JP2024027726A - Absolute encoder, absolute encoder angular deviation correction device, and absolute encoder angular deviation correction method - Google Patents

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Abstract

【課題】起動時の回転体の位置によらず角度偏差の最大値を抑制する。【解決手段】アブソリュートエンコーダは、第1回転体の絶対角度を示す第1角度情報を生成する角度情報生成部と、前記第1角度情報と、前記第1回転体とは回転周期の異なる第2回転体の絶対角度を示す第2角度情報と、所定の係数に基づいて、前記第2回転体が起動時の角度に戻るまで前記第1回転体を回転させることで生成される前記第2回転体の角度偏差を示す第2回転体角度偏差が小さくなるように補正する第2回転体オフセット値を決定する第2回転体オフセット値決定部と、前記第2回転体オフセット値を用いて前記第2回転体角度偏差を補正する補正部と、を備え、前記係数は、前記第2回転体角度偏差に基づいて決定される。【選択図】図9An object of the present invention is to suppress the maximum value of angular deviation regardless of the position of a rotating body at the time of startup. The absolute encoder includes an angle information generating section that generates first angle information indicating an absolute angle of a first rotating body, a second angle information generator that generates first angle information indicating an absolute angle of a first rotating body, and a second rotating body that has a rotation period different from that of the first rotating body. the second rotation generated by rotating the first rotating body until the second rotating body returns to the starting angle based on second angle information indicating an absolute angle of the rotating body and a predetermined coefficient; a second rotating body offset value determination unit that determines a second rotating body offset value to be corrected so that a second rotating body angular deviation indicating an angular deviation of the body is small; a correction unit that corrects the second rotating body angular deviation, and the coefficient is determined based on the second rotating body angular deviation. [Selection diagram] Figure 9

Description

本発明は、アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置、及び、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法に関する。 The present invention relates to an absolute encoder, an absolute encoder angular deviation correction device, and an absolute encoder angular deviation correction method.

従来から、各種の制御装置において、モータなどの回転軸の位置や角度を検出するために用いられるロータリエンコーダが知られている。このようなロータリエンコーダに関する技術としては、例えば、以下のような制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この制御装置は、回転体の回転角度を検出するエンコーダによる角度検出値を、その軸ずれによる検出誤差に相当する補正量を用いて補正する。この制御装置は、補正後の角度検出値と位置指令とを比較して位置偏差を求め、位置偏差をゼロに近づけるようにモータを制御する。 2. Description of the Related Art Conventionally, rotary encoders have been known that are used in various control devices to detect the position and angle of a rotating shaft of a motor or the like. As a technology related to such a rotary encoder, for example, the following control device is known (see, for example, Patent Document 1). This control device corrects an angle detection value by an encoder that detects a rotation angle of a rotating body using a correction amount corresponding to a detection error due to an axis deviation. This control device compares the corrected angle detection value with a position command to determine a positional deviation, and controls the motor so that the positional deviation approaches zero.

特開2010-148248号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-148248

ところで、ロータリエンコーダには、相対的な角度を検出するインクリメンタル型のエンコーダと、絶対的な角度を検出するアブソリュート型のエンコーダ(以下「アブソリュートエンコーダ」という。)と、が存在する。アブソリュートエンコーダは、起動時の回転体の角度を基準にして、その基準からの回転量で回転体の角度を検出する。 By the way, rotary encoders include incremental encoders that detect relative angles and absolute encoders that detect absolute angles (hereinafter referred to as "absolute encoders"). The absolute encoder uses the angle of the rotating body at startup as a reference, and detects the angle of the rotating body based on the amount of rotation from that reference.

しかしながら、アブソリュートエンコーダは、製造ばらつき等によって、検出される回転体の角度と実際の回転体の角度との間に誤差(以下「角度偏差」という。)が含まれることがある。また、一般に、アブソリュートエンコーダは、起動時の回転体の角度(以下「起動角度」という。)を基準、すなわちゼロ点として、その後の回転体の角度を検出する。このとき、ゼロ点における角度偏差は検出上0[deg]とみなされる。このため、従来のアブソリュートエンコーダにおいて、回転体の起動角度によって回転体の角度偏差の基準が異なるため、全角度範囲における角度偏差のうち、その絶対値が最大のもの(以下「最大角度偏差」という。)が変動する。 However, in the absolute encoder, an error (hereinafter referred to as "angular deviation") may be included between the detected angle of the rotating body and the actual angle of the rotating body due to manufacturing variations or the like. Further, in general, an absolute encoder uses the angle of the rotating body at startup (hereinafter referred to as "starting angle") as a reference, that is, a zero point, and detects the subsequent angle of the rotating body. At this time, the angular deviation at the zero point is regarded as 0 [deg] in terms of detection. For this reason, in conventional absolute encoders, the standard for the angular deviation of the rotating body differs depending on the starting angle of the rotating body. ) changes.

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、起動時の回転体の角度によらず角度偏差の最大値を抑制するアブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。 The present invention takes the above-mentioned problem as an example, and aims to provide an absolute encoder that suppresses the maximum value of the angular deviation regardless of the angle of the rotating body at the time of startup.

上記目的を達成するために、本発明に係るアブソリュートエンコーダは、第1回転体の絶対角度を示す第1角度情報を生成する角度情報生成部と、前記第1角度情報と、前記第1回転体とは回転周期の異なる第2回転体の絶対角度を示す第2角度情報と、所定の係数に基づいて、前記第2回転体が起動時の角度に戻るまで前記第1回転体を回転させることで生成される前記第2回転体の角度偏差を示す第2回転体角度偏差が小さくなるように補正する第2回転体オフセット値を決定する第2回転体オフセット値決定部と、前記第2回転体オフセット値を用いて前記第2回転体角度偏差を補正する補正部と、を備え、前記係数は、前記第2回転体角度偏差に基づいて決定される。 In order to achieve the above object, an absolute encoder according to the present invention includes: an angle information generation section that generates first angle information indicating an absolute angle of a first rotating body; is to rotate the first rotating body until the second rotating body returns to the starting angle based on second angle information indicating the absolute angle of the second rotating body having a different rotation period and a predetermined coefficient. a second rotating body offset value determining unit that determines a second rotating body offset value to be corrected so that a second rotating body angular deviation indicating an angular deviation of the second rotating body generated in the second rotating body; a correction unit that corrects the second rotating body angular deviation using a body offset value, and the coefficient is determined based on the second rotating body angular deviation.

本発明に係るアブソリュートエンコーダによれば、起動時の回転体の位置によらず角度偏差の最大値を抑制することができる。 According to the absolute encoder according to the present invention, the maximum value of the angular deviation can be suppressed regardless of the position of the rotating body at the time of startup.

本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view schematically showing the configuration of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention. 図1に示すアブソリュートエンコーダの構成を、シールドプレートを除いた状態で概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 1 with a shield plate removed. 図2に示すアブソリュートエンコーダの構成を、ケースを除いた状態で概略的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 2 with the case removed. 図3に示すアブソリュートエンコーダの構成を、角度センサ支持基板を除いた状態で概略的に示す平面図である。FIG. 4 is a plan view schematically showing the configuration of the absolute encoder shown in FIG. 3 with an angle sensor support substrate removed. 図3に示される角度センサ支持基板を下面側から見た図である。FIG. 4 is a view of the angle sensor support substrate shown in FIG. 3 viewed from the bottom side. 図4に示すアブソリュートエンコーダのA-A断面図である。5 is a sectional view taken along line AA of the absolute encoder shown in FIG. 4. FIG. 図4に示すアブソリュートエンコーダのB-B断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line BB of the absolute encoder shown in FIG. 4. FIG. 図4に示すアブソリュートエンコーダのC-C断面図である。5 is a sectional view taken along the line CC of the absolute encoder shown in FIG. 4. FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダが備えるマイコンの機能的構成を概略的に示すブロック図である。2 is a block diagram schematically showing the functional configuration of a microcomputer included in the absolute encoder shown in FIG. 1. FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダ2における主軸の1回転における角度偏差の一例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of angular deviation in one rotation of the main shaft in the absolute encoder 2 shown in FIG. 1. FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダ2において、主軸の基準が72[deg]である場合における、角度偏差の一例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of angular deviation when the main axis reference is 72 [deg] in the absolute encoder 2 shown in FIG. 1. FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダにおける主軸の基準が0[deg]である場合における補正後の角度偏差の波形の一例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of a waveform of an angular deviation after correction when the reference of the main axis in the absolute encoder shown in FIG. 1 is 0 [deg]. 図1に示すアブソリュートエンコーダにおける主軸の基準が72[deg]である場合における補正後の角度偏差の波形の一例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of a waveform of an angular deviation after correction when the main axis reference in the absolute encoder shown in FIG. 1 is 72 [deg]. 図1に示すアブソリュートエンコーダにおいて、副軸の1回転あたり10回転する主軸における、角度偏差の波形の一例を示すグラフである。2 is a graph showing an example of a waveform of an angular deviation in the main shaft that rotates 10 times per revolution of the sub-shaft in the absolute encoder shown in FIG. 1. FIG. 図1に示すアブソリュートエンコーダにおける角度偏差を補正するオフセット値の決定処理の一例を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing an example of an offset value determination process for correcting angular deviation in the absolute encoder shown in FIG. 1. FIG. sin1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of Fourier coefficients obtained from a waveform showing a variation in the angular deviation component of sin1θ. cos1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of Fourier coefficients obtained from a waveform showing a variation in an angular deviation component of cos1θ. sin1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a waveform representing a variation in amplitude change of an angular deviation component of sin1θ. cos1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a waveform representing a variation in amplitude change of an angular deviation component of cos1θ. sin1θの角度偏差成分の多回転角度偏差を表す波形の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform representing a multi-rotation angular deviation of an angular deviation component of sin1θ. cos1θの角度偏差成分の多回転角度偏差を表す波形の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform representing a multi-rotation angular deviation of an angular deviation component of cos1θ.

以下、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置、及び、アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法について図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An absolute encoder, an absolute encoder angular deviation correction device, and an absolute encoder angular deviation correction method according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施の形態、変形例では、同一又は同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、図面において歯車は歯部形状を省略して示す。また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the embodiments and modified examples described below, the same or equivalent components and members are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. Further, the dimensions of members in each drawing are shown enlarged or reduced as appropriate to facilitate understanding. Further, in each drawing, some members that are not important for explaining the embodiments are omitted. Further, in the drawings, the gears are shown with the shape of the tooth portion omitted. Also, although ordinal terms such as first, second, etc. are used to describe various components, these terms are used only to distinguish one component from another; The components are not limited by this. Note that the present invention is not limited to this embodiment.

図1は、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ2の構成を概略的に示す斜視図である。図2は、アブソリュートエンコーダ2の構成を、シールドプレート7を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図2では、アブソリュートエンコーダ2のケース4及び角度センサ支持基板5が透過されて示される。図3は、アブソリュートエンコーダ2の構成を、ケース4を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図3では、アブソリュートエンコーダ2の角度センサ支持基板5が透過されて示される。図4は、アブソリュートエンコーダ2の構成を、角度センサ支持基板5を除いた状態で概略的に示す平面図である。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an absolute encoder 2 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder 2 with the shield plate 7 removed. In FIG. 2, the case 4 of the absolute encoder 2 and the angle sensor support substrate 5 are shown transparently. FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the absolute encoder 2 with the case 4 removed. In FIG. 3, the angle sensor support substrate 5 of the absolute encoder 2 is shown transparently. FIG. 4 is a plan view schematically showing the configuration of the absolute encoder 2 with the angle sensor support substrate 5 removed.

図5は、角度センサ支持基板5を下側から見た平面図である。図6は、アブソリュートエンコーダ2のA-A断面図である。図7は、アブソリュートエンコーダ2のB-B断面図である。図8は、アブソリュートエンコーダ2のC-C断面図である。図9は、アブソリュートエンコーダ2が備えるマイコン121の機能的構成を概略的に示すブロック図である。以下、アブソリュートエンコーダ2の構造を具体的に説明する。 FIG. 5 is a plan view of the angle sensor support substrate 5 viewed from below. FIG. 6 is a cross-sectional view of the absolute encoder 2 taken along the line AA. FIG. 7 is a BB sectional view of the absolute encoder 2. FIG. 8 is a cross-sectional view of the absolute encoder 2 taken along the line CC. FIG. 9 is a block diagram schematically showing the functional configuration of the microcomputer 121 included in the absolute encoder 2. The structure of the absolute encoder 2 will be specifically explained below.

本実施の形態においては、説明の便宜上、アブソリュートエンコーダ2についてXYZ直交座標系をもとに説明する。X軸方向は水平な左右方向に対応し、Y軸方向は水平な前後方向に対応し、Z軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Y軸方向及びZ軸方向は夫々X軸方向に直交する。本実施の形態において、X軸方向を左側或いは右側と、Y軸方向を前側或いは後側と、Z軸方向を上側或いは下側ともいう。図1,2に示すアブソリュートエンコーダ2の姿勢において、X軸方向における手前側が左側であり、X軸方向における奥側が右側である。また、図1,2に示すアブソリュートエンコーダ2の姿勢において、Y軸方向における手前側が前側であり、Y軸方向における奥側が後側である。また、図1,2に示すアブソリュートエンコーダ2の姿勢において、Z軸方向における上側が上側であり、Z軸方向における下側が下側である。Z軸方向で上側から視た状態を平面視と、Y軸方向で前側から視た状態を正面視と、X軸方向で左側から視た状態を側面視という。このような方向の表記はアブソリュートエンコーダ2の使用姿勢を制限するものではなく、アブソリュートエンコーダ2は任意の姿勢で使用され得る。 In this embodiment, for convenience of explanation, the absolute encoder 2 will be explained based on an XYZ orthogonal coordinate system. The X-axis direction corresponds to the horizontal left-right direction, the Y-axis direction corresponds to the horizontal front-back direction, and the Z-axis direction corresponds to the vertical up-down direction. The Y-axis direction and the Z-axis direction are each perpendicular to the X-axis direction. In this embodiment, the X-axis direction is also referred to as left side or right side, the Y-axis direction is also referred to as front side or rear side, and the Z-axis direction is also referred to as upper side or lower side. In the posture of the absolute encoder 2 shown in FIGS. 1 and 2, the front side in the X-axis direction is the left side, and the back side in the X-axis direction is the right side. In addition, in the posture of the absolute encoder 2 shown in FIGS. 1 and 2, the front side in the Y-axis direction is the front side, and the back side in the Y-axis direction is the rear side. In addition, in the posture of the absolute encoder 2 shown in FIGS. 1 and 2, the upper side in the Z-axis direction is the upper side, and the lower side in the Z-axis direction is the lower side. A state seen from above in the Z-axis direction is called a plan view, a state seen from the front in the Y-axis direction is called a front view, and a state seen from the left side in the X-axis direction is called a side view. The notation of such directions does not limit the usage posture of the absolute encoder 2, and the absolute encoder 2 can be used in any orientation.

アブソリュートエンコーダ2は、例えば、モータ1の主軸1aの複数回転にわたる回転角度を特定して出力するアブソリュート型のロータリエンコーダである。本実施の形態では、アブソリュートエンコーダ2はモータ1のZ軸方向の上側の端部に設けられている。本実施の形態では、アブソリュートエンコーダ2は、平面視で略矩形状を有しており、正面視及び側面視で主軸1aの延在方向である上下方向に薄い横長の矩形状を有している。つまり、アブソリュートエンコーダ2は上下方向よりも水平方向に長い偏平な直方体形状を有している。 The absolute encoder 2 is, for example, an absolute rotary encoder that specifies and outputs the rotation angle of the main shaft 1a of the motor 1 over multiple rotations. In this embodiment, the absolute encoder 2 is provided at the upper end of the motor 1 in the Z-axis direction. In this embodiment, the absolute encoder 2 has a substantially rectangular shape in plan view, and has a thin horizontally elongated rectangular shape in the vertical direction, which is the extending direction of the main shaft 1a, in front and side views. . That is, the absolute encoder 2 has a flat rectangular parallelepiped shape that is longer in the horizontal direction than in the vertical direction.

アブソリュートエンコーダ2は内部構造を収容する中空角筒状のケース4を備えている。ケース4は、少なくともモータ1の主軸1aの一部、主軸ギア10、第1中間ギア20、第2中間ギア30、第1副軸ギア40、及び第2副軸ギア50などを包囲する複数(例えば4つ)の外壁部4aを含み、上側の端部が開蓋されている。 The absolute encoder 2 includes a hollow rectangular cylindrical case 4 that houses an internal structure. The case 4 includes a plurality of ( For example, four outer wall portions 4a are included, and the upper end portion is opened.

シールドプレート7は、矩形の板状部材である。シールドプレート7は、ネジによって、外壁部4aの上側の端部に固定されることでケース4を閉蓋する。シールドプレート7は、軸線方向(Z軸方向)において角度センサSp,Sq,Srとアブソリュートエンコーダ2の外部との間に設けられている板状部材である。シールドプレート7は、ケース4の内部に設けられている角度センサSp,Sq,Srがアブソリュートエンコーダ2の外部で発生している磁束によって磁気干渉を受けることを防ぐための磁束遮へい部材である。シールドプレート7は、例えば磁性体で形成されている。 The shield plate 7 is a rectangular plate member. The shield plate 7 closes the case 4 by being fixed to the upper end of the outer wall 4a with screws. The shield plate 7 is a plate-shaped member provided between the angle sensors Sp, Sq, Sr and the outside of the absolute encoder 2 in the axial direction (Z-axis direction). The shield plate 7 is a magnetic flux shielding member for preventing the angle sensors Sp, Sq, and Sr provided inside the case 4 from receiving magnetic interference due to magnetic flux generated outside the absolute encoder 2. The shield plate 7 is made of, for example, a magnetic material.

モータ1は、一例として、ステッピングモータやDCブラシレスモータであってもよい。一例として、モータ1は波動歯車装置等の減速機構を介して産業用等のロボットを駆動する駆動源として適用されるモータであってもよい。モータ1の主軸1aは上下方向の両側がモータのケースから突出している。アブソリュートエンコーダ2はモータ1の主軸1aの回転角度をデジタル信号として出力する。 The motor 1 may be, for example, a stepping motor or a DC brushless motor. As an example, the motor 1 may be a motor applied as a drive source for driving an industrial robot or the like via a speed reduction mechanism such as a wave gear device. Both sides of the main shaft 1a of the motor 1 in the vertical direction protrude from the motor case. The absolute encoder 2 outputs the rotation angle of the main shaft 1a of the motor 1 as a digital signal.

モータ1の形状は、平面視で略矩形状を有し、上下方向においても略矩形状を有している。つまり、モータ1は略立方体形状を有している。平面視においてモータ1の外形を構成する4つの外壁部の夫々の長さは例えば25mmであり、すなわち、モータ1の外形は、平面視で25mm角である。なお、モータ1の外形は、平面視で25mm角であることに限定されない。モータ1の外形は、モータ1の用途に応じて異なる大きさで構成されてもよい。また、モータ1に設けられるアブソリュートエンコーダ2は、例えばモータ1の外形形状に合わせて25mm角である。なお、アブソリュートエンコーダ2は、モータ1の外形形状に合わせた大きさであればよく、25mm角であることに限定されない。 The motor 1 has a substantially rectangular shape in plan view, and also has a substantially rectangular shape in the vertical direction. That is, the motor 1 has a substantially cubic shape. The length of each of the four outer wall portions constituting the outer shape of the motor 1 in plan view is, for example, 25 mm, that is, the outer shape of the motor 1 is 25 mm square in plan view. Note that the outer shape of the motor 1 is not limited to 25 mm square in plan view. The outer shape of the motor 1 may have different sizes depending on the use of the motor 1. Further, the absolute encoder 2 provided in the motor 1 is, for example, 25 mm square in accordance with the external shape of the motor 1. Note that the absolute encoder 2 may have a size that matches the external shape of the motor 1, and is not limited to a size of 25 mm square.

図1,2においては、角度センサ支持基板5がケース4及びシールドプレート7とともにアブソリュートエンコーダ2の内部を覆うように設けられている。 In FIGS. 1 and 2, the angle sensor support substrate 5 is provided to cover the inside of the absolute encoder 2 together with the case 4 and the shield plate 7.

図3,5に示すように、角度センサ支持基板5は、平面視で略矩形状を有し、上下方向に薄い板状のプリント配線基板である。図2から図4に示すように、コネクタ6は、角度センサ支持基板5に接続されており、アブソリュートエンコーダ2と外部装置(不図示)を接続するためのものである。 As shown in FIGS. 3 and 5, the angle sensor support substrate 5 is a printed wiring board that has a substantially rectangular shape in plan view and is thin in the vertical direction. As shown in FIGS. 2 to 4, the connector 6 is connected to the angle sensor support board 5, and is used to connect the absolute encoder 2 to an external device (not shown).

図2から図4に示すように、アブソリュートエンコーダ2は、第1ウォームギア部11(第1駆動歯車)を有する主軸ギア10を含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ2は、第1ウォームホイール部21(第1従動歯車)、第2ウォームギア部22(第2駆動歯車)及び第3ウォームギア部28(第3駆動歯車)を有する第1中間ギア20を含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ2は、第3ウォームホイール部31(第3従動歯車)及び第1平歯車部32(第4駆動歯車)を有する第2中間ギア30を含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ2は、第2ウォームホイール部41(第2従動歯車)を有する第1副軸ギア40と、第2平歯車部51(第3従動歯車)を有する第2副軸ギア50とを含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ2は、マグネットMpと、マグネットMpに対応する角度センサSpと、マグネットMqと、マグネットMqに対応する角度センサSqと、マグネットMrと、マグネットMrに対応する角度センサSrと、マイコン121とを含んでいる。 As shown in FIGS. 2 to 4, the absolute encoder 2 includes a main shaft gear 10 having a first worm gear portion 11 (first drive gear). The absolute encoder 2 also includes a first intermediate gear 20 having a first worm wheel section 21 (first driven gear), a second worm gear section 22 (second drive gear), and a third worm gear section 28 (third drive gear). Contains. Further, the absolute encoder 2 includes a second intermediate gear 30 having a third worm wheel portion 31 (third driven gear) and a first spur gear portion 32 (fourth driving gear). The absolute encoder 2 also includes a first countershaft gear 40 having a second worm wheel portion 41 (second driven gear), and a second countershaft gear 50 having a second spur gear portion 51 (third driven gear). Contains. The absolute encoder 2 also includes a magnet Mp, an angle sensor Sp corresponding to the magnet Mp, a magnet Mq, an angle sensor Sq corresponding to the magnet Mq, a magnet Mr, an angle sensor Sr corresponding to the magnet Mr, and a microcomputer. 121.

図4、及び図6に示すように、モータ1の主軸1aは、モータ1の出力軸であり、アブソリュートエンコーダ2に回転力を伝達する入力軸である。主軸ギア10は、モータ1の主軸1aに固定されており、主軸1aと一体にモータ1の軸受部材によって回転可能に支持されている。第1ウォームギア部11は、モータ1の主軸1aの回転に従って回転するように、主軸ギア10の外周に設けられている。主軸ギア10において、第1ウォームギア部11は、その中心軸が主軸1aの中心軸と一致又は略一致するように設けられている。主軸ギア10は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。主軸ギア10は、例えばポリアセタール樹脂から形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 6, the main shaft 1a of the motor 1 is an output shaft of the motor 1, and is an input shaft that transmits rotational force to the absolute encoder 2. The main shaft gear 10 is fixed to the main shaft 1a of the motor 1, and is rotatably supported by a bearing member of the motor 1 integrally with the main shaft 1a. The first worm gear section 11 is provided on the outer periphery of the main shaft gear 10 so as to rotate according to the rotation of the main shaft 1a of the motor 1. In the main shaft gear 10, the first worm gear part 11 is provided so that its central axis coincides or substantially coincides with the central axis of the main shaft 1a. The main shaft gear 10 can be formed from various materials such as resin materials and metal materials. The main shaft gear 10 is made of polyacetal resin, for example.

図3、及び図4に示すように、第1中間ギア20は、主軸ギア10の回転を、第1副軸ギア40及び第2中間ギア30に伝えるギア部である。第1中間ギア20は、軸23によってギアベース部3に略平行に伸びる回転軸線の周りに軸支されている。第1中間ギア20は、その回転軸線の方向に延伸する略円筒形状の部材である。第1中間ギア20は、第1ウォームホイール部21と、第2ウォームギア部22と、第3ウォームギア部28とを含み、内部に貫通孔が形成され、この貫通孔に軸23が挿通されている。この軸23をギアベース部3に設けられた第1中間ギア軸支部27に挿通することで、第1中間ギア20が軸支されている。第1ウォームホイール部21、第2ウォームギア部22、及び第3ウォームギア部28は、この順で互いに離れた位置に配置される。第1中間ギア20は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第1中間ギア20は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the first intermediate gear 20 is a gear portion that transmits the rotation of the main shaft gear 10 to the first sub-shaft gear 40 and the second intermediate gear 30. The first intermediate gear 20 is supported by a shaft 23 around a rotation axis extending substantially parallel to the gear base portion 3 . The first intermediate gear 20 is a substantially cylindrical member extending in the direction of its rotational axis. The first intermediate gear 20 includes a first worm wheel section 21, a second worm gear section 22, and a third worm gear section 28, and has a through hole formed therein, into which the shaft 23 is inserted. . By inserting this shaft 23 into a first intermediate gear shaft support 27 provided in the gear base portion 3, the first intermediate gear 20 is pivotally supported. The first worm wheel section 21, the second worm gear section 22, and the third worm gear section 28 are arranged at positions separated from each other in this order. The first intermediate gear 20 can be formed from various materials such as resin materials and metal materials. The first intermediate gear 20 is made of polyacetal resin.

図4、及び図7に示すように、第1ウォームホイール部21は第1中間ギア20の外周に設けられている。第1ウォームホイール部21は、第1ウォームギア部11と噛み合い、第1ウォームギア部11の回転に従って回転するように設けられている。第1ウォームホイール部21と第1ウォームギア部11との軸角は90°又は略90°に設定されている。 As shown in FIGS. 4 and 7, the first worm wheel portion 21 is provided on the outer periphery of the first intermediate gear 20. As shown in FIGS. The first worm wheel section 21 is provided so as to mesh with the first worm gear section 11 and rotate according to the rotation of the first worm gear section 11. The axial angle between the first worm wheel section 21 and the first worm gear section 11 is set to 90 degrees or approximately 90 degrees.

第1ウォームホイール部21の外径に特別な制限はないが、図示の例では、第1ウォームホイール部21の外径は第1ウォームギア部11の外径より小さく構成されている。これにより、アブソリュートエンコーダ2では、上下方向の寸法の小型化が図られている。 Although there is no particular restriction on the outer diameter of the first worm wheel section 21, in the illustrated example, the outer diameter of the first worm wheel section 21 is configured to be smaller than the outer diameter of the first worm gear section 11. As a result, the absolute encoder 2 is made smaller in size in the vertical direction.

第2ウォームギア部22は、第1ウォームホイール部21とともに第1中間ギア20の外周に設けられており、第1ウォームホイール部21の回転に伴って回転するようになっている。第1中間ギア20において、第2ウォームギア部22は、その中心軸が第1ウォームホイール部21の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。 The second worm gear section 22 is provided on the outer periphery of the first intermediate gear 20 together with the first worm wheel section 21 and rotates as the first worm wheel section 21 rotates. In the first intermediate gear 20 , the second worm gear section 22 is provided so that its central axis coincides or substantially coincides with the central axis of the first worm wheel section 21 .

図4、及び図8に示すように、第3ウォームギア部28は第1中間ギア20の外周に設けられており、第1ウォームホイール部21の回転に伴って回転するようになっている。第1中間ギア20において、第3ウォームギア部28は、その中心軸が第1ウォームホイール部21の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。 As shown in FIGS. 4 and 8, the third worm gear section 28 is provided on the outer periphery of the first intermediate gear 20, and rotates as the first worm wheel section 21 rotates. In the first intermediate gear 20 , the third worm gear section 28 is provided so that its central axis coincides or substantially coincides with the central axis of the first worm wheel section 21 .

図4に示すように、第1副軸ギア40は、主軸1aの回転に従い、減速されてマグネットMqと一体となって回転する。第1副軸ギア40は、ギアベース部3から略垂直に突出する軸により軸支され、第2ウォームホイール部41と、マグネットMqを保持する保持部と、を含む平面視で略円形状の部材である。第1副軸ギア40は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第1副軸ギア40は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 As shown in FIG. 4, the first subshaft gear 40 is decelerated and rotates integrally with the magnet Mq in accordance with the rotation of the main shaft 1a. The first countershaft gear 40 is supported by a shaft that projects substantially perpendicularly from the gear base portion 3, and has a substantially circular shape in a plan view, and includes a second worm wheel portion 41 and a holding portion that holds the magnet Mq. It is a member. The first subshaft gear 40 can be formed from various materials such as resin materials and metal materials. The first subshaft gear 40 is made of polyacetal resin.

第2ウォームホイール部41は、第1副軸ギア40の外周に設けられており、第2ウォームギア部22と噛み合い、第2ウォームギア部22の回転に従って回転するように設けられている。第2ウォームホイール部41と第2ウォームギア部22との軸角は90°又は略90°に設定されている。第2ウォームホイール部41の回転軸線は、第1ウォームギア部11の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。 The second worm wheel portion 41 is provided on the outer periphery of the first subshaft gear 40, meshes with the second worm gear portion 22, and is provided to rotate as the second worm gear portion 22 rotates. The axial angle between the second worm wheel section 41 and the second worm gear section 22 is set to 90 degrees or approximately 90 degrees. The rotational axis of the second worm wheel section 41 is parallel or substantially parallel to the rotational axis of the first worm gear section 11 .

図4、及び図8において、第2中間ギア30は、主軸1aの回転に従って回転し、主軸1aの回転を減速して第2副軸ギア50に伝える円盤状のギア部である。第2中間ギア30は、第2ウォームギア部22と、第2副軸ギア50に設けられる第2平歯車部51との間に設けられる。第2平歯車部51は、第1平歯車部32と噛み合う。第2中間ギア30は、第1中間ギア20の第3ウォームギア部28と噛み合う第3ウォームホイール部31と、第2平歯車部51を駆動する第1平歯車部32とを有する。第2中間ギア30は、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。第2中間ギア30は、平面視で略円形状の部材である。第2中間ギア30は、ギアベース部3に軸支されている。 4 and 8, the second intermediate gear 30 is a disc-shaped gear portion that rotates according to the rotation of the main shaft 1a, decelerates the rotation of the main shaft 1a, and transmits it to the second sub-shaft gear 50. The second intermediate gear 30 is provided between the second worm gear section 22 and the second spur gear section 51 provided on the second subshaft gear 50. The second spur gear portion 51 meshes with the first spur gear portion 32 . The second intermediate gear 30 includes a third worm wheel section 31 that meshes with the third worm gear section 28 of the first intermediate gear 20 and a first spur gear section 32 that drives the second spur gear section 51 . The second intermediate gear 30 is made of, for example, polyacetal resin. The second intermediate gear 30 is a substantially circular member in plan view. The second intermediate gear 30 is pivotally supported by the gear base portion 3.

第2中間ギア30を備えることにより、その分、後述する第2副軸ギア50を第3ウォームギア部28から遠ざけた位置に配置することができる。このため、マグネットMr、Mqとの間の距離を長くして互いの漏れ磁束の影響を減らすことができる。また、第2中間ギア30を備えることにより、その分減速比を設定できる範囲が拡がり設計の自由度が向上する。 By providing the second intermediate gear 30, the second subshaft gear 50, which will be described later, can be arranged at a position further away from the third worm gear section 28. Therefore, by increasing the distance between the magnets Mr and Mq, it is possible to reduce the influence of mutual leakage magnetic flux. Further, by providing the second intermediate gear 30, the range in which the reduction ratio can be set is expanded, and the degree of freedom in design is improved.

第3ウォームホイール部31は、第2中間ギア30の外周に設けられており、第3ウォームギア部28と噛み合い、第3ウォームギア部28の回転に従って回転するように設けられている。第1平歯車部32は、第2中間ギア30の外周にその中心軸が第3ウォームホイール部31の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。第1平歯車部32は、第2平歯車部51と噛み合い、第3ウォームホイール部31の回転に従って回転するように設けられている。第3ウォームホイール部31及び第1平歯車部32の回転軸線は、第1ウォームギア部11の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。 The third worm wheel portion 31 is provided on the outer periphery of the second intermediate gear 30, meshes with the third worm gear portion 28, and is provided to rotate as the third worm gear portion 28 rotates. The first spur gear portion 32 is provided on the outer periphery of the second intermediate gear 30 so that its center axis coincides or substantially coincides with the center axis of the third worm wheel portion 31 . The first spur gear part 32 is provided so as to mesh with the second spur gear part 51 and rotate according to the rotation of the third worm wheel part 31. The rotation axes of the third worm wheel section 31 and the first spur gear section 32 are provided parallel or substantially parallel to the rotation axis of the first worm gear section 11 .

図8において、第2副軸ギア50は、主軸1aの回転に従って回転し、主軸1aの回転を減速してマグネットMrに伝える、平面視で円形状のギア部である。第2副軸ギア50は、ギアベース部3から略垂直に伸びる回転軸線周りに軸支されている。第2副軸ギア50は、第2平歯車部51と、マグネットMrを保持する磁石保持部とを含む。 In FIG. 8, the second subshaft gear 50 is a gear portion having a circular shape in plan view, which rotates according to the rotation of the main shaft 1a, decelerates the rotation of the main shaft 1a, and transmits the reduced rotation to the magnet Mr. The second subshaft gear 50 is pivotally supported around a rotation axis extending substantially perpendicularly from the gear base portion 3 . The second countershaft gear 50 includes a second spur gear portion 51 and a magnet holding portion that holds the magnet Mr.

第2平歯車部51は、第2副軸ギア50の外周にその中心軸が第1平歯車部32の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。第2平歯車部51は、第1平歯車部32と噛み合い、第3ウォームホイール部31の回転に従って回転するように設けられている。第2平歯車部51の回転軸線は、第1平歯車部32の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。第2副軸ギア50は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第2副軸ギア50は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 The second spur gear portion 51 is provided on the outer periphery of the second subshaft gear 50 so that its center axis coincides or substantially coincides with the center axis of the first spur gear portion 32 . The second spur gear part 51 is provided so as to mesh with the first spur gear part 32 and rotate according to the rotation of the third worm wheel part 31. The rotational axis of the second spur gear portion 51 is parallel or substantially parallel to the rotational axis of the first spur gear portion 32 . The second subshaft gear 50 can be formed from various materials such as resin materials and metal materials. The second subshaft gear 50 is made of polyacetal resin.

ここで、第1ウォームホイール部21が第1ウォームギア部11に噛み合うために、第1ウォームホイール部21が第1ウォームギア部11に向かう方向を第1噛み合い方向P1(図4の矢印P1方向)とする。同様に、第2ウォームギア部22が第2ウォームホイール部41に噛み合うために、第2ウォームギア部22が第2ウォームホイール部41に向かう方向を第2噛み合い方向P2(図4の矢印P2方向)とする。さらに、第3ウォームギア部28が第3ウォームホイール部31に噛み合うために、第3ウォームギア部28が第3ウォームホイール部31に向かう方向を第3噛み合い方向P3(図4の矢印P3方向)とする。本実施の形態においては、第1噛み合い方向P1、第2噛み合い方向P2、及び第3噛み合い方向P3は共に水平面(XY平面)に沿う方向となっている。 Here, in order for the first worm wheel part 21 to mesh with the first worm gear part 11, the direction in which the first worm wheel part 21 faces the first worm gear part 11 is referred to as a first meshing direction P1 (direction of arrow P1 in FIG. 4). do. Similarly, since the second worm gear part 22 meshes with the second worm wheel part 41, the direction in which the second worm gear part 22 faces the second worm wheel part 41 is referred to as the second meshing direction P2 (direction of arrow P2 in FIG. 4). do. Furthermore, since the third worm gear part 28 meshes with the third worm wheel part 31, the direction in which the third worm gear part 28 moves toward the third worm wheel part 31 is defined as a third meshing direction P3 (direction of arrow P3 in FIG. 4). . In this embodiment, the first meshing direction P1, the second meshing direction P2, and the third meshing direction P3 are all along a horizontal plane (XY plane).

マグネットMpは、主軸ギア10の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定される。マグネットMpは、ホルダ部16を介して主軸ギア10の中心軸に設けられているマグネット支持部17に支持されている。ホルダ部16は、アルミニウム合金などの非磁性体により形成されている。ホルダ部16の内周面は、マグネットMpの径方向における外周面に接してこの外周面を保持するように、マグネットMpの外径や外周面の形状に対応して、例えば、環状に形成されている。また、マグネット支持部17の内周面は、ホルダ部16の外周面に接するように、ホルダ部16の外径や外周面の形状に対応して、例えば、環状に形成されている。マグネットMpは、主軸ギア10の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ2極の磁極を有している。 The magnet Mp is fixed to the upper surface of the main shaft gear 10 so that both center axes coincide or substantially coincide. The magnet Mp is supported via a holder portion 16 by a magnet support portion 17 provided on the central axis of the main shaft gear 10 . The holder portion 16 is made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy. The inner circumferential surface of the holder portion 16 is formed into, for example, an annular shape corresponding to the outer diameter and the shape of the outer circumferential surface of the magnet Mp so as to contact and hold the outer circumferential surface of the magnet Mp in the radial direction. ing. Further, the inner circumferential surface of the magnet support portion 17 is formed, for example, in an annular shape, corresponding to the outer diameter and the shape of the outer circumferential surface of the holder portion 16, so as to be in contact with the outer circumferential surface of the holder portion 16. The magnet Mp has two magnetic poles arranged in a direction perpendicular to the rotational axis of the main shaft gear 10.

図2,3及び図5に示すように、第1センサ部として機能する角度センサSpは、主軸ギア10の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットMpの上面に上下方向に対向するように、角度センサ支持基板5の下面5aに設けられる。一例として、角度センサSpは、アブソリュートエンコーダ2の後述するギアベース部3に配設された基板支柱110によって支持されている角度センサ支持基板5に固定されている。角度センサSpは、マグネットMpの磁極を検知し、第1信号としての検知した情報(以下「検知情報」という。)をマイコン121に出力する。マイコン121は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットMpの回転角度を特定することにより、主軸ギア10の回転角度、つまり主軸1aの回転角度を特定する。主軸1aの回転角度の分解能は角度センサSpの分解能に対応する。マイコン121は、後述するように、特定された第1副軸ギア40の回転角度及び特定された主軸1aの回転角度に基づいて主軸1aの回転角度を特定し、これを出力する。マイコン121は、一例としてモータ1の主軸1aの回転角度をデジタル信号として出力するようにしてもよい。 As shown in FIGS. 2, 3, and 5, in order to detect the rotation angle of the main shaft gear 10, the angle sensor Sp functioning as the first sensor unit has its lower surface vertically connected to the upper surface of the magnet Mp through a gap. It is provided on the lower surface 5a of the angle sensor support substrate 5 so as to face the angle sensor support substrate 5. As an example, the angle sensor Sp is fixed to an angle sensor support substrate 5 supported by a substrate support 110 disposed on a gear base portion 3 of the absolute encoder 2, which will be described later. The angle sensor Sp detects the magnetic pole of the magnet Mp, and outputs detected information (hereinafter referred to as “detection information”) as a first signal to the microcomputer 121. The microcomputer 121 specifies the rotation angle of the magnet Mp based on the input detection information regarding the magnetic poles, thereby specifying the rotation angle of the main shaft gear 10, that is, the rotation angle of the main shaft 1a. The resolution of the rotation angle of the main shaft 1a corresponds to the resolution of the angle sensor Sp. As described later, the microcomputer 121 specifies the rotation angle of the main shaft 1a based on the specified rotation angle of the first subshaft gear 40 and the specified rotation angle of the main shaft 1a, and outputs this. For example, the microcomputer 121 may output the rotation angle of the main shaft 1a of the motor 1 as a digital signal.

角度センサSqは、第2センサ部として機能し、第2ウォームホイール部41の回転角度、すなわち第1副軸ギア40の回転角度を検知する。マグネットMqは、第1副軸ギア40の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定されている。マグネットMqは、第1副軸ギア40の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ2極の磁極を有している。図3に示すように、角度センサSqは、第1副軸ギア40の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットMqの上面に上下方向に対向するように設けられる。 The angle sensor Sq functions as a second sensor section and detects the rotation angle of the second worm wheel section 41, that is, the rotation angle of the first subshaft gear 40. The magnet Mq is fixed to the upper surface of the first subshaft gear 40 such that both center axes coincide or substantially coincide. The magnet Mq has two magnetic poles arranged in a direction perpendicular to the rotational axis of the first subshaft gear 40. As shown in FIG. 3, the angle sensor Sq is provided so that its lower surface vertically faces the upper surface of the magnet Mq with a gap therebetween, in order to detect the rotation angle of the first subshaft gear 40.

一例として、角度センサSqは、角度センサSpが固定された角度センサ支持基板5に、角度センサSpが固定される面と同一の面において固定されている。角度センサSqは、マグネットMqの磁極を検知し、第2信号としての検知情報をマイコン121に出力する。マイコン121は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットMqの回転角度、つまり第1副軸ギア40の回転角度を特定する。 As an example, the angle sensor Sq is fixed to the angle sensor support substrate 5 to which the angle sensor Sp is fixed, on the same surface as the surface to which the angle sensor Sp is fixed. Angle sensor Sq detects the magnetic pole of magnet Mq and outputs detection information as a second signal to microcomputer 121. The microcomputer 121 specifies the rotation angle of the magnet Mq, that is, the rotation angle of the first subshaft gear 40, based on the input detection information regarding the magnetic poles.

角度センサSrは、第2センサ部として機能し、第2平歯車部51の回転角度、すなわち第2副軸ギア50の回転角度を検知する。マグネットMrは、第2副軸ギア50の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定されている。マグネットMrは、第2副軸ギア50の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ2極の磁極を有している。図3に示すように、角度センサSrは、第2副軸ギア50の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットMrの上面に上下方向に対向するように設けられる。 The angle sensor Sr functions as a second sensor section and detects the rotation angle of the second spur gear section 51, that is, the rotation angle of the second subshaft gear 50. The magnet Mr is fixed to the upper surface of the second subshaft gear 50 such that both center axes coincide or substantially coincide. The magnet Mr has two magnetic poles arranged in a direction perpendicular to the rotational axis of the second subshaft gear 50. As shown in FIG. 3, in order to detect the rotation angle of the second subshaft gear 50, the angle sensor Sr is provided such that its lower surface vertically faces the upper surface of the magnet Mr with a gap therebetween.

一例として、角度センサSrは、アブソリュートエンコーダ2の後述するギアベース部3に配設された基板支柱110によって支持されている角度センサ支持基板5に固定されている。角度センサSrは、マグネットMrの磁極を検知し、第2信号としての検知情報をマイコン121に出力する。マイコン121は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットMrの回転角度、つまり第2副軸ギア50の回転角度を特定する。 As an example, the angle sensor Sr is fixed to an angle sensor support substrate 5 supported by a substrate support 110 disposed on a gear base portion 3 of the absolute encoder 2, which will be described later. The angle sensor Sr detects the magnetic pole of the magnet Mr, and outputs detection information as a second signal to the microcomputer 121. The microcomputer 121 specifies the rotation angle of the magnet Mr, that is, the rotation angle of the second subshaft gear 50, based on the input detection information regarding the magnetic poles.

各角度センサには比較的分解能が高い磁気式角度センサを使用してもよい。磁気式角度センサは、例えば、それぞれの回転体の軸方向において、各マグネットの磁極を含む端面と、一定の隙間を介して対向配置される。アブソリュートエンコーダ2において、角度センサに用いられる磁気式角度センサの構成には限定されない。例えば、磁気式角度センサは、それぞれの回転体の外周方向において、各マグネットの磁極を含む端面と、一定の隙間を介して対向配置される構成であってもよい。磁気式角度センサは、これらマグネットの磁極の回転に基づいて変動する磁界の強さを物理量として検出することで、対向する回転体の回転角度を特定してデジタル信号を出力する。磁気式角度センサは、一例として、磁極を検知する検知素子と、この検知素子の出力に基づいてデジタル信号を出力する演算回路と、を含む。検知素子は、例えばホールエレメントやGMR(Giant Magneto Resistive)エレメントなどの磁界検知要素を複数(例えば4つ)含んでもよい。なお、各角度センサは磁界の向き(ベクトル)を物理量として検出するように構成されてもよい。 A magnetic angle sensor with relatively high resolution may be used for each angle sensor. The magnetic angle sensor is, for example, disposed to face an end face including a magnetic pole of each magnet with a certain gap in between, in the axial direction of each rotating body. The absolute encoder 2 is not limited to the configuration of a magnetic angle sensor used as an angle sensor. For example, the magnetic angle sensor may be arranged to face an end face including a magnetic pole of each magnet with a certain gap in between in the outer circumferential direction of each rotating body. The magnetic angle sensor specifies the rotation angle of the opposing rotating body by detecting as a physical quantity the strength of the magnetic field that varies based on the rotation of the magnetic poles of these magnets, and outputs a digital signal. A magnetic angle sensor includes, for example, a sensing element that detects a magnetic pole and an arithmetic circuit that outputs a digital signal based on the output of this sensing element. The sensing element may include a plurality (for example, four) of magnetic field sensing elements such as a Hall element or a GMR (Giant Magneto Resistive) element. Note that each angle sensor may be configured to detect the direction (vector) of the magnetic field as a physical quantity.

演算回路は、例えば複数の検知素子の出力の差や比をキーとしてルックアップテーブルを用いてテーブル処理によって回転角度を特定するようにしてもよい。この検知素子と演算回路とは一つのICチップ上に集積されてもよい。このICチップは薄型の直方体形状の外形を有する樹脂中に埋め込まれてもよい。各角度センサは、不図示の配線部材を介して検知した各回転体の回転角度に対応するデジタル信号である角度信号をマイコン121に出力する。例えば、各角度センサは各回転体の回転角度を複数ビット(例えば7ビット)のデジタル信号として出力する。 The arithmetic circuit may specify the rotation angle through table processing using a look-up table using, for example, a difference or ratio between the outputs of a plurality of sensing elements as a key. The sensing element and the arithmetic circuit may be integrated on one IC chip. This IC chip may be embedded in a resin having a thin rectangular parallelepiped outer shape. Each angle sensor outputs to the microcomputer 121 an angle signal that is a digital signal corresponding to the rotation angle of each rotating body detected via a wiring member (not shown). For example, each angle sensor outputs the rotation angle of each rotating body as a multi-bit (for example, 7-bit) digital signal.

図5に示すように、マイコン121は、角度センサ支持基板5にはんだ付けや接着などの方法により固定されている。マイコン121は、CPU(Central Processing Unit)で構成され、角度センサSp,Sq,Srのそれぞれから出力される回転角度を表すデジタル信号を取得し、主軸ギア10の回転角度を演算する。 As shown in FIG. 5, the microcomputer 121 is fixed to the angle sensor support substrate 5 by a method such as soldering or adhesion. The microcomputer 121 is composed of a CPU (Central Processing Unit), acquires digital signals representing rotation angles output from each of the angle sensors Sp, Sq, and Sr, and calculates the rotation angle of the main shaft gear 10.

図9に示すマイコン121の各ブロックは、マイコン121としてのCPUがプログラムを実行することによって実現されるファンクション(機能)を表したものである。図9に示すように、マイコン121は、角度偏差補正方法を実行するために、角度情報生成部121p、係数決定部121s、副軸オフセット値決定部121q、記憶部121b、及び、補正部121rを備える。つまり、マイコン121は、角度偏差補正方法を実行するための角度偏差補正装置として機能する。マイコン121の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPUやRAM(Random Access Memory)をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現される。ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。従って、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。 Each block of the microcomputer 121 shown in FIG. 9 represents a function realized by the CPU as the microcomputer 121 executing a program. As shown in FIG. 9, the microcomputer 121 includes an angle information generation section 121p, a coefficient determination section 121s, a sub-axis offset value determination section 121q, a storage section 121b, and a correction section 121r in order to execute the angular deviation correction method. Be prepared. That is, the microcomputer 121 functions as an angular deviation correction device for executing the angular deviation correction method. Each block of the microcomputer 121 can be realized in terms of hardware by elements and mechanical devices such as a computer's CPU and RAM (Random Access Memory), and can be realized in terms of software by a computer program or the like. This section depicts the functional blocks that are realized through their cooperation. Therefore, those skilled in the art who have been exposed to this specification will understand that these functional blocks can be realized in various ways by combining hardware and software.

次に、本実施の形態のアブソリュートエンコーダ2における、回転軸の角度偏差、角度偏差を補正する値であるオフセット値の概要を説明する。 Next, an outline of the angular deviation of the rotating shaft and the offset value, which is a value for correcting the angular deviation, in the absolute encoder 2 of this embodiment will be explained.

図10は、アブソリュートエンコーダ2における主軸1aの1回転における角度偏差の一例を示すグラフである。図10に示す角度偏差の波形Ar1において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が主軸1aを回転させることで生成された角度によって示される角度と、主軸1aの実際の角度と、の角度偏差を示す。主軸1aは第1回転体の一例である。アブソリュートエンコーダ2において、主軸1aの角度偏差は、主軸1aの1回転(360°)に亘る。 FIG. 10 is a graph showing an example of the angular deviation in one rotation of the main shaft 1a in the absolute encoder 2. In the angular deviation waveform Ar1 shown in FIG. 10, the horizontal axis represents the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis represents the angle represented by the angle generated by rotating the main shaft 1a, and the actual angle of the main shaft 1a. shows the angular deviation of The main shaft 1a is an example of a first rotating body. In the absolute encoder 2, the angular deviation of the main shaft 1a spans one rotation (360°) of the main shaft 1a.

アブソリュートエンコーダ2は、モータ1の制御を行う外部制御装置(以下「コントローラC」という。)に対して、角度情報生成部121pが生成したモータ1の主軸1aの回転角度を出力する。コントローラCは、アブソリュートエンコーダ2から出力された回転角度に基づいてモータ1の動作制御を行う。 The absolute encoder 2 outputs the rotation angle of the main shaft 1a of the motor 1 generated by the angle information generation unit 121p to an external control device (hereinafter referred to as "controller C") that controls the motor 1. The controller C controls the operation of the motor 1 based on the rotation angle output from the absolute encoder 2.

しかしながら、アブソリュートエンコーダ2によって特定される回転角度には、主軸1aの位置(角度)に応じた固有の角度偏差が含まれる。固有の角度偏差は、アブソリュートエンコーダ2毎に異なる。固有の角度偏差はアブソリュートエンコーダ2の製造ばらつきによって生じる。製造ばらつきは、例えば歯車などの部品の組み立て、アブソリュートエンコーダ2において回転軸の位置検出に用いられるマグネットMp、Mq、Mrや角度センサSp、Sq、Srの位置関係等の製造工程で含まれるばらつきである。 However, the rotation angle specified by the absolute encoder 2 includes an inherent angular deviation depending on the position (angle) of the main shaft 1a. The specific angular deviation differs for each absolute encoder 2. The inherent angular deviation is caused by manufacturing variations in the absolute encoder 2. Manufacturing variations are, for example, variations included in the manufacturing process, such as assembly of parts such as gears, and positional relationships of magnets Mp, Mq, Mr and angle sensors Sp, Sq, Sr used to detect the position of the rotating shaft in the absolute encoder 2. be.

アブソリュートエンコーダ2は、起動時の主軸1aの起動位置を基準(ゼロ点)として、その後の主軸1aの位置を検出する。図10に示した角度偏差の波形Ar1において、主軸1aの基準は、0[deg]である。図10に示した角度偏差の波形Ar1において、主軸1aの1回転における最大角度偏差は、0.224[deg]である。 The absolute encoder 2 uses the starting position of the main shaft 1a at startup as a reference (zero point) and detects the subsequent position of the main shaft 1a. In the angular deviation waveform Ar1 shown in FIG. 10, the reference of the main axis 1a is 0 [deg]. In the angular deviation waveform Ar1 shown in FIG. 10, the maximum angular deviation in one rotation of the main shaft 1a is 0.224 [deg].

図11は、アブソリュートエンコーダ2において、主軸1aの基準が72[deg]である場合における、角度偏差の波形Ar2の一例を示すグラフである。図11において、横軸は主軸1aの回転角度を示す。また、図11において、縦軸は主軸1aの回転角度に対応する角度偏差の値を示す。図11には、主軸1aの基準が72[deg]の角度偏差の波形Ar2とともに、比較のために図10に示した基準が0[deg]の角度偏差の波形Ar1を示している。角度偏差の波形Ar2において、最大角度偏差は、0.160[deg]である。最大角度偏差とは、複数の角度偏差の絶対値(-0.224であれば0.224、+0.160であれば0.160)を比較したときにおける最大の値である。図11に示すように、アブソリュートエンコーダ2において、基準が0[deg]の角度偏差の波形Ar1と、基準が72[deg]の角度偏差Ar2とを比較する。起動位置0[deg]と72[deg]とで比較した最大角度偏差の差異は、起動位置の相違により|-0.224|-|0.160|=0.064[deg]の最大角度偏差の差異が生じる。つまり、アブソリュートエンコーダ2において、主軸1aの起動位置によって主軸1aの基準となる角度偏差の値が異なる。このため、アブソリュートエンコーダ2において、主軸1aの起動位置が異なる場合、最大角度偏差が変動することが考えられる。 FIG. 11 is a graph showing an example of the waveform Ar2 of the angular deviation in the absolute encoder 2 when the reference of the main axis 1a is 72 [deg]. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the rotation angle of the main shaft 1a. Moreover, in FIG. 11, the vertical axis indicates the value of the angular deviation corresponding to the rotation angle of the main shaft 1a. FIG. 11 shows a waveform Ar2 of angular deviation with a reference of 72 [deg] for the main axis 1a, as well as a waveform Ar1 of angular deviation with a reference of 0 [deg] shown in FIG. 10 for comparison. In the angular deviation waveform Ar2, the maximum angular deviation is 0.160 [deg]. The maximum angular deviation is the maximum value when comparing the absolute values of a plurality of angular deviations (0.224 for -0.224, 0.160 for +0.160). As shown in FIG. 11, in the absolute encoder 2, an angular deviation waveform Ar1 with a reference of 0 [deg] and an angular deviation Ar2 with a reference of 72 [deg] are compared. The difference in maximum angular deviation compared between starting positions 0[deg] and 72[deg] is |-0.224|-|0.160|=0.064[deg] due to the difference in starting positions. A difference will occur. That is, in the absolute encoder 2, the value of the angular deviation serving as a reference for the main shaft 1a differs depending on the starting position of the main shaft 1a. Therefore, in the absolute encoder 2, if the starting position of the main shaft 1a differs, the maximum angular deviation may vary.

回転式のアブソリュートエンコーダは、主軸1aが1回転することにより生じる角度偏差は、主軸1aが1回転することで元に戻る周期性を有する。従って、主軸1aの角度偏差は、フーリエ変換を行うことにより、角度偏差に含まれる周期成分の大きさ(振幅)を算出することができる。なお、周期成分とは、正弦波または余弦波の形で示される、角度偏差波形の形をなす成分のことである。角度偏差波形は、異なる周期と振幅を有する複数の周期成分の波形が重なることで、固有の波形が形成される。 The rotary absolute encoder has a periodicity in which the angular deviation caused by one rotation of the main shaft 1a returns to the original state by one rotation of the main shaft 1a. Therefore, by performing Fourier transformation on the angular deviation of the main axis 1a, the magnitude (amplitude) of the periodic component included in the angular deviation can be calculated. Note that the periodic component is a component in the form of an angular deviation waveform, which is shown in the form of a sine wave or a cosine wave. A unique waveform of the angular deviation waveform is formed by overlapping waveforms of a plurality of periodic components having different periods and amplitudes.

回転式のアブソリュートエンコーダにおいて、副軸は、主軸1aと異なる周期で回転する。副軸の回転速度の検出に用いられるマグネットMq,Mrの磁束が主軸1aの角度センサSpに漏れ出すことで、主軸1aと副軸の回転周期に応じた角度偏差が生じる。角度偏差が生じるということは、起動角度によって最大角度偏差が異なることを意味する。このため、アブソリュートエンコーダ2においては、副軸の回転速度の検出に用いられるマグネットMq,Mrの影響による角度偏差をオフセット値によって補正して抑制することを目的とする。 In a rotary absolute encoder, the sub-shaft rotates at a different cycle from the main shaft 1a. The magnetic flux of the magnets Mq and Mr used to detect the rotational speed of the subshaft leaks to the angle sensor Sp of the main shaft 1a, resulting in an angular deviation depending on the rotation period of the main shaft 1a and the subshaft. The occurrence of angular deviation means that the maximum angular deviation differs depending on the starting angle. Therefore, the purpose of the absolute encoder 2 is to correct and suppress the angular deviation due to the influence of the magnets Mq and Mr used for detecting the rotational speed of the sub-shaft by using an offset value.

そこで、アブソリュートエンコーダ2において、マイコン121によって実現される第2回転体オフセット値決定部としての副軸オフセット値決定部121qが、以下の情報に基づいて、最大角度偏差が最小となるように第2回転体オフセット値としてのオフセット値Ofssubを決定する。オフセット値Ofssubの決定に用いられる情報は、起動時の主軸1aの角度情報Apと、主軸1aの回転に応じて回転し主軸1aとは回転周期の異なる第2回転体としての副軸の絶対角度を示す第2角度情報としての副軸の角度情報Aq,Arと、所定の係数(例えば、フーリエ係数)と、である。所定の係数は、副軸の1回転あたり複数回回転する主軸1aにおける、角度偏差に基づいて算出される。主軸1aが複数回転することにより生じる角度偏差を多回転角度偏差という。多回転角度偏差は、第2回転体角度偏差に対応する。このような処理を行うことにより、アブソリュートエンコーダ2は、起動時の主軸1aの位置によらず角度情報Aq,Arの最大角度偏差を抑制することができる。 Therefore, in the absolute encoder 2, the secondary shaft offset value determining unit 121q, which is a second rotary body offset value determining unit and implemented by the microcomputer 121, sets the second An offset value Ofs sub as a rotating body offset value is determined. The information used to determine the offset value Ofs sub is the angle information Ap of the main shaft 1a at startup, and the absolute value of the sub shaft as a second rotating body that rotates in accordance with the rotation of the main shaft 1a and has a rotation period different from that of the main shaft 1a. These are angle information Aq, Ar on the secondary axis as second angle information indicating the angle, and predetermined coefficients (for example, Fourier coefficients). The predetermined coefficient is calculated based on the angular deviation in the main shaft 1a that rotates multiple times per revolution of the sub shaft. The angular deviation caused by multiple rotations of the main shaft 1a is referred to as multi-rotation angular deviation. The multi-rotation angle deviation corresponds to the second rotating body angle deviation. By performing such processing, the absolute encoder 2 can suppress the maximum angular deviation of the angle information Aq and Ar, regardless of the position of the main shaft 1a at the time of startup.

図12は、主軸1aの基準が0[deg]である場合における補正後の角度偏差の波形Ar3を示すグラフである。図12に示すように、補正後の角度偏差の波形Ar3の最大角度偏差は0.137[deg]である。補正後の角度偏差の波形Ar3の最大角度偏差は、図10に示した角度偏差の波形Ar1の最大角度偏差(0.224[deg])と比較して抑制されている。 FIG. 12 is a graph showing a waveform Ar3 of the angular deviation after correction when the reference of the main axis 1a is 0 [deg]. As shown in FIG. 12, the maximum angular deviation of the corrected angular deviation waveform Ar3 is 0.137 [deg]. The maximum angular deviation of the corrected angular deviation waveform Ar3 is suppressed compared to the maximum angular deviation (0.224 [deg]) of the angular deviation waveform Ar1 shown in FIG.

図13は、主軸1aの基準が72[deg]である場合における補正後の角度偏差の波形Ar4を示すグラフである。図13に示すように、補正後の角度偏差の波形Ar4の最大角度偏差は0.137[deg]である。補正後の角度偏差の波形Ar4の最大角度偏差は、図11に示した角度偏差の波形Ar2の最大角度偏差(0.160[deg])と比較して抑制されている。 FIG. 13 is a graph showing a waveform Ar4 of the angular deviation after correction when the reference of the main axis 1a is 72[deg]. As shown in FIG. 13, the maximum angular deviation of the corrected angular deviation waveform Ar4 is 0.137 [deg]. The maximum angular deviation of the corrected angular deviation waveform Ar4 is suppressed compared to the maximum angular deviation (0.160 [deg]) of the angular deviation waveform Ar2 shown in FIG.

角度情報生成部121pは、角度センサSpから出力される検知情報に基づいて、主軸ギア10、つまり、主軸1aの回転角度を示す情報(以下「角度情報」という。)Apを生成する。角度情報生成部121pは、角度センサSqから出力される検知情報に基づいて、第1副軸ギア40の角度情報Aqを生成する。角度情報生成部121pは、角度センサSrで検知される検知情報に基づいて、第2副軸ギア50の回転角度を示す角度情報である角度情報Arを生成する。なお、本実施の形態において、第1副軸ギア40の最大角度偏差が最小となるように角度偏差を補正する値(以下「オフセット値」という。)Ofssub1の決定処理では、マイコン121は角度情報Aqに含まれる偏差を補正するために、マグネットMpと角度センサSpとにより生成される角度情報Apを用いる。つまり、本実施の形態において、マグネットMq,Mr及び角度センサSq,Srを有さないように構成されてもよい。 The angle information generation unit 121p generates information (hereinafter referred to as "angle information") Ap indicating the rotation angle of the main shaft gear 10, that is, the main shaft 1a, based on the detection information output from the angle sensor Sp. The angle information generation unit 121p generates angle information Aq of the first subshaft gear 40 based on the detection information output from the angle sensor Sq. The angle information generation unit 121p generates angle information Ar, which is angle information indicating the rotation angle of the second subshaft gear 50, based on the detection information detected by the angle sensor Sr. In the present embodiment, in the process of determining Ofs sub1 , a value (hereinafter referred to as "offset value") for correcting the angular deviation so that the maximum angular deviation of the first subshaft gear 40 is minimized, the microcomputer 121 adjusts the angle In order to correct the deviation included in the information Aq, angle information Ap generated by the magnet Mp and the angle sensor Sp is used. That is, in this embodiment, the configuration may be such that the magnets Mq and Mr and the angle sensors Sq and Sr are not included.

係数決定部121sは、副軸オフセット値決定部121qにおいて副軸オフセット値を決定するのに用いられるフーリエ係数(パラメータ)を決定する。係数決定部121sは、決定したフーリエ係数を記憶部121bに記憶する。フーリエ係数は、主軸1aを複数回転、具体的には副軸の1回転に対する主軸1aの回転数により得られる角度偏差をフーリエ変換することで得られる係数である。 The coefficient determining unit 121s determines Fourier coefficients (parameters) used to determine the sub-axis offset value in the sub-axis offset value determining unit 121q. The coefficient determination unit 121s stores the determined Fourier coefficients in the storage unit 121b. The Fourier coefficient is a coefficient obtained by Fourier transforming the angular deviation obtained by the number of rotations of the main shaft 1a per multiple rotations of the main shaft 1a, specifically, one rotation of the sub-shaft.

図14は、アブソリュートエンコーダ2において、多回転角度偏差の波形の一例を示すグラフである。図14に示す多回転角度偏差の波形において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が回転体の一例である主軸1aを回転させることで生成された角度によって示される角度と、主軸1aの実際の角度と、の角度偏差を示す。図14では、アブソリュートエンコーダ2の副軸の1回転は、主軸1aの10回転(3600°)に対応している例を示している。なお、アブソリュートエンコーダ2のマイコン121は、係数決定部121sを備えていないものであってもよい。つまり、オフセット値を決定するのに用いられる係数は、マイコン121により算出せず、あらかじめ記憶部121bに記憶させておいてもよい。 FIG. 14 is a graph showing an example of the waveform of the multi-rotation angle deviation in the absolute encoder 2. In the waveform of the multi-rotation angle deviation shown in FIG. 14, the horizontal axis shows the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis shows the angle generated by rotating the main shaft 1a, which is an example of a rotary body, and the main shaft. The actual angle of 1a and the angular deviation are shown. FIG. 14 shows an example in which one rotation of the subshaft of the absolute encoder 2 corresponds to 10 rotations (3600°) of the main shaft 1a. Note that the microcomputer 121 of the absolute encoder 2 may not include the coefficient determining section 121s. That is, the coefficient used to determine the offset value may not be calculated by the microcomputer 121, but may be stored in advance in the storage unit 121b.

副軸オフセット値決定部121qは、オフセット値Ofssubを決定する。オフセット値Ofssubは、第2回転体オフセット値に相当する。オフセット値Ofssubは、起動時の主軸1aの角度情報Apと、主軸1aとは回転周期の異なる第2回転体としての副軸の絶対角度を示す第2角度情報としての副軸(第1副軸ギア40及び、または第2副軸ギア50の少なくともいずれか一方)の角度情報Aq、角度情報Arと、副軸の角度偏差に基づいて算出される所定の係数(例えば、フーリエ係数)とに基づいて決定される。具体的には、オフセット値Ofssubは、第1角度情報としての主軸1aの角度情報Apと、副軸の角度情報Aq、角度情報Arと、係数決定部121sが決定したフーリエ係数とに基づいて副軸の回転周期ごとに算出された値の総和により得られる。 The sub-axis offset value determining unit 121q determines an offset value Ofs sub . The offset value Ofs sub corresponds to the second rotating body offset value. The offset value Ofs sub is the angle information Ap of the main shaft 1a at startup, and the sub shaft (first sub angle information Aq and angle information Ar of the shaft gear 40 and/or the second subshaft gear 50), and a predetermined coefficient (for example, a Fourier coefficient) calculated based on the angular deviation of the subshaft. Determined based on Specifically, the offset value Ofs sub is based on the angle information Ap of the main axis 1a as the first angle information, the angle information Aq and the angle information Ar of the sub axis, and the Fourier coefficient determined by the coefficient determination unit 121s. It is obtained by summing the values calculated for each rotation period of the sub-shaft.

オフセット値を決定するのにあたり、副軸オフセット値決定部121qは、アブソリュートエンコーダ2の起動時に検出された主軸1aの角度情報Apと、角度偏差波形に含まれる任意の周期nにおけるサイン成分のフーリエ係数Fsと、角度偏差波形に含まれる周期nにおけるコサイン成分のフーリエ係数Fcとから主軸1aの角度情報Apにおけるオフセット値Ofssubを特定する。特定されたオフセット値Ofssubは、副軸の角度情報に加算される。具体的には、特定された第1副軸ギア40のオフセット値Ofssub1は、第1副軸ギア40の角度情報Aqに加算される。また、特定された第2副軸ギア50のオフセット値Ofssub2は、第2副軸ギア50の角度情報Arに加算される。アブソリュートエンコーダ2において、第1副軸ギア40の回転周期と第2副軸ギア50の回転周期とは異なる。また、アブソリュートエンコーダ2において、第1副軸ギア40の角度情報Aqと第2副軸ギア50の角度情報Arとは異なる。つまり、第1副軸ギア40のオフセット値Ofssub1と第2副軸ギア50のオフセット値Ofssub2とは異なる値である。このような処理を行うことにより、アブソリュートエンコーダ2によれば、起動時の主軸1aの位置によらず副軸(第1副軸ギア40、第2副軸ギア50)の角度情報Aq,Arの最大角度偏差を抑制することができる。 In determining the offset value, the sub-axis offset value determining unit 121q uses the angle information Ap of the main axis 1a detected when the absolute encoder 2 is activated, and the Fourier coefficient of the sine component at an arbitrary period n included in the angular deviation waveform. An offset value Ofs sub in the angle information Ap of the main axis 1a is specified from Fs n and the Fourier coefficient Fc n of the cosine component at period n included in the angular deviation waveform. The specified offset value Ofs sub is added to the angle information of the sub-axis. Specifically, the specified offset value Ofs sub1 of the first subshaft gear 40 is added to the angle information Aq of the first subshaft gear 40. Further, the specified offset value Ofs sub2 of the second subshaft gear 50 is added to the angle information Ar of the second subshaft gear 50. In the absolute encoder 2, the rotation period of the first subshaft gear 40 and the rotation period of the second subshaft gear 50 are different. Further, in the absolute encoder 2, the angle information Aq of the first subshaft gear 40 and the angle information Ar of the second subshaft gear 50 are different. That is, the offset value Ofs sub1 of the first subshaft gear 40 and the offset value Ofs sub2 of the second subshaft gear 50 are different values. By performing such processing, the absolute encoder 2 can obtain angle information Aq, Ar of the subshafts (first subshaft gear 40, second subshaft gear 50) regardless of the position of the main shaft 1a at the time of startup. Maximum angular deviation can be suppressed.

記憶部121bは、オフセット値Ofssubの決定処理において用いられる情報を記憶する機能部である。記憶部121bは、例えば、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。記憶部121bは、出荷前に測定された主軸1aの全角度範囲における角度偏差の情報を記憶してもよい。また、記憶部121bは、オフセット値Ofssubの決定処理に用いられるフーリエ係数を、周期の数(n=1,2,・・・,N、m=1,2,・・・,M)に応じて記憶していてもよい。 The storage unit 121b is a functional unit that stores information used in the process of determining the offset value Ofs sub . The storage unit 121b is configured using a storage device such as a magnetic hard disk device or a semiconductor storage device, for example. The storage unit 121b may store information on the angular deviation of the main shaft 1a over the entire angular range, which is measured before shipping. In addition, the storage unit 121b stores the Fourier coefficients used in the process of determining the offset value Ofs sub according to the number of cycles (n=1, 2, . . . , N, m= 1, 2, . . . , M). You may remember it accordingly.

補正部121rは、副軸オフセット値決定部121qが決定したオフセット値Ofssubを用いて、角度偏差を補正する。 The correction unit 121r corrects the angular deviation using the offset value Ofs sub determined by the sub-axis offset value determination unit 121q.

次に、アブソリュートエンコーダ2において実行されるオフセット値Ofssubの決定処理の具体的な例について説明する。 Next, a specific example of the process of determining the offset value Ofs sub executed in the absolute encoder 2 will be described.

図15は、アブソリュートエンコーダ2における角度偏差を補正するオフセット値Ofssubの決定処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the process of determining the offset value Ofs sub for correcting the angular deviation in the absolute encoder 2.

図15を参照しつつ、副軸オフセット値決定部121qが行うオフセット値Ofssubの決定処理の詳細について、副軸の一例である第1副軸ギア40のオフセット値としてのオフセット値Ofssub1を決定する処理を一例として説明する。以下の説明において、第1副軸ギア40を単に副軸と称する。 Referring to FIG. 15, for details of the offset value Ofs sub determination process performed by the subshaft offset value determination unit 121q, the offset value Ofs sub1 as the offset value of the first subshaft gear 40, which is an example of the subshaft, is determined. The processing to do this will be explained as an example. In the following description, the first subshaft gear 40 will be simply referred to as a subshaft.

副軸オフセット値決定部121qは、オフセット値Ofssub1を決定するために用いられる、第2角度情報に相当する副軸の角度の情報(以下「多回転弧度ω(0≦ω<2π)」という。)の算出に用いられる情報を取得する(ステップS101)。アブソリュートエンコーダ2において、副軸が1回転する際に、副軸と回転周期が異なる主軸1aは、回転周期の相違(減速比)に応じた複数回の回転を行う。副軸の回転角度についても、主軸1aとの回転周期の相違に応じた回転角度となる。副軸オフセット値決定部121qは、ステップS101において、係数決定部121sが決定し記憶部121bに記憶されているフーリエ係数、主軸1aの角度情報Ap、及び、副軸の回転数tを取得する。 The sub-axis offset value determination unit 121q generates sub -axis angle information (hereinafter referred to as "multi-rotation arc degree ω (0≦ω<2π)") that corresponds to the second angle information and is used to determine the offset value Ofs sub1. .) is obtained (step S101). In the absolute encoder 2, when the subshaft makes one revolution, the main shaft 1a, which has a rotation period different from that of the subshaft, rotates a plurality of times according to the difference in rotation period (reduction ratio). The rotation angle of the sub-shaft also corresponds to the difference in rotation period from the main shaft 1a. In step S101, the sub-axis offset value determining unit 121q obtains the Fourier coefficient determined by the coefficient determining unit 121s and stored in the storage unit 121b, the angle information Ap of the main shaft 1a, and the rotation speed t of the sub-shaft.

フーリエ係数の値は、アブソリュートエンコーダ2の個体ごとに異なる。フーリエ係数の値は、アブソリュートエンコーダ2から取得した副軸の角度偏差をフーリエ変換することにより求めることができる。 The value of the Fourier coefficient differs for each absolute encoder 2. The value of the Fourier coefficient can be obtained by Fourier transforming the angular deviation of the secondary axis obtained from the absolute encoder 2.

フーリエ係数は、主軸1aの弧度θの周期n(n=1,2,3,・・・,N)ごとのサイン成分及びコサイン成分の変動を示す波形について、副軸の弧度ωのサイン成分及びコサイン成分が、周期m(m=1,2,3,・・・,M)ごとに算出される。例えば、フーリエ係数Fsnsm、Fsncm、Fcnsm、Fcncmは、以下の表1及び表2に示すように表わされる。表1は、弧度θのサイン成分についての角度偏差成分の変動を示す波形の副軸の弧度ωの成分量である、フーリエ係数Fsnsm及びフーリエ係数Fsncmを示す。表2は、弧度θのコサイン分についての角度偏差成分の変動を示す波形の副軸の弧度ωの成分量である、フーリエ係数Fcnsm及びフーリエ係数Fcnsmを示す。 The Fourier coefficient is calculated by calculating the sine component and the cosine component of the arc degree ω of the secondary axis for each period n (n=1, 2, 3, ..., N) of the arc degree θ of the main axis 1a. A cosine component is calculated every period m (m=1, 2, 3, . . . , M). For example, the Fourier coefficients F snsm , F sncm , F cnsm , and F cncm are expressed as shown in Tables 1 and 2 below. Table 1 shows the Fourier coefficient F snsm and the Fourier coefficient F sncm , which are the component amounts of the arc degree ω on the sub-axis of the waveform indicating the fluctuation of the angular deviation component with respect to the sine component of the arc degree θ. Table 2 shows the Fourier coefficient F cnsm and the Fourier coefficient F cnsm , which are the component quantities of the arc degree ω on the secondary axis of the waveform indicating the fluctuation of the angular deviation component with respect to the cosine of the arc degree θ.

Figure 2024027726000002
Figure 2024027726000002

Figure 2024027726000003
Figure 2024027726000003

副軸オフセット値決定部121qは、以下の式(1)に基づいて、ステップS101で取得した情報を用いて、オフセット値Ofssub1を決定するために用いられる多回転弧度ωを算出する(ステップS102)。 The sub-axis offset value determination unit 121q uses the information acquired in step S101 to calculate the multi-rotation arc degree ω used to determine the offset value Ofs sub1 based on the following equation (1) (step S102 ).

Figure 2024027726000004
Figure 2024027726000004

式(1)において、θ:主軸1aの弧度(0≦θ<2π)、t:副軸の回転数(t=0,1,・・・T-1)、T:主軸1aの1回転に対する副軸の最大回転数、すなわち主軸1aに対する副軸の減速比、である。 In equation (1), θ: degree of arc of the main shaft 1a (0≦θ<2π), t: rotational speed of the sub-shaft (t=0, 1,...T-1), T: relative to one rotation of the main shaft 1a This is the maximum rotation speed of the subshaft, that is, the reduction ratio of the subshaft to the main shaft 1a.

図16は、sin1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例を示す図である。図16において、sin1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例として、表1に示したsin1θの角度偏差成分の変動を示す波形のsin1ω成分量:Fs1s1、cos1ω成分量:Fs1c1、sin2ω成分量:Fs1s2、cos2ω成分量:Fs1c2を示している。図17は、cos1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例を示す図である。図17において、cos1θの角度偏差成分の変動を示す波形から得られるフーリエ係数の一例として、表2に示したsin1θの角度偏差成分の変動を示す波形のsin1ω成分量:Fs1s1、cos1ω成分量:Fs1c1、sin2ω成分量:Fs1s2、cos2ω成分量:Fs1c2を示している。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of Fourier coefficients obtained from a waveform showing a variation in the angular deviation component of sin1θ. In FIG. 16, as an example of the Fourier coefficient obtained from the waveform showing the fluctuation of the angular deviation component of sin1θ, the amount of sin1ω component of the waveform showing the fluctuation of the angular deviation component of sin1θ shown in Table 1 is: F s1s1 , the amount of cos1ω component: F s1c1 , sin2ω component amount: F s1s2 , and cos2ω component amount: F s1c2 are shown. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of Fourier coefficients obtained from a waveform showing fluctuations in the angular deviation component of cos1θ. In FIG. 17, as an example of the Fourier coefficient obtained from the waveform showing the fluctuation of the angular deviation component of cos1θ, the amount of sin1ω component of the waveform showing the fluctuation of the angular deviation component of sin1θ shown in Table 2: F s1s1 , the amount of cos1ω component: F s1c1 , sin2ω component amount: F s1s2 , and cos2ω component amount: F s1c2 are shown.

図18は、sin1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形の一例を示す図である。図18に示すsin1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が主軸1aを回転させたときのsin1θの角度偏差成分を示す。図19は、cos1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形の一例を示す図である。図19に示すcos1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が主軸1aを回転させたときのcos1θの角度偏差成分を示す。 FIG. 18 is a diagram showing an example of a waveform representing a variation in amplitude change of the angular deviation component of sin1θ. In the waveform shown in FIG. 18 representing the fluctuation in the amplitude change of the angular deviation component of sin1θ, the horizontal axis represents the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis represents the angular deviation component of sin1θ when the main shaft 1a is rotated. FIG. 19 is a diagram showing an example of a waveform representing a variation in amplitude change of the angular deviation component of cos1θ. In the waveform shown in FIG. 19 representing the fluctuation in amplitude change of the angular deviation component of cos1θ, the horizontal axis indicates the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis shows the angular deviation component of cos1θ when the main shaft 1a is rotated.

副軸オフセット値決定部121qは、図16に示すsinnθ成分の角度偏差の振幅変動を示すフーリエ係数から、図18に示すsinnθ成分の角度偏差の振幅変動を示す波形を復号する。また、副軸オフセット値決定部121qは、図17に示すcosnθ成分の角度偏差の振幅変動を示すフーリエ係数から、図19に示すcosnθ成分の角度偏差の振幅変動を示す波形を復号する(ステップS103)。各角度偏差成分の変動を示すフーリエ係数から、角度偏差成分の変動の振幅変化を表す波形を復号する処理は、以下のように行う。 The sub-axis offset value determination unit 121q decodes the waveform showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the sinnθ component shown in FIG. 18 from the Fourier coefficients showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the sinnθ component shown in FIG. Further, the sub-axis offset value determination unit 121q decodes a waveform showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the cosn θ component shown in FIG. 19 from the Fourier coefficients showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the cosn θ component shown in FIG. 17 (step S103 ). The process of decoding the waveform representing the amplitude change of the fluctuation of the angular deviation component from the Fourier coefficient representing the fluctuation of each angular deviation component is performed as follows.

副軸オフセット値決定部121qは、各角度偏差成分の変動を示すフーリエ係数を角度偏差成分ごとに逆フーリエ変換する。副軸オフセット値決定部121qは、フーリエ係数を逆フーリエ変換することで、副軸の1回転に相当する主軸1aの回転量、例えば、主軸1aの10回転(3600deg)に相当する、sinnθ成分、及び、cosnθ成分の角度偏差の振幅変化の値を得ることができる。 The sub-axis offset value determining unit 121q performs inverse Fourier transform on the Fourier coefficients indicating the fluctuation of each angular deviation component for each angular deviation component. The sub-axis offset value determination unit 121q performs an inverse Fourier transform on the Fourier coefficient to determine the amount of rotation of the main shaft 1a corresponding to one revolution of the sub-shaft, for example, a sinnθ component corresponding to 10 revolutions (3600 degrees) of the main shaft 1a, Also, the value of the amplitude change of the angular deviation of the cosnθ component can be obtained.

次に、副軸オフセット値決定部121qは、sinnθ成分、及び、cosnθ成分の角度偏差の振幅変化の値を主軸1aの10回転(3600deg)にわたってプロットすることにより、図18及び図19に示すsinnθ成分、及び、cosnθ成分の角度偏差の振幅変化を示す波形を生成する。 Next, the sub-axis offset value determination unit 121q plots the amplitude change values of the angular deviations of the sinn θ component and the cosn θ component over 10 rotations (3600 degrees) of the main axis 1a, thereby obtaining the sinn θ shown in FIGS. 18 and 19. A waveform indicating the amplitude change of the angular deviation of the cosnθ component and the cosnθ component is generated.

図20は、sin1θ成分の角度偏差の多回転角度偏差を表す波形の一例を示す図である。図20に示すsin1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が主軸1aを回転させたときのsin1θの角度偏差成分を示す。図20における破線は、図18に示したsin1θ成分の角度偏差の振幅変動を示す波形である。図20における実線は、sin1θ成分の多回転角度偏差の振幅変動を示す波形である。図21は、cos1θ成分の角度偏差の多回転角度偏差を表す波形の一例を示す図である。図21に示すcos1θの角度偏差成分の振幅変化の変動を表す波形において、横軸が主軸1aの回転角度を示し、縦軸が主軸1aを回転させたときのcos1θの角度偏差成分を示す。図21における破線は、図19に示したcos1θ成分の角度偏差の振幅変動を示す波形である。図21における実線は、cos1θ成分の多回転角度偏差の振幅変動を示す波形である。 FIG. 20 is a diagram showing an example of a waveform representing a multi-rotation angular deviation of the angular deviation of the sin1θ component. In the waveform shown in FIG. 20 representing the variation in amplitude change of the angular deviation component of sin1θ, the horizontal axis indicates the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis shows the angular deviation component of sin1θ when the main shaft 1a is rotated. The broken line in FIG. 20 is a waveform showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the sin1θ component shown in FIG. The solid line in FIG. 20 is a waveform showing the amplitude fluctuation of the multi-rotation angle deviation of the sin1θ component. FIG. 21 is a diagram showing an example of a waveform representing a multi-rotation angular deviation of the angular deviation of the cos1θ component. In the waveform shown in FIG. 21 showing the fluctuation in amplitude change of the angular deviation component of cos1θ, the horizontal axis indicates the rotation angle of the main shaft 1a, and the vertical axis shows the angular deviation component of cos1θ when the main shaft 1a is rotated. The broken line in FIG. 21 is a waveform showing the amplitude fluctuation of the angular deviation of the cos1θ component shown in FIG. The solid line in FIG. 21 is a waveform showing the amplitude fluctuation of the multi-rotation angle deviation of the cos1θ component.

副軸オフセット値決定部121qは、図18及び図19に示したsinnθ成分、及び、cosnθ成分の角度偏差の振幅変化を示す値をさらに逆フーリエ変換することにより、図20及び図21に示すsinnθ成分、及び、cosnθ成分の多回転角度偏差を算出(復号)する(ステップS104)。 The sub-axis offset value determination unit 121q further performs inverse Fourier transform on the values indicating the amplitude changes of the angular deviations of the sinnθ component and the cosnθ component shown in FIGS. 18 and 19, thereby obtaining the sinnθ shown in FIGS. 20 and 21. The multi-rotation angle deviation of the component and the cosnθ component is calculated (decoded) (step S104).

副軸オフセット値決定部121qは、復号されたsinnθ成分、及び、cosnθ成分の角度偏差の多回転角度偏差から、副軸の1回転により得られる角度偏差に含まれる周期n、主軸1aの多回転により得られる角度偏差、つまり、多回転角度偏差に含まれる周期mの偏差成分のオフセット値Ofsnmを決定する(ステップS105)。オフセット値Ofsnmは、式(2)で求めることができる。なお、表1及び表2に示したフーリエ係数Fsnsm、Fsncm、Fcnsm、Fcncmの値は、個々のアブソリュートエンコーダ2によって異なる。 The sub-axis offset value determination unit 121q determines the period n included in the angular deviation obtained by one rotation of the sub-axis and the multi-rotation of the main axis 1a from the multi-rotation angular deviation of the decoded sinnθ component and cosnθ component. In other words, the offset value Ofs nm of the deviation component of period m included in the multi-rotation angular deviation is determined (step S105). The offset value Ofs nm can be determined using equation (2). Note that the values of the Fourier coefficients F snsm , F sncm , F cnsm , and F cncm shown in Tables 1 and 2 differ depending on each absolute encoder 2.

Figure 2024027726000005
Figure 2024027726000005

副軸オフセット値決定部121qは、オフセット値Ofsnmの決定が1回転角度偏差及び多回転角度偏差に含まれている周期の数(例えば、n=N、m=M)に到達したか否かを判定する(ステップS106)。オフセット値Ofsnmを決定した周期の数がN及びMに到達していない場合に(S106:NO)、副軸オフセット値決定部121qは、ステップS103に戻り、周期の数N,Mに到達するまでオフセット値Ofsnmの決定を繰り返す。 The sub-axis offset value determination unit 121q determines whether the determination of the offset value Ofs nm has reached the number of cycles included in the one-rotation angular deviation and the multi-rotation angular deviation (for example, n=N, m=M). is determined (step S106). If the number of cycles for which the offset value Ofs nm has been determined has not reached N and M (S106: NO), the sub-axis offset value determining unit 121q returns to step S103 and reaches the numbers N and M of cycles. The determination of the offset value Ofs nm is repeated until the offset value Ofs nm is determined.

オフセット値Ofsnmを決定した周期の数がN,Mに到達した場合に(S106:YES)、副軸オフセット値決定部121qは、式(2)を用いて算出した各周期(n=1,2,・・・N、m=1,2,・・・M)の偏差成分のオフセット値の総和、すなわち、主軸1aの1回転に含まれる角度偏差を補正するのに用いるオフセット値Ofssub1を決定する(ステップS107)。オフセット値Ofssub1の決定後、副軸オフセット値決定部121qは、オフセット値Ofssub1の決定処理を終了する。 When the number of cycles for determining the offset value Ofs nm reaches N or M (S106: YES), the sub-axis offset value determination unit 121q calculates each cycle (n=1, 2,...N, m=1,2,...M), that is, the offset value Ofs sub1 used to correct the angular deviation included in one rotation of the main shaft 1a. Determine (step S107). After determining the offset value Ofs sub1 , the sub-axis offset value determining unit 121q ends the process of determining the offset value Ofs sub1 .

Figure 2024027726000006
Figure 2024027726000006

補正部121rは、副軸オフセット値決定部121qが決定したオフセット値Ofssub1を用いて、角度偏差の波形を補正する。
なお、以上説明した副軸オフセット値決定部121qが行うオフセット値Ofssubの決定処理は、第1副軸ギア40のオフセット値Ofssub1を決定する処理に限定されず、副軸の他の一例である第2副軸ギア50のオフセット値Ofssub2を決定する処理に用いることができる。
The correction unit 121r corrects the waveform of the angular deviation using the offset value Ofs sub1 determined by the sub-axis offset value determination unit 121q.
Note that the process of determining the offset value Ofs sub performed by the subshaft offset value determination unit 121q described above is not limited to the process of determining the offset value Ofs sub1 of the first subshaft gear 40, and may be performed in other examples of the subshaft. It can be used in the process of determining the offset value Ofs sub2 of a certain second subshaft gear 50.

[実施の形態の作用効果]
以上説明したように、アブソリュートエンコーダ2によれば、多回転角度偏差の各角度偏差成分の振幅を求めるためのフーリエ係数は、定数で表すことができる。このため、本実施の形態におけるアブソリュートエンコーダ2が実行する角度偏差補正方法によれば、フーリエ係数を記憶部121bに保存することにより、検出した主軸1aの角度情報Apと副軸の回転数tに応じてオフセット値を容易に決定することができる。
[Operations and effects of the embodiment]
As explained above, according to the absolute encoder 2, the Fourier coefficient for determining the amplitude of each angular deviation component of the multi-rotation angular deviation can be expressed by a constant. Therefore, according to the angular deviation correction method executed by the absolute encoder 2 in this embodiment, by storing the Fourier coefficients in the storage unit 121b, the detected angle information Ap of the main shaft 1a and the rotation speed t of the sub-shaft can be adjusted. The offset value can be easily determined accordingly.

つまり、以上のように構成されているアブソリュートエンコーダ2の角度偏差補正方法によれば、アブソリュートエンコーダ2の主軸1aの起動位置に対応した副軸の角度偏差を補正するオフセット値を決定することができる。このため、マイコン121又はコントローラCは、図14に示した副軸の1回転に対応する主軸1aの複数回転数(多回転)に角度偏差波形とオフセット値Ofssub1とに基づいて角度偏差の最大値を抑制できる。より具体的には、マイコン121又はコントローラCが、角度偏差波形の各値にオフセット値を加算又は減算することで角度偏差波形の最大値を抑制できる。このようなアブソリュートエンコーダ2によれば、起動時の回転体の位置によらず角度偏差の最大値を抑制することができる。 In other words, according to the method for correcting the angular deviation of the absolute encoder 2 configured as described above, it is possible to determine the offset value for correcting the angular deviation of the secondary shaft corresponding to the starting position of the main shaft 1a of the absolute encoder 2. . For this reason, the microcomputer 121 or the controller C determines the maximum angular deviation based on the angular deviation waveform and the offset value Ofs sub1 for the multiple rotations (multi-rotations) of the main shaft 1a corresponding to one rotation of the sub-shaft shown in FIG. Value can be suppressed. More specifically, the microcomputer 121 or the controller C can suppress the maximum value of the angular deviation waveform by adding or subtracting an offset value to each value of the angular deviation waveform. According to such an absolute encoder 2, the maximum value of the angular deviation can be suppressed regardless of the position of the rotating body at the time of startup.

また、アブソリュートエンコーダ2によれば、オフセット値Ofssub1を決定するために必要な係数(フーリエ係数Fs,Fc)は、角度偏差に含まれる周期N及び周期Mの数ごとに係数を2つ格納すればよい。このため、アブソリュートエンコーダ2によれば、記憶部121bの記憶容量を抑制しつつ起動時の回転体の位置によらず角度偏差の最大値を抑制することができる。 Furthermore, according to the absolute encoder 2, the coefficients (Fourier coefficients Fs n , Fc n ) necessary to determine the offset value Ofs sub1 are divided into two coefficients for each number of cycles N and M included in the angular deviation. Just store it. Therefore, according to the absolute encoder 2, it is possible to suppress the maximum value of the angular deviation regardless of the position of the rotating body at the time of startup while suppressing the storage capacity of the storage unit 121b.

また、アブソリュートエンコーダ2によれば、式(2)及び式(3)に示したように、検出角度に対して場合分けや近似のない単純な線形式によってオフセット値Ofssub1を求めることができるため、安定した精度で角度偏差の最大値を抑制することができる。 Furthermore, according to the absolute encoder 2, as shown in equations (2) and (3), the offset value Ofs sub1 can be obtained by a simple linear formula without case division or approximation for the detected angle. , it is possible to suppress the maximum value of angular deviation with stable accuracy.

従って、マイコン121に副軸オフセット値決定部121qを備えるアブソリュートエンコーダ2によれば、起動時の回転体の位置によらず角度偏差の最大値を抑制することができる。 Therefore, according to the absolute encoder 2 in which the microcomputer 121 includes the sub-axis offset value determining section 121q, the maximum value of the angular deviation can be suppressed regardless of the position of the rotating body at the time of startup.

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のアブソリュートエンコーダ2を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 In addition, those skilled in the art can appropriately modify the absolute encoder 2 of the present invention based on conventionally known knowledge. As long as such modifications still have the structure of the present invention, they are, of course, included within the scope of the present invention.

例えば、先に説明した実施の形態においては、sin,cos成分それぞれのフーリエ係数を係数として記憶部121bに保存しているが、本発明ではこれに限定されない。例えば、記憶部121bには、sinnθ成分とcosnθ成分とを合算したフーリエ係数と偏角とを所定の係数として保存してもよい。 For example, in the embodiment described above, the Fourier coefficients of the sin and cos components are stored as coefficients in the storage unit 121b, but the present invention is not limited to this. For example, the storage unit 121b may store a Fourier coefficient obtained by adding up the sinnθ component and the cosnθ component and the argument as predetermined coefficients.

以上説明した本実施の形態において、多回転角度偏差のフーリエ係数は、アブソリュートエンコーダ2のマイコン121が有する記憶部121bに記憶されていたが、本発明においてはこれに限定されない。多回転角度偏差のフーリエ係数は、例えばコントローラCの記憶領域などの不図示の外部の記憶領域に記憶させてもよい。 In the embodiment described above, the Fourier coefficient of the multi-rotation angle deviation is stored in the storage unit 121b of the microcomputer 121 of the absolute encoder 2, but the present invention is not limited to this. The Fourier coefficient of the multi-rotation angle deviation may be stored in an external storage area (not shown), such as a storage area of the controller C, for example.

以上説明した本実施の形態において、副軸の角度偏差のオフセット値Ofssub1の決定処理は、アブソリュートエンコーダ2のマイコン121により実現される副軸オフセット値決定部121qにより実行されていたが、本発明においてはこれに限定されない。オフセット値Ofssub1の決定処理は、例えばコントローラCのマイコンなどの不図示の外部のコンピュータにオフセット値決定方法を実行するためのプログラムを実行させてもよい。この場合において、上記外部のコンピュータは、角度偏差補正装置として機能する。 In the present embodiment described above, the process of determining the offset value Ofs sub1 of the angular deviation of the sub-axis is executed by the sub-axis offset value determination unit 121q realized by the microcomputer 121 of the absolute encoder 2, but the present invention is not limited to this. The process of determining the offset value Ofs sub1 may be performed by causing an external computer (not shown), such as a microcomputer of the controller C, to execute a program for executing the offset value determining method. In this case, the external computer functions as an angular deviation correction device.

例えば、アブソリュートエンコーダ2のマイコン121が、角度情報Apと多回転弧度ωと所定の係数とから逆フーリエ変換するような機能が備わっていない、または計算処理能力を有していない場合に、コントローラCなどの上位機器が多回転角度偏差のフーリエ係数を保存し、オフセット値Ofssub1を決定するのが望ましい。アブソリュートエンコーダ2においてオフセット値の決定処理が可能か否かの判断基準の一例は、例えば、マイコン121により浮動小数点計算が可能か否か、である。 For example, if the microcomputer 121 of the absolute encoder 2 is not equipped with a function to perform inverse Fourier transform from the angle information Ap, the multi-rotation arc degree ω, and a predetermined coefficient, or does not have the calculation processing capacity, the controller C It is preferable that a host device such as the above stores the Fourier coefficients of the multi-rotation angular deviation and determines the offset value Ofs sub1 . An example of a criterion for determining whether offset value determination processing is possible in the absolute encoder 2 is, for example, whether floating point calculation is possible by the microcomputer 121.

以上説明した本実施の形態において、オフセット値は、最大角度偏差が最小となるように角度偏差を補正する値であったが、角度偏差が小さくなるように補正する値であればよい。 In the present embodiment described above, the offset value is a value that corrects the angular deviation so that the maximum angular deviation becomes the minimum, but it may be any value that corrects the angular deviation so that it becomes small.

1…モータ、1a…主軸、2…アブソリュートエンコーダ、3…ギアベース部、4…ケース、4a…外壁部、5…角度センサ支持基板、5a…下面、6…コネクタ、7…シールドプレート、10…主軸ギア、11…第1ウォームギア部、16…ホルダ部、17…マグネット支持部、20…第1中間ギア、21…第1ウォームホイール部、22…第2ウォームギア部、23…軸、27…第1中間ギア軸支部、28…第3ウォームギア部、30…第2中間ギア、31…第3ウォームホイール部、32…第1平歯車部、40…第1副軸ギア、41…第2ウォームホイール部、50…第2副軸ギア、51…第2平歯車部、110…基板支柱、121…マイコン、121b…記憶部、121p…角度情報生成部、121q…副軸オフセット値決定部、121r…補正部、121s…係数決定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Motor, 1a...Main shaft, 2...Absolute encoder, 3...Gear base part, 4...Case, 4a...Outer wall part, 5...Angle sensor support board, 5a...Bottom surface, 6...Connector, 7...Shield plate, 10... Main shaft gear, 11... First worm gear part, 16... Holder part, 17... Magnet support part, 20... First intermediate gear, 21... First worm wheel part, 22... Second worm gear part, 23... Shaft, 27... Third 1 intermediate gear shaft support, 28... third worm gear section, 30... second intermediate gear, 31... third worm wheel section, 32... first spur gear section, 40... first subshaft gear, 41... second worm wheel Part, 50... Second subshaft gear, 51... Second spur gear part, 110... Board support, 121... Microcomputer, 121b... Storage unit, 121p... Angle information generation unit, 121q... Subshaft offset value determination unit, 121r... Correction unit, 121s...coefficient determination unit

Claims (8)

第1回転体の絶対角度を示す第1角度情報を生成する角度情報生成部と、
前記第1角度情報と、前記第1回転体とは回転周期の異なる第2回転体の絶対角度を示す第2角度情報と、所定の係数と、に基づいて、前記第2回転体が起動時の角度に戻るまで前記第1回転体を回転させることで生成される前記第2回転体の角度偏差を示す第2回転体角度偏差が小さくなるように補正する第2回転体オフセット値を決定する第2回転体オフセット値決定部と、
前記第2回転体オフセット値を用いて前記第2回転体角度偏差を補正する補正部と、
を備え、
前記係数は、前記第2回転体角度偏差に基づいて決定される、
アブソリュートエンコーダ。
an angle information generation unit that generates first angle information indicating an absolute angle of the first rotating body;
Based on the first angle information, second angle information indicating an absolute angle of a second rotating body whose rotation period is different from that of the first rotating body, and a predetermined coefficient, the second rotating body is activated when the second rotating body is activated. determine a second rotating body offset value that is corrected so that a second rotating body angular deviation indicating an angular deviation of the second rotating body generated by rotating the first rotating body until it returns to an angle of . a second rotating body offset value determination unit;
a correction unit that corrects the second rotating body angular deviation using the second rotating body offset value;
Equipped with
The coefficient is determined based on the second rotating body angular deviation,
Absolute encoder.
前記係数は、所定の周期における前記第2回転体角度偏差に基づいて決定されるフーリエ係数である、
請求項1に記載のアブソリュートエンコーダ。
The coefficient is a Fourier coefficient determined based on the second rotating body angular deviation in a predetermined period.
The absolute encoder according to claim 1.
前記第2回転体オフセット値は、
前記第1角度情報と、前記第2角度情報と、前記係数とに基づいて前記第2回転体の回転周期ごとに算出した値の総和により得られる、
請求項1または2に記載のアブソリュートエンコーダ。
The second rotating body offset value is
obtained by the sum of values calculated for each rotation period of the second rotating body based on the first angle information, the second angle information, and the coefficient,
The absolute encoder according to claim 1 or 2.
前記第1回転体の回転に応じて変動する所定の物理量の値を示す第1信号を生成する第1センサ部を備え、
前記角度情報生成部は、前記第1信号に基づいて前記第1角度情報を生成する、
請求項3に記載のアブソリュートエンコーダ。
comprising a first sensor unit that generates a first signal indicating a value of a predetermined physical quantity that changes in accordance with rotation of the first rotating body;
The angle information generation unit generates the first angle information based on the first signal.
The absolute encoder according to claim 3.
前記第2回転体オフセット値決定部は、前記第1信号、前記第2回転体の回転周期の相違、及び、前記第2回転体の回転数に基づいて前記第2角度情報を生成する、
請求項4に記載のアブソリュートエンコーダ。
The second rotating body offset value determining unit generates the second angle information based on the first signal, a difference in rotation period of the second rotating body, and a rotation speed of the second rotating body.
The absolute encoder according to claim 4.
前記第2回転体の回転に応じて変動する所定の物理量の値を示す第2信号を生成する第2センサ部を備え、
前記角度情報生成部は、前記第2信号に基づいて前記第2角度情報を生成する、
請求項3に記載のアブソリュートエンコーダ。
comprising a second sensor unit that generates a second signal indicating a value of a predetermined physical quantity that changes in accordance with the rotation of the second rotating body;
The angle information generation unit generates the second angle information based on the second signal.
The absolute encoder according to claim 3.
第1回転体の絶対角度を示す第1角度情報と、第1回転体とは回転周期の異なる第2回転体の絶対角度を示す第2角度情報と、所定の係数に基づいて、前記第2回転体が起動時の角度に戻るまで前記第1回転体を回転させることで生成される前記第2回転体の角度偏差を示す第2回転体角度偏差が小さくなるように補正する第2回転体オフセット値を決定する第2回転体オフセット値決定部と、
前記第2回転体オフセット値を用いて前記第2回転体角度偏差を補正する補正部と、
を備え、
前記係数は、前記第2回転体角度偏差に基づいて決定される、
アブソリュートエンコーダの角度偏差補正装置。
Based on first angle information indicating the absolute angle of the first rotating body, second angle information indicating the absolute angle of the second rotating body whose rotation period is different from that of the first rotating body, and a predetermined coefficient, the second rotating body A second rotating body that corrects so that a second rotating body angular deviation indicating an angular deviation of the second rotating body generated by rotating the first rotating body until the rotating body returns to the starting angle is reduced. a second rotating body offset value determination unit that determines an offset value;
a correction unit that corrects the second rotating body angular deviation using the second rotating body offset value;
Equipped with
The coefficient is determined based on the second rotating body angular deviation,
Angle deviation correction device for absolute encoder.
コンピュータが、第1回転体の絶対角度を示す第1角度情報と、第1回転体とは回転周期の異なる第2回転体の絶対角度を示す第2角度情報と、所定の係数に基づいて、前記第2回転体が起動時の角度に戻るまで前記第1回転体を回転させることで生成される前記第2回転体の角度偏差を示す第2回転体角度偏差が小さくなるように補正する第2回転体オフセット値を決定し、
前記第2回転体オフセット値を用いて前記第2回転体角度偏差を補正し、
前記係数は、前記第2回転体角度偏差に基づいて決定される、
アブソリュートエンコーダの角度偏差補正方法。
Based on first angle information indicating the absolute angle of the first rotating body, second angle information indicating the absolute angle of the second rotating body having a different rotation period from the first rotating body, and a predetermined coefficient, A second rotating body angular deviation representing an angular deviation of the second rotating body generated by rotating the first rotating body until the second rotating body returns to the starting angle is corrected so that it becomes smaller. 2 Determine the rotating body offset value,
correcting the second rotating body angular deviation using the second rotating body offset value;
The coefficient is determined based on the second rotating body angular deviation,
Angle deviation correction method for absolute encoders.
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