JP2006170657A - 断線検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】断線の誤検出を防止して長期に渡って断線を正確に検出することができる断線検出回路を提供する。
【解決手段】断線検出回路が、ラインドライバと、ラインドライバへ入力された入力信号の非反転信号（ＰＡ）を伝送する非反転信号線と、入力信号の反転信号（＊ＰＡ）を伝送する反転信号線と、非反転信号線および反転信号線から入力された信号を非反転信号として出力する第１のラインレシーバと、第１のラインレシーバとは非反転信号線および反転信号線の結線を逆にして入力された信号を反転信号として出力する第２のラインレシーバと、第１のラインレシーバと第２のラインレシーバからの信号が入力される排他的論理和回路とを備え、ノイズの影響が除去された信号が入力される排他的論理和回路の出力により断線を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サーボモータやリニアモータ等に設置された位置検出器からの信号線の断線を検出する断線検出回路に関する。

従来の断線検出回路は、ラインドライバへ入力された入力信号の非反転信号を伝送する非反転信号線と、入力信号の反転信号を伝送する反転信号線とをラインレシーバへ接続し、非反転信号線と反転信号線とにより伝送される信号を排他的論理和回路へ入力し、その出力により断線を検出している。
また、この改良発明として非反転信号線と反転信号線との間にラインレシーバのターミネータ抵抗とフォトカプラとを直列に接続し、ターミネータ抵抗を流れる電流をフォトカプラにより検出して断線の検出を行っている（例えば、特許文献１参照。）。

この改良発明は、ターミネータ抵抗を流れる電流をフォトカプラにより検出して断線の検出を行っているため、フォトカプラは常時ＯＮ状態となっており、長期間の使用による電流伝達率の劣化により断線の誤検出が生ずる等の問題があり、長期に渡って断線を検出する場合には上記の排他的論理和回路を用いた断線検出回路が有効である。
このような排他的論理和回路を用いた断線検出回路を図３に示す。図３は従来の断線検出回路を示す回路図である。

従来の断線検出回路５１は、サーボモータやリニアモータ等の回転または直進するモータのエンコーダやレゾルバ等の図示しない位置信号検出器の出力線５２から位置信号検出器に設けられたラインドライバ５３へ入力されるパルス信号等の入力信号をラインドライバ５３が入力信号の位相をそのままにした非反転信号（ＰＡ）と入力信号の位相を反転させた反転信号（＊ＰＡ）として出力し、これらをターミネータ抵抗Ｒｔを介して接続された非反転信号線５４と反転信号線５５とにより伝送し、非反転信号線５４と反転信号線５５とを伝送される信号とをラインレシーバ５６へ入力すると共に、非反転信号線５４から分岐した非反転信号分岐線５７および反転信号線５５から分岐した反転信号分岐線５８により伝送される信号を排他的論理和回路５９へ入力してラインレシーバ５６から出力される位置信号によりモータの回転制御や直進制御等を行うと共に、反転器６０を介して出力される排他的論理和回路５９からの常時ローレベル（Ｌレベルという。）の出力がハイレベル（Ｈレベルという。）に反転したことによりラインドライバ５３に接続する非反転信号線５４と反転信号線５５の断線を検出してモータの暴走等を防止している。
実公平７−１５２１９号公報（第２頁左欄および右欄、第３図および第１図）

しかしながら、上述した従来の図３に示す断線検出回路５１においては、図４に示すようにステーション５１（Ｓ５１と記す。）で測定される非反転信号線５４の非反転信号（ＰＡ）とＳ５２で測定される反転信号線５５の反転信号（＊ＰＡ）とに電気ノイズ等の外部からのノイズ６１、６２が重畳した場合には、Ｓ５３で測定されるラインレシーバ５６の出力はラインレシーバ５６の機能によりノイズ６１、６２の影響を受けないが、非反転信号（ＰＡ）と反転信号（＊ＰＡ）とが共にＬレベルまたはＨレベルのときにＬレベルを出力する排他的論理和回路５９からの出力は、一般にノイズ電圧は、低い電圧（例えば５Ｖ）の電圧波形である非反転信号（ＰＡ）や反転信号（＊ＰＡ）よりも高い電圧（例えば１０Ｖ）であるので、ノイズ６１の場合は共にＨレベル、ノイズ６２の場合は共にＬレベルとなってＬレベルが出力され、反転器６０で反転させてＳ５４で測定される出力は局所的なＨレベルとして出力され、これを断線と誤って検出する誤検出が生じる可能性があるという問題がある。

なお、通常は非反転信号線５４および反転信号線５５はまとめて同一経路上を配線されているので、ノイズ６１、６２は同方向の同一電圧、つまりコモンモードノイズとして非反転信号（ＰＡ）や反転信号（＊ＰＡ）に重畳される。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、非反転信号線や反転信号線の断線の誤検出を防止して長期に渡って断線を正確に検出することができる断線検出回路を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、断線検出回路が、ラインドライバと、該ラインドライバへ入力された入力信号の非反転信号を伝送する非反転信号線と、前記入力信号の反転信号を伝送する反転信号線と、前記非反転信号線および反転信号線から入力された信号を非反転信号として出力する第１のラインレシーバと、該第１のラインレシーバとは前記非反転信号線および反転信号線の結線を逆にして入力された信号を反転信号として出力する第２のラインレシーバと、前記第１のラインレシーバと第２のラインレシーバからの信号が入力される排他的論理和回路とを備え、前記排他的論理和回路からの出力により前記非反転信号線および前記反転信号線の断線を検出することを特徴とする。

これにより、本発明は、第１のラインレシーバおよび第２のラインレシーバのノイズキャンセル機能を利用して排他的論理和回路へは常にノイズを除去した信号を入力することが可能になり、排他的論理和回路から出力される信号を用いて断線の検出を行うことによりその誤検出を防止することができ、長期に渡って断線を正確に検出する断線検出回路を得ることができるという効果が得られる。

以下に、図面を参照して本発明による断線検出回路の実施例について説明する。

図１は実施例の断線検出回路を示す回路図である。
図１において、１は断線検出回路である。
断線検出回路１は、モータの図示しない位置信号検出器からの出力線２により入力信号が入力される位置信号検出器に設けられたラインドライバ３と、ラインドライバ３へ入力された入力信号の非反転信号（ＰＡ）を伝送する非反転信号線４と、入力信号の反転信号（＊ＰＡ）を伝送する反転信号線５と、これらの間を接続するターミネータ抵抗Ｒｔと、非反転信号線４および反転信号線５からそれぞれの入力端子に入力された信号を非反転信号として出力する第１のラインレシーバ６と、反転信号線５から分岐した反転信号線（反転信号分岐線７という。）および非反転信号線４から分岐した非反転信号線（非反転信号分岐線８という。）により伝送され、第１のラインレシーバ６とは各入力端子への結線を逆にして入力された信号を反転信号として出力する第２のラインレシーバ９と、第１のラインレシーバ６の非反転信号を反転器１０で反転させた反転信号および第２のラインレシーバ９の反転信号を反転器１１で反転させた非反転信号が入力され、それらの信号が共にＬレベルまたはＨレベルのときにＬレベルを出力する排他的論理和回路１２と排他的論理和回路１２の出力信号を反転させる反転器１４とにより構成され、第１のラインレシーバ６から出力され、反転器１０で反転させ、再度反転器１３で反転させた非反転信号の位置信号によりモータの回転制御や直進制御等を行うと共に、排他的論理和回路１２からの出力を反転器１４で反転させた常時Ｌレベルの出力がＨレベルに反転したことにより非反転信号線４や反転信号線５の断線を検出する。

本実施例の第１のラインレシーバ６および第２のラインレシーバ９は図１において上側の端子から入力された信号に下側の端子（反転記号を付した端子）からの信号を減じ、その結果が正の電圧の時はＨレベルを出力し、負の時はＬレベルを出力する機能を有しており、これによりノイズ電圧がキャンセル（ノイズキャンセル機能という。）される。
例えば、図２にＳ１、Ｓ２で示す第１のラインレシーバ６への入力信号が電圧波形のＨレベルが５Ｖ、Ｌレベルが０Ｖ、ノイズ６１、６２のノイズ電圧がそれぞれ１０Ｖ、−１０Ｖである場合に、第１のラインレシーバ６から出力される出力信号の電圧波形はノイズ６１の場合は（５＋１０）Ｖ−（０＋１０）Ｖ＝５Ｖ（Ｈレベル）となって出力され、ノイズ６２の場合は（０−１０）Ｖ−（５−１０）Ｖ＝−５Ｖとなって０Ｖ（Ｌレベル）として出力される。

上記の構成の作用について説明する。
図２に示すように本実施例の断線検出回路１においては、Ｓ１で測定される非反転信号線５４の非反転信号（ＰＡ）とＳ２で測定される反転信号線５５の反転信号（＊ＰＡ）とに上記従来例と同様にノイズ６１、６２が重畳した場合には、Ｓ３で測定される第１のラインレシーバ６の出力を反転器１０で反転させた出力は第１のラインレシーバ６のノイズキャンセル機能によりノイズ６１、６２を除去した反転信号となり、Ｓ４で測定される第２のラインレシーバ９の出力を反転器１１で反転させた出力は第２のラインレシーバ９のノイズキャンセル機能によりノイズ６１、６２を除去した非反転信号となる。

そして、これらのノイズ６１、６２の影響が除去された信号が排他的論理和回路１２に入力されるので、Ｓ６で測定される排他的論理和回路１２からの出力を反転器１４で反転させた出力はＬレベルで一定となり、断線の誤検出が防止される。
また、Ｓ５で測定される第１のラインレシーバ６からの出力は、反転器１０および反転器１２によりそれぞれ反転されて第１のラインレシーバ６から出力された非反転信号に戻され、非反転信号の位置信号として出力される。

出力線２、つまり位置信号検出器の内部で断線が生じた場合、または非反転信号線４および反転信号線５の両方が断線した場合は、非反転信号（ＰＡ）と反転信号（＊ＰＡ）とが共にＨレベル一定になり、第１のラインレシーバ６および第２のラインレシーバ９からの出力も共にＨレベルとなり、排他的論理和回路１２への入力はそれぞれ反転器１０と反転器１１により反転されてＬレベルとなって排他的論理和回路１２からの出力を反転器１４で反転させた出力はＨレベルになるので、出力線２や非反転信号線４、反転信号線５の断線が検出される。

非反転信号線４および反転信号線５の一方が断線した場合、例えば非反転信号線４が断線した場合は、非反転信号（ＰＡ）の第１のラインレシーバへの入力がＨレベル一定に、反転信号（＊ＰＡ）がパルス信号になり、Ｓ３で測定される第１のラインレシーバ６の出力は正常な状態でなくなって（Ｌレベル）これを反転器１０で反転させた出力はＨレベル一定となり、Ｓ４で測定される第２のラインレシーバ９の出力を反転器１１で反転させた出力もＨレベル一定となって排他的論理和回路１２からの出力を反転器１４で反転させた出力はＨレベルとなりこの信号にＨレベルが含まれるので、非反転信号線４の断線が検出される。反転信号線５が断線した場合も同様である。

以上説明したように、本実施例では、ラインドライバへ入力された入力信号の非反転信号と反転信号とを第１のラインレシーバへ入力して出力された信号と、第１のラインレシーバとは非反転信号線および反転信号線の結線を逆にして第２のラインレシーバへ入力して出力された信号とを排他的論理和回路へ入力するようにしたことによって、第１のラインレシーバおよび第２のラインレシーバのノイズキャンセル機能を利用して排他的論理和回路へは常にノイズを除去した信号を入力することが可能になり、排他的論理和回路から出力される信号を用いて断線の検出を行うことによりその誤検出を防止することができ、非反転信号線、反転信号線の断線を長期に渡って正確に検出する断線検出回路を得ることができる。

なお、本実施例では位置信号検出器からの入力される一つの入力信号を用いて説明したが、９０度の位相差を持つ２つの入力信号の場合やこれに１回転に１回の原点信号を加えた場合、１２０度の位相差を持つ３つの入力信号等に適用しても同様の効果を得ることができる。

実施例の断線検出回路を示す回路図 実施例の断線検出回路の各ステーションの信号波形を示す説明図 従来の断線検出回路を示す回路図 従来の断線検出回路の各ステーションの信号波形を示す説明図

符号の説明

１、５１ 断線検出回路
２、５２ 出力線
３、５３ ラインドライバ
４、５４ 非反転信号線
５、５５ 反転信号線
６ 第１のラインレシーバ
７、５８ 反転信号分岐線
８、５７ 非反転信号分岐線
９ 第２のラインレシーバ
１０、１１、１３、１４、６０ 反転器
１２、５９ 排他的論理和回路
５６ ラインレシーバ
６１、６２ ノイズ

Claims (1)

1. ラインドライバと、該ラインドライバへ入力された入力信号の非反転信号を伝送する非反転信号線と、前記入力信号の反転信号を伝送する反転信号線と、前記非反転信号線および反転信号線から入力された信号を非反転信号として出力する第１のラインレシーバと、該第１のラインレシーバとは前記非反転信号線および反転信号線の結線を逆にして入力された信号を反転信号として出力する第２のラインレシーバと、前記第１のラインレシーバと第２のラインレシーバからの信号が入力される排他的論理和回路とを備え、
   前記排他的論理和回路からの出力により、前記非反転信号線および前記反転信号線の少なくとも一方の断線を検出することを特徴とする断線検出回路。
   

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