JP2012073086A - 回転部材用物理量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】演算器は、円周方向に隣り合う1対の凹溝10a、10bに基づいて発生する1対のパルス間の周期である部分周期δと、互いに異なる1対の被検出用特性変化組み合わせ部3a、3aに対応する1対のパルス間の周期である全周期Lとの比であるパルス周期比δ/Lに基づいて、前記主軸の軸方向変位量を求める。この主軸の回転速度が所定値よりも低い場合に、(A)に示す様に、前記全周期Lとして、円周方向に隣り合う1対の被検出用特性変化組み合わせ部3a、3aに関する値Laを採用する。これに対して、前記回転速度が前記所定値以上である場合に、(B)に示す様に、前記全周期Lとして、中間を飛ばして存在する1対の被検出用特性変化組み合わせ部3a、3aに関する値Lbを採用する。
【選択図】図6
Description
このうちのハウジングは、例えば工作機械の主軸頭(ヘッド)等であり、回転しない。
又、前記回転部材は、例えば工作機械の主軸であり、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により前記ハウジングの内側に、回転自在に支持されている。
又、前記被検出リングは、前記回転部材の一部に支持固定されたもので、この回転部材と同心の被検出面を有する。この被検出面は、複数の被検出用特性変化組み合わせ部を、周方向に関して等間隔に、それぞれ前記物理量の測定方向に一致する前記被検出面の幅方向に形成している。そして、前記各被検出用特性変化組み合わせ部は、この幅方向に対する傾斜方向が互いに異なる1対の特性変化部を、前記被検出リングの周方向に離隔した状態で設けている。
又、前記センサは、検出部を前記被検出面に対向させた状態で、前記ハウジングに支持されており、前記各被検出用特性変化組み合わせ部を構成する前記各特性変化部が前記検出部が対向する部分を通過する瞬間に出力信号を変化させるものである。
更に、前記演算器は、円周方向に隣り合う1対の特性変化部に基づいて発生する1対のパルス間の周期である部分周期と、互いに異なる1対の被検出用特性変化組み合わせ部の対応する特性変化部に基づいて発生する、別の1対のパルス間の周期である全周期との比であるパルス周期比に基づいて、前記物理量を求める機能を有する。
又、請求項3に記載した発明の様に、前記被検出面を、前記被検出リングの外周面とし、前記物理量を、前記回転部材の軸方向の変位量とこの回転部材の軸方向に加わるアキシアル荷重とのうちの少なくとも一方とする。
即ち、前記主軸4の回転速度が所定値よりも低い場合には、前述した図6の(A)に示す様に、円周方向に隣り合う1対の被検出用特性変化組み合わせ部3a、3aの組み合わせに基づいてパルス周期比δ/Lを求め、このパルス周期比δ/Lに基づいて、物理量である、前記軸方向変位(アキシアル荷重)を求める。この為、前記被検出リング1aの外周面に設けた複数の被検出用特性変化組み合わせ部3a、3aを総て利用して前記物理量を求める事になる。従って、前記主軸4の回転速度が遅い場合でも、単位時間当たりに前記変位或いはアキシアル荷重を求める回数を確保できて、この主軸4に関する制御の応答性を確保できる。
又、本発明を実施する場合に、複数の被検出用特性変化組み合わせ部を被検出リングの被検出面に、円周方向に関して等間隔で配置する事は必要であるが、これら各被検出用特性変化組み合わせ部の数は、高速回転時にパルス周期比に関する処理を行わずに飛ばす被検出用特性変化組み合わせ部との関係で規制する(例えば、1回のパルス周期比を求める度に飛ばす数に1を足した数の整数倍とする)必要はない。言い換えれば、全被検出特性変化組み合わせ部の数を、1回のパルス周期比を求める度に飛ばす数に1を足した数の、非整数倍としても良い。例えば、被検出リングの全周に設けた被検出用組み合わせ部の数を偶数とし、高速回転時に、2つ置きの被検出用特性変化組み合わせ部に関して前記パルス周期比に関する処理を行う(1回のパルス周期比を求める度に飛ばす数に1を足した数=3)事もできる。或いは、前記被検出リングの全周に設けた被検出用組み合わせ部の数を奇数とし、高速回転時に、1つ置きの被検出用特性変化組み合わせ部に関して前記パルス周期比に関する処理を行う(1回のパルス周期比を求める度に飛ばす数に1を足した数=2)事もできる。これらの場合には、このパルス周期に関する処理を行う被検出用特性変化組み合わせ部が1回転毎にずれるが、主軸4に関する物理量を測定する面からは、特に差し支えない。
更に、前記各パルス周期比δ/Lを求める際に分子とする、円周方向に隣り合う特性変化部としては、同じ被検出用特性変化組み合わせ部を構成するものに限らず、円周方向に隣り合う被検出用特性変化組み合わせ部を構成するものを採用する事もできる。
2a、2b 透孔
3、3a 被検出用特性変化組み合わせ部
4 主軸
5 ハウジング
6 多列転がり軸受ユニット
7 電動モータ
8a、8b、8c、8d 転がり軸受
9 センサユニット
10a、10b 凹溝
11 センサ
12 永久磁石
13 ホルダ
Claims (3)
- 回転しないハウジングと、それぞれが予圧を付与された複数の転がり軸受により、このハウジングの内側に回転自在に支持された回転部材と、この回転部材の一部に支持固定された、この回転部材と同心の被検出面を有する被検出リングと、検出部をこの被検出面に対向させた状態で前記ハウジングに支持されたセンサと、このセンサの出力信号を処理する演算器とを備え、
前記被検出リングの被検出面は、複数の被検出用特性変化組み合わせ部を、周方向に関して等間隔に、それぞれ前記物理量の測定方向に一致する前記被検出面の幅方向に形成したもので、前記各被検出用特性変化組み合わせ部は、この幅方向に対する傾斜方向が互いに異なる1対の特性変化部を、前記被検出リングの周方向に離隔した状態で設けたものであり、
前記センサは、前記各被検出用特性変化組み合わせ部を構成する前記各特性変化部が前記検出部が対向する部分を通過する瞬間に出力信号を変化させるものであり、
前記演算器は、円周方向に隣り合う1対の特性変化部に基づいて発生する1対のパルス間の周期である部分周期と、互いに異なる1対の被検出用特性変化組み合わせ部の対応する特性変化部に基づいて発生する、別の1対のパルス間の周期である全周期との比であるパルス周期比に基づいて、前記物理量を求めるものである回転部材用物理量測定装置に於いて、
前記演算器は、前記回転部材の回転速度に応じて、前記互いに異なる1対の被検出用特性変化組み合わせ部の組み合わせを変更する機能を備え、前記回転速度が所定値よりも低い場合に、これら両被検出用特性変化組み合わせ部として、円周方向に関する間隔が短い組み合わせを採用し、前記回転速度が前記所定値以上である場合に、前記両被検出用特性変化組み合わせ部として、円周方向に関する間隔が長い組み合わせを採用する事を特徴とする回転部材用物理量測定装置。 - 前記回転速度が所定値よりも低い場合に、前記両被検出用特性変化組み合わせ部として、円周方向に隣り合う1対の被検出用特性変化組み合わせ部の組み合わせを採用し、前記回転速度が前記所定値以上である場合に、前記両被検出用特性変化組み合わせ部として、途中に存在する1乃至複数の被検出用特性変化組み合わせ部を除いた、別の1対の被検出用特性変化組み合わせ部の組み合わせを採用する、請求項1に記載した回転部材用物理量測定装置。
- 前記被検出面が、前記被検出リングの外周面であり、前記物理量が、前記回転部材の軸方向の変位量とこの回転部材の軸方向に加わるアキシアル荷重とのうちの少なくとも一方である、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した回転部材用物理量測定装置。
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