JP2001124592A - ロータリーエンコーダ - Google Patents

ロータリーエンコーダ

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JP2001124592A
JP2001124592A JP30931499A JP30931499A JP2001124592A JP 2001124592 A JP2001124592 A JP 2001124592A JP 30931499 A JP30931499 A JP 30931499A JP 30931499 A JP30931499 A JP 30931499A JP 2001124592 A JP2001124592 A JP 2001124592A
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JP
Japan
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phase
phase signal
signal
signals
degrees
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JP30931499A
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English (en)
Inventor
Keiichi Fujikawa
恵市 冨士川
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で信頼性の高い安価なロータリーエンコ
ーダを提供することを目的とする。 【解決手段】 U、V、W相信号の生成方法は、発光素
子101と回転板102と固定板103と受光素子10
4から得られたu相、v相、w相の3つの検出信号を加
算器107で加算し、分圧器である分圧抵抗108、分
圧抵抗109で分圧した後、バッファ110を介して基
準信号Vrefを生成する。この基準信号Vrefと検
出したu相、v相、w相信号をそれぞれ3つの比較器1
05で比較し、U、V、W相信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3相ACサーボモ
ータなどに組み込まれて使用されるインクリメンタルエ
ンコーダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種機械の駆動用に用いられるサーボモ
ータにはブラシ付きのDCサーボモータとブラシのない
ACサーボモータ(DCブラシレスサーボモータ)があ
り、近年モータ保守の容易さからACサーボモータの需
要が増している。サーボ系の位置検出器にもさまざまな
種類があるが、近年サーボモータに組み込まれて使用さ
れるエンコーダが普及している。
【0003】ACサーボモータに組み込まれるエンコー
ダはインクリメンタルエンコーダとアブソリュートエン
コーダに大別される。インクリメンタルエンコーダは、
回転方向が判別できるように互いに90度位相差を有す
るA、B2相の信号と、1回転1パルスの基準Z信号
と、ACサーボモータの通電相切り替えのためのコミュ
テーショ信号U、V、W相を備えたものが一般的であ
る。
【0004】以下、従来のインクリメンタルエンコーダ
の構成を図を用いて説明する。
【0005】図4において、101は発光素子、102
はモータのロータの回転が伝達するシャフトに取り付け
られ、a、b、z、u、v、w相の光学スリットを有す
る回転板、103は回転板102を通過した光をより高
精度に分離するために設けるa、b、z、u、v、w相
の光学スリットを有する固定板、104はそれぞれの相
の光信号を電気信号に変換する受光素子、105は比較
器、106は出力バッファである。
【0006】発光素子101から出た光は、光学スリッ
トを有する回転板102の回転によって生成する光の明
暗を受光素子104で受光する。A相、B相は1回転を
N分割し電気角でそれぞれ90度の位相差を有してお
り、Z相は1回転に1回発生する信号である。そして、
U相、V相、W相はモータの各相の励磁に用いる信号で
ロータの磁極位置を示す信号である。それぞれの信号
は、例えばA相信号の場合、S/N比を向上するために
それぞれ180度位相をもつ信号a、/aの2つの信号
を検出し、それら2つの信号を比較器105に入力し比
較してA相信号を生成する。他のB、Z、U、V、W相
信号も同様にそれぞれ180度の位相をもつ信号2つの
信号を差動検出して、それぞれ比較することにより信号
を生成する方式が広く用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、各信号それぞれに対し、180度の位相差
をもつ信号を検出し、差動比較器に入力し比較して生成
するために、それぞれ2つの光学信号が必要であること
から、A、B、Z、U、V、W相信号の6信号を得るた
めにa、/a、b、/b、z、/z、u、/u、v、/
v、w、/w信号の12個の信号を検出しなければなら
ないことから、発光素子や回転板、固定板、受光素子の
大きさが大きくなるという問題点を有していた。
【0008】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、小型で信頼性の高い安価なロータリーエンコーダを
提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、回転板と固定板と受発光素子から得た互い
に電気角で120度の位相差を有する3つの励磁切換信
号u相信号、v相信号、w相信号と、前記u相信号、v
相信号、w相信号を加算する加算器と、前記加算器で加
算した結果を分圧器で分圧して得た基準信号と、前記u
相信号、v相信号、w相信号と前記基準信号とをそれぞ
れ比較する3つの比較器とを備え、前記比較器の出力か
ら互いに電気角で120度の位相差を有するモータ相励
磁切換用のU相信号、V相信号、W相信号を得るもの
で、シンプルかつ小型なエンコーダが得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】この課題を解決するために本発明
は、互いに電気角で90度の位相差を有するA相信号、
B相信号と、1回転に1回発生するZ相信号と、互いに
電気角で120度の位相差を有するモータ相励磁切換用
のU相信号、V相信号、W相信号とを備えたロータリー
エンコーダにおいて、回転板と固定板と受発光素子から
得た互いに電気角で120度の位相差を有する3つの励
磁切換信号u相信号、v相信号、w相信号と、前記u相
信号、v相信号、w相信号を加算する加算器と、前記加
算器で加算した結果を分圧器で分圧して得た基準信号
と、前記u相信号、v相信号、w相信号と前記基準信号
とをそれぞれ比較する3つの比較器とを備え、前記比較
器の出力から互いに電気角で120度の位相差を有する
モータ相励磁切換用のU相信号、V相信号、W相信号を
得るロータリーエンコーダである。
【0011】また、回転板と固定板と受発光素子から得
た互いに電気角で90度の位相差を有するa相信号とb
相信号と、1回転に1回発生するz相信号と、互いに電
気角で120度の位相差を有する3つの励磁切換信号u
相信号、v相信号、w相信号と、前記u相信号、v相信
号、w相信号を加算する加算器と、前記加算器で加算し
た結果を分圧器で分圧して得た基準信号と、前記6つの
a相信号、b相信号、z相信号、u相信号、v相信号、
w相信号と前記基準信号とをそれぞれ比較する6つの比
較器とを備え、前記比較器の出力から互いに電気角で9
0度の位相差を有するA相信号、B相信号と、1回転に
1回発生するZ相信号と、モータ相励磁切換用のU相信
号、V相信号、W相信号を得るロータリーエンコーダで
ある。
【0012】このように、3つのU相信号、V相信号、
W相信号を得るために、u相信号、v相信号、w相信号
を加算し、分圧した1つの基準信号と3つの信号を比較
するもので、3組の受発光素子が省略できる。
【0013】また、上記と同様に6つのA相信号、B相
信号、Z相信号、U相信号、V相信号、W相信号を得る
ために、1つの基準信号と6つの信号を比較するもの
で、6組の受発光素子が省略できる。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
【0015】(実施例1)図1において、101は発光
素子、102はモータのロータの回転が伝達するシャフ
トに取り付けられる、a、b、z、u、v、w相の光学
スリットを有する回転板、103は回転板102を通過
した光をより高精度に分離するために設けるa、b、
z、u、v、w相の光学スリットを有する固定板、10
4はそれぞれの相の光信号を電気信号に変換する受光素
子、105は比較器、106は出力バッファである。1
07は受光素子104の出力である検出u、v、w相の
検出信号を加算する加算器、108、109は加算器1
07の加算した電圧を分圧する分圧抵抗であり分圧器を
構成している。110はバッファ回路である。
【0016】A、B、Z相信号の生成方法は、従来例と
同じであり、ここでは説明を省略する。U、V、W相信
号の生成方法は、発光素子101と回転板102と固定
板103と受光素子104から得られたu相、v相、w
相の3つの検出信号を加算器107で加算し、分圧抵抗
108、分圧抵抗109で分圧した後、バッファ110
を介して基準信号Vrefを生成する。この基準信号V
refと検出したu相、v相、w相信号をそれぞれ3つ
の比較器105で比較し、U、V、W相信号を生成す
る。
【0017】これにより3組の受発光素子が省略でき、
小型化と低価格化ができる。
【0018】なお、出力バッファ106は各相の信号を
外部からの回り込みを押さえるために設けている。
【0019】図2は実施例1における各部の波形であ
り、(a)、(b)、(c)は受光素子104から出力
する出検信号u、v、w相、(d)は加算器107で加
算し、分圧抵抗108、分圧抵抗109で分圧した後の
基準信号Vrefである。(e)、(f)、(g)は比
較器105の入力信号、(h)、(i)、(j)は出力
U相、V相、Z相である。
【0020】このように出検したu相、v相、w相の3
つの信号を加算器107で加算した信号は、それぞれの
相の脈動を含むことになるが、分圧抵抗108と分圧抵
抗109の分圧抵抗の比率によって分圧することによ
り、それぞれの出力信号に影響を及ぼすことはない。
【0021】(実施例2)図3において、U、V、W相
信号の生成方法は実施例1と同じであり、ここでの説明
を省略する。A、B、Z相信号の生成方法は、実施例1
と同様に発光素子101と回転板102と固定板103
と受光素子104から得られた相励磁切換用信号u相信
号、v相信号、w相信号から基準信号Vrefを生成す
る。そして、この基準信号Vrefと発光素子101と
回転板102と固定板103と受光素子104から得ら
れたa相信号、b相信号、z相信号をそれぞれ3つの比
較器105で比較し、それぞれの出力バッファ106を
介してA相信号、B相信号、Z相信号を生成する。
【0022】これにより、実施例1よりさらに小型化と
低価格化が可能になる。
【0023】
【発明の効果】上記の実施例から明らかなように請求項
1記載の発明によれば、従来に比べ3組の受光素子数や
処理回路が削減でき、小型化が可能である。
【0024】また、請求項2記載の発明によれば、従来
に比べ6組の受光素子数や処理回路が削減でき、さらに
小型化が可能である。
【0025】このように差動信号を比較することによ
り、S/N比を向上でき発光素子の寿命や周囲温度そし
て電源電圧の変化の位相への影響を少なくすることがで
き小型で信頼性の高いロータリーエンコーダを安価に提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1におけるエンコーダの構成図
【図2】本発明の実施例1におけるエンコーダの各部信
号の波形図
【図3】本発明の実施例2におけるエンコーダの構成図
【図4】従来のエンコーダの構成図
【符号の説明】 101 発光素子 102 回転板 103 固定板 104 受光素子 105 比較器 107 加算器 108、109 分圧器(分圧抵抗) Vref 基準信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに電気角で90度の位相差を有する
    A相信号、B相信号と、1回転に1回発生するZ相信号
    と、互いに電気角で120度の位相差を有するモータ相
    励磁切換用のU相信号、V相信号、W相信号とを備えた
    ロータリーエンコーダにおいて、回転板と固定板と受発
    光素子から得た互いに電気角で120度の位相差を有す
    る3つの励磁切換信号u相信号、v相信号、w相信号
    と、前記u相信号、v相信号、w相信号を加算する加算
    器と、前記加算器で加算した結果を分圧器で分圧して得
    た基準信号と、前記u相信号、v相信号、w相信号と前
    記基準信号とをそれぞれ比較する3つの比較器とを備
    え、前記比較器の出力から互いに電気角で120度の位
    相差を有するモータ相励磁切換用のU相信号、V相信
    号、W相信号を得るロータリーエンコーダ。
  2. 【請求項2】 回転板と固定板と受発光素子から得た互
    いに電気角で90度の位相差を有するa相信号とb相信
    号と、1回転に1回発生するz相信号と、互いに電気角
    で120度の位相差を有する3つの励磁切換信号u相信
    号、v相信号、w相信号と、前記u相信号、v相信号、
    w相信号を加算する加算器と、前記加算器で加算した結
    果を分圧器で分圧して得た基準信号と、前記6つのa相
    信号、b相信号、z相信号、u相信号、v相信号、w相
    信号と前記基準信号とをそれぞれ比較する6つの比較器
    とを備え、前記比較器の出力から互いに電気角で90度
    の位相差を有するA相信号、B相信号と、1回転に1回
    発生するZ相信号と、モータ相励磁切換用のU相信号、
    V相信号、W相信号を得るロータリーエンコーダ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015015572A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 日本電気株式会社 発振回路、発振装置および発振方法
CN106125631A (zh) * 2016-08-27 2016-11-16 常州市武起常乐电机有限公司 一种电机磁性编码器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015015572A (ja) * 2013-07-04 2015-01-22 日本電気株式会社 発振回路、発振装置および発振方法
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