JP2007006560A - Motor with encoder - Google Patents

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JP2007006560A
JP2007006560A JP2005181236A JP2005181236A JP2007006560A JP 2007006560 A JP2007006560 A JP 2007006560A JP 2005181236 A JP2005181236 A JP 2005181236A JP 2005181236 A JP2005181236 A JP 2005181236A JP 2007006560 A JP2007006560 A JP 2007006560A
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Takeo Miyajima
剛雄 宮嶋
Masami Ito
昌実 伊藤
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and low-cost motor that can acquire stable output. <P>SOLUTION: The motor is provided with a commutator 12 attached to a rotating shaft of the motor 5, a pair of brushes 13a, 13b for sliding and contacting the commutator 12, and a pulse generating means for outputting and converting a DC voltage, applied between a pair of the brushes 13a, 13b into a pulse sequence, corresponding to the rotation of the motor 5. The commutator 12 comprises a plurality of electrodes divided equally in the rotating direction of the rotating shaft. The required electrode among a plurality of the electrodes is set as an opened electrode 12a for configuring opened state between a pair of the brushes 13a, 13b. Electrodes other than the open electrode 12a are set as closed electrodes 12b, commonly connected and configuring a closed state between a pair of the brushes 13a, 13b. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンコーダ付モータに関するものであり、特に、小型コンパクトで低コスト化を図ることが可能なエンコーダ付モータに関するものである。   The present invention relates to a motor with an encoder, and more particularly to a motor with an encoder that is small and compact and can be reduced in cost.

エンコーダ付モータは、例えば、作業ロボットの動作制御や各種自動機の駆動制御等に利用されている。このような従来のエンコーダ付モータとしては、例えば図8に示すようなものがある。この従来技術は、円周方向に等間隔にスリットを形成してなる円板状のスリット板1が、モータ2の回転軸に取り付けられ、このスリット板1を挟むように、発光素子3とフォトセンサ4とが配置されている。   The motor with an encoder is used, for example, for operation control of a work robot or drive control of various automatic machines. An example of such a conventional motor with an encoder is shown in FIG. In this prior art, a disk-shaped slit plate 1 having slits formed at equal intervals in the circumferential direction is attached to a rotating shaft of a motor 2, and the light emitting element 3 and a photo are sandwiched between the slit plates 1. A sensor 4 is arranged.

そして、モータ2の回転時に、回転するスリット板1のスリットを通して得られる発光素子3からの光を、フォトセンサ4で受光することにより、該フォトセンサ4からモータ2の回転に応じたパルス列信号を出力させるようにしている。このパルス列信号から、モータ2の回転速度等が求められる。   When the motor 2 rotates, the light from the light emitting element 3 obtained through the slits of the rotating slit plate 1 is received by the photosensor 4 so that a pulse train signal corresponding to the rotation of the motor 2 is received from the photosensor 4. It is made to output. From this pulse train signal, the rotational speed of the motor 2 and the like are obtained.

また、エンコーダ付モータに関連する従来技術として、例えば次のようなモータ駆動装置が知られている。この従来技術は、コンデンサモータの回転軸に取り付けられたスリット板が、透過型フォトセンサにおける発光素子と受光素子との間に位置するように構成された光電式回転検出装置が備えられている。そして、コンデンサモータの低速回転時には、負荷により、その回転数が変化しやすいので、制御量としての回転数を前記光電式回転検出装置で検出して、フィードバック制御を行っている(例えば、特許文献1参照)。
特開平1−318526号公報(第2頁、図1〜図3)。
Further, as a conventional technique related to an encoder-equipped motor, for example, the following motor driving device is known. This prior art includes a photoelectric rotation detection device configured such that a slit plate attached to a rotation shaft of a capacitor motor is positioned between a light emitting element and a light receiving element in a transmissive photosensor. When the condenser motor rotates at a low speed, the rotation speed is likely to change depending on the load. Therefore, the rotation speed as a control amount is detected by the photoelectric rotation detection device, and feedback control is performed (for example, Patent Documents). 1).
JP-A-1-318526 (second page, FIGS. 1 to 3).

図8に示した従来技術においては、モータの回転軸に取り付けられた円板状のスリット板を挟むように、発光素子とフォトセンサとが配置されている。このように、発光素子及びフォトセンサといった高価な光学素子を使用しているため、コスト高を招くことになる。   In the prior art shown in FIG. 8, the light emitting element and the photosensor are arranged so as to sandwich a disc-shaped slit plate attached to the rotating shaft of the motor. As described above, since expensive optical elements such as a light emitting element and a photosensor are used, the cost increases.

特許文献1に記載の従来技術においては、発光素子と受光素子とが空間をおいて一体化された複合形式の透過型フォトセンサが用いられている。このため、個別の発光素子やフォトセンサを用いる場合よりも、さらにコスト高を招くことになる。   In the prior art described in Patent Document 1, a transmissive photosensor of a composite type in which a light emitting element and a light receiving element are integrated with a space is used. For this reason, the cost is further increased as compared with the case where individual light emitting elements or photosensors are used.

また、エンコーダ付モータは、各種機器等に組み込んで用いられることが多い。このため、モータに付設されるエンコーダ部は、小型でコンパクトに構成しうるものが望まれる。しかしながら、上記いずれの従来技術においても、スリット板と、これを挟むように、発光素子とフォトセンサとが配置された構成となっていたため、小型でコンパクトな構成とすることは難しい。   Moreover, the motor with an encoder is often used by being incorporated in various devices. For this reason, the encoder unit attached to the motor is desired to be small and compact. However, in any of the above prior arts, since the light emitting element and the photosensor are arranged so as to sandwich the slit plate, it is difficult to make the structure compact and compact.

そこで、エンコーダ付モータにおいて、小型コンパクトかつ低コストで安定した出力を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Thus, a technical problem to be solved in order to obtain a stable output at a small, compact, low cost in an encoder-equipped motor, and the present invention aims to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、モ
ータの回転軸に取り付けられたコンミュテータと、該コンミュテータに摺接する一対のブラシとを備え、該一対のブラシ間に与えられた直流電圧を前記モータの回転に応じたパルス列に変換して出力するパルス発生手段を有するエンコーダ付モータを提供する。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 includes a commutator attached to a rotating shaft of a motor and a pair of brushes slidably contacting the commutator. An encoder-equipped motor having pulse generation means for converting a DC voltage applied between the brushes into a pulse train corresponding to the rotation of the motor and outputting the pulse train is provided.

この構成によれば、一対のブラシ間に与えられた直流電圧が、回転するコンミュテータと、これに摺接する一対のブラシとの協働により、モータの回転に応じたパルス列に変換して出力され、該パルス列によってモータの回転角や回転速度等が求められる。   According to this configuration, the DC voltage applied between the pair of brushes is converted into a pulse train corresponding to the rotation of the motor and output in cooperation with the rotating commutator and the pair of brushes slidably in contact therewith, The rotation angle, rotation speed, and the like of the motor are obtained from the pulse train.

請求項2記載の発明は、上記コンミュテータは、上記回転軸の回転方向に複数個に等分された電極からなり、該複数個の電極のうち、所要の電極は上記一対のブラシ間をオープン状態に設定するオープン電極であり、該オープン電極以外の各電極は共通接続されて前記一対のブラシ間をクローズド状態に設定するクローズド電極であるエンコーダ付モータを提供する。   According to a second aspect of the present invention, the commutator includes electrodes that are equally divided into a plurality of rotation directions of the rotating shaft, and a required electrode of the plurality of electrodes is open between the pair of brushes. There is provided an encoder-equipped motor, which is an open electrode that is set to a closed electrode, and the electrodes other than the open electrode are commonly connected to set a closed state between the pair of brushes.

この構成によれば、コンミュテータは、具体的には、オープン電極と、共通接続されたクローズド電極とで構成されている。該オープン電極が一対のブラシにおけるいずれか一方のブラシに接触すると、一対のブラシ間はオープン状態となり、共通接続されたクローズド電極が一対のブラシにおける両ブラシにそれぞれ接触すると、一対のブラシ間はクローズド状態となる。したがって、一対のブラシに対し、オープン電極とクローズド電極とが交互に接触することでスイッチング作用が生じる。そして、一対のブラシ間に与えられた直流電圧が、モータの回転に伴って連続的にスイッチングされ、該モータの回転に応じたパルス列が出力される。   According to this configuration, specifically, the commutator is configured by an open electrode and a commonly connected closed electrode. When the open electrode contacts one of the brushes in the pair of brushes, the pair of brushes is in an open state, and when the commonly connected closed electrode contacts both brushes in the pair of brushes, the pair of brushes is closed. It becomes a state. Therefore, the switching action is caused by the open electrode and the closed electrode alternately contacting the pair of brushes. A DC voltage applied between the pair of brushes is continuously switched as the motor rotates, and a pulse train corresponding to the rotation of the motor is output.

請求項3記載の発明は、上記オープン電極は、複数個設けられる場合には、上記回転軸の軸中心を対称中心とした非対称位置に設けられており、該オープン電極の極数をN(但し、Nは1以上の整数)としたとき、上記モータの1回転につきN×2個のパルスからなる上記パルス列を出力するエンコーダ付モータを提供する。   According to a third aspect of the present invention, when a plurality of the open electrodes are provided, the open electrodes are provided at asymmetric positions with the axis center of the rotation shaft as the center of symmetry, and the number of poles of the open electrode is N (however, , N is an integer greater than or equal to 1), a motor with an encoder that outputs the pulse train composed of N × 2 pulses per rotation of the motor is provided.

この構成によれば、1個のオープン電極は、モータの1回転につき一対のブラシにおける一方のブラシと他方のブラシとに、それぞれ1度ずつ接触する。したがって、1個のオープン電極により、モータの1回転につき、一対のブラシ間に2度のオープン状態(上記スイッチング作用におけるオフ状態)が生じる。この結果、オープン電極の極数をNとしたとき、モータの1回転につきN×2個のパルスが生成される。   According to this configuration, one open electrode contacts one brush and the other brush of the pair of brushes once per rotation of the motor. Therefore, one open electrode causes two open states (off state in the switching action) between a pair of brushes per one rotation of the motor. As a result, when the number of poles of the open electrode is N, N × 2 pulses are generated for each rotation of the motor.

請求項4記載の発明は、上記パルス列の出力端子は、プルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続されるか、もしくはプルダウン抵抗を介して接地電位に接続され、上記一対のブラシ間がクローズド状態に設定されたとき、上記パルス列におけるパルスは、Lレベルとなるか、もしくはHレベルとなるエンコーダ付モータを提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, the output terminal of the pulse train is connected to a DC voltage source via a pull-up resistor or connected to a ground potential via a pull-down resistor, and the pair of brushes are in a closed state. When set to, the pulse in the pulse train is at the L level or the motor with the encoder at the H level.

この構成によれば、出力端子がプルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続された場合は、一対のブラシ間がクローズド状態(上記スイッチング作用におけるオン状態)のときに、Lレベルとなるパルスが出力端子から出力される。また、出力端子がプルダウン抵抗を介して接地電位に接続された場合は、一対のブラシ間がクローズド状態のときに、Hレベルとなるパルスが出力端子から出力される。   According to this configuration, when the output terminal is connected to the DC voltage source via the pull-up resistor, a pulse that is at the L level when the pair of brushes is in the closed state (on state in the switching action). Output from the output terminal. When the output terminal is connected to the ground potential via a pull-down resistor, a pulse that is at H level is output from the output terminal when the pair of brushes is in a closed state.

請求項1記載の発明は、モータの回転軸に取り付けられたコンミュテータと、該コンミュテータに摺接する一対のブラシとを備え、該一対のブラシ間に与えられた直流電圧を前記モータの回転に応じたパルス列に変換して出力するパルス発生手段を具備させたので、コンミュテータと、これに摺接する一対のブラシとを備えたパルス発生手段によりモータ
の回転に応じたパルス列を出力させることで、エンコーダ部を小型、コンパクトに構成しうるとともに、低コスト化を図ることができるという利点がある。
The invention described in claim 1 includes a commutator attached to a rotating shaft of a motor, and a pair of brushes slidably in contact with the commutator, and a DC voltage applied between the pair of brushes corresponds to the rotation of the motor. Since the pulse generation means for converting and outputting the pulse train is provided, the encoder section is output by outputting the pulse train corresponding to the rotation of the motor by the pulse generation means including the commutator and a pair of brushes slidably contacting the commutator. There is an advantage that it can be configured to be small and compact, and cost can be reduced.

請求項2記載の発明は、上記コンミュテータは、上記回転軸の回転方向に複数個に等分された電極からなり、該複数個の電極のうち、所要の電極は上記一対のブラシ間をオープン状態に設定するオープン電極であり、該オープン電極以外の各電極は共通接続されて、前記一対のブラシ間をクローズド状態に設定するクローズド電極としたので、オープン電極と、共通接続されたクローズド電極とが、一対のブラシに交互に接触することでスイッチング作用が生じる。   According to a second aspect of the present invention, the commutator includes electrodes that are equally divided into a plurality of rotation directions of the rotating shaft, and a required electrode of the plurality of electrodes is open between the pair of brushes. Open electrodes to be set, and the electrodes other than the open electrodes are commonly connected to form a closed electrode between the pair of brushes, so that the open electrode and the commonly connected closed electrode are The switching action is caused by alternately contacting the pair of brushes.

そして、一対のブラシ間に与えられた直流電圧が、モータの回転に伴って連続的にスイッチングされることで、小型、コンパクトな構成で、モータの回転に応じたパルス列を安定して出力させることができるという利点がある。   The DC voltage applied between the pair of brushes is continuously switched with the rotation of the motor, so that a pulse train corresponding to the rotation of the motor can be stably output with a small and compact configuration. There is an advantage that can be.

請求項3記載の発明は、上記オープン電極は、複数個設けられる場合には、上記回転軸の軸中心を対称中心とした非対称位置に設けられており、該オープン電極の極数をN(但し、Nは1以上の整数)としたとき、上記モータの1回転につきN×2個のパルスからなる上記パルス列を出力する。したがって、オープン電極の極数Nを所要値に設定することにより、用途に応じた周期を持つパルス列が、安定して出力されるという利点を有する。   According to a third aspect of the present invention, when a plurality of the open electrodes are provided, the open electrodes are provided at asymmetric positions with the axis center of the rotation shaft as the center of symmetry, and the number of poles of the open electrode is N (however, , N is an integer greater than or equal to 1), the pulse train composed of N × 2 pulses per one rotation of the motor is output. Therefore, by setting the number of poles N of the open electrodes to a required value, there is an advantage that a pulse train having a period according to the application is stably output.

請求項4記載の発明は、上記パルス列の出力端子は、プルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続されるか、もしくはプルダウン抵抗を介して接地電位に接続され、上記一対のブラシ間がクローズド状態に設定されたとき、上記パルス列におけるパルスは、Lレベルとなるか、もしくはHレベルとなる。したがって、一対のブラシ間がクローズド状態のときに、用途に応じて、LレベルもしくはHレベルとなるパルスからなるパルス列を安定して出力させることができ、設計の自由度が高くなるという利点がある。   According to a fourth aspect of the present invention, the output terminal of the pulse train is connected to a DC voltage source via a pull-up resistor or connected to a ground potential via a pull-down resistor, and the pair of brushes are in a closed state. When set to, the pulse in the pulse train becomes L level or H level. Therefore, when the space between the pair of brushes is in a closed state, it is possible to stably output a pulse train composed of pulses at L level or H level depending on the application, and there is an advantage that the degree of freedom in design is increased. .

小型コンパクト、低コストで安定した出力を得るという目的を、モータの回転軸に取り付けたコンミュテータと、該コンミュテータに摺接する一対のブラシとを備え、該一対のブラシ間に与えられた直流電圧を前記モータの回転に応じたパルス列に変換して出力するパルス発生手段を有するエンコーダ付モータであって、前記コンミュテータは、前記回転軸の回転方向において複数個に等分した電極で構成するとともに、該複数個の電極のうち、所要の電極は前記一対のブラシ間をオープン状態に設定するオープン電極とし、該オープン電極以外の各電極は共通接続して前記一対のブラシ間をクローズド状態に設定するクローズド電極とし、さらに、前記オープン電極を複数個とする場合には前記回転軸の軸中心を対称中心とした非対称位置に設けて、該オープン電極の極数をN個としたとき、前記パルス発生手段は、前記モータの1回転につきN×2個のパルスからなるパルス列を出力し、また、前記パルス列の出力端子は、プルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続するか、もしくはプルダウン抵抗を介して接地電位に接続し、前記一対のブラシ間がクローズド状態に設定されたとき、前記パルス列におけるパルスをLレベルとするか、もしくはHレベルとすることにより実現した。本発明は、電極の個数を増やすことにより、モータ1回転あたりの出力パルス数を増やすことができる。   For the purpose of obtaining a small, compact, low-cost and stable output, a commutator attached to a rotating shaft of a motor and a pair of brushes slidably contacting the commutator, the DC voltage applied between the pair of brushes is A motor with an encoder having pulse generation means for converting to a pulse train corresponding to the rotation of the motor and outputting the pulse train, wherein the commutator is constituted by a plurality of electrodes equally divided in the rotation direction of the rotating shaft, Among the electrodes, a required electrode is an open electrode that sets the pair of brushes in an open state, and each electrode other than the open electrode is connected in common and a closed electrode that sets the pair of brushes in a closed state In addition, when there are a plurality of the open electrodes, the asymmetric position with the axis center of the rotation axis as the center of symmetry When the number of poles of the open electrode is N, the pulse generating means outputs a pulse train consisting of N × 2 pulses per one rotation of the motor, and the output terminal of the pulse train is Whether it is connected to a DC voltage source via a pull-up resistor or connected to a ground potential via a pull-down resistor, and the pulse in the pulse train is set to L level when the pair of brushes is set in a closed state Or by setting it to H level. The present invention can increase the number of output pulses per motor rotation by increasing the number of electrodes.

以下、本発明の実施例を図面に従って詳述する。まず、本実施例に係るエンコーダ付モータの構成を説明する。この実施例は、一組のコンミュテータとブラシを使用し、3個の電極のうちの1つによって電気的なオープン状態とし、他の2つによって電気的なクローズド状態とすることにより、ロータ1回転に対して2個パルス出力を得ることができるようにしたものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the motor with an encoder according to the present embodiment will be described. This embodiment uses a pair of commutators and brushes, with one of the three electrodes being electrically open and the other two being electrically closed, thereby rotating the rotor one revolution. In contrast, two pulse outputs can be obtained.

図1はエンコーダ付モータの一部断面正面図、図2は回路図であり、同図(A)は出力端子を、プルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続した場合を示す図、同図(B)は出力端子を、プルダウン抵抗を介して接地電位に接続した場合を示す図、図3(A)〜(F)はコンミュテータの電極数を3としたときのモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図である。   1 is a partial cross-sectional front view of a motor with an encoder, FIG. 2 is a circuit diagram, and FIG. 1A is a diagram showing a case where an output terminal is connected to a DC voltage source through a pull-up resistor. (B) is a diagram showing a case where the output terminal is connected to the ground potential via a pull-down resistor, and FIGS. 3 (A) to (F) are a pair of motors with the rotation of the motor when the number of commutator electrodes is three. It is a set figure which shows the mode of the on / off switching between brushes.

図1において、モータ5におけるロータ6が取り付けられている回転軸7の延長部に、エンコーダ部8が付設されている。該エンコーダ部8におけるモータ5に近接した側にはエンコーダ基板9が設けられ、回転軸7には、モータ5内部のコンミュテータ10及びブラシ11とは別に、エンコーダ用のコンミュテータ12が取り付けられ、また、該コンミュテータ12に摺接する一対のブラシ13a,13bが設けられている。該一対のブラシ13a,13bは、前記エンコーダ基板9に支持されている。コンミュテータ12の部分には、後述する各クローズド電極を共通接続するための、接続用の基板もしくはワイヤ(導通線。以下、単に接続用ワイヤと言う)14が設けられている。上述のエンコーダ部8は、エンコーダカバー15で被蔽されている。   In FIG. 1, an encoder portion 8 is attached to an extension portion of a rotating shaft 7 to which a rotor 6 in a motor 5 is attached. An encoder substrate 9 is provided on the side close to the motor 5 in the encoder unit 8, and an encoder commutator 12 is attached to the rotating shaft 7 in addition to the commutator 10 and the brush 11 inside the motor 5. A pair of brushes 13 a and 13 b that are in sliding contact with the commutator 12 are provided. The pair of brushes 13a and 13b are supported by the encoder board 9. The commutator 12 is provided with a connection substrate or wire (conducting wire; hereinafter simply referred to as a connection wire) 14 for commonly connecting closed electrodes described later. The encoder unit 8 described above is covered with an encoder cover 15.

図2及び図3に示すように、前記コンミュテータ12は、回転軸7の回転方向に複数個(図の例では3個)に等分された電極(コンミュテータ・セグメント)からなり、該複数個の電極のうち所要の電極は、前記一対のブラシ13a,13b間をオープン(オフ)状態に設定するオープン電極12aとなっている。該オープン電極12a以外の各電極は、前記共通接続用ワイヤ14で共通接続されて前記一対のブラシ13a,13b間をクローズド(オン)状態に設定するクローズド電極12b,12bとなっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the commutator 12 is composed of electrodes (commutator segments) equally divided into a plurality (three in the illustrated example) in the rotation direction of the rotating shaft 7. Of the electrodes, a required electrode is an open electrode 12a that sets an open (off) state between the pair of brushes 13a and 13b. The electrodes other than the open electrode 12a are closed electrodes 12b and 12b that are connected in common by the common connection wire 14 and set the pair of brushes 13a and 13b in a closed (on) state.

このように、前記オープン電極12a及び共通接続された各クローズド電極12b,12bを備えたコンミュテータ12は、モータ5の回転に伴って、これに摺接する一対のブラシ13a,13b間をオン・オフするスイッチング機能を有している。   As described above, the commutator 12 including the open electrode 12a and the commonly connected closed electrodes 12b and 12b turns on and off the pair of brushes 13a and 13b that are in sliding contact with the motor 5 as the motor 5 rotates. Has a switching function.

したがって、コンミュテータ12と、該コンミュテータ12に摺接する一対のブラシ13a,13bとを備えることにより、パルス発生手段が構成されている。パルス発生手段は、一対のブラシ13a,13b間に与えられた直流電圧源16からの直流電圧Vccを、前記モータ5の回転に応じたパルス列に変換して、出力端子17から出力する。また、前記モータ5には、駆動回路18が接続されている。   Therefore, the pulse generating means is configured by including the commutator 12 and the pair of brushes 13 a and 13 b that are in sliding contact with the commutator 12. The pulse generating means converts the DC voltage Vcc from the DC voltage source 16 applied between the pair of brushes 13 a and 13 b into a pulse train corresponding to the rotation of the motor 5 and outputs it from the output terminal 17. A drive circuit 18 is connected to the motor 5.

図2(A)の回路例では、一方のブラシ13aに出力端子17が接続され、該出力端子17に対し、直流電圧源16がプルアップ抵抗Rを介して接続されている。また、他方のブラシ13bは直接、接地電位GNDに接続されている。したがって、この回路例では、一対のブラシ13a,13b間がオン状態のときに、Lレベルとなるパルスからなるパルス列が出力端子17から出力される。該出力端子17の前段には、抵抗R及びコンデンサCで構成されたローパスフィルタからなるフィルタ回路が接続されて、雑音等の高域成分をフィルタし、安定したパルス列出力が得られるように構成されている。 In the circuit example of FIG. 2 (A), is connected to the output terminal 17 to the one brush 13a, to the output terminal 17, a DC voltage source 16 is connected via a pull-up resistor R 1. The other brush 13b is directly connected to the ground potential GND. Therefore, in this circuit example, when the pair of brushes 13a and 13b is in the ON state, a pulse train composed of pulses at L level is output from the output terminal 17. The front of the output terminal 17, the resistor R 2 and a filter circuit comprising a low pass filter composed are connected by capacitor C, and filter the high frequency components such as noise, configured as stable pulse train output is obtained Has been.

一方、図2(B)の回路例では、一方のブラシ13aに直流電圧源16が直接接続され、他方のブラシ13bに出力端子17が接続されている。この出力端子17は、プルダウン抵抗Rを介して接地電位GNDに接続されている。したがって、この回路例では、一対のブラシ13a,13b間がオン状態のときに、Hレベルとなるパルスからなるパルス列が、出力端子17から出力される。該出力端子17の前段には、前記と同様のローパスフィルタからなるフィルタ回路が接続されている。 On the other hand, in the circuit example of FIG. 2B, the DC voltage source 16 is directly connected to one brush 13a, and the output terminal 17 is connected to the other brush 13b. The output terminal 17 is connected to the ground potential GND through a pull-down resistor R 3. Therefore, in this circuit example, when the pair of brushes 13a and 13b is in the ON state, a pulse train composed of pulses that become H level is output from the output terminal 17. A filter circuit composed of a low-pass filter similar to the above is connected to the preceding stage of the output terminal 17.

ここで、図2の(A),(B)において、A側の回路部分は、モータ5上に取り付ける
こともできるが、該エンコーダ付モータを利用するセット等の方に取り付けることもできる。その場合、セット等に対する配線は4本で済む。これに比べて、前記図8に示した光電式の場合は、モータ用に2本、Vcc電源線、GND線、それに出力線の5本が絶対に必要である。
Here, in FIGS. 2A and 2B, the circuit portion on the A side can be mounted on the motor 5, but it can also be mounted on a set using the motor with the encoder. In that case, only four wires are required for a set or the like. In contrast, in the case of the photoelectric type shown in FIG. 8, two for the motor, Vcc power supply line, GND line, and five output lines are absolutely necessary.

次に、図3(A)〜(F)の組図を用いて、上述のように構成されたエンコーダ付モータの作用を説明する。図3中、まずオープン電極12aが下側に位置して、共通接続されたクローズド電極12b,12bが、両ブラシ13a,13bにそれぞれ接触する。すると、一対のブラシ13a,13b間はクローズド(オン)状態となる。このモータ5の回転(図3では反時計回り)に伴って、オープン電極12aが他方のブラシ13bに接触すると、一対のブラシ13a,13b間はオープン(オフ)状態に切り替わる。   Next, the operation of the motor with an encoder configured as described above will be described with reference to the assembly diagrams of FIGS. In FIG. 3, first, the open electrode 12a is positioned on the lower side, and the commonly connected closed electrodes 12b and 12b are in contact with both brushes 13a and 13b, respectively. Then, between the pair of brushes 13a and 13b is in a closed (on) state. As the motor 5 rotates (counterclockwise in FIG. 3), when the open electrode 12a contacts the other brush 13b, the pair of brushes 13a and 13b is switched to an open (off) state.

そして、下側に位置していたオープン電極12aが上側に位置するように、モータ5がほぼ180゜回転して、再び共通接続されたクローズド電極12b,12bが、両ブラシ13a,13bにそれぞれ接触すると、一対のブラシ13a,13b間はクローズド(オン)状態となる。   Then, the motor 5 rotates approximately 180 ° so that the open electrode 12a located on the lower side is located on the upper side, and the closed electrodes 12b and 12b connected in common again contact the brushes 13a and 13b, respectively. Then, between the pair of brushes 13a and 13b is in a closed (on) state.

このあと、モータ5がさらに回転して、オープン電極12aが一方のブラシ13aに接触すると、一対のブラシ13a,13b間は、再びオープン(オフ)状態に切り替わる。   Thereafter, when the motor 5 further rotates and the open electrode 12a comes into contact with one brush 13a, the pair of brushes 13a and 13b is again switched to the open (off) state.

このように、コンミュテータ12において等分された総電極数が3個であり、そのうち、オープン電極12aが1個であり、2個のクローズド電極12b,12bが共通接続されている。この場合、モータ5の1回転につき、共通接続されたクローズド電極12b,12bは、両ブラシ13a,13bにそれぞれ2度接触する。また、1個のオープン電極12aは、一方のブラシ13aと他方のブラシ13bとに、それぞれ1度ずつ接触する。   Thus, the total number of electrodes equally divided in the commutator 12 is three, of which one is the open electrode 12a and the two closed electrodes 12b and 12b are connected in common. In this case, the closed electrodes 12b and 12b connected in common with each rotation of the motor 5 are in contact with the brushes 13a and 13b twice. Further, one open electrode 12a is in contact with one brush 13a and the other brush 13b once each.

この結果、モータ5の1回転につき、オン・オフ・オン・オフのスイッチング作用が生じ、直流電圧Vccに対するこのスイッチング作用により、モータ5の1回転当り、2個のパルスが生成される。このとき、1サイクル当りのオン時間の割合は33%、オフ時間の割合は66%である。   As a result, an on / off / on / off switching action occurs per rotation of the motor 5, and two pulses are generated per rotation of the motor 5 by this switching action with respect to the DC voltage Vcc. At this time, the ratio of the on time per cycle is 33%, and the ratio of the off time is 66%.

上記した図2及び図3の例では、オープン電極12aの極数は1個であるが、オープン電極12aの極数を、一般的にN(但し、Nは1以上の整数)としたとき、モータ5の1回転につきN×2個のパルスが生成される。但し、後述する図5、図6及び図7に示すように、オープン電極12aの極数が複数個設けられる場合には、これら複数個のオープン電極12aは、モータ回転軸7の軸心を(対称)中心点として非対称位置に設けられていることが条件である。   2 and 3, the number of poles of the open electrode 12a is one. When the number of poles of the open electrode 12a is generally N (where N is an integer of 1 or more), N × 2 pulses are generated per rotation of the motor 5. However, as shown in FIGS. 5, 6, and 7 to be described later, when a plurality of poles of the open electrode 12 a are provided, the plurality of open electrodes 12 a have the axis of the motor rotation shaft 7 ( It is a condition that it is provided at an asymmetrical position as a symmetric center point.

そして、モータ5の連続回転に伴って、一対のブラシ13a,13b間に与えられた直流電圧Vccが、連続的にスイッチングされ、図2(A)の回路例では、一対のブラシ13a,13b間がオン状態のときに、Lレベルとするパルスからなるパルス列が出力端子17より出力される。また、図2(B)の回路例では、一対のブラシ13a,13b間がオン状態のときに、Hレベルとするパルスからなるパルス列が、出力端子17より出力される。   As the motor 5 continuously rotates, the DC voltage Vcc applied between the pair of brushes 13a and 13b is continuously switched. In the circuit example of FIG. 2A, between the pair of brushes 13a and 13b. When the signal is in the ON state, a pulse train composed of pulses at the L level is output from the output terminal 17. Further, in the circuit example of FIG. 2B, when the pair of brushes 13a and 13b is in an ON state, a pulse train including a pulse that is set to H level is output from the output terminal 17.

次いで、図4乃至図7を用いて、コンミュテータにおける等分された総電極数、オープン電極数及び共通接続されるクローズド電極数の変形例を説明する。   Next, modified examples of the total number of divided electrodes, the number of open electrodes, and the number of closed electrodes commonly connected in the commutator will be described with reference to FIGS.

図4(A)〜(D)の構成は、コンミュテータ12における等分された総電極数は4個であり、そのうち、オープン電極12aが1個で、3個のクローズド電極12b,‥が共
通接続されている変形例を示す。この変形例では、モータ5の1回転当り、2個(N=1で、1×2個)のパルスが生成される。また、スイッチング作用におけるオン/オフ比は50%である。
4A to 4D, the total number of electrodes equally divided in the commutator 12 is four, of which one open electrode 12a and three closed electrodes 12b,... Are connected in common. The modified example is shown. In this modified example, two (N = 1, 1 × 2) pulses are generated per one rotation of the motor 5. The on / off ratio in the switching action is 50%.

図5(A)〜(h)の構成は、コンミュテータ12における等分された総電極数は8個であり、そのうち、オープン電極12aが2個で、6個のクローズド電極12b,12b,…が共通接続されている変形例を示す。2個のオープン電極12a,12aは、モータ回転軸7の軸中心を対称中心として非対称位置に設けられている。この変形例では、モータ5の1回転当り、4個(N=2で、2×2個)のパルスが生成される。また、スイッチング作用におけるオン/オフ比は50%である。   5A to 5H, the total number of electrodes equally divided in the commutator 12 is eight, of which two open electrodes 12a and six closed electrodes 12b, 12b,... The modification connected in common is shown. The two open electrodes 12 a and 12 a are provided at asymmetric positions with the axis center of the motor rotation shaft 7 as the center of symmetry. In this modification, four (N = 2, 2 × 2) pulses are generated per rotation of the motor 5. The on / off ratio in the switching action is 50%.

図6(A)〜(L)の構成は、コンミュテータ12における等分された総電極数は12個であり、そのうち、オープン電極12aが3個で、9個のクローズド電極12b,12b,…が共通接続されている変形例を示す。前記3個のオープン電極12a,‥は、モータ回転軸7の軸中心(対称中心点)に関して非対称位置に設けられている。この変形例では、モータ5の1回転当り、6個(N=3で、3×2個)のパルスが生成される。また、スイッチング作用におけるオン/オフ比は50%である。   6 (A) to 6 (L), the total number of electrodes equally divided in the commutator 12 is twelve, of which three open electrodes 12a and nine closed electrodes 12b, 12b,... The modification connected in common is shown. The three open electrodes 12a,... Are provided at asymmetric positions with respect to the axis center (symmetric center point) of the motor rotation shaft 7. In this modification, 6 pulses (N = 3, 3 × 2) are generated per rotation of the motor 5. The on / off ratio in the switching action is 50%.

図7(A)〜(L)は、上記図6(A)〜(L)の変形例である。この変形例は、図6(A)〜(L)における3個のオープン電極12a,‥のうちの1個のオープン電極12a(図7中、ハッチングを施したオープン電極)を180゜反対側に移したものである。2個のブラシ13a,13bは、互いに180゜反対側に位置するため、オープン電極12aを180゜反対側に移しても、一対のブラシ13a,13b間をオフに設定する作用は、同じである。   FIGS. 7A to 7L are modified examples of FIGS. 6A to 6L. In this modification, one of the three open electrodes 12a,... In FIGS. 6 (A) to 6 (L) is opened 180.degree. On the opposite side. It has been moved. Since the two brushes 13a and 13b are positioned on the opposite sides of 180 °, even when the open electrode 12a is moved to the opposite side of 180 °, the operation for setting the pair of brushes 13a and 13b to be off is the same. .

上述したように、本実施例に係るエンコーダ付モータにおいては、エンコーダ部8を小型、コンパクトに構成しうるとともに、低コスト化を図ることができる。また、一対のブラシ13a,13b間に与えられた直流電圧Vccが、モータ5の回転に伴って連続的にスイッチングされることで、小型、コンパクトな構成で、モータ5の回転に応じたパルス列を安定して出力させることができる。   As described above, in the motor with an encoder according to this embodiment, the encoder unit 8 can be configured to be small and compact, and the cost can be reduced. Further, the DC voltage Vcc applied between the pair of brushes 13a and 13b is continuously switched with the rotation of the motor 5, so that a pulse train corresponding to the rotation of the motor 5 can be generated with a small and compact configuration. Stable output can be achieved.

オープン電極12aの極数N(但し、Nは1以上の整数)を所要値に設定することで、用途に応じた周期を持つパルス列を安定して出力させることができる。さらに、一対のブラシ13a,13b間がクローズド状態のときに、用途に応じて、LレベルもしくはHレベルとなるパルスからなるパルス列を安定して出力させることができる。   By setting the number of poles N of the open electrode 12a (where N is an integer of 1 or more) to a required value, a pulse train having a period according to the application can be stably output. Further, when the pair of brushes 13a and 13b is in a closed state, it is possible to stably output a pulse train composed of pulses at L level or H level depending on the application.

前記図2の(A),(B)に示す回路において、A側の回路部分を、エンコーダ付モータを利用するセット等の方に取り付ける場合、該セット等に対する配線は4本で済む。これに比べて、前記図8に示した光電式の場合は、モータ用に2本、Vcc電源線、GND線、それに出力線の5本が必要である。したがって、この点においてもコンパクト化を図ることができる。   In the circuits shown in FIGS. 2A and 2B, when the circuit portion on the A side is attached to a set using an encoder-equipped motor, only four wires are required for the set. On the other hand, in the case of the photoelectric type shown in FIG. 8, two for the motor, Vcc power supply line, GND line, and five output lines are required. Therefore, it is possible to reduce the size in this respect.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。   The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

本発明の実施例に係るエンコーダ付モータの構成を示す一部断面正面図。The partial cross section front view which shows the structure of the motor with an encoder which concerns on the Example of this invention. 上記実施例の回路図。(A)は出力端子をプルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続した場合を示し、(B)は出力端子をプルダウン抵抗を介して接地電位に接続した場合を示す。The circuit diagram of the said Example. (A) shows the case where the output terminal is connected to a DC voltage source via a pull-up resistor, and (B) shows the case where the output terminal is connected to a ground potential via a pull-down resistor. 上記実施例において、コンミュテータの電極数を3としたときの変形例を示し、(A)〜(F)はモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図。In the said Example, the modification when the number of electrodes of a commutator is set to 3 is shown, (A)-(F) is a set figure which shows the mode of the on / off switching between a pair of brushes accompanying rotation of a motor. 上記実施例において、コンミュテータの電極数を4としたときの変形例を示し、(A)〜(D)はモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図。In the said Example, the modification when the number of electrodes of a commutator is set to 4 is shown, (A)-(D) is a set figure which shows the mode of the on / off switching between a pair of brushes accompanying rotation of a motor. 上記実施例において、コンミュテータの電極数を8としたときの変形例を示し、(A)〜(H)はモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図。In the said Example, the modification when the number of electrodes of a commutator is set to 8 is shown, (A)-(H) is a set figure which shows the mode of the on / off switching between a pair of brushes accompanying rotation of a motor. 上記実施例において、コンミュテータの電極数を12としたときの変形例を示し、(A)〜(L)はモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図。In the said Example, the modification example when the number of electrodes of a commutator is set to 12 is shown, (A)-(L) is a set figure which shows the mode of the on / off switching between a pair of brushes accompanying rotation of a motor. 上記実施例において、コンミュテータの電極数を12としたときの変形例であって、図6の構成においてオープン電極の配置を変えたものであり、(A)〜(L)はモータの回転に伴う一対のブラシ間のオン・オフの切り替わりの様子を示す組図。In the above embodiment, the number of electrodes of the commutator is 12 and the arrangement of the open electrodes in the configuration of FIG. 6 is changed. (A) to (L) are accompanied by the rotation of the motor. The group figure which shows the mode of the on / off switching between a pair of brushes. 従来のエンコーダ付モータの回路図。The circuit diagram of the conventional motor with an encoder.

符号の説明Explanation of symbols

5 モータ
7 回転軸
8 エンコーダ部
12 コンミュテータ
12a オープン電極
12b クローズド電極
13a,13b ブラシ
14 接続用ワイヤ
16 直流電圧源
17 出力端子
プルアップ抵抗
プルダウン抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Motor 7 Rotating shaft 8 Encoder part 12 Commutator 12a Open electrode 12b Closed electrode 13a, 13b Brush 14 Connection wire 16 DC voltage source 17 Output terminal R 1 Pull-up resistance R 3 Pull-down resistance

Claims (4)

モータの回転軸に取り付けられたコンミュテータと、該コンミュテータに摺接する一対のブラシとを備え、該一対のブラシ間に与えられた直流電圧を前記モータの回転に応じたパルス列に変換して出力するパルス発生手段を有することを特徴とするエンコーダ付モータ。   A pulse having a commutator attached to a rotating shaft of a motor and a pair of brushes slidably contacting the commutator, and converting a DC voltage applied between the pair of brushes into a pulse train corresponding to the rotation of the motor and outputting the pulse A motor with an encoder, characterized by comprising generating means. 上記コンミュテータは、上記回転軸の回転方向に複数個に等分された電極からなり、該複数個の電極のうち、所要の電極は上記一対のブラシ間をオープン状態に設定するオープン電極であり、該オープン電極以外の各電極は共通接続されて前記一対のブラシ間をクローズド状態に設定するクローズド電極であることを特徴とする請求項1記載のエンコーダ付モータ。   The commutator is composed of electrodes equally divided into a plurality of rotation directions of the rotating shaft, and among the plurality of electrodes, a required electrode is an open electrode that sets an open state between the pair of brushes, 2. The motor with an encoder according to claim 1, wherein each electrode other than the open electrode is a closed electrode that is connected in common and sets a closed state between the pair of brushes. 上記オープン電極は、複数個設けられる場合には、上記回転軸の軸中心を対称中心とした非対称位置に設けられており、該オープン電極の極数をN(但し、Nは1以上の整数)としたとき、上記モータの1回転につきN×2個のパルスからなる上記パルス列を出力することを特徴とする請求項1又は2記載のエンコーダ付モータ。   When a plurality of the open electrodes are provided, the open electrodes are provided at asymmetric positions with the axis center of the rotation axis as the center of symmetry, and the number of poles of the open electrodes is N (where N is an integer of 1 or more). 3. The motor with an encoder according to claim 1, wherein the pulse train composed of N × 2 pulses is output per one rotation of the motor. 上記パルス列の出力端子は、プルアップ抵抗を介して直流電圧源に接続されるか、もしくはプルダウン抵抗を介して接地電位に接続され、上記一対のブラシ間がクローズド状態に設定されたとき、上記パルス列におけるパルスは、Lレベルとなるか、もしくはHレベルとなることを特徴とする請求項1,2又は3記載のエンコーダ付モータ。
The output terminal of the pulse train is connected to a DC voltage source via a pull-up resistor or connected to a ground potential via a pull-down resistor, and the pulse train is set when the pair of brushes is set in a closed state. The motor with an encoder according to claim 1, 2 or 3, wherein the pulse at becomes an L level or an H level.
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