JP2007218594A - エンコーダ用バックアップ時の検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低速動作時の発電によるバックアップを、停止手段を用いて動作を停止させた後に作動させて発電を行うようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明によるエンコーダ用バックアップ時の検出装置は、検出対象物(1)の動作を一時的に停止させるための停止手段(20)を有し、検出対象物(1)の動作力が停止手段(20)の停止力を越えた時に検出対象物(1)が作動し、作動時に発電手段(9)で発電した電力(8a)でバックアップ用検出手段(11)で検出する構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンコーダ用バックアップ時の検出装置に関し、特に、検出対象物の動作を一時的に停止させるための停止手段を有し、検出対象物の動作力が停止手段の停止力を越えた時に検出対象物が作動し、その時の検出対象物の動作を検出することにより、極めて低速で作動する検出対象物の動作を正確に検出することができるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種のエンコーダとしては、例えば、特許文献１及び２に開示された構成を挙げることができる。
前述のエンコーダとしては、バックアップ用の電池を有する構成であるが、バックアップ用の電池を持たないか、又は、容量の少ない構成の場合、特許文献としては開示していないが、エンコーダ軸等の検出対象物の回転により、その回転エネルギーを用いて発電を行い、その発電電力によりバックアップ用のセンサと回路を動作させて、検出対象物の位置や回転を検出する従来構成は、例えば、図３に示される構成を挙げることができる。

すなわち、図３において符号１で示されるものは図示しないエンコーダに設けられたエンコーダ軸からなる検出対象物であり、この検出対象物１には、図示しない回転符号板及び光学式回転検出手段が設けられ、通常は、外部電源を用いて前記回転符号板の回転を前記光学式回転検出手段によって検出している。

前記検出対象物１には、ドラム体２が設けられ、このドラム体２の外周には、互いに異なる磁極３、４が交互に繰り返し配設された構成からなる磁極帯体５が設けられている。

前記磁極帯体５の側部近傍には、ループ状をなす発電用コイル６と回転検出用コイル７とが各々配設されており、前記発電用コイル６は発電用回路８に接続され、前記磁極帯体５、発電用コイル６及び発電用回路８により発電手段９が構成されている。

前記発電用回路８からの発電電力８ａは、前記回転検出用コイル７からの回転検出信号７ａが入力されるバックアップ回路１０に入力され、前記磁極帯体５、回転検出用コイル７及びバックアップ回路１０によりバックアップ用検出手段１１が構成されている。

次に、動作について述べる。前述の図３の構成において、前記エンコーダがバックアップ用の電池を有していないか、又は、容量の少ない構成の場合、外部電源が停止した後の検出対象物１の回転は、この検出対象物１の回転と同時に磁極帯体５が回転することにより、発電用コイル６により発電された電力は、発電用回路８を経て発電電力８ａとしてバックアップ回路１０に供給される。

前述の磁極帯体５が回転する状態で、この回転は、回転検出用コイル７により回転検出信号７ａとしてバックアップ回路１０に入力され、このバックアップ回路１０からバックアップ用検出信号１０ａとして出力され、バックアップ電源なしで検出対象物１の動作を検出することができる。

特開平９−１０５６４３号公報 特開平８−３１３３００号公報

従来のエンコーダ用バックアップ時の検出装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の従来構成においては、検出対象物すなわちエンコーダ軸等が高速回転等の動作をする時は、十分な発電電力が得られてバックアップ回路が十分に作動するが、この検出対象物が非常に低速度で回転する場合には、発電量がバックアップ回路を作動させるのに充分ではなく、検出対象の変化（回転等）を正確に検出することが困難であった。

本発明によるエンコーダ用バックアップ時の検出装置は、外部から電源の無い場合、検出対象物の位置又は変化をバックアップ用検出手段でバックアップして検出する時に、前記検出対象物が変化した時の変化エネルギーを用いて発電手段にて発電し、前記発電手段により発電した電力を前記バックアップ用検出手段に供給するようにしたエンコーダ用バックアップ時の検出装置において、前記検出対象物の動作を一時的に停止させるための停止手段を有し、前記検出対象物の動作力が前記停止手段の停止力を越えた時に前記検出対象物が作動し、前記作動時に前記発電手段で発電した発電電力を前記バックアップ用検出手段に供給するようにした構成であり、また、前記発電手段は、前記検出対象物に設けられ互いに異なる磁極が交互に配設された磁極帯体と、前記磁極帯体の近傍に設けられた発電用コイルとからなる構成であり、また、前記検出対象物は、ロータリエンコーダのエンコーダ軸よりなる構成であり、また、前記検出対象物は、リニアエンコーダの可動子よりなる構成であり、また、前記磁極帯体は、前記検出対象物に設けられたドラム体の外周に輪状に設けられている構成であり、また、前記停止手段は、前記磁極帯体の近傍に設けられた固定マグネットからなり、前記固定マグネットと前記磁極帯体の磁極との磁気吸引により前記検出対象物の動作が停止されるようにした構成であり、また、前記停止手段は、前記検出対象物に設けられ凸部と凹部が繰り返し形成された凹凸部材と、前記凹凸部材の近傍に位置し弾性体に付勢されて前記凹部と係合する突部材とからなる構成であり、また、前記凹凸部材は、歯車よりなる構成である。

本発明によるエンコーダ用バックアップ時の検出装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、検出対象物の動作を一時的に停止させるための停止手段を有し、この検出対象物の動作力が停止手段の停止力を越えた時に検出対象物が高速で移動し、この時に発電手段で発生した発電電力を用いてバックアップ回路を作動させることができ、検出対象物が低速動作する際もバックアップ回路を作動させてバックアップ動作を得ることができる。

本発明は、検出対象物の動作を一時的に停止させるための停止手段を有し、検出対象物の動作力が停止手段の停止力を越えた時に検出対象物が作動し、その時の検出対象物の動作を検出することにより、極めて低速で作動する検出対象物の動作を正確に検出することができるエンコーダ用バックアップ時の検出装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明によるエンコーダ用バックアップ時の検出装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付し、従来例の説明を援用してその説明を省略すると共に、従来例と異なる部分についてのみ説明する。

図１において、前記磁極帯体５の近傍位置には、固定マグネットからなる停止手段２０が配設されており、前記磁極帯体５の各磁極３、４に対し、停止手段２０の磁極と同極の場合は引き付けられないが、異極の場合には停止手段２０が何れかの磁極３又は４を引き付けるため、この磁気吸引力によって検出対象物１の回転を一時的に停止させることができる。

次に、前述の構成において、前述の従来構成と同様にエンコーダ（図示せず）に対する外部電源が停電等で停止し、正常時と同様に、検出対象物１が極めて低速で回転した場合、前記停止手段２０によって検出対象物１の回転が一時的に停止され、続けて検出対象物１が回転しようとし、検出対象物１の回転の動作力が前記停止手段２０の停止力を越えた時に、検出対象物１が作動し、この作動時には、１個飛びの磁極３又は４と停止手段２０が磁気吸引するまでは、一時的に急速に高速で作動し、この時の高速動作で発生した発電電力８ａを用いるとバックアップ回路１０が作動し、バックアップ用検出信号１０ａが得られる。

従って、前述の停止手段２０による検出対象物１の間欠的な連続回転によって、バックアップ回路１０には、回転検出信号７ａに基づくバックアップ用検出信号１０ａを得ることができる。

図２は、図１の停止手段２０の他の形態を示すもので、発電手段９及びバックアップ用検出手段１１等は図１と同じ構成を援用し、検出対象物であるエンコーダ軸１に、例えば、歯車等からなる凹凸部材２１が設けられ、この凹凸部材２１には、凸部２２と凹部２３が交互に連続して形成されている。

前記凹凸部材２１の近傍位置には、固定部材２４にバネ等の弾性体２５を介して出入自在に設けられた突部材２６が配設され、この突部材２６が前記凹部２３内に係合することにより、前記凹凸部材２１及び検出対象物１の回転は一時的に停止できるように構成されている。

従って、前述の図２の構成の場合、前記検出対象物１がバックアップ時に低速で回転した場合、前述の図１の場合と同様に、突部材２６が凹部２３に係合することにより、検出対象物１の回転は停止され、回転が継続されると突部材２６が凹部２３を乗り越えるため、検出対象物１は停止状態から急速に高速回転となり、この繰り返しによって発電手段９から発電電力８ａが発生する。

尚、前述の図１及び図２の構成においては、回転型のエンコーダの場合について述べたが、回転型ではなく、図示しない直動型のリニアエンコーダの場合についても、前記磁極帯体５及び凹凸部材２１を輪状ではなく、リニアエンコーダの可動子に直線状に配置することにより、適用することができる。

本発明によるエンコーダ用バックアップ時の検出装置を示す構成図である。 図１の他の形態を示す構成図である。 従来構成を示す構成図である。

符号の説明

１ 検出対象物（エンコーダ軸）
２ ドラム体
３、４ 磁極
５ 磁極帯体
６ 発電用コイル
７ 回転検出用コイル
８ 発電用回路
７ａ 回転検出信号
８ａ 発電電力
９ 発電手段
１０ バックアップ回路
１０ａ バックアップ用検出信号
１１ バックアップ用検出手段
２０ 停止手段
２１ 凹凸部材（歯車）
２２ 凸部
２３ 凹部
２５ 弾性体
２６ 突部材

Claims (8)

1. 外部から電源の無い場合、検出対象物(1)の位置又は変化をバックアップ用検出手段(11)でバックアップして検出する時に、前記検出対象物(1)が変化した時の変化エネルギーを用いて発電手段(9)にて発電し、前記発電手段(9)により発電した電力を前記バックアップ用検出手段(11)に供給するようにしたエンコーダ用バックアップ時の検出装置において、
   前記検出対象物(1)の動作を一時的に停止させるための停止手段(20)を有し、前記検出対象物(1)の動作力が前記停止手段(20)の停止力を越えた時に前記検出対象物(1)が作動し、前記作動時に前記発電手段(9)で発電した発電電力(8a)を前記バックアップ用検出手段(11)に供給するように構成したことを特徴とするエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
2. 前記発電手段(9)は、前記検出対象物(1)に設けられ互いに異なる磁極(3,4)が交互に配設された磁極帯体(5)と、前記磁極帯体(5)の近傍に設けられた発電用コイル(6)とからなることを特徴とする請求項１記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
3. 前記検出対象物(1)は、ロータリエンコーダのエンコーダ軸よりなることを特徴とする請求項１又は２記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
4. 前記検出対象物(1)は、リニアエンコーダの可動子よりなることを特徴とする請求項１又は２記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
5. 前記磁極帯体(5)は、前記検出対象物(1)に設けられたドラム体(2)の外周に輪状に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
6. 前記停止手段(20)は、前記磁極帯体(5)の近傍に設けられた固定マグネットからなり、前記固定マグネットと前記磁極帯体(5)の磁極(3,4)との磁気吸引により前記検出対象物(1)の動作が停止されるように構成したことを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
7. 前記停止手段(20)は、前記検出対象物(1)に設けられ凸部(22)と凹部(23)が繰り返し形成された凹凸部材(21)と、前記凹凸部材(21)の近傍に位置し弾性体(25)に付勢されて前記凹部(23)と係合する突部材(26)とからなることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。
8. 前記凹凸部材(21)は、歯車よりなることを特徴とする請求項７記載のエンコーダ用バックアップ時の検出装置。

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