JP5176714B2 - バックアップ電源装置を備えたエンコーダ - Google Patents
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Description
また、アブソリュートエンコーダ60と、制御装置70とはシリアル通信ラインにより通信できるようになっている。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダの構成を図1に示す。本発明の第1実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダは、エンコーダ1と、バックアップ電源装置3とを有している。
エンコーダ1は、図示してない回転軸に取り付けられ、符号板10と、符号板10に形成された光学パターンに光を照射する発光部11と、発光部11から発せられて符号板10の光学パターンを透過した光を受光し、この光学パターンを読み取る信号検出部12と、信号処理回路13と、データ送受信部14と、電圧レベル検出回路15と、電圧低下判定回路16と、電源切換回路17と、スイッチ18と、電源供給部19とを有している。
データ送受信部14は、信号処理回路13から受け取った前記回転軸の1回転内における絶対角度位置データ及び前記回転軸の回転数データを所定の信号形式、例えば、シリアル信号に変換し、シリアル通信ライン50、51を介して制御装置2に出力する機能を有している。
電圧レベル検出回路15は、バックアップ電源装置3の電源電圧Vbatのレベルを検出する機能を有している。
電源切換回路17は、制御装置2から供給される主電源Vccのレベルが所定レベル以下になったときにスイッチ18を切り換えてエンコーダ1の各回路部に供給する電源を主電源Vccからバックアップ電源装置3から供給される電源電圧Vbatに切り換える機能を有している。
電源供給部19は、スイッチ18を介して供給される主電源Vccまたはバックアップ電源装置3から供給される電源電圧Vbatをエンコーダ1内の各回路部に供給する機能を有している。
メイン電池30及びサブ電池31の負極は共通接続され、接地されている。
このとき、信号処理回路13は、信号検出部12から出力される信号を2値化して符号板10が取り付けられている回転軸の1回転内における絶対角度位置データ及び前記回転軸の回転数を算出し、データ送受信部14に出力する。
さらに、バックアップ電源装置3の電源電圧Vbatが、図2に示すように電池の切り替えを必要とする所定の電圧レベルVpまで低下すると、電圧監視回路34は、スイッチ32をオン状態とする。
つまり、電圧監視回路34による検出電圧を適切に設定することにより、上記の電圧レベルを設定することが可能である。
また、バックアップ電源装置3の電源電圧Vbatのレベルがさらに低下し、前記検出出力が図2(a)に示す第2の電圧レベルVbに達したことが、エンコーダ1内の電圧検出回路により検出されると、電圧低下判定回路16は、電圧レベル検出回路15の検出出力に基づいてバックアップ電源装置3の電源電圧Vbatの低下異常警告をデータ送受信部14に出力する。
また、サブ用の電池の選定に関しても、メイン側の電池より容量の小さいタイプを使用し、あるいは小型タイプの電池を使用することが可能となる。
次に、本発明の第2実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダの構成を図3に示す。本発明の第2実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダが第1実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダと構成上、異なるのは、第1実施形態において、バックアップ電源装置に設けられた電圧監視回路の機能をエンコーダ側に設けた点であり、他の構成及び動作は第1実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
すなわち、本発明の第2実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダによれば、エンコーダがバックアップ電源の電圧低下警告を検出してからは、バックアップ電源はメイン電池からサブ電池に切り替えられ、サブ電池がバックアップ電源として機能するので、上記電圧低下警告を検出してから、電圧低下異常を検出するまでの時間を十分にとることができ、バックアップ電源装置の電池交換を、余裕を持って行うことが可能となる。
また、サブ用の電池の選定に関しても、メイン側の電池より容量の小さいタイプを使用し、あるいは小型タイプの電池を使用することが可能となる。
次に、本発明の第3実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダの構成を図4に示す。本発明の第3実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダが第1実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダと構成上、異なるのは、第1実施形態において、バックアップ電源装置に設けられたメイン電池の電池電圧を監視する電圧監視回路の機能をエンコーダ側にも設け、かつバックアップ電源側の前記電圧監視回路の制御信号と、エンコーダ側に設けた電圧監視回路に相当する機能部から出力される制御信号の論理和出力により、メイン電池をサブ電池に切り換えるためのスイッチの切り換え制御を行うようにした点であり、他の構成及び動作は第1実施形態と同様であるので重複する説明は省略する。
すなわち、本発明の第3実施形態に係るバックアップ電源装置を備えたエンコーダによれば、エンコーダがバックアップ電源の電圧低下警告を検出してからは、バックアップ電源はメイン電池からサブ電池に切り替えられ、サブ電池がバックアップ電源として機能するので、上記電圧低下警告を検出してから、電圧低下異常を検出するまでの時間を十分にとることができ、バックアップ電源装置の電池交換を、余裕を持って行うことが可能となる。
また、サブ用の電池の選定に関しても、メイン側の電池より容量の小さいタイプを使用し、あるいは小型タイプの電池を使用することが可能となる。
Claims (10)
- エンコーダの主電源がオフ時に前記エンコーダに電源供給するバックアップ電源装置を備えたエンコーダであって、
前記バックアップ電源装置は、
メイン電池とサブ電池からなる2系統の電池と、
前記エンコーダの電源が前記主電源からバックアップ電源装置に切り替わった後に、前記メイン電池から前記エンコーダに電源供給を行うとともに、前記エンコーダに電源供給する電池として、前記メイン電池と前記サブ電池との切り替えを行う電池切り替え手段と、
前記メイン電池の電圧レベルを監視し、該電圧レベルが電池の切り替えを必要とする所定の電圧レベルまで低下した際に、前記メイン電池から前記サブ電池に切り替える制御信号を出力する電圧監視手段と、
を有し、
前記エンコーダの電源が前記主電源からバックアップ電源装置に切り替わった後に、前記メイン電池から前記エンコーダに電源供給を行い、
前記メイン電池の電圧レベルが電池の切り替えを必要とする所定の電圧レベルまで低下した際に前記エンコーダに電源供給する電池を前記メイン電池から前記サブ電池に切り替え、
前記エンコーダは、
前記メイン電池の電圧レベルを検出する第1の電圧レベル検出手段と、
前記第1の電圧レベル検出手段の検出出力を取り込み、該検出出力が電池の切り替えを必要とする所定の電圧レベルまで低下した際に前記メイン電池からサブ電池に切り替える制御信号を出力する電圧低下判定手段とを有するとともに、
前記電池切り替え手段は、前記電圧監視手段の制御信号と、前記電圧低下判定手段の制御信号とに基づいて、前記メイン電池と前記サブ電池との切り替えを行うことを特徴とするバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 前記メイン電池の低下警告と前記メイン電池の低下異常警告とが検出される間において前記エンコーダに電源供給する電池を前記メイン電池から前記サブ電池に切り替える電池切替回路を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 前記所定の電圧レベルは、前記メイン電池の放電末期の電圧レベルである、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 前記メイン電池の放電末期特性と、前記メイン電池の低下警告が出力される電圧レベルと、前記メイン電池の低下異常警告が出力される電圧レベルと、に基づいて前記メイン電池と前記サブ電池との切り替えを行う、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 前記メイン電池の電池電圧をVMとし、前記サブ電池の電池電圧をVSとした場合、VM<VSの関係にある時に前記サブ電池から前記エンコーダに電源供給が行われる、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 前記バックアップ電源装置は、さらに、前記電圧監視手段の制御信号と、前記電圧低下判定手段の制御信号との論理演算出力を前記電池切り替え手段に出力する論理演算回路を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。
- 前記論理演算回路は、前記電圧監視手段の制御信号と、前記電圧低下判定手段の制御信号との論理和出力を前記電池切り替え手段に出力することを特徴とする請求項6に記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。
- 前記電池の切り替えを必要とする所定の電圧レベルは、前記エンコーダがバックアップ電圧の低下警告を外部の上位装置に出力する前記バックアップ電源装置の電源電圧のレベルである第1の電圧レベルVaと、前記エンコーダがバックアップ電圧の低下異常警告を前記上位装置に出力する前記バックアップ電源装置の電源電圧のレベルである第2の電圧レベルVb(Va>Vb)との中間に設定されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。
- 前記エンコーダは、
前記バックアップ電源装置の電源電圧のレベルを検出する第2の電圧レベル検出手段と、
前記第2の電圧レベル検出手段の検出出力を取り込み、該検出出力が、前記エンコーダがバックアップ電圧の低下警告を外部の上位装置に出力する前記バックアップ電源装置の電源電圧のレベルである第1の電圧レベルVaに達した際にバックアップ電圧の低下警告を、前記検出出力が、前記エンコーダがバックアップ電圧の低下異常警告を前記上位装置に出力する前記バックアップ電源装置の電源電圧のレベルである第2の電圧レベルVb(Va>Vb)に達した際にバックアップ電圧の低下異常警告を、夫々出力する電圧低下判定手段と、
前記電圧低下判定手段の警告出力を前記上位装置に送出する通信手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。 - 絶対角度データと回転数データとを算出する信号処理回路から出力される信号を上位装置に送出するラインと共通の通信ラインを用いて、前記メイン電池から前記サブ電池に切り替えるために前記メイン電池における電源電圧の低下警告を該上位装置に出力するデータ送受信部を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のバックアップ電源装置を備えたエンコーダ。
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