JP2009153335A

JP2009153335A - ブラシレスサーボモータ

Info

Publication number: JP2009153335A
Application number: JP2007330822A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Fukazawa; 信夫深沢
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-07-09

Abstract

【課題】ロータの回転基準位置を精度よく検知できるエンコーダを備えるブラシレスサーボモータを提供する。
【解決手段】エンコーダ４は、Ａ相センサ６２、Ｂ相センサ６３及びＺ相センサ６４とを備える。Ｚ相センサ６４からはロータの回転基準位置にて所定のエッジ幅のパルス信号が出力される。Ａ相Ｂ相の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出するエッジ検出回路群１５と、Ａ相Ｂ相のパルス信号およびＡ相Ｂ相のエッジ信号からロータの回転方向を検出する回転方向検出回路１７とを備えるとともに、ロータがＣＣＷに回転しているときは、Ｚ相のパルス信号とＢ相の立ち下がりエッジ信号が入力されたときに、ロータの回転基準位置を検出し、ロータがＣＷに回転しているときは、Ｚ相のパルス信号とＢ相の立ち下がりエッジ信号が入力されたときに、ロータの回転基準位置を検出するクリア信号出力手段１２を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、ブラシレスサーボモータに関し、特に、ロータの回転基準位置を精度よく検知できるエンコーダが備えられたブラシレスサーボモータに関するものである。

ブラシレスサーボモータは、ロボットアーム等の回転制御用のアクチュエータに用いられ、ブラシレスサーボモータには、ロータの回転位置を検出できるエンコーダが備えられている。回転制御用のアクチュエータとして用いられるブラシレスサーボモータのエンコーダは、ロータの時計回り（ＣＷ）および反時計回り（ＣＣＷ）の回転角度や回転数などの回転位置の検出を高精度に行わなければならない。そのため、ブラシレスサーボモータに用いられるエンコーダには、回転角度を検出する機能や回転方向を検出する機能のほかに、ロータの回転基準位置（初期位置）を精度よく検出する機能が求められる。

これらの機能が求められるエンコーダには、一般に、回転角度の検出や回転方向の検出のため、ロータの回転に伴って、所定の周期のパルス信号を連続して発生するＡ相センサと、Ａ相センサのパルス信号と９０度位相のずれたパルス信号を連続して発生するＢ相センサが設けられている。また、ロータの回転基準位置（初期位置）を検出するため、ロータが１回転転するごとに、ロータの回転基準位置にてパルス信号を１回出力するＺ相センサが設けられている。

Ａ相センサおよびＢ相センサによって生じたパルス信号の位相差によりロータの回転方向を検出する一方でパルス信号をカウントして回転角度の検出ができ、ロータの回転基準位置においてＺ相センサが発生するパルス信号を検出し、回転基準位置の検出ができる。（例えば、特許文献１参照）。この回転基準位置を検出する手段としては、図９に示すように、Ｚ相からのパルス信号がハイレベル（１）である一定時間、回転角度を検出する回転角度カウンタのカウント値をクリアする方法が知られている。
特開２００７−１２０９６４号公報特開２００５−２０７９８５号公報

しかしながら、Ｚ相のパルス信号がハイレベルであるときに、回転角度カウンタのカウント値がゼロクリアされると、Ｚ相のパルス信号がハイレベル状態の間継続してパルス信号のカウント値がゼロクリアされてしまう。このため、回転角度のカウンタ値がゼロクリアされる幅（時間）が広がり、真の回転基準位置に対する誤差が生じてしまうという課題がある。誤差が生じて、回転基準位置が精度よく検出できないと、ロータの絶対的な回転角やロータの回転数を精度よく検出することができない。

そこで、この発明は、Ａ相、Ｂ相、およびＺ相のパルス信号を用いて、ロータの回転基準位置を精度よく検知し、ロータの絶対的な回転角度や、ロータの回転数を精度よく検出するエンコーダを備えたブラシレスサーボモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、コイルが巻装されたステータと、マグネットを有し、前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータと、前記ロータの回転を検出するエンコーダを備えたブラシレスサーボモータにおいて、前記エンコーダは、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有する第1のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力する第１のセンサと、前記第1のパルス信号と９０度位相が異なり、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有する第２のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力する第２のセンサと、前記第１のパルス信号の立ち上上がり又は立ち下がりエッジのいずれか一方の信号が前記第１のセンサから出力されているときに第３のパルス信号を、前記ロータが１回転するときに、前記ロータの回転基準位置にて少なくとも１回出力する第３のセンサと、前記第１のセンサ、および前記センサに接続され、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を出力するエッジ検出回路群と、前記第１のセンサ、前記第２のセンサおよび前記エッジ検出回路群に接続され、前記第１のセンサのパルス信号、前記第２のセンサのパルス信号、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号から、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りの回転方向を検出し、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りに対応する回転方向信号を出力する回転方向検出回路と、前記第３のセンサ、前記エッジ検出回路群、前記回転方向検出回路に接続され、前記回転方向検出手段から前記ロータが第１の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記第３のセンサから前記第３のパルス信号が供給されるとともに、前記第１のパルス信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち予め定められた一方の信号が入力されるとクリア信号を発生し、かつ、前記回転方向検出手段から前記ロータが前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記第３のセンサから前記第３のパルス信号が供給されるとともに、前記第１のパルス信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち予め定められた他方の信号が入力されるとクリア信号を発生するクリア信号出力手段と、前記エッジ検出回路群および前記クリア信号出力手段に接続され、前記エッジ検出回路群が出力する前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号をカウント値としてカウントし、前記クリア信号出力手段から前記クリア信号が入力されると前記カウント値をクリアする回転角度カウンタとを備える。

このように、本発明のブラシレスサーボモータのエンコーダは、第１または第２のパルス信号のほかに、第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号又は立ち下がりエッジ信号を利用して、ロータの回転基準位置を検出することとしたため、ロータの回転基準位置を精度よく検知することができる。また、精度よくロータの回転基準位置を検出することができるため、ロータの絶対的な回転角度や、ロータの回転数を精度よく検出することができる。

次に、この発明の実施形態を図１から図３に基づいて説明する。図１は、本発明のブラシレスサーボモータの片断面図である。図２は、本発明のブラシレスサーボモータに備えられるエンコーダのブロック図である。図３は、Ａ相センサ、Ｂ相センサおよびＺ相センサから出力される各パルス信号を説明するタイミングチャートである。

図１に示すように、ブラシレスサーボモータ１は、複数のコイル２ａが巻装された略円環形状のステータ２と、円環形状のステータ２の内側に回転自在に配置されたロータ３とを備える。ロータ３の外周面上には複数のマグネット３ａが配置されている。コイル２ａには、コイル２ａに制御信号を供給するドライバ（図示せず）がリード線９にて接続されており、ドライバ（図示せず）からの制御信号により、ロータ３は回転する。

ブラシレスサーボモータ１を、目標とする所定の速度で回転させるためには、ロータ３の回転位置を検出し、回転位置に対応する所定の制御信号をコイル２ａに供給する必要がある。ロータ３の回転位置を検出するために、ブラシレスサーボモータ１には、光学式のエンコーダ４が備えられている。エンコーダ４には、ロータ３の回転位置信号を検出するセンサ部６と、センサ部６が検出した回転位置信号を処理する信号処理部１０とが備えられている。センサ部６には、ロータ３のシャフト３ｂの端部に固定されたスリットディスク６１と、スリットディスク６１に対向して配置され、回転位置信号を検出するＡ相センサ（第１のセンサ）６２、Ｂ相センサ（第２のセンサ）６３およびＺ相センサ（第３のセンサ）６４とが備えられている。

Ａ相センサ６２、Ｂ相センサ６３およびＺ相センサ６４と対向するスリットディスク６１の対向面６１ａには、半径方向放射状に形成された複数本の第１スリットと、半径方向に形成された１本の第２スリットが設けられている。この複数本の第１スリットは、Ａ相センサ６２およびＢ相センサ６３がロータ３の回転角度および回転方向を検出するために設けられており、１本の第２スリットは、Ｚ相センサ６４がロータ３の回転基準位置を検出するためのスリットである。Ａ相センサ６２、Ｂ相センサ６３およびＺ相センサ６４は、それぞれ発光素子および受光素子を備えており、発光素子は所定の光をスリットに向けて照射し、受光素子はスリットで反射した光を受光する。受光素子で得られた光の受光量の変化の情報は、回転位置信号として出力される。

Ａ相センサ６２およびＢ相センサ６３が回転位置信号を検出する複数本の第１スリットは、互いに近接して半径方向放射状に配置されており、それら複数本の第１スリットがＡ相センサおよびＢ相センサの近傍を通過するときに、Ａ相センサ６２とＢ相センサ６３は、図３に示すＡ相のパルス信号（第１のパルス信号）、Ｂ相のパルス信号（第２のパルス信号）をそれぞれ出力する。Ａ相センサ６２およびＢ相センサ６３から出力されるパルス信号の周期幅は、パルス周期幅（第１の周期幅）Ｅ１である。ここで、周期幅とは、パルス信号がハイレベル（１）とローレベル（０）を周期的に繰り替えす幅（時間）をいい、例えば、Ａ相センサのパルス信号では、互いに近接する立ち上がりエッジ間（エッジ番号０番から４番）の幅で表現されるものである。なお、本実施の形態では、半径方向放射状の複数の第１スリットのスリット数は、２５６本である。

また、Ｂ相センサ６３は、Ａ相センサ６２に対し、パルス周期幅（第１の周期幅）Ｅ１の４分の１の幅に相当する微小な距離だけずれた位置に配置されている。すなわち、パルス周期幅Ｅ１の１つのパルス信号を位相３６０度とした場合に、Ｂ相センサ６３は、Ａ相センサ６２対し、９０度位相の異なる位置（ΔＥ）に配置されている。これにより、ロータ３が回転し、それに伴いスリットディスク６１が回転すると、スリットディスク６１に対向して配置されたＡ相センサ６２からは、パルス周期幅Ｅ１のＡ相のパルス信号がロータ３の回転に伴って連続して出力され、同じくスリットディスク６１に対向して配置されたＢ相センサ６３からは、Ａ相のパルス信号と９０度位相の異なるパルス周期幅Ｅ１のＢ相のパルス信号が、ロータ３の回転に伴って連続して出力される。

また、上述のように、スリットディスク６１には、Ｚ相センサ６４がロータ３の回転基準位置を検出するために設けられた１本の第２スリットが半径方向に形成されている。このため、ロータ３が、１回転（３６０度回転）する度ごとに、ロータ３の回転基準位置（初期位置）にて、Ｚ相センサ６４からＺ相のパルス信号（第３のパルス信号）が１回出力される。Ｚ相のパルス信号（第３のパルス信号）は、ロータ３が一回転する度ごとに、図３に示すように、例えば、略エッジ番号８から１２において、立ち下がりエッジおよび立ち下がりエッジを有するパルス信号であり、そのエッジ幅Ｅ２は、Ａ相及びＢ相のパルス信号のパルス周期幅Ｅ１の１．５倍を超えない値である。（Ｅ２＜１．５×Ｅ１）、本実施形態では、Ｚ相のパルス信号は、Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号（エッジ番号９）と立ち下がり信号（エッジ番号１１）がＢ相センサ６３から出力されているときに、Ｚ相センサ６４から出力されている。すなわち、Ｚ相のパルス信号がＺ相センサ６４から出力されるときに、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号または立ち下がり信号のいずれか一方を、特定のエッジ信号と設定した場合、この特定のエッジ信号が１回のみ発生する洋に設定されている。

このような、Ｂ相センサ６３およびＺ相センサ６４の構成とすることで、Ｚ相のパルス信号がＺ相センサ６４から出力されているときに、Ｂ相センサ６３から出力されるＢ相の立ち上がりエッジ信号又は立ち下がり信号は一義的に定まる。すなわち、ロータ３が一回転する度ごとに、ロータ３の回転基準位置（初期位置）にて、Ｂ相センサ６３から出力される立ち上がりエッジ信号又は立ち下がりエッジ信号を特定することができる。従って、この立ち上がりエッジ信号又は立ち下がりエッジ信号を特定することで、真の回転基準位置を特定することができる。なお、本実施の形態では、Ｂ相のパルス信号を真の回転基準位置の特定のために用いているが、Ｂ相のパルス信号の代わりにＡ相のパルス信号を用いてもよいことは言うまでもない。

次に、エンコーダ４の信号処理部１０について、主に図２を用いて説明する。信号処理部１０は、Ａ相Ｂ相信号処理部１１と、クリア信号出力手段１２と、回転角度カウンタ１３と、多回転カウンタ１４とを備えており、Ａ相Ｂ相信号処理部１１は、Ａ相センサ６２およびＢ相センサ６３に接続され、Ａ相のパルス信号およびＢ相のパルス信号を処理し、クリア信号出力手段１２は、Ｚ相センサ６４およびＡ相Ｂ相信号処理部１１に接続され、ロータの回転基準位置を検出し、回転角度カウンタ１３は、Ａ相Ｂ相信号処理部１１およびクリア信号出力手段１２に接続され、ロータ３の回転角度をカウントし、多回転カウンタ１４はＡ相Ｂ相信号処理部１１およびクリア信号出力手段１２に接続され、ロータ３の回転数をカウントする。

Ａ相Ｂ相処理部１１には、Ａ相センサ６２およびＢ相センサ６３に接続され、Ａ相のパルス信号およびＢ相のパルス信号から、Ａ相の立ち上がりエッジ信号、Ａ相の立下りエッジ信号、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号、およびＢ相の立下りエッジ信号を検出するエッジ検出回路群１５と、エッジ検出回路群１５に接続され、Ａ相の立ち上がりエッジ信号、Ａ相の立下りエッジ信号、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号およびＢ相の立下りエッジ信号を処理するＮＯＲ回路１６と、Ａ相センサ６２、Ｂ相センサ６３およびエッジ検出回路群１５に接続され、Ａ相のパルス信号、Ｂ相のパルス信号、Ａ相の立ち上がりエッジ信号、Ａ相の立下りエッジ信号、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号およびＢ相の立下りエッジ信号からロータ３の回転方向を検出する回転方向検出回路１７とが備えられている。

エッジ検出回路群１５には、Ａ相の立ち上がりエッジ信号を検出するＡ相立ち上がりエッジ検出回路１５ａ、Ａ相の立ち下がりエッジ信号を検出するＡ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｂ、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号を検出するＢ相立ち上がりエッジ検出回路１５ｃ、およびＢ相の立ち下がりエッジ信号を検出するＢ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｄとが備えられている。

Ａ相立ち上がりエッジ検出回路１５ａおよびＡ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｂの構成について、図４を用いて説明する。ここで、図４は、立ち上がり及び立ち下がりエッジ検出回路のブロック図である。なお、Ｂ相立ち上がりエッジ検出回路１５ｃおよびＢ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｄもＡ相立ち上がりエッジ検出回路１５ａおよびＡ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｂと同様の構成となっており、それらについての説明は省略する。

Ａ相立ち上がりエッジ検出回路１５ａおよびＡ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｂには、Ａ相センサに接続され、Ａ相のパルス信号を遅延処理し遅延信号Ｓ１を出力する遅延回路１５ｅと、遅延回路１５ｅに接続され、遅延回路１５ｅからの遅延信号Ｓ１を反転し第１インバータ信号Ｓ２を出力する第１インバータ回路１５ｆと、Ａ相センサに接続され、Ａ相のパルス信号を反転し第２インバータ信号を出力する第２インバータ回路１５ｇと、Ａ相センサおよび第１インバータ１５ｆに接続され、それらからの信号のＡＮＤ処理を行う第３ＡＮＤ回路１５ｈと、遅延回路１５ｅおよび第２インバータ回路１５ｇに接続され、それらからの信号のＡＮＤ処置を行う第４ＡＮＤ回路１５ｉとが備えられており、第３ＡＮＤ回路１５ｈからはＡ相の立ち上がりエッジ信号が出力され、第４ＡＮＤ回路１５ｉからはＡ相の立下りエッジ信号が出力される。

図５は、Ａ相立ち上がりエッジ検出回路１５ａおよびＡ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｂでの信号の処理を説明するタイミングチャートである。Ａ相センサ６２から時刻ｔ１（ｔ５）から時刻ｔ３（ｔ７）において、ハイレベル（１）となるＡ相のパルス信号が出力され、遅延回路１５ｅ、第３ＡＮＤ回路１５ｈおよび第２インバータ回路１５ｇに入力される。Ａ相のパルス信号は、遅延回路１５ｅにて遅延処理され、時刻ｔ２（ｔ６）から時刻ｔ４（ｔ８）においてハイレベル（１）となる遅延信号Ｓ１が、遅延回路１５ｅから出力される。遅延信号Ｓ１は、第１インバータ回路１５ｆにおいて反転処理され、時刻ｔ２（ｔ６）から時刻ｔ４（ｔ８）までローレベル（１）となる第１インバータ信号Ｓ２が、第１インバータ回路１５ｆから出力される。第２インバータ回路１５ｇに入力されたＡ相のパルス信号は、第２インバータ回路１５ｇにおいて反転処理され、時刻ｔ１（ｔ５）から時刻ｔ３（ｔ７）までローレベル（０）となる第２インバータ信号Ｓ３が、第２インバータ回路１５ｇから出力される。

Ａ相のパルス信号および第１インバータ信号Ｓ２は、第３ＡＮＤ回路１５ｈに入力され、ＡＮＤ処理される。Ａ相のパルス信号および第１インバータ信号Ｓ１は、時刻ｔ１（ｔ５）から時刻ｔ２（ｔ６）において、ともにハイレベルである。したがって、時刻ｔ１（ｔ５）から時刻ｔ２（ｔ６）においてハイレベルとなるＡ相の立ち上がりエッジ信号が、第３ＡＮＤ回路１５ｈから出力される。

遅延信号Ｓ１および第２インバータ信号Ｓ３は、第４ＡＮＤ回路１５ｉに入力され、ＡＮＤ処理される。遅延信号Ｓ１および第２インバータ信号Ｓ３は、時刻ｔ３（ｔ７）から時刻ｔ４（ｔ８）において、ともにハイレベルである。したがって、時刻ｔ３（ｔ７）から時刻ｔ４（ｔ８）においてハイレベルとなるＡ相の立ち下がりエッジ信号が、第４ＡＮＤ回路１５ｉから出力される。

次にロータ３の回転方向を検出する回転方向検出回路１７について、図６から図８を用いて説明する。図６は、回転方向検出回路１７のブロック図であり、図７は、ロータ３が反時計方向（ＣＣＷ）（第１の方向）に回転しているときの各信号のタイミングチャートであり、図８は、ロータ３が時計方向（ＣＷ）（第２の方向）に回転しているときの各信号のタイミングチャートである。

回転方向検出回路１７は、第３インバータ回路１７ａおよび第４インバータ回路１７ｂ、第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ）、第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊ）、第１ＯＲ回路１７ｋおよび第２ＯＲ会１７ｌと、検出信号出力回路１７ｍから構成されている。

図７に示すように、ロータ３がＣＣＷに回転している場合には、本実施形態の場合、以下の４つの状態が起こる。すなわち、
（１）刻Ｔ１（Ｔ９）から時刻Ｔ２（Ｔ１０）のとき、Ａ相立ち上がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＢ相のパルス信号がローレベル（０）である。
（２）刻Ｔ５（Ｔ１３）から時刻Ｔ６（Ｔ１４）のとき、Ａ相立ち下がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＢ相のパルス信号がハイレベル（１）である。
（３）時刻Ｔ３（Ｔ１１）から時刻Ｔ４（Ｔ１２）のとき、Ｂ相立ち上がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＡ相のパルス信号がハイレベル（１）である。
（４）時刻Ｔ７（Ｔ１５）から時刻Ｔ８（Ｔ１６）のとき、Ｂ相立ち下がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＡ相のパルス信号がローレベル（０）である。

図８に示すように、ロータ３がＣＷに回転している場合には、本実施形態の場合、以下の４つの状態が起こる。すなわち、
（１）時刻Ｔ１（Ｔ９）から時刻Ｔ２（Ｔ１０）のとき、Ａ相立ち上がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＢ相のパルス信号がハイレベル（１）である。
（２）時刻Ｔ５（Ｔ１３）から時刻Ｔ６（Ｔ１４）のとき、Ａ相立ち下がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＢ相のパルス信号がローレベル（０）である。
（３）時刻Ｔ３（Ｔ１１）から時刻Ｔ４（Ｔ１２）のとき、Ｂ相立ち下がりエッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＡ相のパルス信号がローレベル（０）である。
（４）時刻Ｔ７（Ｔ１５）から時刻Ｔ８（Ｔ１６）のとき、Ｂ相エッジ信号がハイレベル（１）であり、かつＡ相のパルス信号がハイレベル（１）である。

上述のように、ＣＣＷとＣＷの場合の各信号を対比すると以下の相違点がある。すなわち、(１)において、ＣＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がローレベル（０）であるのに対し、ＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がハイレベル（１）である。（２）において、ＣＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がハイベル（１）であるのに対し、ＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がローレベル（０）である。（３）において、ＣＣＷでは、Ａ相のパルス信号がハイレベル（１）であるのに対し、ＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がローレベル（０）である。（４）において、ＣＣＷでは、Ａ相のパルス信号がローレベル（０）であるのに対し、ＣＷでは、Ｂ相のパルス信号がハイレベル（１）である。

各信号の上述の性質を利用し、回転方向検出回路１７の各構成回路は以下のように構成されている。第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ）のそれぞれが並列に配置されて構成される第１ＡＮＤ回路群１８と、第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊ）のそれぞれが並列に配置されて構成される第２ＡＮＤ回路群１９とが、それぞれ並列に配置されている。そして、第１ＡＮＤ回路群１８と第２ＡＮＤ回路群１９のそれぞれのＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｊ）には、Ａ相の立ち上がりおよび立下りエッジ信号とＢ相の立ち上がりおよび立下りエッジ信号が、それぞれ第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ）と対応する第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊ）とに分配されて入力されるように配置されている。

また、上記のように、ＣＣＷとＣＷでは、対応する同一のエッジ信号がハイレベル（１）であるとき、Ａ相のパルス信号とＢ相のパルス信号のハイレベル（０）とローレベル（０）が逆転しているという性質がある。そのため、Ａ相のパルス信号を反転する第３インバータ回路１７ａと、Ｂ相のパルス信号を反転する第４インバータ回路１７ｂが設けられており、第１ＡＮＤ回路群１８と第２ＡＮＤ回路群１９において、対応する同一のエッジ信号が入力されるＡＮＤ回路に、Ａ相のパルス信号またはＢ相のパルス信号を反転させて入力されるように、第５から第１２ＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｊ）は構成されている。

このように、第３インバータ回路１７ａ、第４インバータ回路１７ｂおよび第５から第１２ＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｊ）が構成されているため、ＣＣＷにロータ３が回転するときは、第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｆ）からハイレベル（１）の信号が順次出力され、第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇから１７ｊ）からはハイレベルの信号は出力されず、ローレベル（０）の信号が出力される。一方、ＣＷにロータ３が回転するときは、第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｆ）からはハイレベル（０）の信号は出力されず、ローレベル（０）の信号が出力され、第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇから１７ｊ）からはハイレベル（１）の信号が順次出力される。

ここで、第５から第８ＡＮＤ回路（１７ｃから１７ｆ）は第１ＯＲ回路１７ｋにそれぞれ接続され、第９から第１２ＡＮＤ回路（１７ｇから１７ｊ）は第２ＯＲ回路１７ｌにそれぞれ接続されている。したがって、図７または図８に示すように、ロータ３がＣＣＷに回転している場合には、第１ＯＲ回路１７ｋからは、ハイレベル（１）とローレベル（０）の信号が順次出力され、第２ＯＲ回路１７ｌからは、常時ローレベル（０）の信号が出力される。一方、ロータ３がＣＷに回転している場合には、第１ＯＲ回路１７ｋからは、常時ローレベル（０）の信号が出力され、第２ＯＲ回路１７ｌからは、ハイレベル（１）とローレベル（０）の信号が順次出力される。

すなわち、本実施の形態では、「（Ａ）第１ＯＲ回路１７ｋと第２ＯＲ回路１７ｌからともにローレベル（０）の信号が出力される。」、「（Ｂ）第１ＯＲ回路１７ｋからハイレベル（１）の信号が出力されるとともに第２ＯＲ回路１７ｌからローレベル（０）の信号が出力される。」、「（Ｃ）第１ＯＲ回路１７ｋからローレベル（０）の信号が出力され、第２ＯＲ回路１７ｌからハイレベル（１）の信号が出力される。」の３態様の出力形態がある。つまり、ロータ３がＣＣＷに回転している場合には、（Ａ）と（Ｂ）の形態が順次繰り返され、ロータ３がＣＷに回転している場合には、（Ａ）と（Ｃ）の形態が順次繰り返される。

検出信号出力回路１７ｍは、いわゆる順路回路（フリップフロップ回路）であり、第１ＯＲ回路１７ｋは、検出信号出力回路１７ｍのセット端子１７ｎに接続され、第２ＯＲ回路１７ｌは、検出信号出力回路１７ｍのクリア端子１７ｏに接続される。上述のようにロータ３がＣＣＷに回転している場合には、（Ａ）と（Ｂ）の形態が順次繰り返されるため、クリア端子１７ｏには、ローレベル（０）の信号しか入力されないため検出信号出力回路１７ｍはクリアされず、セット端子１７ｎに入力されたハイレベル（１）の信号により検出信号出力回路１７ｍはセットされた状態となる。一方、ロータがＣＷに回転している場合には、（Ａ）と（Ｃ）の形態が順次繰り返されるため、クリア端子１７ｏに順次検出信号出力回路１７ｍをクリアするハイレベル（１）の信号が入力され、セット端子１７ｎには、常に、ローレベル（０）の信号が入力されるため、検出信号出力回路１７ｍは、ローレベル（０）にセットされる。

本実施形態の検出信号出力回路１７ｍの出力端子１７ｐからは、検出信号出力回路１７ｍに保持された信号が反転されて出力されるように設定されている。したがって、ロータ３がＣＣＷに回転している場合には、検出信号出力回路１７ｍに保持されているハイレベル（１）の信号は反転され、出力端子１７ｐからは、ローレベル（０）の回転方向信号が出力される。一方、ロータ３がＣＷに回転している場合には、検出信号出力回路１７ｍに保持されているローレベル（０）の信号は反転され、出力端子１７ｐからは、ハイレベル（１）の回転方向信号が出力される。

次に、図２を用いてロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出する手段について説明する。ロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出は、信号処理部１０のクリア信号出力手段１２においてなされる。本実施形態では、Ｂ相のパルス信号をロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出に際し参照する参照信号とし設定しており、以下の構成となっている。

クリア信号出力手段１２は、インバータ回路１２ａと、第１ＡＮＤ回路１２ｂと、第２ＡＮＤ回路１２ｃと、ＯＲ回路とを備え、インバータ回路１２ａは、回転方向検出回路１７に接続され、回転方向検出回路１７からの信号を反転し、第１ＡＮＤ回路１２ｂは、インバータ回路１２ａ、Ｂ相立ち下がりエッジ検出回路１５ｄ、およびＺ相センサ６４に接続され、入力される各信号のＡＮＤ処理を行い、第２ＡＮＤ回路１２ｃは、回転方向検出回路１７、Ｂ相立ち上がりエッジ検出回路１５ｃおよびＺ相センサに接続され、入力される各信号のＡＮＤ処理を行い、ＯＲ回路は、第１ＡＮＤ回路１２ｂおよび第２ＡＮＤ回路１２ｃに接続され、入力される各信号のＯＲ処理を行う。

このように構成されたクリア信号出力手段１２は、ロータ３がＣＣＷに回転しているとき、すなわち、ローレベル（０）の回転方向信号が入力されるときは、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号を利用してロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出し、一方、ロータ３がＣＷに回転しているとき、すなわち、ハイレベル（１）の回転方向信号が入力されるときは、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号を利用して、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出する。

第１ＡＮＤ回路１２ｂは、ロータ３がＣＣＷに回転している状態で、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号およびＺ相のパルス信号が入力されたときに、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出する手段である。ロータ３がＣＣＷに回転しているとき、回転方向検出回路１７からは、ローレベル（０）の信号がインバータ回路１２ａに出力される。この信号がインバータ回路１２ａで反転されてハイレベル（１）の信号となり、第１ＡＮＤ回路１２ｂに入力される。すなわち、ロータ３がＣＣＷに回転しており、インバータ回路１２ａからハイレベル（１）の信号が入力されているときに、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号（ハイレベル（１））およびＺ相のパルス信号（ハイレベル（１））が、第１ＡＮＤ回路１２ａに入力されると、第１ＡＮＤ回路１２ｂはロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出したことを示すハイレベル（１）の信号を出力する。

第２ＡＮＤ回路１２ｃは、ロータ３がＣＷに回転している状態で、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号およびＺ相のパルス信号が入力されたときに、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出する手段である。ロータ３がＣＷに回転しているとき、回転方向検出回路１７からは、ハイレベル（１）の信号が、第２ＡＮＤ回路１２ｂに入力される。すなわち、ロータ３がＣＷに回転しており、回転方向検出回路１７からハイレベル（１）の信号が入力されているときに、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号（ハイレベル（１））およびＺ相のパルス信号（ハイレベル（１））が、第２ＡＮＤ回路１２ｃに入力されると、第２ＡＮＤ回路１２ｃは、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出したことを示すハイレベル（１）の信号を出力する。

次に、ロータ３がＣＣＷに回転しているときのロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出について、図９を用いて説明する。図９は、ロータ３がＣＣＷに回転しているときの回転基準位置（初期位置）の検出について説明するタイミングチャートである。本実施形態では、Ａ相のパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ、並びにＢ相のパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジの数をカウントした番号であるエッジ番号において、エッジ番号０の位置をロータ３の回転基準位置（初期位置）とする。

ロータ３がＣＣＷに回転している場合、エッジ番号０では、Ｂ相のパルス信号は立ち下がりエッジ信号となる。また、エンコーダ４のセンサ部６は、ロータ３の回転基準位置であるエッジ番号０の近傍において、ロータ３が１回転（３６０度）するときに１度だけＺ相センサからＺ相のパルス信号が出力されるように設定されている。このＺ相のパルス信号のエッジ幅Ｅ２は、Ａ相のパルス信号およびＢ相のパルス信号のパルス周期幅Ｅ１の１．５倍を超えない値に設定されている（Ｅ２＜１．５×Ｅ１）とともに、Ｚ相のパルス信号が検出されているときには、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号は、１回だけ検出されるように設定されている。従って、Ｚ相のパルス信号（ハイレベル（１））と、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号（ハイレベル（１））の信号とは、ロータ３が１回転するごとに、常に、エッジ番号０となる位置で、第１ＡＮＤ回路１２ｂに入力され、第１ＡＮＤ回路１２ｂにおいて、ロータ３の回転基準位置（初期位置）が検出される。

図９は、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を４回にわたりエンコーダ３にて検出したものである。エンコーダ４の光学的誤差や電気的誤差等により、Ｚ相のパルス信号は、Ａ相およびＢ相のパルス信号を基準とした場合、若干位相のずれやエッジ幅Ｅ２の増減がある。しかしながら、本発明の実施形態では、Ｂ相の立ち下がりエッジ信号を基準にロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出を行っているため、真の回転基準位置（初期位置）に対し、クリア信号出力手段１２で検出されるロータ３の回転基準位置（初期位置）のずれが生じていない。したがって、回転方向検出回路１７およびクリア信号出力手段１２に接続され、ロータ３の回転数をカウントする多回転カウンタ１４の多回転カウント値も、常に、真の回転基準位置にてカウントアップ（ＮからＮ＋１）されている。

ロータ３がＣＷに回転しているときのロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出について、図１０を用いて説明する。図１０は、ロータ３がＣＷに回転しているときの回転基準位置（初期位置）の検出について説明するタイミングチャートである。本実施形態では、Ａ相のパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ、並びにＢ相のパルス信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジの数をカウントした番号であるエッジ番号において、エッジ番号０の位置をロータ３の回転基準位置（初期位置）とする。

ロータ３がＣＷに回転している場合、エッジ番号０では、Ｂ相のパルス信号は立ち上がりエッジ信号となる。また、前記したように、エンコーダ４のセンサ部６は、ロータ３の回転基準位置であるエッジ番号０の近傍において、ロータ３が１回転（３６０度）するときに１度だけＺ相センサからＺ相のパルス信号が出力されるように設定されている。このＺ相のパルス信号のエッジ幅Ｅ２は、Ａ相のパルス信号およびＢ相のパルス信号のパルス周期幅Ｅ１の１、５倍を超えない値に設定されている（Ｅ２＜１．５×Ｅ１）とともに、Ｚ相のパルス信号が検出されているときには、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号は、１回だけ検出されるように設置されている。従って、Ｚ相のパルス信号（ハイレベル（１））と、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号（ハイレベル（１））の信号とは、ロータ３が１回転するごとに、常に、エッジ番号０となる位置で、第２ＡＮＤ回路１２ｃに入力され、第２ＡＮＤ回路１２ｃにおいて、ロータ３の回転基準位置（初期位置）が検出される。

図１０は、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を４回にわたりエンコーダ３にて検出したものである。エンコーダ４の光学的誤差や電気的誤差等により、Ｚ相のパルス信号は、Ａ相およびＢ相のパルス信号を基準とした場合、若干位相のずれやエッジ幅Ｅ２の増減がある。しかしながら、本発明の実施形態では、Ｂ相の立ち上がりエッジ信号を基準にロータ３の回転基準位置（初期位置）の検出を行っているため、真の回転基準位置（初期位置）に対し、クリア信号出力手段１２で検出されるロータ３の回転基準位置（初期位置）のずれが生じていない。したがって、回転方向検出回路１７およびクリア信号出力手段１２に接続され、ロータ３の回転数をカウントする多回転カウンタ１４の多回転カウント値も、常に、真の回転基準位置にてカウントダウン（ＮからＮ−１）されている。

最後に、図２を用いて、回転角度カウンタ１３について説明する。回転角度カウンタ１３は、Ａ相およびＢ相のパルス信号のエッジ信号を出力するＮＯＲ回路１６と、ロータ３の回転方向を検出し出力する回転方向検出回路１７と、ロータ３の回転基準位置（初期位置）を検出して出力するクリア信号出力手段１２に接続されている。

回転角度カウンタ１３には、ロータ３がＣＣＷに回転しているとき、回転方向検出回路１７からカウントアップするよう指令するローレベル（０）の指令信号が入力され、ロータ３がＣＷに回転しているとき、回転方向検出回路１７からカウントダウンするよう指令するハイレベル（１）の指令信号が入力される。また、回転角度カウンタ１３にクリア信号出力手段１２から回転基準位置（初期位置）信号が入力されると、回転角度カウンタ１３のカウント値はクリアされ、さらに、回転角度カウンタ１３は、ＮＯＲ回路１６からエッジ信号が供給されると、再度カウントを開始する。このようにして、回転角度カウンタ１３は、ロータ３の絶対的な回転角度を、カウント値をもって出力する。

ここで、本発明の実施形態においては、ロータ３の回転基準位置であることを通知するＺ相のパルス信号がハイレベル（１）であるときに、Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号が検出されたときの、その位置を回転基準位置（初期位置）とすることで、真の回転基準位置とのずれを生じさせることなく、回転基準位置（初期位置）を精度よく検知することができる。これにより、ロータ３の絶対的な回転角度や、回転数を精度よく検知することができる。

本発明の実施形態では、Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を利用して、回転基準位置の検出を行っているが、Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を利用してもよい。また、Ａ相センサ、Ｂ相センサおよびＺ相センサは、磁気信号の変化を検出する磁気センサであってもよい。また、本発明の実施形態では、回転角度カウンタ１３と多回転カウンタ１４の双方を備えたエンコーダ４が使用されたが、回転角度カウンタ１３か多回転カウンタ１４のいずれか一方を備えたものであってよい。

本発明の実施形態におけるブラシレスサーボモータの片断面図である。本発明の実施形態におけるエンコーダのシステムブロック図である。Ａ相、Ｂ相、Ｚ相のパルス信号を説明するタイミングチャートである。立ち上がり及び立ち下がりエッジ検出回路のブロック図である。立ち上がり及び立ち下がりエッジ信号の検出を説明するタイミングチャートである。回転方向検出手段のブロック図である。ロータがＣＣＷに回転しているときの、回転方向検出手段による回転方向の検出について説明するタイミングチャートである。ロータがＣＷに回転しているときの、回転方向検出手段による回転方向の検出について説明するタイミングチャートである。ロータがＣＣＷに回転しているときの、回転基準位置の検出について説明するタイミングチャートである。ロータがＣＷに回転しているときの、回転基準位置の検出について説明するタイミングチャートである。従来例の回転基準位置の検出について説明するタイミングチャートである。

符号の説明

１ブラシレスサーボモータ
２ステータ
２ａコイル
３ロータ
３ａマグネット
４エンコーダ
６センサ部
６２Ａ相センサ（第１のセンサ）
６３Ｂ相センサ（第２のセンサ）
６４Ｚ相センサ（第３のセンサ）
１０信号処理部
１１Ａ相Ｂ相信号処理部
１２クリア信号出力手段
１３回転角度カウンタ
１４多回転タウンタ
１５エッジ検出回路群
１６ＮＯＲ回路
１７回転方向検出回路
Ｅ１パルス周期幅
Ｅ２エッジ幅

Claims

コイルが巻装されたステータと、
マグネットを有し、前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータと、
前記ロータの回転を検出するエンコーダを備えたブラシレスサーボモータにおいて、
前記エンコーダは、
立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有する第1のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力する第１のセンサと、
前記第1のパルス信号と９０度位相が異なり、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有する第２のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力する第２のセンサと、
前記第１のパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジのいずれか一方の信号が前記第１のセンサから出力されているときに第３のパルス信号を、前記ロータが１回転するときに、前記ロータの回転基準位置にて少なくとも１回出力する第３のセンサと、
前記第１のセンサ、および前記センサに接続され、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を出力するエッジ検出回路群と、
前記第１のセンサ、前記第２のセンサおよび前記エッジ検出回路群に接続され、前記第１のセンサのパルス信号、前記第２のセンサのパルス信号、前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号から、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りの回転方向を検出し、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りに対応する回転方向信号を出力する回転方向検出回路と、
前記第３のセンサ、前記エッジ検出回路群、前記回転方向検出回路に接続され、
前記回転方向検出手段から前記ロータが第１の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記第３のセンサから前記第３のパルス信号が供給されるとともに、前記第１のパルス信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち予め定められた一方の信号が入力されるとクリア信号を発生し、かつ、
前記回転方向検出手段から前記ロータが前記第１の回転方向とは逆の第２の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記第３のセンサから前記第３のパルス信号が供給されるとともに、前記第１のパルス信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち予め定められた他方の信号が入力されるとクリア信号を発生するクリア信号出力手段と、
前記エッジ検出回路群および前記クリア信号出力手段に接続され、前記エッジ検出回路群が出力する前記第１のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相第２のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号をカウント値としてカウントし、前記クリア信号出力手段から前記クリア信号が入力されると前記カウント値をクリアする回転角度カウンタとを備えることを特徴とするブラシレスサーボモータ。
請求項１に記載されたブラシレスサーボモータにおいて、
前記エンコーダは、
前記回転方向検出手段、および前記クリア信号検出手段に接続され、
前記回転方向検出手段から前記ロータが第１の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されているときに、前記クリア信号検出手段から前記クリア信号が入力されると、カウントアップをし、
前記回転方向検出手段から前記ロータが第２の回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されているときに、前記クリア信号検出手段から前記クリア信号が入力されると、カウントダウンする多回転カウンタを備えていることを特徴とするブラシレスサーボモータ。
コイルが巻装されたステータと、
マグネットを有し、前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータと、
前記ロータの回転を検出するエンコーダを備えたブラシレスサーボモータにおいて、
前記エンコーダは、
立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有するＡ相のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力するＡ相センサと、
前記Ａ相のパルス信号と９０度位相が異なり、立ち上がエッジ及び立ち上がりエッジを有するＢ相のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力するＢ相センサと、
前記Ａ相のパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジのいずれか一方の信号が前記Ａ相センサから出力されているときにＺ相のパルス信号を、前記ロータが１回転するときに、前記ロータの回転基準位置にて少なくとも１回出力するＺ相センサと、
前記Ａ相センサ、および前記Ｂ相センサに接続され、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を出力するエッジ検出回路群と、
前記Ａ相センサ、前記Ｂ相センサおよび前記エッジ検出回路群に接続され、前記Ａ相センサのパルス信号、前記Ｂ相センサのパルス信号、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号から、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りの回転方向を検出し、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りに対応する回転方向信号を出力する回転方向検出回路と、
前記Ｚ相センサ、前記エッジ検出回路群、および前記回転方向検出回路に接続され、
前記Ｚ相のパルス信号が入力されるとともに、
前記Ａ相のパルス信号を予め選択し、前記Ａ相のパルス信号を参照信号とし、
前記回転方向検出手段から前記ロータが反時計回りに回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記Ｚ相のパルス信号が入力されるとともに、前記参照信号の立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうちいずれか一方のエッジ信号が入力されると、前記ロータの回転基準位置を検知し、前記回転基準位置であることを通知するクリア信号を出力し、
前記回転方向検出手段から前記ロータが時計回りに回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記Ｚ相のパルス信号が供給されるとともに、前記参照信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち、前記反時計回りに前記ロータが回転しているときと異なる他方のエッジ信号が入力されると、前記ロータの回転基準位置を検知し、前記回転基準位置であることを通知するクリア信号を出力するクリア信号出力手段と、
前記エッジ検出回路群および前記クリア信号出力手段に接続され、前記エッジ検出回路群が出力する前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号をカウント値としてカウントし、前記クリア信号出力手段から前記クリア信号が入力されると前記カウント値をクリアする回転角度カウンタとを備えることを特徴とするブラシレスサーボモータ。
コイルが巻装されたステータと、
マグネットを有し、前記ステータに対向して回転自在に配置されたロータと、
前記ロータの回転を検出するエンコーダを備えたブラシレスサーボモータにおいて、
前記エンコーダは、
立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有するＡ相のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力するＡ相センサと、
前記Ａ相のパルス信号と９０度位相が異なり、立ち上がエッジ及び立ち上がりエッジを有するＢ相のパルス信号を、前記ロータの回転に伴って断続的に出力するＢ相センサと、
前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジのいずれか一方の信号が前記Ａ相センサから出力されているときにＺ相のパルス信号を、前記ロータが１回転するときに、前記ロータの回転基準位置にて少なくとも１回出力するＺ相センサと、
前記Ａ相センサ、および前記Ｂ相センサに接続され、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出し、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号を出力するエッジ検出回路群と、
前記Ａ相センサ、前記Ｂ相センサおよび前記エッジ検出回路群に接続され、前記Ａ相センサのパルス信号、前記Ｂ相センサのパルス信号、前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号から、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りの回転方向を検出し、前記ロータの反時計回りまたは反時計回りに対応する回転方向信号を出力する回転方向検出回路と、
前記Ｚ相センサ、前記エッジ検出回路群、および前記回転方向検出回路に接続され、
前記Ｚ相のパルス信号が入力されるとともに、
前記Ｂ相のパルス信号を予め選択し、前記Ｂ相のパルス信号を参照信号とし、
前記回転方向検出手段から前記ロータが反時計回りに回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記Ｚ相のパルス信号が入力されるとともに、前記参照信号の立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうちいずれか一方のエッジ信号が入力されると、前記ロータの回転基準位置を検知し、前記回転基準位置であることを通知するクリア信号を出力し、
前記回転方向検出手段から前記ロータが時計回りに回転方向に回転していることを示す回転方向信号が供給されている際に、前記Ｚ相のパルス信号が供給されるとともに、前記参照信号の前記立ち上がりエッジ信号または立ち下がりエッジ信号のうち、前記反時計回りに前記ロータが回転しているときと異なる他方のエッジ信号が入力されると、前記ロータの回転基準位置を検知し、前記回転基準位置であることを通知するクリア信号を出力するクリア信号出力手段と、
前記エッジ検出回路群および前記クリア信号出力手段に接続され、前記エッジ検出回路群が出力する前記Ａ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号、並びに前記Ｂ相のパルス信号の立ち上がりエッジ信号および立ち下がりエッジ信号をカウント値としてカウントし、前記クリア信号出力手段から前記クリア信号が入力されると前記カウント値をクリアする回転角度カウンタとを備えることを特徴とするブラシレスサーボモータ。
請求項３または４のいずれか一方に記載されたブラシレスサーボモータにおいて、
前記エンコーダは、
前記回転方向検出手段、および前記クリア信号検出手段に接続され、
前記回転方向検出手段からの回転方向信号により、前記ロータが反時計回りに回転しているときに、前記クリア信号検出手段により前記クリア信号が入力されると、カウントアップまたはカウントアップのいずれか一方の方式で回転数をカウントし、
前記回転方向検出手段からの回転方向信号により、前記ロータが時計回りに回転しているときに、前記クリア信号検出手段により前記クリア信号が入力されると、前記ロータが反時計回りに回転するときと異なるカウントアップまたはカウントダウンのいずれか一方の方式で回転数をカウントアップまたはカウントダウンする多回転カウンタを備えていることを特徴とするブラシレスサーボモータ。