JP2015155842A - 位置検出装置、及び位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのセンサにより、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出することができる位置検出装置、及び位置検出方法を提供する。
【解決手段】長手方向の側面とこの側面に垂直な端面を備えた平板形状を有し、回転体２の周囲に設定され回転体２の回転角度に応じて、固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板３と、固定面に配置され回転体２の回転角度に応じた反射板３の位置での反射板と自身との距離を検出し距離信号を出力する距離検出器４とを備え、制御部５により、距離信号の微係数を求め、回転体２の回転時に端面の位置で発生する、微係数が不連続の距離信号の発生位置を回転体２の原点位置として検出し、微係数のレベルに基づき回転体２の原点位置からの回転位置を検出し、回転体２の回転時に距離検出器の出力した微係数の増減に基づき回転体２の回転方向を検出する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、位置検出装置、及び位置検出方法に関し、回転体の原点位置を検出する位置検出装置、及び位置検出方法に関する。

回転体の回転位置を検出する位置検出装置としては、所定間隔で位置検出用スリットを有するスリット円板と、このスリット円板の位置検出用スリットを検知する透過型フォトセンサからなる位置検知用センサとを組み合わせたロータリエンコーダが一般的である。このロータリエンコーダは、原点位置を検出するために、スリット円板に位置検出用スリットとは別に、位置検出用スリットと径方向の位置を異ならせて１個の原点検出用スリットを設けている。そして、この原点検出用スリットを検知するための透過型フォトセンサからなる原点検知用センサを設けている。このロータリエンコーダは、回転体に連動してスリット円板が回転することによって、原点位置検知用センサが原点位置検出用スリットを検知した時点を基準として、位置検知用センサからの位置検出用スリットの検知信号をカウントする。このことによって、原点位置からの回転位置（回転量）を得ている。

しかし、このロータリエンコーダは、スリット円板に形成される原点位置検出用スリットは１個である。そして、初期状態で原点位置検知用センサがこの原点位置検出用スリットを検知していないときには、原点位置を検出するために、原点位置検知用センサが原点位置検出用スリットを検知するまで回転体すなわちスリット円板を所定の方向に回転させることになる。このため、初期状態におけるスリット円板の停止位置によっては最大略３６０°回転させなければならない場合が生じ、原点位置の検出に時間がかかるといった問題がある。

この問題を解決するための技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の位置検出装置は、図７に示すように、回転体１０と、回転体１０に同動して回転する半円板状部と回転位置検出部とを有する検出体１１と、検出体１１の半円板状部の有無を検知する、原点位置に設けた近接スイッチ１２と、検出体１１の回転位置検出部の回転位置を検出する透過型フォトセンサ１３と、近接スイッチ１２と透過型フォトセンサ１３との検出出力に基づき回転体１０の回転を制御する制御部（不図示）と、により構成する。検出体１１は、外周側に半円板状部が、中央部側に円板状の回転位置検出部が一体形成され、この回転位置検出部には全周に所定のパターンであるスリットが形成されている。透過型フォトセンサ１３は、回転位置検出部のスリットを検知する。

次に、図８及び図９を用いて特許文献１に開示の位置検出装置の原点検出動作を説明する。図８及び図９では図７の回転位置検出部、回転位置検出用スリット、透過型フォトセンサ１３を省いている。

位置検出装置に電源が投入されると、制御部は近接スイッチ１２がオン状態か否か、すなわち半円板状部が原点位置又は左領域にあるか否かを判別する。このとき、近接スイッチ１２がオン状態で半円板状部が図８に示すように原点位置又は左領域にあるときには、制御部は、モータ（不図示）を回転させて回転体１０を左回転させる。そして、近接スイッチ１２がオフ状態になったときに回転体１０の回転を停止し、予め定めた設定時間経過した後、回転体１０を右回転させ、近接スイッチ１２がオン状態になったときに回転体１０の回転を停止し、その位置を原点位置として内部のカウンタを「０」にセットする。これに対して、近接スイッチ１２がオフ状態で半円板状部が図９に示すように右領域にあるときには、制御部は、モータを回転させて回転体１０を右回転させる。そして、近接スイッチ１２がオン状態になったときに回転体１０の回転を停止し、その位置を原点位置として内部のカウンタを「０」にセットする。

すなわち、特許文献１に開示の位置検出装置は、初期状態における半円板状部の停止位置がどの領域にあるのかを判定し、判定した領域に応じた所定の方向に回転体１０を回転させて原点位置を検出する。このように、特許文献１に開示の位置検出装置は、半円板状部の停止位置によらず最大略１８０°回転させるのみで原点位置を検出して、原点位置の検出にかかる時間を短くしている。また、この位置検出装置によれば、透過型フォトセンサ１３により回転位置検出部のスリットを検知しスリットの数をカウントすることにより、回転量や回転しているのか否かの検出を可能としている。

特開平７−３２４９４５号公報

上述のように、特許文献１に開示の位置検出装置は、回転体に固定した半円板状部を近接スイッチにより検知する。そして、半円板状部の存在する領域（すなわち、左右どちらの方向に居るのかを示す回転体の回転位置）を判定し、判定した領域に応じた所定の方向に回転体を回転させて原点位置を検出するようにしている。また、透過型フォトセンサにより回転位置検出部のスリットを検知して回転体が回転しているのか否かを検出している。このように、特許文献１に開示の位置検出装置は、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出するために、二つのセンサ（近接スイッチ、透過型フォトセンサ）が必要であり、コストアップになるといった問題がある。

本発明の目的は、上記課題を解決して、一つのセンサにより、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出することができる位置検出装置、及び位置検出方法を提供することである。

本発明の位置検出装置は、回転体と、長手方向の側面と、この側面に垂直な端面を備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板と、前記固定面に配置され、前記回転体の回転角度に応じた前記反射板の位置での前記反射板と自身との距離を検出し距離信号を出力する距離検出器と、前記距離信号の微係数を求め、前記回転体の回転時に前記端面の位置で発生する、当該微係数が不連続の前記距離信号の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出する制御部と、と、を備えている。

本発明の位置検出方法は、回転体の回転時に、長手方向の側面とこの側面に垂直な端面とを備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板の前記端面の位置で発生する、不連続の微係数の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出するようにしている。

本発明によれば、一つのセンサにより、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出することができる位置検出装置、及び位置検出方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の原点復帰動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の回転体の回転方向、回転体周りのエリアの一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の回転体の回転角度と、距離検出器の出力する距離信号との関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の回転体の回転角度と、距離検出器の出力する距離信号との関係の他の例を示す図である。 関連技術における位置検出装置の一例を示す図である。 図７で示す位置検出装置の原点検出動作の一例を説明する図である。 図７で示す位置検出装置の原点検出動作の他の例を説明する図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の一例を示す図である。

本実施の形態に係る位置検出装置１は、回転体２と、反射板３と、距離検出器４と、制御部５とにより構成される。

回転体２は、例えば、ベアリングを介して固定面に保持されている。

反射板３は、長手方向の側面と、この側面に垂直な端面を備えた平板形状を有し、回転体２の周囲に例えば螺旋状に設定され、回転体の回転角度に応じて、回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する。反射板３は、回転体２の回転に連動して回転する。反射板３は、回転体２の周囲に接して取り付けられても良いし、回転体２と一体成型されても良い。距離検出器４は、回転体２を保持する固定面に配置され、回転体２の回転位置に応じた反射板３の螺旋位置での反射板３と自身との距離を検出し距離信号を出力する。制御部５は、距離検出器４の出力する距離信号の微係数を求め、この微係数に基づき、回転体２の原点位置、回転体２の回転位置、及び回転体２の回転方向を検出する。

位置検出装置１に電源が入ると、制御部５は、モーター（不図示）を回転させることにより回転体２を回転させ、回転体２の回転時に螺旋状の反射板３の端面の位置で発生する微係数が不連続の距離信号の発生位置を検出し、この位置を回転体２の原点位置とする。ここで、微係数とは、回転角度に対する距離信号の微分を示し、０階の微係数が距離そのものを示す。ここでは、例えば、０階の微係数が不連続の距離信号の発生位置を検出し、この位置を回転体２の原点位置とする。

また、制御部５は、モーター（不図示）を回転させることにより回転体２を回転させ、距離検出器４から出力される距離信号を受け、この距離信号（距離信号の０階の微係数）のレベルに基づき回転体２の原点位置からの回転位置（角度）を検出する。更に、制御部５は、回転体２の回転時に距離検出器４の出力した距離信号（距離信号の０階の微係数）の増減に基づき回転体２の回転方向を検出する。

このように、本実施の形態によれば、回転体に、回転体を保持する固定面からの距離の微係数が単調に変化する反射板を設定し、反射板と距離検出器との距離を測定する。そして、この測定した、回転体の回転位置に応じた反射板の位置の距離信号の微係数に基づいて、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体の回転方向を検出する。このため、一つのセンサ（距離検出器）により、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出することができる。
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の一例を示す図である。

本第２の実施の形態は、第１の実施の形態をより具体化したものである。したがって、主に第１の実施の形態と相違する部分について説明する。

本実施の形態に係る位置検出装置１は、回転体２と、反射板３と、距離検出器４と、制御部５とにより構成される。

制御部５は、距離検出器４の出力した距離信号のレベルに基づき反射板３の端面の存在するエリアを求める。この反射板３の端面の存在するエリアとは、距離検出器４の配置位置と回転体２の回転軸を最短に結んだ線を境にして回転軸と平行した方向から見て二分したエリア（＋方向エリア及び−方向エリア）の一方のエリアである。回転軸から距離検出器４の配置位置の方向を０°の方向とする。そして、この求めた一方のエリアに応じた所定の方向に回転体２を回転させ、回転体２の原点位置を検出して回転体２の回転を止める。このとき、制御部５は、距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）へ、又は最小値から最大値へ変化したときの位置を所定の階数（例えば０階）の微係数が不連続の距離信号の発生位置とし、この位置を回転体２の原点位置として検出する。

反射板３は、回転体２の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に取り付けられる。距離検出器４は、回転体２の回転位置に比例して直線的に変化する距離信号を出力する。制御部５は、回転体２の回転位置に比例する距離信号に基づき回転体２の回転位置を検出する。

制御部５は、距離検出器４の出力した距離信号の連続部分における信号のレベルの増減を調べる。そして、距離信号の連続部分における信号のレベルが増加している場合、所定の方向に回転体２が回転していると判定する。そして、距離信号の連続部分における信号のレベルが減少している場合、所定の方向と反対の方向に回転体２が回転していると判定する。

反射板３は、光、音、又は電波を下面で反射し、距離検出器４は、反射板３の下方に配置され、それぞれ光、音、又は電波を送出し、反射板３が反射した光、音、又は電波を受ける。そして、光、音、又は電波を送出してから反射板３で反射した光、音、又は電波を受けるまでの時間から距離を検出する。距離検出器４は、フォトリフレクタ、超音波距離センサ、電波距離センサ等である。

次に、本実施の形態に係る位置検出装置の動作を図３、図４及び図５を参照して説明する。

図３は、本実施の形態に係る位置検出装置の原点復帰動作の一例を示すフローチャートである。

図４は、本実施の形態に係る位置検出装置の回転体の回転方向、回転体周りのエリアの一例を示す図である。この図は位置検出装置１を上方から見た図である。距離検出器４の配置位置と回転体２の回転軸を最短に結んだ線（Ａ線）の、回転軸から距離検出器４の配置位置の方向を０°の方向としている。回転体２を、反射板３の固定面側と反対側を示す上側及び０°の方向から見てＡ線の左側を＋方向エリア、Ａ線の右側を−方向エリアとし、時計回りを＋方向、反時計回りを−方向とすることを示している。

図５は、本実施の形態に係る位置検出装置の回転体の回転角度と、距離検出器の出力する距離信号との関係の一例を示す図である。図４で示す０°の位置に反射板３の端面があるとき、すなわち、回転体２が原点位置にあるとき、距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）に又は最小値から最大値に変化し、この位置で所定の階数（例えば０階）の微係数が不連続の距離信号が発生することを示している。また、反射板３は、回転体２の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に取り付けられているので、距離検出器４は、回転体２の回転位置（回転角度）に比例して直線的に変化する距離信号を出力することを示している。本図（図５）の場合、０°から−１８０°へ回転体２を−方向へ回転すると、反射板３も同一方向へ回転するので、距離信号は最大値から中間値（Ｄ０）へ直線的に変化することを示している。また、同様に、０°から＋１８０°へ回転体２を＋方向へ回転すると、反射板３も同一方向へ回転するので、距離信号は最小値から中間値へ直線的に変化することを示している。

このように、回転体２の回転位置と距離信号とが図５により対応付けられるので、制御部５は、距離検出器４の出力する距離信号に基づき回転体２の原点位置からの回転位置（回転角度）を検出することができる。

また、回転体２の回転位置と距離信号とが対応付けられた図５により、制御部５は、距離検出器４の出力した距離信号の連続部分における信号のレベルの増減を調べ、これにより回転体２がどちらの方向に回転しているのかを判定する。距離信号の連続部分とは、Ｄ０からＤｍａｘ、及びＤｍｉｎからＤ０の部分である。そして、距離信号がＤｍａｘからＤ０の方へ、又はＤ０からＤｍｉｎの方へ減少している場合、回転体２が、０から−１８０°の方へ、又は、＋１８０°から０°の方へ、すなわち、−方向（反時計回り）に回転していると判定する。また、距離信号がＤ０からＤｍａｘの方へ、又はＤｍｉｎからＤ０の方へ増加している場合、回転体２が、−１８０°から０°の方へ、又は、０°から＋１８０°の方へ、すなわち、＋方向（時計回り）に回転していると判定する。

このように、制御部５は、図５により対応付けられた回転体２の回転位置と距離信号とに基づき、距離信号の増減を調べることによって回転体２の回転方向を検出することができる。

ここで、図３のフローチャートを使用して位置検出装置の原点復帰時の動作を説明する。

図３のステップＳ１では、位置検出装置１に電源が投入されると、制御部５は、回転体２の初期位置（端面の存在エリア）を求める。すなわち、制御部５は、距離検出器４の出力した距離信号のレベルが、ＤｍａｘとＤｍｉｎとの中間値（Ｄ０）からＤｍａｘの範囲にあるとき、図４及び図５に基づき、端面が−方向エリアに存在すると判断する。また、距離信号のレベルが、ＤｍｉｎからＤ０の範囲にあるとき、＋方向エリアに存在すると判断する。

図３のステップＳ２では、端面の存在エリアが＋方向エリアにある場合は、ステップＳ３へ進む。端面の存在エリアが＋方向エリアにない場合は、ステップＳ４へ進む。

図３のステップＳ３では、制御部５は、モーター（不図示）を制御することにより、回転体２を−方向（反時計回り）に所定の速度で回転させ、ステップＳ５へ進む。所定の速度とは、例えば１０〜５０（度/秒）。この値は、システムの回路、機構等の構成、要求精度等により適宜変更して良い。

図３のステップＳ４では、制御部５は、モーター（不図示）を制御することにより、回転体２を＋方向（時計回り）に、所定の速度（例えば１０〜５０（度/秒））で回転させ、ステップＳ５へ進む。

図３のステップＳ５では、距離検出器４が出力した距離信号レベルと、距離信号の最大値（Ｄｍａｘ）、又は最小値（Ｄｍｉｎ）との差異が所定以内になったか否かを調べる。ここで、所定以内とは、例えば（Ｄｍａｘ−Ｄ０）/（１８０*５０）等であり、この値は、システムの回路、機構等の構成、要求精度等により適宜変更して良い。

そして、調べた結果が所定以内になったことを示す場合は、ステップＳ６へ進む。調べた結果が所定以内になっていないことを示す場合は、ステップＳ５に戻る。

図３のステップＳ６では、制御部５は、モーター（不図示）を制御することにより、回転体２の回転速度を所定の速度より遅い速度に変更する。所定の速度より遅い速度とは、例えば１〜５（度/秒）。この値は、システムの回路、機構等の構成、要求精度等により適宜変更して良い。

図３のステップＳ７では、所定の階数（例えば０階）の微係数が不連続の距離信号が検出されたか否かを調べる。すなわち、距離検出器４が出力した距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）、又は最小値から最大値へ変化したか否かを調べる。そして、調べた結果が不連続の距離信号が検出されたことを示す場合は、ステップＳ８へ進む。調べた結果が不連続の距離信号が検出されなかったことを示す場合は、ステップＳ７に戻る。

図３のステップＳ８では、制御部５は、モーター（不図示）を停止させることにより回転体２を停止させて終了する。

尚、上記の説明では、図２に示すように原点位置を反射板３の端面の位置（所定の階数（例えば０階）の微係数が不連続の距離信号の位置）としたが、これにこだわることなく、距離信号の最大値と最小値との中間値の位置としてもよい。すなわち、距離信号の中間値の位置を回転体の原点位置とし、これを０°の位置としてもよい。この位置は、図２で示す回転体２を＋１８０°又は−１８０°回転させ、端面を＋１８０°又は−１８０°の位置に移動させた位置である。

このように、原点位置を、距離信号の最大値と最小値との中間値の位置とした場合には、図５の代わりに、本実施の形態に係る位置検出装置１の回転体の回転角度と、距離検出器４の出力する距離信号との関係の他の例を示す図６を用いる。図６は、図４で示す０°の位置に反射板３の中間点の位置で距離検出器４に検出される距離信号（中間値（Ｄ０））があることを示している。本図６は、０°から−１８０°へ回転体２が−方向へ回転すると、反射板３も同一方向へ回転するので、距離信号は中間値から最小値へ直線的に変化することを示している。また、同様に、０°から＋１８０°へ回転体２が＋方向へ回転すると、距離信号は中間値から最大値へ直線的に変化することを示している。

そして、原点位置を、距離信号の最大値と最小値との中間値の位置とした場合には、図３の次のステップの記載を下記のように変更する。すなわち、ステップＳ３の“−方向（反時計回り）”を“＋方向（時計回り）”に、ステップＳ４の“＋方向（時計回り）”を“−方向（反時計回り）”に、ステップＳ５の“最大値（Ｄｍａｘ）、又は最小値（Ｄｍｉｎ）”を“中間値”に、及び、ステップＳ７の“所定の階数（例えば０階）の微係数が不連続の距離信号”を“中間値の距離信号”に、それぞれ変更する。また、ステップＳ７の“距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）、又は最小値から最大値へ変化したか否かを調べる。”を削除する。

また、上記の説明では、図２に示すように反射板３の螺旋の巻方向を、上方に向けて左回転するものを使用したが、これにこだわることなく、反射板３の螺旋の巻方向を、上方に向けて右回転するものを使用してもよい。この場合には、図５及び図６の各図は、「距離信号＝Ｄ０（一定）」の式で与えられる直線に対して線対称となる。

このように、本実施の形態によれば、回転体に、回転体を保持する固定面からの距離の微係数が単調に変化する反射板を設定し、反射板と距離検出器との距離を測定する。そして、この測定した、回転体の回転位置に応じた反射板の位置の距離信号の微係数に基づいて、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体の回転方向を検出する。このため、一つのセンサ（距離検出器）により、回転体の原点位置、回転体の回転位置、及び回転体が回転しているのか否かを検出することができる。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
回転体と、
長手方向の側面と、この側面に垂直な端面を備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板と、
前記固定面に配置され、前記回転体の回転角度に応じた前記反射板の位置での前記反射板と自身との距離を検出し距離信号を出力する距離検出器と、
前記距離信号の微係数を求め、前記回転体の回転時に前記端面の位置で発生する、当該微係数が不連続の前記距離信号の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、
前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出する制御部と、
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
（付記２）
前記反射板は、前記回転体の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に設定され、前記距離検出器は、前記回転体の回転位置に比例して直線的に変化する前記距離信号を出力し、前記制御部は、前記回転体の回転位置に比例する前記距離信号に基づき前記回転体の前記回転位置を検出する、ことを特徴とする付記１記載の位置検出装置。
（付記３）
前記制御部は、前記距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）へ、又は最小値から最大値へ変化したときの位置を不連続の前記距離信号の発生位置とし、この位置を前記回転体の原点位置として検出する、ことを特徴とする付記１又は２記載の位置検出装置。
（付記４）
前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号のレベルに基づき前記反射板の前記端面の存在する、前記距離検出器の配置位置と前記回転体の前記回転軸を最短に結んだ線（Ａ線）を境にして前記回転軸と平行した方向から見て二分したエリアの一方のエリアを求め、この求めた前記一方のエリアに応じた所定の方向に前記回転体を回転させ、前記回転体の原点位置を検出して前記回転体の回転を止めることを特徴とする付記１、２又は３記載の位置検出装置。
（付記５）
前記Ａ線の、前記回転軸から前記距離検出器の配置位置の方向を０°の方向とし、前記回転体を、前記反射板の前記固定面側と反対側を示す上側及び前記０°の方向から見て前記Ａ線の左側を＋方向エリア、前記Ａ線の右側を−方向エリアとし、
前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号のレベルが、ＤｍａｘとＤｍｉｎとの中間値（Ｄ０）からＤｍａｘの範囲にあるとき、前記端面が−方向エリアに存在すると判断し、＋方向（時計回り）に前記回転体を回転させ、前記距離信号のレベルが、ＤｍｉｎからＤ０の範囲にあるとき、＋方向エリアに存在すると判断し、−方向（反時計回り）に前記回転体を回転させる、ことを特徴とする付記４記載の位置検出装置。
（付記６）
前記制御部は、前記一方のエリアに応じた所定の方向に所定の回転速度で前記回転体を回転させ、前記回転体の現在の位置での前記距離検出器の前記距離信号のレベルと、Ｄｍａｘ又はＤｍｉｎとの差異が所定以内になった際に、前記回転体の前記回転速度を前記所定の回転速度より遅くすることを特徴とする付記４記載の位置検出装置。
（付記７）
前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号の連続部分における信号のレベルが増加している場合、所定の方向に前記回転体が回転していると判定し、前記距離信号の連続部分における信号のレベルが減少している場合、前記所定の方向と反対の方向に前記回転体が回転していると判定する、ことを特徴とする付記１、２又は３記載の位置検出装置。
（付記８）
回転体の回転時に、長手方向の側面とこの側面に垂直な端面とを備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板の前記端面の位置で発生する、不連続の微係数の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、
前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、
前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出する
ことを特徴とする位置検出方法。
（付記９）
前記反射板は、前記回転体の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に設定され、前記回転体の回転位置に比例して直線的に変化する前記距離信号に基づき前記回転体の前記回転位置を検出する、ことを特徴とする付記８記載の位置検出方法。
（付記１０）
前記距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）へ、又は最小値から最大値へ変化したときの位置を不連続の前記距離信号の発生位置とし、この位置を前記回転体の原点位置として検出する、ことを特徴とする付記８又は９記載の位置検出方法。
（付記１１）
前記距離信号のレベルに基づき、前記距離信号を出力する距離検出器の配置位置と前記回転体の前記回転軸を最短に結んだ線（Ａ線）を境にして前記回転軸と平行した方向から見て二分したエリアのうちの前記反射板の前記端面の存在するエリアを求め、
この求めた前記エリアに応じた所定の方向に前記回転体を回転させ、前記回転体の原点位置を検出して前記回転体の回転を止めることを特徴とする付記８、９又は１０記載の位置検出方法。
（付記１２）
前記Ａ線の、前記回転軸から前記距離検出器の配置位置の方向を０°の方向とし、前記回転体を、前記反射板の前記固定面側と反対側を示す上側及び前記０°の方向から見て前記Ａ線の左側を＋方向エリア、前記Ａ線の右側を−方向エリアとし、
前記距離検出器の出力した前記距離信号のレベルが、ＤｍａｘとＤｍｉｎとの中間値（Ｄ０）からＤｍａｘの範囲にあるとき、前記端面が−方向エリアに存在すると判断し、＋方向（時計回り）に前記回転体を回転させ、前記距離信号のレベルが、ＤｍｉｎからＤ０の範囲にあるとき、＋方向エリアに存在すると判断し、−方向（反時計回り）に前記回転体を回転させる、ことを特徴とする付記１１記載の位置検出方法。
（付記１３）
前記エリアに応じた所定の方向に所定の回転速度で前記回転体を回転させ、前記回転体の現在の位置での前記距離検出器の前記距離信号のレベルと、Ｄｍａｘ又はＤｍｉｎとの差異が所定以内になった際に、前記回転体の前記回転速度を前記所定の回転速度より遅くすることを特徴とする付記１１記載の位置検出方法。
（付記１４）
前記回転体の回転時に前記距離信号の連続部分における信号のレベルが増加している場合、所定の方向に前記回転体が回転していると判定し、前記距離信号の連続部分における信号のレベルが減少している場合、前記所定の方向と反対の方向に前記回転体が回転していると判定する、ことを特徴とする付記８記載の位置検出装置。

１ 位置検出装置
２ 回転体
３ 反射板
４ 距離検出器
５ 制御部
１０ 回転体
１１ 検出体
１２ 近接スイッチ
１３ 透過型フォトセンサ

Claims (10)

1. 回転体と、
   長手方向の側面と、この側面に垂直な端面を備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板と、
   前記固定面に配置され、前記回転体の回転角度に応じた前記反射板の位置での前記反射板と自身との距離を検出し距離信号を出力する距離検出器と、
   前記距離信号の微係数を求め、前記回転体の回転時に前記端面の位置で発生する、当該微係数が不連続の前記距離信号の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、
   前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、
   前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出する制御部と、
   を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記反射板は、前記回転体の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に設定され、前記距離検出器は、前記回転体の回転位置に比例して直線的に変化する前記距離信号を出力し、前記制御部は、前記回転体の回転位置に比例する前記距離信号に基づき前記回転体の前記回転位置を検出する、ことを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記制御部は、前記距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）へ、又は最小値から最大値へ変化したときの位置を不連続の前記距離信号の発生位置とし、この位置を前記回転体の原点位置として検出する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出装置。
4. 前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号のレベルに基づき前記反射板の前記端面の存在する、前記距離検出器の配置位置と前記回転体の前記回転軸を最短に結んだ線（Ａ線）を境にして前記回転軸と平行した方向から見て二分したエリアの一方のエリアを求め、この求めた前記一方のエリアに応じた所定の方向に前記回転体を回転させ、前記回転体の原点位置を検出して前記回転体の回転を止めることを特徴とする請求項１、２又は３記載の位置検出装置。
5. 前記Ａ線の、前記回転軸から前記距離検出器の配置位置の方向を０°の方向とし、前記回転体を、前記反射板の前記固定面側と反対側を示す上側及び前記０°の方向から見て前記Ａ線の左側を＋方向エリア、前記Ａ線の右側を−方向エリアとし、
   前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号のレベルが、ＤｍａｘとＤｍｉｎとの中間値（Ｄ０）からＤｍａｘの範囲にあるとき、前記端面が−方向エリアに存在すると判断し、＋方向（時計回り）に前記回転体を回転させ、前記距離信号のレベルが、ＤｍｉｎからＤ０の範囲にあるとき、＋方向エリアに存在すると判断し、−方向（反時計回り）に前記回転体を回転させる、ことを特徴とする請求項４記載の位置検出装置。
6. 前記制御部は、前記一方のエリアに応じた所定の方向に所定の回転速度で前記回転体を回転させ、前記回転体の現在の位置での前記距離検出器の前記距離信号のレベルと、Ｄｍａｘ又はＤｍｉｎとの差異が所定以内になった際に、前記回転体の前記回転速度を前記所定の回転速度より遅くすることを特徴とする請求項４記載の位置検出装置。
7. 前記制御部は、前記距離検出器の出力した前記距離信号の連続部分における信号のレベルが増加している場合、所定の方向に前記回転体が回転していると判定し、前記距離信号の連続部分における信号のレベルが減少している場合、前記所定の方向と反対の方向に前記回転体が回転していると判定する、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の位置検出装置。
8. 回転体の回転時に、長手方向の側面とこの側面に垂直な端面とを備えた平板形状を有し、前記回転体の周囲に設定され前記回転体の回転角度に応じて、前記回転体を保持する固定面からの距離の所定の階数の微係数が単調に変化する反射板の前記端面の位置で発生する、不連続の微係数の発生位置を前記回転体の原点位置として検出し、
   前記微係数のレベルに基づき前記回転体の前記原点位置からの回転位置を検出し、
   前記回転体の回転時に前記距離検出器の出力した前記微係数の増減に基づき前記回転体の回転方向を検出する
   ことを特徴とする位置検出方法。
9. 前記反射板は、前記回転体の周囲に所定の巻き上げ率で螺旋状に設定され、前記回転体の回転位置に比例して直線的に変化する前記距離信号に基づき前記回転体の前記回転位置を検出する、ことを特徴とする請求項８記載の位置検出方法。
10. 前記距離信号が最大値（Ｄｍａｘ）から最小値（Ｄｍｉｎ）へ、又は最小値から最大値へ変化したときの位置を不連続の前記距離信号の発生位置とし、この位置を前記回転体の原点位置として検出する、ことを特徴とする請求項８又は９記載の位置検出方法。

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