の内部のＲＯＭを用いることができる。   The correction means 6 uses the error pattern data storage means 7 that stores the identification information of each multiplied pulse b and the pitch error information of these multiplied pulses b in association with each other, and uses the stored contents of the error pattern data storage means 7. A correction calculation means 8 for correcting the pitch error of the multiplication pulse b generated by the multiplication means 4 and a position information output means 9 for outputting position information corresponding to the multiplication pulse, that is, a rotation angle, from the corrected multiplication pulse. The position information output means 9 may output a multiplied pulse in which the pitch error is corrected. As the error pattern data storage means 7, for example, a ROM inside the sensor 3 can be used.

図４には、誤差パターンデータ記憶手段７に記憶させる誤差情報の一例を示す。逓倍手段５で発生する逓倍パルスｂにピッチ誤差があることは、従来例の説明でも指摘したが、この誤差パターンは、図５および図６に示すように、磁気エンコーダ２における磁極対２ａ毎に繰り返される再現性のある特性を持つ。
図５は、磁気エンコーダ２が所定の回転速度で回転しているときに、逓倍数Ｎの各逓倍パルスｂのピッチ（パルス周期）をグラフで示したものであり、理想のパルス周期に対して各逓倍パルスｂのパルス周期が増減しており、その誤差パターンは磁極対２ａ毎の区間で繰り返してもほぼ同じパターンとなる。異なる磁極対２ａにおける同じ逓倍パルス番号の逓倍パルスｂでのパルス周期の誤差は、異なる逓倍パルス番号の逓倍パルスｂの間での誤差に比べて非常に小さい値である。
図６は、磁気エンコーダ２が所定の回転速度で回転しているときに、磁極対２ａの数個分の区間で繰り返される逓倍数Ｎの逓倍パルスｂの波形の一部を示したものであり、同じ逓倍パルス番号の逓倍パルスｂの間ではパルス周期Ｔは同じであるが、異なる逓倍パルス番号の逓倍パルスｂの間ではパルス周期Ｔが異なっている。 FIG. 4 shows an example of error information stored in the error pattern data storage unit 7. Although it has been pointed out in the description of the prior art that the multiplication pulse b generated by the multiplication means 5 has a pitch error, this error pattern is shown for each magnetic pole pair 2a in the magnetic encoder 2 as shown in FIGS. Has reproducible characteristics that are repeated.
FIG. 5 is a graph showing the pitch (pulse period) of each multiplied pulse b having a multiplication number N when the magnetic encoder 2 is rotating at a predetermined rotational speed. The pulse period of each multiplied pulse b increases and decreases, and the error pattern becomes substantially the same pattern even if it is repeated in the section for each magnetic pole pair 2a. The error of the pulse period in the multiplied pulse b of the same multiplied pulse number in the different magnetic pole pair 2a is a very small value compared with the error between the multiplied pulses b of the different multiplied pulse numbers.
FIG. 6 shows a part of the waveform of the multiplication pulse b of the multiplication number N that is repeated in several sections of the magnetic pole pair 2a when the magnetic encoder 2 is rotating at a predetermined rotational speed. The pulse period T is the same between the multiplied pulses b having the same multiplied pulse number, but the pulse period T is different between the multiplied pulses b having different multiplied pulse numbers.

上記した誤差パターンの繰り返し再現性に着目して、図４の誤差パターンデータ記憶手段７には、あらかじめ、一定回転速度での基準となる逓倍数Ｎの逓倍パルスｂの誤差情報が、各逓倍パルスｂの番号１，２，…，Ｎ（識別情報）と対応付けて記憶されている。ここで、誤差情報における−１２’，＋３０’，＋２０’，…などの値は、誤差を含まない理想値の回転角度に対するピッチ増減誤差に対応した回転角度を示す。   Paying attention to the reproducibility of the error pattern described above, the error pattern data storage means 7 in FIG. 4 stores in advance error information of the multiplication pulse b of the multiplication number N serving as a reference at a constant rotational speed. , N (identification information) are stored in association with numbers b. Here, values such as −12 ′, +30 ′, +20 ′,... In the error information indicate a rotation angle corresponding to a pitch increase / decrease error with respect to a rotation angle of an ideal value not including an error.

補正演算手段８は、逓倍手段４で発生した各逓倍パルスｂに対応する回転位置を、それら逓倍パルスｂのピッチ誤差により位置誤差が生じないように補正演算する。この場合の回転位置とは、センサ３がパルスａを発生する時点に対応する磁極対２ａの一端から、各逓倍パルスｂが生成された時点（具体例では逓倍パルスの立ち上がり時）に対応する磁極対２ａの途中の各位置までの回転角度を指す。図４において、補正手段６における角度カウンタ１０は、逓倍手段４から出力される各逓倍パルスｂをカウントして、前記補正演算手段８に演算のタイミングを与え、誤差を含まない回転角度を計算する手段である。   The correction calculation means 8 corrects and calculates the rotational position corresponding to each multiplication pulse b generated by the multiplication means 4 so that no position error occurs due to the pitch error of the multiplication pulses b. The rotational position in this case is the magnetic pole corresponding to the time when each multiplied pulse b is generated from one end of the magnetic pole pair 2a corresponding to the time when the sensor 3 generates the pulse a (in the specific example, when the multiplied pulse rises). The rotation angle to each position in the middle of the pair 2a is indicated. In FIG. 4, an angle counter 10 in the correction means 6 counts each multiplied pulse b output from the multiplication means 4, gives the calculation timing to the correction calculation means 8, and calculates a rotation angle that does not include an error. Means.

補正演算手段８の具体的な演算動作は以下のように行われる。
センサ３からパルスａが出力されて、最初に逓倍手段４からパルス番号１の逓倍パルスｂが生成されると、これに同期して識別情報出力手段５から識別情報としてパルス番号１が出力され、これにより誤差パタ−ンデータ記憶手段７からパルス番号１に対応する誤差情報（−１２’）が読み出される。このとき、角度カウンタ１０はパルス番号１の逓倍パルスｂをカウントし、補正演算手段８に演算のタイミングを与える。補正演算手段８は、誤差パターンデータ記憶手段５から読み出された誤差情報（−１２’）をカウンタ１０の値による理想的な回転角度（θ）に加算して回転位置とする。この場合、逓倍パルスｂのパルス周期は理想値（θ）より短いので、逓倍パルスｂが生成した時点での回転位置をθとすると、回転位置に誤差が生じる。補正演算手段８は上記したように回転位置を（θ−１２’）として与えるので、正しい回転位置を検出することができる。この回転位置情報は位置情報出力手段９から外部に出力される。この回転位置情報は、ピッチ誤差が補正された逓倍パルスとして、位置情報出力手段９から出力されるようにしても良い。 A specific calculation operation of the correction calculation means 8 is performed as follows.
When the pulse a is output from the sensor 3 and the multiplication pulse b having the pulse number 1 is first generated from the multiplication means 4, the pulse number 1 is output as identification information from the identification information output means 5 in synchronization therewith, As a result, error information (−12 ′) corresponding to the pulse number 1 is read from the error pattern data storage means 7. At this time, the angle counter 10 counts the multiplied pulse b having the pulse number 1 and gives a calculation timing to the correction calculation means 8. The correction calculation means 8 adds the error information (−12 ′) read from the error pattern data storage means 5 to an ideal rotation angle (θ) based on the value of the counter 10 to obtain a rotation position. In this case, since the pulse period of the multiplied pulse b is shorter than the ideal value (θ), if the rotational position at the time when the multiplied pulse b is generated is θ, an error occurs in the rotational position. Since the correction calculation means 8 gives the rotational position as (θ-12 ′) as described above, the correct rotational position can be detected. This rotational position information is output to the outside from the position information output means 9. This rotational position information may be output from the position information output means 9 as a multiplied pulse with a corrected pitch error.

上記と同様に、逓倍手段４からパルス番号２の逓倍パルスｂが生成されると、これに同期して識別情報出力手段５から識別情報としてパルス番号２が出力され、誤差パタ−ンデータ記憶手段７からパルス番号２に対応する誤差情報（＋３０’）が読み出される。このとき、角度カウンタ１０はパルス番号２の逓倍パルスｂをカウントし、補正演算手段８に演算のタイミングを与える。補正演算手段８は、カウンタ１０の値による理想的な回転角度（２θ）に、誤差パターンデータ記憶手段５から読み出された誤差情報（＋３０’）を加算して、回転位置として与える。この場合も、パルス番号２の逓倍パルスｂが生成した時点での回転位置を２θとすると、回転位置に誤差が生じる。補正演算手段８は上記したように回転位置を（２θ＋３０’）として与えるので、正しい回転位置を検出することができる。この回転位置情報は位置情報出力手段９から外部に出力される。以下、同様の演算処理により、各逓倍パルスｂが生成された時点での回転位置が順次検出される。   In the same manner as described above, when the multiplication pulse b having the pulse number 2 is generated from the multiplication means 4, the identification information output means 5 outputs the pulse number 2 as identification information in synchronization with this, and the error pattern data storage means 7 To read error information (+30 ′) corresponding to pulse number 2. At this time, the angle counter 10 counts the multiplied pulse b having the pulse number 2 and gives the calculation timing to the correction calculation means 8. The correction calculation means 8 adds the error information (+30 ′) read from the error pattern data storage means 5 to the ideal rotation angle (2θ) based on the value of the counter 10 and gives it as a rotation position. Also in this case, if the rotational position at the time when the multiplied pulse b with the pulse number 2 is generated is 2θ, an error occurs in the rotational position. Since the correction calculation means 8 gives the rotational position as (2θ + 30 ′) as described above, the correct rotational position can be detected. This rotational position information is output to the outside from the position information output means 9. Thereafter, the rotational position at the time when each multiplied pulse b is generated is sequentially detected by the same arithmetic processing.

このように、補正演算手段８は、各逓倍パルスｂが生成される毎に、誤差パターンデータ記憶手段７から読み出されるパルス番号に対応する誤差情報を加算して、各逓倍パルスｂの生成時点での回転位置とするので、高い精度（正確性）で回転位置を検出することができる。このようにして得られる位置情報は正確なものとなるので、これを利用して回転速度を算出した場合、ばらつきの小さい正確な回転速度を算出できる。なお、参考として、図７に、補正後の逓倍パルスと、補正前の逓倍パルスのパルス周期をグラフで比較して示している。   As described above, the correction calculation means 8 adds the error information corresponding to the pulse number read from the error pattern data storage means 7 every time each multiplied pulse b is generated, and at the time when each multiplied pulse b is generated. Therefore, the rotational position can be detected with high accuracy (accuracy). Since the positional information obtained in this way is accurate, when the rotational speed is calculated using this, it is possible to calculate an accurate rotational speed with little variation. For reference, FIG. 7 shows a graph comparing the pulse period of the corrected multiplied pulse and the corrected corrected pulse.

このように、この実施形態の回転検出装置１では、識別情報出力手段５から出力される逓倍パルスｂの識別情報に基づき、逓倍手段４の出力する逓倍パルスｂのピッチを補正手段６で補正するようにしているので、検出分解能を高くでき、かつ高精度の回転位置検出が可能となる。   As described above, in the rotation detection device 1 of this embodiment, the correction unit 6 corrects the pitch of the multiplied pulse b output from the multiplication unit 4 based on the identification information of the multiplied pulse b output from the identification information output unit 5. Thus, the detection resolution can be increased and the rotational position can be detected with high accuracy.

図８は、上記した回転検出装置１を軸受に搭載した回転検出装置付き軸受の一構成例を示す。この回転検出装置付き軸受２０は、転動体２４を介して互いに回転自在な回転側軌道輪２２および固定側軌道輪２３を有する軸受２１において、回転側軌道輪２２の一端部にラジアルタイプの回転検出装置１のエンコーダ２を取付けると共に、このエンコーダ２と径方向に対向して固定側軌道輪２３の一端部に回転検出装置１のセンサ３を取付けたものである。軸受２０は深溝玉軸受からなり、その内輪が回転側軌道輪２２となり、外輪が固定側軌道輪２３となる。   FIG. 8 shows a configuration example of a bearing with a rotation detection device in which the rotation detection device 1 described above is mounted on a bearing. This bearing 20 with a rotation detection device is a radial type rotation detection at one end of the rotation side raceway ring 22 in a bearing 21 having a rotation side raceway ring 22 and a fixed side raceway ring 23 that are rotatable with respect to each other via a rolling element 24. The encoder 2 of the device 1 is attached, and the sensor 3 of the rotation detecting device 1 is attached to one end portion of the stationary side race ring 23 so as to face the encoder 2 in the radial direction. The bearing 20 is formed of a deep groove ball bearing, and an inner ring thereof serves as a rotation side race ring 22 and an outer ring serves as a fixed side race ring 23.

エンコーダ２は、リング状のバックメタル１２の外周面に磁極対を周方向に並べて着磁させた磁気エンコーダであり、バックメタル１２を介して回転側軌道輪２２に固着されている。センサ３はリング状の金属ケース２５内に樹脂モールドされ、金属ケース２５を介して固定側軌道輪２３に固定される。   The encoder 2 is a magnetic encoder having a pair of magnetic poles arranged in the circumferential direction and magnetized on the outer peripheral surface of a ring-shaped back metal 12, and is fixed to the rotating side race ring 22 via the back metal 12. The sensor 3 is resin-molded in a ring-shaped metal case 25, and is fixed to the stationary side race ring 23 via the metal case 25.

このように、上記構成の回転検出装置１を搭載した回転検出装置付き軸受２０では、高分解能の回転パルスを得ることができると共に、高精度の回転位置検出が可能となる。また、この回転検出装置付き軸受２０を各種機器に用いると、軸受使用機器の部品点数、組立工数の削減、およびコンパクト化が図れる。   Thus, the rotation detection device-equipped bearing 20 equipped with the rotation detection device 1 having the above-described configuration can obtain a high-resolution rotation pulse and can detect a rotational position with high accuracy. In addition, when the bearing 20 with the rotation detection device is used in various devices, the number of parts and the number of assembly steps of the bearing-using device can be reduced and the size can be reduced.

図９は、上記した回転検出装置１を軸受に搭載した回転検出装置付き軸受の他の構成例を示す。この回転検出装置付き軸受２０Ａは、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受３０にアキシアルタイプの回転検出装置１を搭載したものである。 車輪用軸受３０は、内周に複列の転走面３３を形成した外方部材３１と、これら各転走面３３に対向する転走面３４を形成した内方部材３２と、これら外方部材３１および内方部材３２の転走面３３，３４間に介在した複列の転動体３５とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持するようにしたものである。この車輪用軸受３０は、複列外向きアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体３５はボールからなり、各列毎に保持器３６で保持されている。外方部材３１と内方部材３２の間の軸受空間の両端は、シール３７，３８によりそれぞれ密封されている。インボード側端のシール３８の内方部材３２の外周面に圧入固定されるスリンガが、回転検出装置１の磁気エンコーダ２とされる。この磁気エンコーダ２の磁極対が周方向に並ぶ側面に、回転検出装置１のセンサ３が軸方向に対向して配置される。センサ３はリング状の金属ケース３９内に樹脂モールドされ、金属ケース３９を介して外方部材３１に固定される。   FIG. 9 shows another configuration example of the bearing with the rotation detection device in which the rotation detection device 1 described above is mounted on the bearing. This rotation detection device-equipped bearing 20A is a third generation type inner ring rotation type, and the axial type rotation detection device 1 is mounted on a wheel bearing 30 for driving wheel support. The wheel bearing 30 includes an outer member 31 in which a double row rolling surface 33 is formed on the inner periphery, an inner member 32 in which a rolling surface 34 facing each of the rolling surfaces 33 is formed, and these outer members. A double row rolling element 35 interposed between the rolling surfaces 33 and 34 of the member 31 and the inward member 32 is provided, and the wheel is rotatably supported with respect to the vehicle body. The wheel bearing 30 is a double-row outward angular ball bearing type, and the rolling elements 35 are formed of balls and are held by a cage 36 for each row. Both ends of the bearing space between the outer member 31 and the inner member 32 are sealed by seals 37 and 38, respectively. The slinger that is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner member 32 of the seal 38 at the inboard side end is the magnetic encoder 2 of the rotation detection device 1. The sensor 3 of the rotation detecting device 1 is arranged in the axial direction on the side surface where the magnetic pole pairs of the magnetic encoder 2 are arranged in the circumferential direction. The sensor 3 is resin-molded in a ring-shaped metal case 39 and fixed to the outer member 31 through the metal case 39.

この発明の一実施形態にかかる回転検出装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a rotation detection device according to an embodiment of the present invention. （Ａ）は同回転検出装置におけるエンコーダの一構成例を示す半部断面図、（Ｂ）は同エンコーダの斜視図である。(A) is a half sectional view showing a configuration example of an encoder in the rotation detection device, and (B) is a perspective view of the encoder. （Ａ）は同回転検出装置におけるエンコーダの他の構成例を示す半部断面図、（Ｂ）は同エンコーダの斜視図である。(A) is a half sectional view showing another configuration example of the encoder in the rotation detection device, and (B) is a perspective view of the encoder. 同回転検出装置における補正手段の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the correction | amendment means in the rotation detection apparatus. 逓倍パルスのピッチ誤差を示すグラフである。It is a graph which shows the pitch error of a multiplication pulse. 逓倍パルスのピッチ誤差を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the pitch error of a multiplication pulse. ピッチ誤差を補正した逓倍パルスのパルス周期を補正前のものと比較したグラフである。It is the graph which compared the pulse period of the multiplication pulse which correct | amended the pitch error with the thing before correction | amendment. この発明の回転検出装置を搭載した回転検出装置付き軸受の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the bearing with a rotation detection apparatus carrying the rotation detection apparatus of this invention. この発明の回転検出装置を搭載した回転検出装置付き軸受の他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example of the bearing with a rotation detection apparatus carrying the rotation detection apparatus of this invention. センサの出力パルスから逓倍パルスを生成する方式の説明図である。It is explanatory drawing of the system which produces | generates the multiplication pulse from the output pulse of a sensor. センサのアナログ出力信号から逓倍信号を生成する方式の説明図である。It is explanatory drawing of the system which produces | generates a multiplication signal from the analog output signal of a sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１…回転検出装置
２…エンコーダ
３…センサ
４…逓倍手段
５…識別情報出力手段
６…補正手段
７…誤差パターンデータ記憶手段
８…補正演算手段
２０，２０Ａ…回転検出装置付き軸受
２１，３０…軸受 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation detection apparatus 2 ... Encoder 3 ... Sensor 4 ... Multiplication means 5 ... Identification information output means 6 ... Correction means 7 ... Error pattern data storage means 8 ... Correction calculation means 20, 20A ... Bearings with rotation detection device 21, 30 ... bearing

Claims (5)

回転自在に設けられ円周方向に並ぶ複数の被検出極が等配されたエンコーダと、このエンコーダの前記被検出極を検出してパルスを発生するセンサとを備えた回転検出装置において、
前記センサの発生するパルスを設定された逓倍数に逓倍して逓倍パルスを出力する逓倍手段と、この逓倍手段の出力する逓倍パルスの識別情報を出力する識別情報出力手段と、この識別情報出力手段の出力する識別情報に基づき前記逓倍手段の出力する逓倍パルスのピッチ誤差を補正する補正手段とを設けたことを特徴とする回転検出装置。 In a rotation detection device comprising an encoder provided rotatably and arranged with a plurality of detected poles arranged in the circumferential direction, and a sensor for detecting the detected poles of the encoder and generating a pulse,
Multiplication means for multiplying a pulse generated by the sensor to a set multiplication number and outputting the multiplied pulse, identification information output means for outputting identification information of the multiplied pulse output from the multiplication means, and this identification information output means And a correction means for correcting a pitch error of the multiplication pulse output from the multiplication means based on the identification information output by the rotation detection apparatus. 請求項１において、前記エンコーダは、前記被検出極となる磁極が円周方向に並んで設けられた磁気エンコーダであり、前記センサは前記磁気エンコーダの磁極を検出する磁気センサである回転検出装置。   2. The rotation detection device according to claim 1, wherein the encoder is a magnetic encoder in which magnetic poles to be detected poles are provided side by side in a circumferential direction, and the sensor is a magnetic sensor that detects the magnetic poles of the magnetic encoder. 請求項１または請求項２において、前記補正手段は、前記逓倍パルスの識別情報毎に、逓倍パルスの誤差情報を対応させて記憶した誤差パターンデータ記憶手段と、前記逓倍手段で発生した逓倍パルスのピッチ誤差を、前記誤差パターンデータ記憶手段の記憶内容を用いて補正する補正演算手段とを有する回転検出装置。   3. The correction means according to claim 1, wherein the correction means stores error pattern data storage means for storing error information of the multiplied pulse corresponding to each identification information of the multiplied pulse, and a multiplication pulse generated by the multiplication means. A rotation detection device comprising: correction calculation means for correcting a pitch error using the stored contents of the error pattern data storage means. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記識別情報が、前記逓倍数の逓倍パルスを発生する毎に１回出力する信号である回転検出装置。   4. The rotation detection device according to claim 1, wherein the identification information is a signal that is output once every time a multiplication pulse of the multiplication number is generated. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の回転検出装置が軸受に搭載された回転検出装置付き軸受。
A bearing with a rotation detection device, wherein the rotation detection device according to any one of claims 1 to 4 is mounted on the bearing.
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