JPH07218239A - Bearing with rotating angle detector - Google Patents

Bearing with rotating angle detector

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JPH07218239A
JPH07218239A JP839794A JP839794A JPH07218239A JP H07218239 A JPH07218239 A JP H07218239A JP 839794 A JP839794 A JP 839794A JP 839794 A JP839794 A JP 839794A JP H07218239 A JPH07218239 A JP H07218239A
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JP
Japan
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rotation angle
bearing
light
angle detector
rotation
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Withdrawn
Application number
JP839794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Onda
一 恩田
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07218239A publication Critical patent/JPH07218239A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide a bearing with a rotating angle detector having small trouble, long life, excellent external appearance shape and safety. CONSTITUTION:A grid pattern 4 in which a light reflectivity is varied according to a predetermined angle pitch thetaP is provided on an end face of an outer race 1. Two sets of light emitting diodes and photodiodes are provided at an inner race 2 side oppositely to the pattern 4. Two light spots S1, S2 generated on the pattern 4 by lights irradiated from the diodes are deviated by thetaP/4. A rotary angle and a rotating direction between the races 1 and 2 are obtained from number of periodic changes and phase difference of the outputs of the photodiodes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は回転角度検出器付軸受
に関し、特に、軸受の回動輪の回転角度を検出する回転
角度検出器を備えた回転角度検出器付軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing with a rotation angle detector, and more particularly to a bearing with a rotation angle detector equipped with a rotation angle detector for detecting the rotation angle of a rotating wheel of the bearing.

【0002】[0002]

【従来の技術】図16(a)は従来の回転角度検出器3
6の使用状態を例示する図であって多関節ロボットの関
節部33を示す一部破断した正面図、図16(b)は図
16(a)の一部破断した側面図である。この多関節ロ
ボットの関節部33にあっては、一方のアーム31の端
部に設けられた回転軸31aが他方のアーム32の端部
に設けられた支持孔32a内にベアリング34を介して
回転自在に設けられている。また、関節部33にはアー
ム31,32間の角度θを検出するための回転角度検出
器36が設けられており、回転角度検出器36の回転軸
36aはカップリング35を介して回転軸31aに接続
され、回転角度検出器36の本体は支持部材37を介し
てアーム32に固定されている。回転角度検出器36内
には回転軸36aの回転角度θに応じて電気抵抗値が変
化する可変抵抗器(図示せず)が設けられており、この
電気抵抗値に基づいてアーム31,32間の角度θが検
出され、さらにはアーム31,32の動作が制御され
る。
2. Description of the Related Art FIG. 16 (a) shows a conventional rotation angle detector 3
6 is a view illustrating a usage state of No. 6, which is a partially cutaway front view showing a joint part 33 of an articulated robot, and FIG. 16B is a partially cutaway side view of FIG. 16A. In the joint part 33 of this multi-joint robot, the rotating shaft 31a provided at the end of one arm 31 is rotated through the bearing 34 in the support hole 32a provided at the end of the other arm 32. It is provided freely. Further, the joint portion 33 is provided with a rotation angle detector 36 for detecting an angle θ between the arms 31 and 32, and a rotation shaft 36 a of the rotation angle detector 36 has a rotation shaft 31 a via a coupling 35. The main body of the rotation angle detector 36 is fixed to the arm 32 via a support member 37. In the rotation angle detector 36, a variable resistor (not shown) whose electric resistance value changes according to the rotation angle θ of the rotation shaft 36a is provided. Based on the electric resistance value, a variable resistor is provided between the arms 31 and 32. Is detected, and the operation of the arms 31 and 32 is controlled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな多関節ロボットにおいては、回転角度検出器36の
故障が多いことおよびその寿命が短いことが問題になっ
ていた。この原因は、多関節ロボットの激しい動作に
より、回転角度検出器36に用いられている可変抵抗器
の接触子や抵抗体がすぐに摩耗してしまうことと、可
変抵抗器の出力がアナログ量であるため外部からの電気
ノイズの影響を受けやすいことにある。
However, in such an articulated robot, many problems of the rotation angle detector 36 and a short life thereof have been problems. This is because the contact of the variable resistor used in the rotation angle detector 36 and the resistor are quickly worn by the violent operation of the articulated robot, and the output of the variable resistor is an analog amount. Therefore, it is susceptible to electrical noise from the outside.

【0004】また、回転角度検出器36および支持部材
37が関節部33の外側に大きく張り出しているため、
外観形状が悪いばかりでなく、張り出した部分が障害物
に当たって危険であった。
Further, since the rotation angle detector 36 and the support member 37 are largely projected outside the joint 33,
Not only was the external shape poor, but the overhanging part hit the obstacle and was dangerous.

【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は故障
が少なく、寿命が長く、外観形状がよく、かつ安全な回
転角度検出器付軸受を提供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a bearing with a rotation angle detector, which has few failures, has a long life, has a good appearance and is safe.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の回転角
度検出器付軸受は、軸受の回動輪側に設けられた格子パ
ターンと、前記格子パターンに対向して設けられた光源
と、前記光源とともに設けられ、前記光源から出射され
前記格子パターンによって変化した光を検出するための
光検出素子とを含むことを特徴としている。
A first bearing with a rotation angle detector according to the present invention comprises a grid pattern provided on the rotating wheel side of the bearing, a light source provided so as to face the grid pattern, and And a light detection element for detecting light emitted from the light source and changed by the lattice pattern.

【0007】また、前記格子パターンは、その光反射率
が所定の角度ピッチで変化し、前記光源および前記光検
出素子は前記軸受の他方の輪に設けられていることとし
てもよい。また、前記光検出素子は複数設けられ、それ
ぞれの受光面の方向が前記格子パターンの回転方向にず
れていることとしてもよい。
The grating pattern may have its light reflectance changed at a predetermined angular pitch, and the light source and the light detecting element may be provided on the other ring of the bearing. Further, a plurality of the photodetecting elements may be provided, and the direction of each light receiving surface may be deviated from the rotation direction of the lattice pattern.

【0008】また、光源は前記光検出素子に対応して複
数設けられていることとしてもよい。
Further, a plurality of light sources may be provided so as to correspond to the photodetection elements.

【0009】さらに前記光検出素子の出力の周期的変化
に基づいて前記回転角度を演算する回転角度演算手段を
含めてもよい。
Further, a rotation angle calculation means for calculating the rotation angle based on a periodic change in the output of the photodetector may be included.

【0010】また、この発明の第2の回転角度検出器付
軸受は、軸受の回動輪側に設けられ、その光反射状態が
前記回動輪の基準位置からの回転角度絶対値に応じて変
化するコードパターンと、前記コードパターンに対向し
て設けられた光源と、前記光源とともに設けられ、前記
光源から出射され前記コードパターンによって変化した
光を検出するための光検出素子とを含むことを特徴とし
ている。
The second bearing with rotation angle detector of the present invention is provided on the rotating wheel side of the bearing, and the light reflection state of the bearing changes according to the absolute value of the rotating angle from the reference position of the rotating wheel. A code pattern, a light source provided to face the code pattern, and a photodetector provided with the light source for detecting light emitted from the light source and changed by the code pattern. There is.

【0011】さらに前記光検出素子の出力に基づいて前
記回転角度絶対値を演算する回転角度演算手段を含めて
もよい。
Further, a rotation angle calculating means for calculating the rotation angle absolute value based on the output of the photodetector may be included.

【0012】さらに前記光検出素子の出力に基づいて前
記軸受の回転異常を検出する回転異常検出手段を含めて
もよい。
Further, a rotation abnormality detecting means for detecting rotation abnormality of the bearing based on the output of the light detecting element may be included.

【0013】[0013]

【作用】この発明の第1の回転角度検出器付軸受にあっ
ては、軸受の回動輪側に格子パターンを設け、格子パタ
ーンに対向させて光源および光検出素子を設けたので、
軸受の回動輪が回転すると、光検出素子の出力が回転角
度に応じた回数だけ周期的に変化する。したがって、光
検出素子の出力の周期的変化の回数から回動輪の回転角
度を検出することができる。
In the first bearing with rotation angle detector according to the present invention, the grating pattern is provided on the rotating wheel side of the bearing, and the light source and the light detecting element are provided so as to face the grating pattern.
When the rotating wheel of the bearing rotates, the output of the light detection element periodically changes by the number of times corresponding to the rotation angle. Therefore, the rotation angle of the rotating wheel can be detected from the number of periodical changes in the output of the light detection element.

【0014】また、このようにデジタル的に検出できる
ので、電気ノイズの影響を受けにくく、また、非接触で
検出できるので接触部が摩耗することがない。したがっ
て、故障が少なく寿命が長い。また、回転角度検出器を
軸受に直接設けたので、たとえば多関節ロボットの関節
部に設けた場合でも、従来のように回転角度検出器が障
害物に当たることがなく安全であり、外観形状もよい。
Further, since it can be detected digitally as described above, it is hardly affected by electrical noise, and since it can be detected without contact, the contact portion is not worn. Therefore, it has few failures and a long life. Further, since the rotation angle detector is directly provided on the bearing, even if it is provided, for example, at the joint portion of an articulated robot, the rotation angle detector does not hit an obstacle as in the conventional case, and it is safe and has a good external shape. .

【0015】また、この発明の第2の回転角度検出器付
軸受にあっては、軸受の回動輪側に、その光反射状態が
回動輪の基準位置からの回転角度絶対値に応じて変化す
るコードパターンを設け、コードパターンに対向させて
光源および光検出素子を設けたので、光検出素子の出力
から回転角度絶対値を検出することができる。また、第
1の回転角度検出器付軸受と同様、故障が少なく、寿命
が長く、外観形状がよく、かつ安全である。
Further, in the second bearing with rotation angle detector according to the present invention, the light reflection state on the rotating wheel side of the bearing changes according to the absolute value of the rotating angle from the reference position of the rotating wheel. Since the code pattern is provided and the light source and the light detection element are provided so as to face the code pattern, the absolute value of the rotation angle can be detected from the output of the light detection element. Further, like the first bearing with a rotation angle detector, it has few failures, has a long life, has a good external appearance, and is safe.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

[実施例1]図1はこの発明の一実施例による回転角度
検出器付軸受25の構成を示す断面図、図2(a)は図
1のA−A′線断面図、図2(b)は図2(a)のC部
拡大図、図3(a)は図1のB−B′線断面図、図3
(b)は図3(a)の光学ヘッド5の拡大図、図4は図
2(b)のD−D′線断面および図3(b)のE−E′
線断面を含む一部破断した断面図である。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a bearing 25 with a rotation angle detector according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. 1, and FIG. ) Is an enlarged view of a C portion of FIG. 2A, FIG. 3A is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
3B is an enlarged view of the optical head 5 of FIG. 3A, FIG. 4 is a sectional view taken along the line D-D 'of FIG. 2B, and EE' of FIG. 3B.
It is a partially broken sectional view including a line section.

【0017】図において、この回転角度検出器付軸受2
5は、ボール3を介して同軸的に回転する外輪1および
内輪2と、外輪1の一方端面に設けられた格子パターン
4と、格子パターン4に対向して設けられた光学ヘッド
5と、光学ヘッド5を内輪2の端部に固定するための円
環状の支持部材6とを含む。格子パターン4と光学ヘッ
ド5は、外輪1と内輪2の相対的な回転に伴って、一定
の間隔dA を保ちながら回転するようになっている。
In the figure, this bearing 2 with a rotation angle detector is shown.
Reference numeral 5 denotes an outer ring 1 and an inner ring 2 that rotate coaxially via a ball 3, a lattice pattern 4 provided on one end surface of the outer ring 1, an optical head 5 provided opposite to the lattice pattern 4, An annular support member 6 for fixing the head 5 to the end portion of the inner ring 2. The lattice pattern 4 and the optical head 5 rotate while the outer ring 1 and the inner ring 2 rotate relative to each other while maintaining a constant spacing d A.

【0018】格子パターン4は、図2および図4に示す
ように、所定の角度ピッチθP [ただし、θP は回転中
心Oから見た角度(rad)である。]で暗部4a(光
反射率が小さな部分)と明部4b(光反射率が大きな部
分)とを交互に円環状に設けたものである。したがっ
て、格子パターン4においては、その回転方向に光反射
率が一定の角度ピッチθP で変化するようになってい
る。
As shown in FIGS. 2 and 4, the lattice pattern 4 has a predetermined angular pitch θ P [where θ P is the angle (rad) viewed from the rotation center O]. ], The dark portions 4a (portions having a low light reflectance) and the bright portions 4b (portions having a high light reflectance) are alternately provided in an annular shape. Therefore, in the lattice pattern 4, the light reflectance changes in the rotation direction at a constant angular pitch θ P.

【0019】一方、光学ヘッド5は、図3および図4に
示すように、2組の発光ダイオードおよびフォトダイオ
ードLED1,PD1;LED2,PD2を固定部材5
aで固定したものである。各組の発光ダイオードLED
1,LED2から出射された光は格子パターン4で反射
して対応するフォトダイオードPD1,PD2に入射す
るようになっている。また、2つの発光ダイオードLE
D1,LED2からの出射光によって格子パターン4に
生ずる2つの光スポットS1,S2は、回転方向に互い
にθP /4ずれている。
On the other hand, in the optical head 5, as shown in FIGS. 3 and 4, two sets of the light emitting diode and the photodiode LED1, PD1; LED2, PD2 are fixed to the fixing member 5.
It is fixed with a. Each set of light emitting diode LED
The light emitted from the LED 1 and the LED 2 is reflected by the lattice pattern 4 and enters the corresponding photodiodes PD1 and PD2. Also, the two light emitting diodes LE
The two light spots S1 and S2 generated on the grating pattern 4 by the light emitted from D1 and LED2 are displaced from each other by θ P / 4 in the rotation direction.

【0020】しかして、外輪1と内輪2が相対的に回転
すると、発光ダイオードLED1,LED2の出射光に
よる光スポットS1,S2が格子パターン4の暗部4a
および明部4bと直交しながら移動し、フォトダイオー
ドPD1,PD2への反射光強度が周期的に変化する。
ここで、光スポットS1,S2の半径を適当に設定する
と、フォトダイオードPD1,PD2への反射光強度が
正弦波状に変化し、フォトダイオードPD1,PD2の
出力信号v1 ,v2 は、図6(a)に示すように、互い
に位相がθP /4ずれた正弦波Ksin(2πθ/
θP ),Kcos(2πθ/θP )となる。
When the outer ring 1 and the inner ring 2 rotate relative to each other, however, the light spots S1 and S2 due to the light emitted from the light emitting diodes LED1 and LED2 form dark portions 4a of the lattice pattern 4.
Further, the intensity of reflected light to the photodiodes PD1 and PD2 changes periodically while moving orthogonally to the bright portion 4b.
Here, when the radii of the light spots S1 and S2 are appropriately set, the reflected light intensity to the photodiodes PD1 and PD2 changes in a sine wave shape, and the output signals v 1 and v 2 of the photodiodes PD1 and PD2 are as shown in FIG. (a), the sine wave Ksin phase-shifted theta P / 4 from each other (2πθ /
θ P ), K cos (2πθ / θ P ).

【0021】光スポットS1,S2が図2(b)に示す
矢印イの方向に移動し光スポットS1が先行して移動す
れば、出力信号v1 の位相が出力信号v2 よりもθP
4だけ進む。逆に、光スポットS1,S2が矢印ロの方
向に移動し光スポットS2が先行して移動すれば、出力
信号v2 の位相が出力信号v1 よりもθP /4だけ進
む。したがって、出力信号v1 ,v2 の波数をカウント
することによって回転角度θや回転角速度ωを演算で
き、出力信号v1 ,v2 の位相差を検出することによっ
て回転方向を検出することができる。
[0021] If the mobile light spot S1, S2 is preceded by light spots S1 moves in the direction of arrow b shown in FIG. 2 (b), the output signal v 1 of the phase than the output signal v 2 theta P /
Go forward by 4. On the contrary, if the light spots S1 and S2 move in the direction of arrow B and the light spot S2 moves in advance, the phase of the output signal v 2 leads the output signal v 1 by θ P / 4. Therefore, it calculates the rotation angle θ and the rotational angular speed ω by counting the wave number of the output signal v 1, v 2, it is possible to detect the rotational direction by detecting the phase difference between the output signal v 1, v 2 .

【0022】図5はフォトダイオードPD1,PD2の
出力信号v1 ,v2 から回転角度θを演算する回転角度
演算回路7の構成を示すブロック図である。この回転角
度演算回路7は、2つのコンパレータComp1,Co
mp2と演算処理回路8とを含む。コンパレータCom
p1,Comp2は、フォトダイオードPD1,PD2
の出力信号v1 ,v2 を受けて、図6(b)(c)に示
すようなデューティ比50%の矩形波信号V1 ,V2
変換する。演算処理回路8は、矩形波信号V1,V2
立上りおよび立下りの回数と位相差からθP /4の分解
能で回転角度θを演算する。回転角度θは、所定の電気
信号に変換されて、たとえば多関節ロボットのアーム3
1,32の動作の制御に供される。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the rotation angle calculation circuit 7 for calculating the rotation angle θ from the output signals v 1 and v 2 of the photodiodes PD1 and PD2. The rotation angle calculation circuit 7 includes two comparators Comp1 and Co.
mp2 and arithmetic processing circuit 8 are included. Comparator Com
p1 and Comp2 are photodiodes PD1 and PD2.
Of the output signals v 1 and v 2 are converted into rectangular wave signals V 1 and V 2 having a duty ratio of 50% as shown in FIGS. The arithmetic processing circuit 8 calculates the rotation angle θ with a resolution of θ P / 4 from the number of rising and falling times and the phase difference of the rectangular wave signals V 1 and V 2 . The rotation angle θ is converted into a predetermined electric signal, and, for example, the arm 3 of the articulated robot is
It is used to control the operations of 1, 32.

【0023】図7は回転角度検出器付軸受25のフォト
ダイオードPD1,PD2の出力信号v1 ,v2 から回
転角度検出器付軸受25の回転異常を検出する回転異常
検出回路9の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 shows the construction of a rotation abnormality detecting circuit 9 for detecting rotation abnormality of the rotation angle detector bearing 25 from the output signals v 1 and v 2 of the photodiodes PD1 and PD2 of the rotation angle detector bearing 25. It is a block diagram.

【0024】まず、この回路9の原理について説明す
る。たとえば軸受25の軸方向に過大な荷重が加えられ
たり、軸に過大なモーメントが加えられて軸受25の回
転異常が生じた場合、図1および図4に示した格子パタ
ーン4と光学ヘッド5の間隔d A が正常範囲から外れて
過大または過小になる。間隔dA が正常範囲から外れる
と、フォトダイオードPD1,PD2の出力信号v1
2 の振幅Kが正常範囲から外れる。すなわち、図8に
示すように、一般に間隔dA が過小になると振幅Kが過
大になり、間隔dA が過大になると振幅Kが過小にな
る。したがって、出力信号v1 ,v2 の振幅Kが正常範
囲から外れたことを検出することにより、軸受25の回
動異常を検出することができる。
First, the principle of the circuit 9 will be described.
It For example, if an excessive load is applied in the axial direction of the bearing 25,
Or an excessive moment is applied to the shaft to rotate the bearing 25.
When the rolling abnormality occurs, the grid pattern shown in FIG. 1 and FIG.
Distance d between lens 4 and optical head 5 AIs out of the normal range
Oversized or undersized. Interval dAIs out of the normal range
And the output signal v of the photodiodes PD1 and PD21
v2The amplitude K of is out of the normal range. That is, in FIG.
As shown, generally the spacing dAIf becomes too small, the amplitude K becomes too large.
It becomes large and the distance dAIf becomes too large, the amplitude K becomes too small.
It Therefore, the output signal v1, V2Amplitude K is normal
The rotation of the bearing 25 is detected by detecting that it is out of the enclosure.
A motion abnormality can be detected.

【0025】次に、回転異常検出回路9について具体的
に説明する。この回転異常検出回路9は、基本波振幅検
出回路10と比較器11とを含む。基本波振幅検出回路
10は、フォトダイオードPD1,PD2の出力信号v
1 ,v2 を受けてその振幅Kを検出し出力する。比較器
11は、基本波振幅検出回路10から振幅Kを受け、振
幅Kが正常範囲の上限値より大きい場合は振幅過大信号
φ1 を出力し、振幅値Kが正常範囲の下限値より小さい
場合は振幅過小信号φ2 を出力し、たとえば多関節ロボ
ットのアーム31,32の動作を緊急停止させる。
Next, the rotation abnormality detection circuit 9 will be specifically described. The rotation abnormality detection circuit 9 includes a fundamental wave amplitude detection circuit 10 and a comparator 11. The fundamental wave amplitude detection circuit 10 outputs the output signal v of the photodiodes PD1 and PD2.
Upon receiving 1 and v 2 , the amplitude K thereof is detected and output. The comparator 11 receives the amplitude K from the fundamental wave amplitude detection circuit 10, outputs an excessive amplitude signal φ 1 when the amplitude K is larger than the upper limit value of the normal range, and when the amplitude value K is smaller than the lower limit value of the normal range. Outputs an under-amplitude signal φ 2 and causes the arms 31 and 32 of the articulated robot to stop urgently, for example.

【0026】図9は図7に示した回転異常検出回路9の
基本波振幅検出回路10の構成を示すブロック図であ
る。この基本波振幅検出回路10は2乗回路12,13
および加算器14を含む。2乗回路12は、出力信号v
1 =Ksin(2πθ/θP )を2乗する。2乗回路1
3は、出力信号v2 =Kcos(2πθ/θP )を2乗
する。加算器14は、2乗回路12,13の出力v1 2
2 2を加算してv1 2+v 2 2=K2 [sin2 (2πθ/
θP )+cos2 (2πθ/θP )]=K2 を出力す
る。
FIG. 9 shows the rotation abnormality detection circuit 9 shown in FIG.
3 is a block diagram showing the configuration of the fundamental wave amplitude detection circuit 10. FIG.
It The fundamental wave amplitude detection circuit 10 includes square circuits 12 and 13
And an adder 14. The squaring circuit 12 outputs the output signal v
1= Ksin (2πθ / θP) Squared. Square circuit 1
3 is the output signal v2= Kcos (2πθ / θP) Squared
To do. The adder 14 outputs the outputs v of the squaring circuits 12 and 13.1 2
v2 2And add v1 2+ V 2 2= K2[Sin2(2πθ /
θP) + Cos2(2πθ / θP)] = K2Output
It

【0027】この基本波振幅検出回路10にあっては、
出力信号v1 ,v2 の2乗和を演算することによって回
転角度θを消去するので、回転角度θに関係なく、すな
わち軸受25の回転の有無に関係なく出力信号v1 ,v
2 の振幅の2乗値K2 を検出することができる。
In the fundamental wave amplitude detection circuit 10,
Since erasing rotation angle theta by computing the sum of squares of the output signal v 1, v 2, regardless of the rotation angle theta, i.e. the output signal v 1, with or without rotation of the bearing 25 v
It is possible to detect the squared value K 2 of the second amplitude.

【0028】なお、この基本波振幅検出回路10を用い
る場合は図7の比較器11は振幅の2乗値K2 が正常範
囲から外れたときに信号φ1 ,φ2 を出力する。
When the fundamental wave amplitude detection circuit 10 is used, the comparator 11 in FIG. 7 outputs the signals φ 1 and φ 2 when the square value K 2 of the amplitude is out of the normal range.

【0029】図10は図8に示した回転異常検出回路9
の基本波振幅検出回路10の他の構成を示すブロック図
である。この基本波振幅検出回路10はサンプルホール
ド回路14およびゼロクロス検出回路15を含む。ゼロ
クロス検出回路15は、出力信号v2 の瞬時値がゼロと
なるゼロクロス点を検出してゼロクロス点検出信号φ 3
を出力する。サンプルホールド回路14は、ゼロクロス
点検出信号φ3 に応答して出力信号v1 の瞬時値(すな
わち振幅値K)をホールドし出力する。
FIG. 10 shows the rotation abnormality detection circuit 9 shown in FIG.
Block diagram showing another configuration of the fundamental wave amplitude detection circuit 10 of FIG.
Is. This fundamental wave amplitude detection circuit 10 is a sample hole
The gate circuit 14 and the zero-cross detection circuit 15 are included. zero
The cross detection circuit 15 outputs the output signal v2The instantaneous value of
Zero cross point detection signal φ 3
Is output. The sample hold circuit 14 is a zero cross
Point detection signal φ3In response to the output signal v1Instantaneous value of
That is, the amplitude value K) is held and output.

【0030】図11は他の回転異常検出回路16の構成
を示すブロック図である。たとえば軸受25のボール3
が傷付いた場合、そのボール3がスムーズに回転しなく
なり、軸受25の回転異常が生じる。この場合は格子パ
ターン4と光学ヘッド5の間隔dA が軸受25が1回転
する間に何度も変動し、フォトダイオードPD1,PD
2の出力信号v1 ,v2 は、図12に示すように、基本
波に高調波を重畳したものとなる。したがって、出力信
号v1 ,v2 から高調波成分を分離し、高調波成分の振
幅kが正常範囲から外れたことを検出することにより、
軸受25の回転異常を検出することができる。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of another rotation abnormality detecting circuit 16. For example ball 3 of bearing 25
When the ball is damaged, the ball 3 does not rotate smoothly, and the rotation abnormality of the bearing 25 occurs. In this case, the distance d A between the grating pattern 4 and the optical head 5 changes many times during one rotation of the bearing 25, and the photodiodes PD1 and PD
As shown in FIG. 12, the output signals v 1 and v 2 of No. 2 are obtained by superimposing harmonics on the fundamental wave. Therefore, by separating the harmonic component from the output signals v 1 and v 2 and detecting that the amplitude k of the harmonic component is out of the normal range,
Abnormal rotation of the bearing 25 can be detected.

【0031】次に回転異常検出回路16について具体的
に説明する。この回転異常検出回路16は、高調波振幅
検出回路17と比較器18を含む。高調波振幅検出回路
17は、出力信号v1 ,v2 から高調波成分を分離し、
高調波成分の振幅kを検出し、出力する。比較器18
は、高調波振幅検出回路17から振幅kを受け、振幅k
が正常範囲の上限値を超える場合は振幅過大信号φ4
出力し、たとえば多関節ロボットのアーム31,32の
動作を緊急停止させる。
Next, the rotation abnormality detection circuit 16 will be specifically described. The rotation abnormality detection circuit 16 includes a harmonic amplitude detection circuit 17 and a comparator 18. The harmonic amplitude detection circuit 17 separates the harmonic components from the output signals v 1 and v 2 ,
The amplitude k of the harmonic component is detected and output. Comparator 18
Receives the amplitude k from the harmonic amplitude detection circuit 17,
If exceeds the upper limit of the normal range, an excessive amplitude signal φ 4 is output, and the operation of the arms 31 and 32 of the articulated robot is emergency stopped.

【0032】この実施例においては、軸受25の回転角
度θを非接触で検出できるので、可変抵抗器を用いてい
た従来の回転角度検出器36のように接触部が摩耗する
ことがない。したがって、寿命が長く故障が少ない。
In this embodiment, since the rotation angle θ of the bearing 25 can be detected in a non-contact manner, the contact portion is not worn unlike the conventional rotation angle detector 36 using a variable resistor. Therefore, it has a long life and few failures.

【0033】また、フォトダイオードPD1,PD2の
出力信号v1 ,v2 の周期的変化をカウントすることに
よって回転角度θをデジタル的に検出するので、可変抵
抗器の電気抵抗値に基づいて回転角度θをアナログ的に
検出していた従来に比べ電気ノイズの影響を受けにく
い。
Further, since the rotation angle θ is digitally detected by counting the periodical changes of the output signals v 1 and v 2 of the photodiodes PD1 and PD2, the rotation angle is determined based on the electric resistance value of the variable resistor. Compared to the conventional method in which θ is detected in analog, it is less susceptible to electrical noise.

【0034】また、格子パターン4および光学ヘッド5
を含む回転角度検出器を軸受25に内蔵させたので、た
とえば多関節ロボットの関節部33に設けた場合でも、
従来のように回転角度検出器36が障害物に当たること
がなく安全であり、外観形状もよい。
Further, the grating pattern 4 and the optical head 5
Since the rotation angle detector including is incorporated in the bearing 25, even when it is provided in the joint part 33 of the articulated robot, for example,
Unlike the conventional case, the rotation angle detector 36 does not hit an obstacle, is safe, and has a good external shape.

【0035】また、回転異常検出回路9,16を設けれ
ば、軸受25の回転異常を検出してたとえば多関節ロボ
ットのアーム31,32の動作を緊急停止させることが
でき安全性が向上する。
Further, if the rotation abnormality detection circuits 9 and 16 are provided, the rotation abnormality of the bearing 25 can be detected and the operation of the arms 31 and 32 of the articulated robot can be stopped urgently, thus improving safety.

【0036】なお、格子パターン4は、どのような方法
で形成してもよいが、高い分解能を必要としない場合
は、所定の角度ピッチθP でスリットを切ったシールな
どを外輪1の端面に貼り付けるとよい。また、高い分解
能を必要とする場合は外輪1の端面に化学エッチングを
施したり、レーザマーキングを施して直接パターニング
するとよい。また、さらに高い分解能を必要とする場合
は、光学ヘッド5側にも放射状の透過型格子を設けると
よい。信号のS/N比が改善される。
The grid pattern 4 may be formed by any method, but if high resolution is not required, a seal or the like having slits at a predetermined angular pitch θ P is formed on the end surface of the outer ring 1. Good to stick. Further, when high resolution is required, the end face of the outer ring 1 may be chemically etched or laser-marked for direct patterning. Further, when a higher resolution is required, it is preferable to provide a radial transmission type grating also on the optical head 5 side. The signal S / N ratio is improved.

【0037】また、図5に示した回転角度演算回路7で
は、フォトダイオードPD1,PD2の出力信号v1
2 をそのままコンパレータComp1,Comp2で
矩形波信号V1 ,V2 に変換したが、出力信号v1 ,v
2 を周知の出力補間回路によって位相分割し位相差のよ
り小さな多くの交流信号に変換した後に矩形波信号に変
換すれば、より高い分解能で回転角度θを検出すること
ができる。
Further, in the rotation angle calculation circuit 7 shown in FIG. 5, the output signals v 1 of the photodiodes PD1 and PD2,
Although v 2 was directly converted into rectangular wave signals V 1 and V 2 by the comparators Comp 1 and Comp 2 , output signals v 1 and v 2 were obtained.
If 2 is phase-divided by a well-known output interpolation circuit and converted into many AC signals with smaller phase difference and then converted into a rectangular wave signal, the rotation angle θ can be detected with higher resolution.

【0038】また、この実施例では、格子パターン4を
外輪1側に設け、光学ヘッド5を内輪2側に設けたが、
逆に、格子パターン4を内輪2側に設け光学ヘッド5を
外輪1側に設けてもよい。光学ヘッド5の発光ダイオー
ドLED1,LED2およびフォトダイオードPD1,
PD2のリード線を取扱い易い方に設けるとよい。
In this embodiment, the lattice pattern 4 is provided on the outer ring 1 side and the optical head 5 is provided on the inner ring 2 side.
Conversely, the lattice pattern 4 may be provided on the inner ring 2 side and the optical head 5 may be provided on the outer ring 1 side. The light emitting diodes LED1, LED2 and the photodiode PD1, of the optical head 5
It is advisable to provide the lead wire of PD2 on the side where it is easy to handle.

【0039】また、この実施例では2つの発光ダイオー
ドLED1,LED2を個別に設けたが、発光ダイオー
ドLED1を1つだけ設けてもよい。ただし、この場合
は、2つのフォトダイオードPD1,PD2が発光ダイ
オードLED1から出射され格子パターン4で反射した
光を均等に受けるように発光ダイオードLED1および
フォトダイオードPD1,PD2を配置する必要があ
る。
Although the two light emitting diodes LED1 and LED2 are individually provided in this embodiment, only one light emitting diode LED1 may be provided. However, in this case, it is necessary to arrange the light emitting diode LED1 and the photodiodes PD1 and PD2 so that the two photodiodes PD1 and PD2 receive the light emitted from the light emitting diode LED1 and reflected by the lattice pattern 4 evenly.

【0040】[実施例2]図13(a)はこの発明の他
の実施例による回転角度検出器付軸受26の構成を示す
正面図、図13(b)は図13(a)のF−F′線断面
図である。この回転角度検出器付軸受26にあっては、
格子パターン4と光学ヘッド5が内輪2の外周面と外輪
1の内周面に対向して設けられる(図では格子パターン
4が内輪2側に設けられており、光学ヘッド5が外輪1
側に設けられている)。他の構成は実施例1で示した回
転角度検出器付軸受25と同じであるので説明は省略さ
れる。
[Embodiment 2] FIG. 13 (a) is a front view showing the structure of a bearing 26 with a rotation angle detector according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 (b) is a section F- of FIG. 13 (a). It is a F'line sectional drawing. In the bearing 26 with the rotation angle detector,
The lattice pattern 4 and the optical head 5 are provided so as to face the outer peripheral surface of the inner ring 2 and the inner peripheral surface of the outer ring 1 (in the figure, the lattice pattern 4 is provided on the inner ring 2 side, and the optical head 5 is the outer ring 1).
It is provided on the side). The other structure is the same as that of the bearing 25 with the rotation angle detector shown in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

【0041】なお、軸受26の半径方向に過大な荷重が
加えられたり、軸に過大なモーメントが加えられたり、
ボール3が傷付いたりして軸受26の回転異常が生じる
と、格子パターン4と光学ヘッド5の間隔dR が変動す
るので、実施例1で示した回転異常検出回路9,16に
よって回転異常を検出できる。
In addition, an excessive load is applied in the radial direction of the bearing 26, an excessive moment is applied to the shaft,
If the ball 3 is damaged or the rotation abnormality of the bearing 26 occurs, the gap d R between the grating pattern 4 and the optical head 5 fluctuates. Therefore, the rotation abnormality detection circuits 9 and 16 shown in the first embodiment detect the rotation abnormality. Can be detected.

【0042】[実施例3]図14はこの発明のさらに他
の実施例による回転角度検出器付軸受のコードパターン
19の構成を示す一部省略した展開図である。このコー
ドパターン19は、外輪1または内輪2の1回転面に回
転角度NθP にわたって設けられており、M行N列(た
だし、M,Nは正の正数である。)のビット区分B
mn(ただし、mは1からMまでの正数、nは0からN−
1までの正数である。)に分割されている。行方向(回
転方向)に並んだN個のビット区分Bmnはビット区分行
Cmを構成し、列方向に並んだM個のビット区分Bmn
ビット区分列Rnを構成している。
[Third Embodiment] FIG. 14 is a partially omitted development view showing the structure of a code pattern 19 of a bearing with a rotation angle detector according to still another embodiment of the present invention. This code pattern 19 is provided on one rotation surface of the outer ring 1 or the inner ring 2 over a rotation angle Nθ P , and has M rows and N columns (where M and N are positive positive numbers), and is a bit segment B.
mn (where m is a positive number from 1 to M, n is 0 to N-
It is a positive number up to 1. ) Is divided into. The N bit sections B mn arranged in the row direction (rotational direction) form a bit section row Cm, and the M bit sections B mn arranged in the column direction form a bit section column Rn.

【0043】各ビット区分Bmnには、光反射率の大小に
よって2値信号(「0」または「1」)が書込まれてい
る。1つのビット区分列Rnに含まれるM個のビット区
分B n 〜Bmnに書込まれたM個の2値信号は1つの2進
数コードを構成しており、その2進数コードはそのビッ
ト区分列Rnの列番号nを表している。たとえばビット
区分列R1ではビット区分B11のみに「1」が書込ま
れ、他のビット区分B21〜BM1には「0」が書込まれ、
ビット区分B11〜BM に書込まれたM個の2値信号は2
進数コード「00…001」を構成しており、2進数コ
ード「00…001」は列番号1を表している。
Each bit division BmnThe light reflectance
Therefore, a binary signal (“0” or “1”) is written.
It M bit sections included in one bit section string Rn
Minute B n~ BmnM binary signals written in
A number code, whose binary code is the bit
The column number n of the sorting section Rn is shown. Bit for example
Bit division B in division row R111Only "1" is written
And other bit classification Btwenty one~ BM1"0" is written in
Bit classification B11~ BMM binary signals written in
The binary code "00 ... 001" is constructed, and the binary code
The column “00 ... 001” represents the column number 1.

【0044】また、この回転角度検出器付軸受では各ビ
ット区分行C1〜CMに対応するM組の発光ダイオード
LED1〜LEDMおよびフォトダイオードPD1,P
DM(図示せず)がコードパターン19に対向して設け
られており、外輪1または内輪2が基準位置にある場合
は、発光ダイオードLED1〜LEDMの出射光による
光スポットS1〜SMはビット区分列R0の中心に1列
に並ぶようになっている。また、外輪1または内輪2が
基準位置からある角度θだけ回転した場合は、光スポッ
トS1〜SMが回転角度θに応じたビット区分列Rn上
に1列に並ぶようになっている。他の構成は実施例1ま
たは2に示した回転角度検出器付軸受25または26と
同じであるので説明は省略される。
Further, in this bearing with rotation angle detector, M sets of light emitting diodes LED1 to LEDM and photodiodes PD1 and P1 corresponding to the bit division rows C1 to CM are provided.
When DM (not shown) is provided so as to face the code pattern 19 and the outer ring 1 or the inner ring 2 is at the reference position, the light spots S1 to SM generated by the light emitted from the light emitting diodes LED1 to LEDM are bit division strings. They are arranged in a line at the center of R0. Further, when the outer ring 1 or the inner ring 2 is rotated from the reference position by a certain angle θ, the light spots S1 to SM are arranged in a row on the bit segment row Rn corresponding to the rotation angle θ. The other structure is the same as that of the bearing 25 or 26 with the rotation angle detector shown in the first or second embodiment, and the description thereof is omitted.

【0045】しかして、外輪1または内輪2が基準位置
からある回転角度θだけ回転すると、光スポットS1〜
SMがその回転角度θに応じたビット区分列Rn上に移
動し、そのビット区分列Rnに応じた強度の反射光が受
光素子PD1〜PDMに入射する。したがって、受光素
子PD1〜PDMの出力から2進数コードを求め、2進
数コードをデコードして列番号nを求め、列番号nに角
度ピッチθP を乗算すれば回転角度θ=nθP を求める
ことができる。
When the outer ring 1 or the inner ring 2 is rotated from the reference position by a certain rotation angle θ, the light spots S1 to S1.
The SM moves onto the bit segment row Rn corresponding to the rotation angle θ, and the reflected light having the intensity corresponding to the bit segment row Rn enters the light receiving elements PD1 to PDM. Therefore, the binary code is obtained from the outputs of the light receiving elements PD1 to PDM, the binary code is decoded to obtain the column number n, and the column number n is multiplied by the angular pitch θ P to obtain the rotation angle θ = nθ P. You can

【0046】図15はフォトダイオードPD1,PDM
の出力から基準位置からの回転角度θを演算する回転角
度演算回路20の構成を例示するブロック図である。こ
の回転角度演算回路20は、M個のコンパレータCom
p1〜CompMとデコーダ21と演算処理回路22と
を含む。コンパレータComp1〜CompMは、ビッ
ト区分列Rnからの反射光を受けたフォトダイオードP
D1〜PDMの出力信号v1 〜vM を受けて、「0」ま
たは「1」の2値信号V1 〜VM に変換する。デコーダ
21は、M個の2値信号V1 〜VM をデコードしてビッ
ト区分列Rnの列番号nを求める。演算処理回路22
は、列番号nに角度ピッチθP を乗算して回転角度θを
求める。
FIG. 15 shows photodiodes PD1 and PDM.
3 is a block diagram illustrating the configuration of a rotation angle calculation circuit 20 that calculates a rotation angle θ from the reference position based on the output of FIG. The rotation angle calculation circuit 20 includes M comparators Com.
It includes p1 to CompM, a decoder 21, and an arithmetic processing circuit 22. The comparators Comp1 to CompM are photodiodes P that receive the reflected light from the bit division string Rn.
Receiving the output signal v 1 to v M of D1~PDM, into a binary signal V 1 ~V M "0" or "1". Decoder 21 obtains the column number n of the bit segment sequence Rn decodes the M binary signal V 1 ~V M. Arithmetic processing circuit 22
Calculates the rotation angle θ by multiplying the column number n by the angular pitch θ P.

【0047】この実施例においては、軸受の基準位置か
らの回転角度θの絶対値を求めることができるので、多
関節ロボットの関節部33に用いる軸受としては実施例
1または2に示した軸受25,26よりも好適である。
In this embodiment, since the absolute value of the rotation angle θ from the reference position of the bearing can be obtained, the bearing 25 used in the joint part 33 of the articulated robot is the bearing 25 shown in the first or second embodiment. , 26 is preferable.

【0048】なお、この実施例では、各ビット区分列R
nの列番号nを2進数コードにエンコードしたが、2進
数コードに限るものではなく、列番号nを2進化10進
符号コードやグレーコードや3余り符号コードにエンコ
ードしてもよい。また、回転異常検出回路9,16を設
けてもよい。
In this embodiment, each bit division string R
Although the column number n of n is encoded in the binary code, the column number is not limited to the binary code, and the column number n may be encoded in the binary coded decimal code, the gray code, or the remainder code code. Further, the rotation abnormality detection circuits 9 and 16 may be provided.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上のように、この発明の第1の回転角
度検出器付軸受にあっては、軸受の回動輪側に格子パタ
ーンを設け、格子パターンに対向させて光源および光検
出素子を設けたので、回転に伴なう光検出素子の出力の
周期的変化の回数から回動輪の回転角度を検出すること
ができる。
As described above, in the first bearing with rotation angle detector according to the present invention, the grating pattern is provided on the rotating wheel side of the bearing, and the light source and the photodetector element are opposed to the grating pattern. Since it is provided, it is possible to detect the rotation angle of the rotating wheel from the number of periodical changes in the output of the light detection element due to rotation.

【0050】また、このようにデジタル的に検出できる
ので、電気ノイズの影響を受けにくく、また、非接触で
検出できるので接触部は摩耗することがない。したがっ
て、故障が少なく寿命が長い。また、回転角度検出器を
軸受に直接設けたので、たとえば多関節ロボットの関節
部に設けた場合でも、従来のように回転角度検出器が障
害物に当たることがなく安全であり、外観形状もよい。
Further, since it can be detected digitally as described above, it is hardly affected by electric noise, and since it can be detected without contact, the contact portion is not worn. Therefore, it has few failures and a long life. Further, since the rotation angle detector is directly provided on the bearing, even if it is provided, for example, at the joint portion of an articulated robot, the rotation angle detector does not hit an obstacle as in the conventional case, and it is safe and has a good external shape. .

【0051】また、この発明の第2の回転角度検出器付
軸受にあっては、軸受の回動輪側に、その光反射状態が
回動輪の基準位置からの回転角度絶対値に応じて変化す
るコードパターンを設け、コードパターンに対向させて
光源および光検出素子を設けたので、光検出素子のの出
力から回転角度絶対値を検出することができる。また、
第1の回転角度検出器付軸受と同様、故障が少なく、寿
命が長く、外観形状がよく、かつ安全である。
Further, in the second bearing with rotation angle detector of the present invention, the light reflection state on the rotating wheel side of the bearing changes according to the absolute value of the rotating angle from the reference position of the rotating wheel. Since the code pattern is provided and the light source and the light detection element are provided so as to face the code pattern, the absolute value of the rotation angle can be detected from the output of the light detection element. Also,
Similar to the first bearing with a rotation angle detector, it has few failures, has a long life, has a good external appearance, and is safe.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例による回転角度検出器付軸
受の構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a bearing with a rotation angle detector according to an embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1のA−A′線断面図、(b)は
(a)のC部拡大図である。
2A is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged view of a C portion in FIG.

【図3】(a)は図1のB−B′線断面図、(b)は
(a)の光学ヘッド5の拡大図である。
3A is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 1, and FIG. 3B is an enlarged view of the optical head 5 of FIG.

【図4】図2(b)のD−D′線断面および図3(b)
のE−E′線断面を含む一部破断した断面図である。
4 is a sectional view taken along line DD ′ of FIG. 2 (b) and FIG. 3 (b).
FIG. 6 is a partially cutaway cross-sectional view including a cross section taken along line EE ′ of FIG.

【図5】図1に示した回転角度検出器付軸受のフォトダ
イオードPD1,PD2の出力信号v1 ,v2 から回転
角度θを演算する回転角度演算回路の構成を示すブロッ
ク図である。
5 is a block diagram showing a configuration of a rotation angle calculation circuit for calculating a rotation angle θ from output signals v 1 and v 2 of photodiodes PD1 and PD2 of the bearing with rotation angle detector shown in FIG.

【図6】(a)はフォトダイオードPD1,PD2の出
力信号v1 ,v2 を示す波形図、(b)(c)はそれぞ
れ(a)に示した出力信号v1 ,v2 から得られる矩形
波信号V1 ,V2 を示す波形図である。
6A is a waveform diagram showing output signals v 1 and v 2 of photodiodes PD1 and PD2, and FIGS. 6B and 6C are obtained from the output signals v 1 and v 2 shown in FIG. 6A, respectively. FIG. 7 is a waveform diagram showing rectangular wave signals V 1 and V 2 .

【図7】図1に示した回転角度検出器付軸受の回転異常
を検出する回転異常検出回路の構成を示すブロック図で
ある。
7 is a block diagram showing a configuration of a rotation abnormality detection circuit for detecting rotation abnormality of the bearing with rotation angle detector shown in FIG.

【図8】図7に示した回転異常検出回路の動作を説明す
るための波形図である。
8 is a waveform diagram for explaining the operation of the rotation abnormality detection circuit shown in FIG.

【図9】図7に示した回転異常検出回路の基本波振幅検
出回路の構成を示すブロック図である。
9 is a block diagram showing a configuration of a fundamental wave amplitude detection circuit of the rotation abnormality detection circuit shown in FIG.

【図10】図7に示した回転異常検出回路の基本波振幅
検出回路の他の構成を示すブロック図である。
10 is a block diagram showing another configuration of the fundamental wave amplitude detection circuit of the rotation abnormality detection circuit shown in FIG.

【図11】図1に示した回転角度検出器付軸受の回転異
常を検出する他の回転異常検出回路の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of another rotation abnormality detection circuit that detects rotation abnormality of the bearing with rotation angle detector shown in FIG. 1.

【図12】図11に示した回転異常検出回路の動作を説
明するための波形図である。
12 is a waveform diagram for explaining the operation of the rotation abnormality detection circuit shown in FIG.

【図13】(a)はこの発明の他の実施例による回転角
度検出器付軸受の構成を示す正面図、(b)は(a)の
F−F′線断面図である。
13A is a front view showing the structure of a bearing with a rotation angle detector according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a sectional view taken along line FF ′ of FIG. 13A.

【図14】この発明のさらに他の実施例による回転角度
検出器付軸受のコードパターンの構成を示す一部省略し
た展開図である。
FIG. 14 is a partially omitted development view showing a configuration of a code pattern of a bearing with a rotation angle detector according to still another embodiment of the present invention.

【図15】フォトダイオードPD1〜PDMの出力から
基準位置からの回転角度θを演算する回転角度演算回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a rotation angle calculation circuit that calculates a rotation angle θ from a reference position from outputs of photodiodes PD1 to PDM.

【図16】(a)は従来の回転角度検出器の使用状態を
例示する図であって、多関節ロボットの関節部を示す一
部破断した正面図、(b)は(a)の一部破断した側面
図である。
FIG. 16A is a diagram illustrating a usage state of a conventional rotation angle detector, a partially cutaway front view showing a joint part of an articulated robot, and FIG. 16B is a part of FIG. It is the fractured side view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外輪 2 内輪 4 格子パターン 7,20 回転角度演算回路 9,16 回転異常検出回路 19 コードパターン 25,26 回転角度検出器付軸受 LED 発光ダイオード PD フォトダイオード S 光スポット 1 Outer ring 2 Inner ring 4 Lattice pattern 7,20 Rotation angle calculation circuit 9,16 Rotation abnormality detection circuit 19 Code pattern 25,26 Bearing with rotation angle detector LED Light emitting diode PD Photodiode S Light spot

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸受の回動輪側に設けられた格子パター
ンと、 前記格子パターンに対向して設けられた光源と、 前記光源とともに設けられ、前記光源から出射され前記
格子パターンによって変化した光を検出するための光検
出素子とを含むことを特徴とする、回転角度検出器付軸
受。
1. A grating pattern provided on a rotating wheel side of a bearing, a light source provided so as to face the grating pattern, and light provided together with the light source, which is emitted from the light source and changed by the grating pattern. A bearing with a rotation angle detector, comprising a photodetection element for detecting.
【請求項2】 前記格子パターンは、その光反射率が所
定の角度ピッチで変化し、 前記光源および前記光検出素子は前記軸受の他方の輪に
設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の回
転角度検出器付軸受。
2. The grating pattern, the light reflectance of which changes at a predetermined angular pitch, and the light source and the light detecting element are provided on the other ring of the bearing. 1. A bearing with a rotation angle detector according to 1.
【請求項3】 前記光検出素子は複数設けられ、それぞ
れの受光面の方向が前記格子パターンの回転方向にずれ
ていることを特徴とする、請求項1または2に記載の回
転角度検出器付軸受。
3. The rotation angle detector according to claim 1, wherein a plurality of the light detection elements are provided, and the direction of each light receiving surface is deviated from the rotation direction of the lattice pattern. bearing.
【請求項4】 前記光源は前記光検出素子に対応して複
数設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の
回転角度検出器付軸受。
4. The bearing with a rotation angle detector according to claim 3, wherein a plurality of the light sources are provided corresponding to the light detection elements.
【請求項5】 さらに前記光検出素子の出力の周期的変
化に基づいて前記回転角度を演算する回転角度演算手段
を含むことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか
に記載の回転角度検出器付軸受。
5. The rotation angle according to claim 1, further comprising rotation angle calculation means for calculating the rotation angle based on a periodic change in the output of the photodetector. Bearing with detector.
【請求項6】 軸受の回動輪側に設けられ、その光反射
状態が前記回動輪の基準位置からの回転角度絶対値に応
じて変化するコードパターンと、 前記コードパターンに対向して設けられた光源と、 前記光源とともに設けられ、前記光源から出射され前記
コードパターンによって変化した光を検出するための光
検出素子とを含むことと特徴とする、回転角度検出器付
軸受。
6. A code pattern, which is provided on the rotating wheel side of the bearing and whose light reflection state changes according to the absolute value of the rotation angle from the reference position of the rotating wheel, and a code pattern which is provided so as to face the code pattern. A bearing with a rotation angle detector, comprising: a light source; and a light detection element that is provided together with the light source and detects light emitted from the light source and changed by the code pattern.
【請求項7】 さらに前記光検出素子の出力に基づいて
前記回転角度絶対値を演算する回転角度演算手段を含む
ことを特徴とする、請求項6に記載の回転角度検出器付
軸受。
7. The bearing with a rotation angle detector according to claim 6, further comprising rotation angle calculation means for calculating the rotation angle absolute value based on the output of the photodetection element.
【請求項8】 さらに前記光検出素子の出力に基づいて
前記軸受の回転異常を検出する回転異常検出手段を含む
ことを特徴とする、請求項5または7に記載の回転角度
検出器付軸受。
8. The bearing with a rotation angle detector according to claim 5, further comprising rotation abnormality detection means for detecting rotation abnormality of the bearing based on an output of the light detection element.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1447579A4 (en) * 2001-11-22 2006-04-12 Nsk Ltd Sensor-equipped rolling bearing, and rotation state detecting device
JP2006207658A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Ntn Corp Method of detecting malfunction of bearing with rotation sensor and its device
JP2007232689A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Nissan Motor Co Ltd Steering angle detector and detecting method
JP2013234998A (en) * 2012-05-08 2013-11-21 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measurement device and method of driving position measurement device
JP2017207417A (en) * 2016-05-20 2017-11-24 Tdk株式会社 State determination device and method, physical quantity information generation device, and angle sensor
CN107478149A (en) * 2016-06-08 2017-12-15 Tdk株式会社 Status discriminator and method, physical quantity information generating means and angular transducer
CN107643044A (en) * 2016-07-20 2018-01-30 Tdk株式会社 Angular transducer and angular transducer system
US10168134B2 (en) 2002-02-14 2019-01-01 Faro Technologies, Inc. Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7290938B2 (en) 2001-11-22 2007-11-06 Nsk Ltd. Sensor-equipped rolling bearing, and rotation state detecting device
US7481583B2 (en) 2001-11-22 2009-01-27 Nsk Ltd. Rolling bearing with sensor and rotary state detecting device
EP1447579A4 (en) * 2001-11-22 2006-04-12 Nsk Ltd Sensor-equipped rolling bearing, and rotation state detecting device
US10168134B2 (en) 2002-02-14 2019-01-01 Faro Technologies, Inc. Portable coordinate measurement machine having a handle that includes electronics
JP2006207658A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Ntn Corp Method of detecting malfunction of bearing with rotation sensor and its device
JP4518970B2 (en) * 2005-01-26 2010-08-04 Ntn株式会社 Abnormality detection method and detection device for bearing with rotation sensor
JP2007232689A (en) * 2006-03-03 2007-09-13 Nissan Motor Co Ltd Steering angle detector and detecting method
US10197388B2 (en) 2012-05-08 2019-02-05 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Position-measuring device able to monitor deviations from a setpoint behavior and method for operating the position-measuring device
JP2013234998A (en) * 2012-05-08 2013-11-21 Dr Johannes Heidenhain Gmbh Position measurement device and method of driving position measurement device
CN107402025A (en) * 2016-05-20 2017-11-28 Tdk株式会社 Status discriminator and method, physical quantity information generating means and angular transducer
JP2017207417A (en) * 2016-05-20 2017-11-24 Tdk株式会社 State determination device and method, physical quantity information generation device, and angle sensor
CN110243395A (en) * 2016-05-20 2019-09-17 Tdk株式会社 Status discriminator and method and physical quantity information generating means
CN107402025B (en) * 2016-05-20 2019-12-03 Tdk株式会社 Status discriminator and method, physical quantity information generating means and angular transducer
US10775208B2 (en) 2016-05-20 2020-09-15 Tdk Corporation Condition determination apparatus and method, physical quantity information generation apparatus, and angle sensor
CN107478149A (en) * 2016-06-08 2017-12-15 Tdk株式会社 Status discriminator and method, physical quantity information generating means and angular transducer
CN107478149B (en) * 2016-06-08 2020-01-17 Tdk株式会社 State determination device and method, physical quantity information generation device, and angle sensor
US10746571B2 (en) 2016-06-08 2020-08-18 Tdk Corporation Condition determination apparatus and method, physical quantity information generation apparatus, and angle sensor
CN107643044A (en) * 2016-07-20 2018-01-30 Tdk株式会社 Angular transducer and angular transducer system
US10836429B2 (en) 2016-07-20 2020-11-17 Tdk Corporation Angle sensor and angle sensor system

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