JP2005348521A - Rotation supporting means and information processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転センサ付軸受によってモータによる回転体を支持するように形成された回転支持装置に関するものである。 The present invention relates to a rotation support device formed to support a rotating body by a motor by a bearing with a rotation sensor.
従来、回転体の回転数や回転方向を検出するためのセンサを取り付けた回転センサ付軸受が提案されている(特許文献1参照)。この回転センサ付軸受は外輪と内輪と転動体とからなる転がり軸受を軸受本体として構成され、これにセンサが付設された構造となっている。このうち、軸受本体は、内輪に電動機(モータ)の回転駆動軸が固着されるようになっている。外輪には、その一方の軸方向端面に、軸線方向に突出するように輪状のセンサハウジングが設けられ、このセンサハウジングの内周側に複数のセンサ素子が取り付けられている。 Conventionally, a bearing with a rotation sensor to which a sensor for detecting the number of rotations and the rotation direction of a rotating body is attached has been proposed (see Patent Document 1). This bearing with a rotation sensor has a structure in which a rolling bearing including an outer ring, an inner ring, and a rolling element is formed as a bearing body, and a sensor is attached thereto. Among these, the bearing body is configured such that the rotational drive shaft of an electric motor is fixed to the inner ring. The outer ring is provided with a ring-shaped sensor housing on one end face in the axial direction so as to protrude in the axial direction, and a plurality of sensor elements are attached to the inner peripheral side of the sensor housing.
これに対して、内輪にも、その一方の軸方向端面に、軸線方向に突出するようにフランジが取り付けられ、このフランジに、前記センサ素子に対向するように磁気エンコーダが配置されている。 On the other hand, a flange is attached to the inner ring on one axial end face so as to protrude in the axial direction, and a magnetic encoder is disposed on the flange so as to face the sensor element.
磁気エンコーダは、内輪の回転と共に回転するため、各センサ素子には磁気エンコーダのN、S極が交互に対向することになる。このときに発生する磁界の変化によって、各センサ素子は検出信号としてのパルス信号を発生する。このセンサ素子の夫々から出力された検出信号は制御装置にフィードバックされ、この制御装置により電動機の回転速度や回転方向が制御される。 Since the magnetic encoder rotates with the rotation of the inner ring, the N and S poles of the magnetic encoder are alternately opposed to each sensor element. Each sensor element generates a pulse signal as a detection signal due to a change in the magnetic field generated at this time. Detection signals output from the respective sensor elements are fed back to the control device, and the rotation speed and direction of the electric motor are controlled by the control device.
図8に、上述したセンサ素子の出力回路から制御装置に至る配線を含む回路の従来例を示す。同図に示すように、従来の場合、各センサ素子110による検出信号は、オープンコレクタ出力形式の信号送出手段によって、制御装置の受信部100へ信号線ハーネス102を介して送出される構成となっている。この信号送出構造は、各センサ素子110について同一になっている。すなわち、信号送出手段は、トランジスタ104を要部として構成されており、このトランジスタ104のベースBに前記検出信号が入力されるようになっている。
FIG. 8 shows a conventional example of a circuit including wiring from the sensor element output circuit to the control device. As shown in the figure, in the conventional case, the detection signal from each
また、トラジンスタ102のエミッタEはアースされており、また、そのコレクタCは前記信号線ハーネス102(ここでは、1本の信号線)を介して受信部100に接続されている。この信号線102には、抵抗106を介して電源線108が接続されている。
Further, the emitter E of the
このため、検出信号がローレベル(L)の場合には、トランジスタ104はオフであるため、受信部100にはハイレベル(H)の信号(電源線108からの電圧)が入力される。また。検出信号ハイレベル(H)の場合には、トランジスタ104はオンとなり、電源線108から抵抗106及び信号線ハーネス102を介してトランジスタ104へ電流が流れる。したがって、受信部100にはローレベル(L)の信号が入力される。
Therefore, when the detection signal is at a low level (L), the
このようにして、各センサ素子110の検出動作に基づく信号を受信部100で受信することができる。
しかしながら、上述した従来例の場合、信号線ハーネスに混入する電気的ノイズに関する問題がある。 However, in the case of the above-described conventional example, there is a problem regarding electrical noise mixed in the signal line harness.
これを詳述する。回転センサ付軸受で検出された信号は、通常、電動機の回転速度制御のための回転角(回転速度)及び回転方向の情報として駆動制御系にフィードバックして使用される。その一方で、回転センサ付軸受は電動機本体に近接して配置されるため、電動機の駆動に伴う磁気的な影響を受け易く、センサ素子110と駆動制御系とを電気的に接続する信号線ハーネス102に電気的ノイズが侵入し易い。このようにノイズが侵入すると、駆動制御系へ送出する検出信号が乱れてしまい、精度の高く且つ信頼性の高い制御が困難になる。
This will be described in detail. The signal detected by the bearing with the rotation sensor is normally fed back to the drive control system as information on the rotation angle (rotation speed) and rotation direction for controlling the rotation speed of the electric motor. On the other hand, since the bearing with the rotation sensor is disposed close to the electric motor body, it is easily affected by the magnetic force associated with the driving of the electric motor, and the signal line harness that electrically connects the
また、信号線ハーネス102の長さが制限されて(長ければ長いほど、電気的ノイズの影響を受け易い)、遠隔制御に支障をきたすことになる。
In addition, the length of the
本発明は、上述の従来例に係る問題に鑑みてなされたもので、電動機の回転軸をセンサ付き軸受で支持しつつ、この軸受のセンサから検出された電動機の回転状態を表す信号を信号伝達経路を介して制御系に伝達するとともに、電動機本体から発生した磁気的なノイズが信号伝達経路に混入することに対するノイズ耐性を確実に向上させた電動機用の回転支持装置及び情報処理装置を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the problems associated with the above-described conventional example. The signal representing the rotation state of the motor detected from the sensor of the bearing is transmitted while the rotation shaft of the motor is supported by the bearing with the sensor. Provided is a rotation support device for an electric motor and an information processing device that are transmitted to a control system via a path and have improved noise resistance against magnetic noise generated from an electric motor main body mixed into a signal transmission path. That is the purpose.
上述した課題を解決するために、本発明に係る回転支持装置は、モータの近傍に配置された軸受によって、当該モータの回転軸が支持されるようにした回転支持装置であって、前記軸受の回転体の回転を検出するためのホール素子センサと、このホール素子センサの出力を差動出力形態によってレシーバ側に出力する出力回路と、を備えるようにている。 In order to solve the above-described problems, a rotation support device according to the present invention is a rotation support device in which a rotation shaft of the motor is supported by a bearing disposed in the vicinity of the motor, A hall element sensor for detecting the rotation of the rotating body and an output circuit for outputting the output of the hall element sensor to the receiver side in a differential output form are provided.
このため、モータの回転軸は軸受により回転可能に支持されるとともに、その軸受の回転体の回転状態がホール素子センサで検出される。このセンサが検出した出力信号は、出力回路により、差動出力形態によってレシーバ側(通常、制御系側)に伝送される。この伝送される信号は差動出力形態を採るので、レシーバ側で相互差分演算を行なうことで、センサ信号を再現できるとともに、レシーバ側でセンサ回路や伝送系に混入する外来ノイズを除去又は抑制したセンサ信号を得ることができる。軸受をモータの回転軸を支持するという必要性から、通常、軸受はモータ本体の近傍に配置される。このため、混入する外来ノイズにはモータ本体の駆動に伴う磁気ノイズが多く含まれるが、かかる磁気ノイズを好適に除去又は抑制して、精度が高く且つ信頼性の高い状態で、モータの駆動を制御することができる。つまり、耐ノイズ性の高いモータ用の回転支持装置を提供することができる。 For this reason, the rotating shaft of the motor is rotatably supported by the bearing, and the rotation state of the rotating body of the bearing is detected by the Hall element sensor. The output signal detected by this sensor is transmitted to the receiver side (usually the control system side) by the output circuit in the differential output form. Since the transmitted signal takes a differential output form, it is possible to reproduce the sensor signal by performing the mutual difference calculation on the receiver side, and to remove or suppress the external noise mixed in the sensor circuit or transmission system on the receiver side. A sensor signal can be obtained. Because of the need for the bearing to support the rotating shaft of the motor, the bearing is usually placed near the motor body. For this reason, a lot of magnetic noise that accompanies the drive of the motor body is included in the external noise to be mixed. However, the magnetic noise is suitably removed or suppressed, and the motor is driven with high accuracy and high reliability. Can be controlled. That is, it is possible to provide a rotation support device for a motor with high noise resistance.
上述した基本的な構成において、好適な、前記内輪と外輪の少なくとも一方に、N、S交互に着磁された磁気エンコーダを設け、この磁気エンコーダに対向する位置に複数相の前記ホール素子センサを備え、前記内輪又は外輪の回転によって生じる磁極の変化を、前記ホール素子センサが検出して、この検出結果から前記軸受の回転状態を検出するようにし、前記出力回路は、各相の素子の出力とその反転出力とをレシーバ側に送出するものであり、当該レシーバ側の処理回路はこれら二つの出力からの差分演算を行って前記モータによるノイズの影響を排除して各相の素子の出力を再生するように構成する。 In the basic configuration described above, a magnetic encoder that is magnetized alternately with N and S is provided on at least one of the inner ring and the outer ring, and the Hall element sensors having a plurality of phases are disposed at positions facing the magnetic encoder. The Hall element sensor detects a change in the magnetic pole caused by the rotation of the inner ring or the outer ring, and detects the rotation state of the bearing from the detection result, and the output circuit outputs the output of each phase element. And its inverted output are sent to the receiver side, and the processing circuit on the receiver side performs the difference calculation from these two outputs to eliminate the influence of noise caused by the motor and output the output of each phase element. Configure to play.
この場合、例えば、前記内輪又は外輪の一方が固定側軌道輪、並びに他方が回転側軌道輪とされ、前記固定側軌道輪に前記素子が装着され、前記回転側軌道輪に前記磁気エンコーダが装着されていてもよい。 In this case, for example, one of the inner ring and the outer ring is a fixed side raceway, and the other is a rotation side raceway, the element is attached to the fixed side raceway, and the magnetic encoder is attached to the rotation side raceway. May be.
さらに好適には、上述した各構成において、前記ホール素子センサと前記レシーバ側との間は、前記出力回路を介して信号線ハーネスによって接続されており、前記信号線ハーネスのセンサ側コネクタに、前記出力回路が一体化されていてもよい。一方、前記ホールセンサ素子が装着された基板に、前記出力回路が一体に構成されていてもよい。 More preferably, in each configuration described above, the Hall element sensor and the receiver side are connected by a signal line harness via the output circuit, and the sensor line connector of the signal line harness is connected to the sensor side connector. The output circuit may be integrated. On the other hand, the output circuit may be integrally formed on a substrate on which the Hall sensor element is mounted.
さらに好適には、前記出力回路の差動出力手段がラインドライバICから構成されていてもよい。 More preferably, the differential output means of the output circuit may comprise a line driver IC.
一方、上述した各構成を有する回転支持装置の前記受信側に形成された情報処理装置であって、前記差動出力から前記ホール素子センサの信号を再現する再現回路手段と、再現情報から前記軸受の回転速度、回転方向を含む回転状態を演算する演算回路手段と、を備えてなる情報処理装置を提供することができる。 On the other hand, an information processing device formed on the receiving side of the rotation support device having each of the above-described configurations, a reproduction circuit means for reproducing the signal of the Hall element sensor from the differential output, and the bearing from the reproduction information It is possible to provide an information processing apparatus including an arithmetic circuit means for calculating a rotation state including the rotation speed and the rotation direction.
以上説明した如く本発明によれば、電動機の回転軸をセンサ付き軸受で支持しつつ、この軸受のセンサから検出された電動機の回転状態を表す信号を信号伝達経路を介して制御系に伝達するとともに、電動機本体から発生した磁気的なノイズが信号伝達経路に混入することに対するノイズ耐性を確実に向上させることができ、電動機の駆動制御の精度及び信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the rotation shaft of the motor is supported by the bearing with the sensor, and the signal representing the rotation state of the motor detected from the sensor of the bearing is transmitted to the control system via the signal transmission path. At the same time, it is possible to reliably improve the noise resistance against the magnetic noise generated from the motor main body being mixed into the signal transmission path, and to improve the accuracy and reliability of the drive control of the motor.
(第1の実施の形態)
図1〜5を参照して、本発明に係る回転支持装置の第1の実施の形態を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-5, 1st Embodiment of the rotation support apparatus which concerns on this invention is described.
この回転支持装置は、図1に示す回転センサ付軸受10、後述する制御装置60、及び後述する信号線ハーネス58を備える。
This rotation support device includes a
回転センサ付軸受10は、軸受外輪12、軸受内輪14、両輪12,14に挟持された複数の転動体16、及びセンサ素子装着基板30を備える。
The rotation sensor bearing 10 includes a bearing
図1に示される如く、固定側軌道輪である軸受外輪12の外周面は、図示しない固定部材(固定用のブラケットや、ケーシングの壁面等)に設けられた円孔や円溝に嵌合される。このため、軸受外輪の回転が阻止されると共に、回転センサ付軸受10自体が固定されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the outer peripheral surface of the bearing
軸受外輪12の内側には、当該軸受外輪12と同軸上に配置された、回転側軌道輪である軸受内輪14が配設されている。
Inside the bearing
この軸受内輪14と軸受外輪12との間には、複数の転動体16が挟持されている。この転動部材16によって、軸受外輪12と軸受内輪14とは、ほとんど摩擦抵抗がない状態で相対回転することが可能となっている。なお、第1の実施の形態では、軸受外輪12が固定されているため、軸受内輪14が回転可能な構造となる。
A plurality of
また、図1では、転動体16を球体構造としているが、細長円柱形状の部材を軸受外輪12及び軸受内輪14の軸線方向と平行に配置するようにした転動体であってもよい。
In FIG. 1, the rolling
軸受内輪14は、図2に示すような駆動源としてのモータ(電動機)18の回転軸20を支持する支持部材として用いられる。すなわち、回転センサ付軸受10は、モータ18の近傍に配置されることになる。なお、この「近傍」とは、本発明では、モータ18の本体の駆動に伴って発生する磁気の影響を受ける範囲(磁気的な環境)に在る位置を指す。
図2に示すように、回転軸20の一端部(図2の左側)に一般的な軸受22が嵌入され、他端部(図2の右側)に回転センサ付軸受10が嵌入されている。モータ18は、永久磁石と24とコイル26とで構成される回転機構を備え、磁極の変化によって回転軸20を回転させる構造となっている。
The bearing
As shown in FIG. 2, a
これにより、回転軸20が回転するときに、軸ぶれを発生するような振動が生じた場合でも、この振動を抑制し、安定した回転が可能となる。
As a result, even when a vibration that causes shaft shake occurs when the rotating
図1に示される如く、軸受外輪12の一方の端面(図1の右側)には、輪状の外輪用フランジ28が装着されている。
As shown in FIG. 1, a ring-shaped
この外輪用フランジ28には、その周縁の一部にセンサ素子装着基板30が取り付けられている。このセンサ素子装着基板30は、所謂、扇型(図5参照)に形成されており、前記軸受内輪14に嵌入される回転軸20(図2参照)とは干渉しないように取り付けられている。
A sensor
センサ素子装着基板30の一部には、一対のセンサ素子32(図1では、1個のみ図示)が取り付けられている。センサ素子32には、ホール素子が適用されており、前記軸受内輪14の回転によって磁界の変化を形成し(後述)、この磁界の変化に応じて、ホール素子はその出力信号を変化させる。
A pair of sensor elements 32 (only one is shown in FIG. 1) is attached to a part of the sensor
センサ素子32が一つ設けられている場合、回転角(回転速度)を判別することができるが、回転方向は判別することができない。このため、2以上のセンサ素子32を互いに位相がずれた検出信号を出力するように配置する。この位相のずれにより、回転方向に応じて、両信号の立ち上がり及び立下りのタイミングが異なので、回転方向を判別することができる。 一方、軸受内輪14の一方の端面(前記外輪用フランジ28が装着された側の端面)には、輪状の内輪用フランジ34が装着されている。
When one
この内輪用フランジ34には、周方向の全域、すなわちドーナツ状にN極、S極が交互に配置された永久磁石である磁気エンコーダ36が取り付けられている。
The
上記外輪用フランジ28及び内輪用フランジ34によって、この磁気エンコーダ36の内周面側には、前記センサ素子32が対向して配置されるようになっている。
The
これにより、軸受内輪13が回転すると、磁気エンコーダ36も同時に回転し、この磁気エンコーダ36の回転によって発生する磁界の変化を各センサ素子32が感知し、所定の上限値及び下限値の間で繰り返される信号(例えば、正弦波)が出力される。
As a result, when the bearing inner ring 13 rotates, the
なお、一対のセンサ素子32は、相互に位相を90°ずらして出力するように配置されている。
Note that the pair of
図3に示される如く、各センサ素子32は、図示しない感受面を有するとともに、VCC入力端子38、GND端子40、及び出力(OUT)端子42を備えている。
As shown in FIG. 3, each
VCC入力端子38には、外部からのDC電源線44が接続され、このDC電源によってセンサ素子32は駆動(検出可能状態)可能になっている。また、GND端子40は外部のGNDに接続されるようになっている。
A DC
さらに、出力端子42は、ラインドライバIC46に接続されている。ラインドライバIC46には、主として一対のOPアンプ48が備えられ、各センサ素子32の出力端子42は、別々のOPアンプ48の入力端に接続線50を介して接続されている。
Further, the
この出力端子42とOPアンプ48とを繋ぐ接続線50は、それぞれ、抵抗52を介して電源線44に接続されている。この電源線44は、前記外部からDC電源をVCC入力端子38に供給する。
The connection lines 50 that connect the
これにより、OPアンプ48には、センサ素子32からの出力値に基づいて変化する抵抗52間の電圧がセンサ素子32の検出信号として入力されることになる。
As a result, the voltage between the
OPアンプ48は、入力される信号に基づいて、二値化された検出信号(出力信号1及び出力信号2)と、その検出信号に対して位相が180°ずれた反転信号(出力信号1’、及び出力信号2’)を生成し、当該検出信号及び反転信号(図4参照)をそれぞれ独立した信号線54、54’、56、56’を介して外部へ出力するようになっている。
The
上記構成のセンサ素子装着基板30は、図5に示される如く、扇型の形状とされ、予め軸受外輪12の外輪用フランジ28に取り付けられている。
As shown in FIG. 5, the sensor
図3に示される如く、前記ラインドライバIC46の一対のOPアンプ48からの出力信号線(合計4本)54、54’、56、56’(以下、一括して示す場合、信号線ハーネス58という)は、制御装置60に接続されている。
As shown in FIG. 3, output signal lines (a total of four lines) 54, 54 ', 56, 56' from the pair of
制御装置60には、2つのセンサ素子32に対応して一対の差分演算部62が設けられており、各OPアンプ48からの検出信号及びその反転信号が対となって、差分演算部62に入力されている。
The
差分演算部62では、検出信号と反転信号との間の差分を演算し、その差分結果を表す差分信号を二値信号生成部64へ送出する。この二値信号生成部64は、差分信号を予め定めたしきい値に比較することで、二値信号を生成している。
The
この二値信号は、検出信号と同相であり、かつ、伝送中に発生したノイズ分がキャンセルされた信号である。 This binary signal is in-phase with the detection signal and is a signal in which noise generated during transmission is canceled.
二値信号生成部64での演算結果は、回転状態情報判別部66に送出され、生成された二値信号(すなわち、センサ素子32による回転に応じた検出信号)に基づいて、軸受内輪14の回転角(回転速度)及び回転方向を求めるようになっている。
The calculation result in the binary
以下に第1の実施の形態の作用効果を説明する。 The operational effects of the first embodiment will be described below.
軸受内輪14が回転すると、この回転と共に磁気エンコーダ36が回転し、N極とS極とが交互にセンサ素子32の感受面と対向する。
When the bearing
これにより、センサ素子32では、例えば、一定の上限値と下限値との間で周期的に変化する正弦波状の信号を出力する。この信号は、出力端子42からラインドライバIC46へ送出される。
Thereby, the
ラインドライバIC46は、その内蔵する一対のOPアンプ48の駆動により、一対のセンサ素子32からそれぞれ入力される信号に応じた検出信号及び反転信号を生成する。この第1の実施の形態では、検出時期の位相が90°異なる一対のセンサ素子32を配置して、それぞれのOPアンプ48で検出信号及び反転信号を生成しているため、合計4種類の信号が出力信号として生成される(図4参照)。
The
この4種類の出力信号は、それぞれ独立した信号線54、54’、56、56’(信号線ハーネス58)によって制御装置60へ伝送される。
These four types of output signals are transmitted to the
制御装置60では、その2つの差分演算部62により、それぞれ、一方のセンサ素子32からの検出信号及び反転信号の相互差分、並びに、他方のセンサ素子32からの検出信号及び反転信号の相互差分が演算される。
In the
さらに、各二値信号生成部64では、各差分演算部62で演算された差分信号が予め定めたしきい値と比較され、二値信号生成される。
Further, each
これにより、各センサ素子32から入力される検出信号と同等の信号であり、かつ、伝送中のノイズが除去された信号を得ることができる。
Thereby, it is possible to obtain a signal equivalent to the detection signal input from each
この二値信号は、回転状態情報判別部66に入力され、この二値信号に基づいて、軸受内輪14の回転角(回転速度)及び回転方向を得ることができる。
This binary signal is input to the rotation state
このように、第1の実施の形態では、センサ素子32(ホール素子)で検出した信号を外部の制御装置60へ伝送する場合に、ラインドライバIC46を適用し、検出信号とその反転信号を生成し、この2つの信号をペアとして送出するようにした。この結果、伝送中に検出信号及びその反転信号にノイズが重畳されても、検出信号とその反転信号との差分を演算することで、ノイズの除去が可能となり、回転センサ付軸受10と制御装置60との間を電気的に接続する信号線ハーネス58の長さが制限されることがなくなり、遠隔操作のエリアを拡大することができる。
As described above, in the first embodiment, when the signal detected by the sensor element 32 (Hall element) is transmitted to the
このことをモータ32が発生する磁気的ノイズとの関連で説明する。この第1の実施形態に係る回転支持装置では、その回転センサ付軸受10によりモータ18の回転軸20が支持されるので、回転センサ付軸受10のセンサ素子装着基板30(センサ素子32)は必然的にモータ本体に極めて近接した状態で配置される(モータの近傍配置)。このため、センサ素子32はモータ本体がその駆動に伴って発生する磁気の影響下に在り、センサ素子32で検出した信号には、かかる磁気ノイズ(外部ノイズ)が非常に混入し易い環境にある。とくに、センサ素子装着基板30と制御装置60を繋ぐ信号線ハーネス58が長くなるほど、かかる問題は顕在化していた。
This will be described in relation to magnetic noise generated by the
これに対し、第1の実施の形態に係る回転支持装置によれば、センサ素子装着基板30の配線及び信号線ハーネス58にモータ本体からの磁気ノイズが混入した場合でも、前述したように、センサ検出信号を差動出力形態によって制御装置(レシーバ)に出力する構成によって、かかるノイズを確実に排除又は抑制してノイズ耐性を大きく向上させることができる。
On the other hand, according to the rotation support device according to the first embodiment, as described above, even when magnetic noise from the motor body is mixed in the wiring of the sensor
したがって、モータ18の駆動制御を精度良く且つ信頼性の高いものにすることができる一方で、信号線ハーネス58を長くすることも可能になるので、制御装置60の設置位置に関する設計の自由度を上げることができるなど、様々な有利な効果も得られる。 また、本実施の形態のように、新規に回転センサ付軸受10を構成する場合には、センサ素子装着基板30にセンサ素子32と必要な回路部品とを実装する。これにより、検出信号とその反転信号を送出可能なコンパクトな回転センサ付軸受10を実現することができる。
Therefore, while it is possible to make the drive control of the
(第2の実施の形態)
次に、図6及び7を参照して、本発明に係る回転支持装置の第2の実施の形態を説明する。なお、この第2の実施の形態において、前述の第1の実施の形態と同一構成部分については、同一の符号を付してその構成の説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the rotation support device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration is omitted.
第2の実施の形態の特徴は、既存の回転センサ付軸受に対して、本発明のノイズ対策が施された信号伝達系を適用したことにある。 A feature of the second embodiment resides in that a signal transmission system in which noise countermeasures of the present invention are applied is applied to an existing bearing with a rotation sensor.
具体的には、回転センサ付軸受10と信号線ハーネス58とを、コネクタ68によって電気的かつ機械的に着脱可能な構造となっている。
Specifically, the rotation sensor bearing 10 and the
図6及び図7に、この着脱構造を示す。同図に示される如く、コネクタ68は、軸受本体側部材(以下、雄部材という)70とハーネス側部材(以下、雌部材という)72とを備える。このうち、雄部材70は、センサ素子装着基板30の出力端子、すなわち、一対のセンサ素子(ホール素子)32のVCC入力端子38(共通)、GND端子40(共通)、及び出力(OUT)端子42(独立)から配線された合計4個の出力端子70A、70B、70C、70Dが設けられている。また、雌部材72は、信号線ハーネス58の一端に取り付けられ、前記出力端子70A、70B、70C、70Dと電気的に接続される入力端子72A、72B、72C、72Dが設けられている。
6 and 7 show this detachable structure. As shown in the figure, the
この接続構造において、回転センサ付軸受10のセンサ素子装着基板30からの配線が雄部材70の出力端子70A、70B、70C、70Dに接続されているため、既存の構造に対して雌部材72を取り付けるのみで済み、新たに内部構成を変更する必要はない。
In this connection structure, since the wiring from the sensor
一方、雌部材72には、本発明の特徴であるラインドライバIC48及び抵抗52が配線された追加基板が内蔵されている。このため、コネクタ68の雄部材70と雌部材72とを接続することで、第1の実施の形態と同等の回路を容易に構成することができる。
On the other hand, the
このコネクタ68に出力用の回路を一体化させることで、既存の回転センサ付軸受の内部構成を変更することなく、ラインドライバIC48による検出信号とその反転信号の生成が可能となる。 なお、前述した各実施の形態では、軸受内輪14が回転する構成としたが、軸受外輪12が回転する構成としてもよい。
By integrating the output circuit with the
この場合、配線の簡便さを考慮した場合、固定側起動輪となる方にセンサ素子32を設け、回転側起動輪となる方に磁気エンコーダ36を設けることが好ましいが、摺動接点等を用いれば、固定側起動輪となる方に磁気エンコーダ36を設け、回転側起動輪となる方にセンサ素子32を設けるようにしてもよい。
In this case, considering the simplicity of wiring, it is preferable to provide the
また、センサ素子32としてホール素子を適用したが、回転速度にも拠るが、フォトインタラプタ等、他のセンサ素子を用いてもよい。
Although a Hall element is applied as the
10 回転センサ付軸受
12 軸受外輪(固定側軌道輪)
14 軸受内輪(回転側軌道輪)
16 転動部材
18 モータ(電動機)
20 回転軸
28 外輪用フランジ
30 センサ素子装着基板(センサ側コネクタ)
32 センサ素子(ホール素子センサ)
34 内輪用フランジ
36 磁気エンコーダ
42 出力(OUT)端子
46 ラインドライバIC(出力回路)
48 OPアンプ(差動出力手段)
52 抵抗
54、54’、56、56’ 信号線
58 信号線ハーネス
60 制御装置(情報処理装置)
62 差分演算部(再現回路手段)
64 二値信号生成部(再現回路手段)
66 回転状態情報判別部(演算回路手段)
68 コネクタ
70 軸受本体側部材(雄部材)
72 ハーネス側部材(雌部材)
10 Bearing with
14 Bearing inner ring (rotating raceway)
16
20 Rotating
32 Sensor element (Hall element sensor)
34 Flange for
48 OP amplifier (differential output means)
52
62 Difference calculation unit (reproduction circuit means)
64 Binary signal generator (reproduction circuit means)
66 Rotation state information discriminating section (arithmetic circuit means)
68
72 Harness side member (female member)
Claims (7)
6. An information processing apparatus formed on the receiving side according to claim 1, wherein reproduction circuit means for reproducing a signal of the Hall element sensor from the differential output, and rotation speed and rotation direction of the bearing from reproduction information. And an arithmetic circuit means for calculating a rotation state including the information processing apparatus.
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