JP6610697B2 - Encoder device, drive device, stage device, and robot device - Google Patents

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Description

本発明は、エンコーダ装置、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。   The present invention relates to an encoder device, a drive device, a stage device, and a robot device.

回転数を含む回転情報を検出する多回転型のエンコーダ装置は、ロボット装置などの各種装置に搭載されている(例えば、下記の特許文献1参照)。ロボット装置の動作中において、エンコーダ装置は、例えばロボット装置の主電源から電力供給を受けて、回転数および角度位置を含む回転情報を検出する。   A multi-rotation type encoder device that detects rotation information including the number of rotations is mounted on various devices such as a robot device (see, for example, Patent Document 1 below). During the operation of the robot apparatus, the encoder apparatus receives power supply from the main power supply of the robot apparatus, for example, and detects rotation information including the rotation speed and the angular position.

ところで、ロボット装置が所定の処理を終了すると、その主電源がオフにされることがある。この場合に、ロボット装置の主電源からエンコーダ装置への電力供給も停止される。ロボット装置には、主電源が次にオンに切り替えられた際に、つまり次回の動作を開始する際に、初期の姿勢などの情報が必要とされることがある。そのため、エンコーダ装置には、外部から電力が供給されない状態においても、回転数の情報を保持することが求められる。そこで、エンコーダ装置として、主電源からの電力供給が得られない状態において、バッテリーから供給される電力によって回転数を保持するものが用いられる。   By the way, when the robot apparatus finishes the predetermined process, the main power supply may be turned off. In this case, the power supply from the main power supply of the robot apparatus to the encoder apparatus is also stopped. The robot apparatus may require information such as an initial posture when the main power source is turned on next time, that is, when the next operation is started. For this reason, the encoder device is required to retain information on the rotational speed even in a state where no electric power is supplied from the outside. Therefore, an encoder device is used that maintains the rotational speed with the power supplied from the battery in a state where the power supply from the main power source cannot be obtained.

特開平8−50034号公報JP-A-8-50034

上述のようなエンコーダ装置は、バッテリー交換が必要になる場合がある。バッテリー交換は定期的なメンテナンス時などに行われ、バッテリーの寿命によってメンテナンスの頻度が高くなることがありえる。   The encoder device as described above may require battery replacement. Battery replacement is performed during regular maintenance, and the frequency of maintenance may increase depending on the battery life.

本発明の態様に従えば、第1磁気センサ及び第2磁気センサを有し、移動部の回転軸の位置情報を検出する検出部と、回転軸の回転に基づき検出部と相対位置が変化する磁石と、第1感磁性部及び第2感磁性部を有し、移動部の回転による磁界の変化により生じるパルス状の電流に基づく電力が発生する発電部と、電力を所定電圧の電力に調整し、検出部で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。また、本発明の態様に従えば、第1のセンサと第2のセンサとを有し、移動部の回転軸の位置情報を検出する検出部と、第1感磁性部及び第2感磁性部を有し、移動部の回転による磁界の変化により生じるパルス状の電流に基づく電力が発生する発電部と、電力を所定電圧の電力に調整し、検出部で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、第1のセンサから出力される出力信号を所定の閾値と比較して、回転軸の1回転内におけるハイレベルの信号とローレベルの信号とを出力するコンパレータと、を備え、第1感磁性部は、ハイレベルの信号が出力される期間においてパルス状の電流として第1の電流を出力し、第2感磁性部は、ローレベルの信号が出力される期間においてパルス状の電流として第2の電流を出力する、エンコーダ装置が提供される。また、本発明の態様に従えば、本発明の態様のエンコーダ装置と、移動部に動力を供給する動力供給部と、エンコーダ装置の検出部が検出した位置情報を使って動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。た、本発明の態様に従えば、移動物体と、移動物体を移動させる本発明の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。また、本発明の態様に従えば、本発明の態様の駆動装置を備えるロボット装置が提供される。本発明の第1の態様に従えば、移動部の位置情報を検出する検出部と、移動部の移動に伴って検出部と相対位置が変化する磁石と、を含む位置検出系と、移動部の移動に伴う磁界の変化により電力が発生する発電部と、発電部から出力された電力を所定電圧の電力に調整し、位置検出系で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、を含む電力供給系とを備えるエンコーダ装置が提供される。   According to the aspect of the present invention, the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are provided, the detection unit detects the position information of the rotating shaft of the moving unit, and the relative position of the detecting unit changes based on the rotation of the rotating shaft. A power generation unit having a magnet, a first magnetic sensing unit, and a second magnetic sensing unit, which generates power based on a pulsed current generated by a change in magnetic field due to rotation of the moving unit, and adjusts the power to a predetermined voltage power An encoder device is provided that includes a power adjustment unit that supplies at least part of the power consumed by the detection unit. Moreover, according to the aspect of this invention, it has a 1st sensor and a 2nd sensor, the detection part which detects the positional information on the rotating shaft of a moving part, a 1st magnetic sensing part, and a 2nd magnetic sensing part A power generation unit that generates power based on a pulsed current generated by a change in the magnetic field due to rotation of the moving unit, and adjusts the power to power of a predetermined voltage, and at least part of the power consumed by the detection unit A power adjusting unit to be supplied; and a comparator that compares an output signal output from the first sensor with a predetermined threshold and outputs a high level signal and a low level signal within one rotation of the rotating shaft; The first magnetic sensing unit outputs a first current as a pulsed current during a period during which a high level signal is output, and the second magnetic sensing unit performs a pulse during a period during which a low level signal is output. A second current is output as a current The encoder apparatus is provided. According to the aspect of the present invention, the power supply unit is controlled using the encoder device according to the aspect of the present invention, the power supply unit that supplies power to the moving unit, and the position information detected by the detection unit of the encoder device. And a drive unit including the control unit. According to the aspect of the present invention, there is provided a stage apparatus including a moving object and the driving apparatus according to the aspect of the present invention that moves the moving object. Moreover, according to the aspect of this invention, a robot apparatus provided with the drive device of the aspect of this invention is provided. According to the first aspect of the present invention, a position detecting system including a detecting unit that detects position information of the moving unit, a magnet whose relative position changes as the moving unit moves, and a moving unit A power generation unit that generates power due to a change in magnetic field accompanying movement of the power, and a power adjustment unit that adjusts the power output from the power generation unit to a predetermined voltage power and supplies at least a portion of the power consumed by the position detection system And an electric power supply system including the encoder device.

本発明の第2の態様に従えば、第1の態様のエンコーダ装置と、移動部に動力を供給する動力供給部と、エンコーダ装置の検出部が検出した位置情報を使って動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, the power supply unit is controlled using the encoder device of the first aspect, the power supply unit that supplies power to the moving unit, and the position information detected by the detection unit of the encoder device. A control unit is provided.

本発明の第3の態様に従えば、移動物体と、移動物体を移動させる第2の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a stage apparatus including a moving object and a driving apparatus according to the second aspect that moves the moving object.

本発明の第4の態様に従えば、第2の態様の駆動装置と、駆動装置によって相対移動する第1アームおよび第2アームと、を備えるロボット装置が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a robot apparatus including the driving device according to the second aspect, and a first arm and a second arm that are relatively moved by the driving device.

第1実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る、(A)は磁石および発電ユニットの配置図、(B)は磁界を示す図である。(A) based on 1st Embodiment is a layout of a magnet and an electric power generation unit, (B) is a figure which shows a magnetic field. 第1実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 1st Embodiment. 変形例に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on a modification. 第2実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る発電ユニットの配置図である。It is an arrangement plan of a power generation unit concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る順回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of a magnetic encoder part at the time of forward rotation concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係る逆回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic encoder part at the time of reverse rotation which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る、(A)は磁気センサの配置図、(B)は磁気センサの回路構成図である。(A) is a layout diagram of a magnetic sensor, and (B) is a circuit configuration diagram of the magnetic sensor according to the third embodiment. 第3実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る順回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of a magnetic encoder part at the time of forward rotation concerning a 3rd embodiment. 第3実施形態に係る逆回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic encoder part at the time of reverse rotation which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る発電ユニットおよび磁気センサの配置図である。It is an arrangement plan of a power generation unit and a magnetic sensor concerning a 4th embodiment. 第4実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 4th Embodiment. 第4実施形態に係る磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic-type encoder part which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る、(A)は、磁石、発電ユニット、及び磁気センサを示す斜視図、(B)は、磁石の形成する磁界を示す図、(C)は、磁気センサの回路構成図である。(A) is a perspective view showing a magnet, a power generation unit, and a magnetic sensor according to a sixth embodiment, (B) is a diagram showing a magnetic field formed by the magnet, and (C) is a circuit configuration diagram of the magnetic sensor. It is. 第6実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the magnetic-type encoder part which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態に係る順回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic-type encoder part at the time of forward rotation which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態に係る逆回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic encoder part at the time of reverse rotation which concerns on 7th Embodiment. 変形例に係る磁気式エンコーダ部を示す図である。It is a figure which shows the magnetic encoder part which concerns on a modification. 第8実施形態に係る磁気式エンコーダ部の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the magnetic encoder part which concerns on 8th Embodiment. 第8実施形態に係る順回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic-type encoder part at the time of forward rotation which concerns on 8th Embodiment. 第8実施形態に係る逆回転時の磁気式エンコーダ部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the magnetic encoder part at the time of reverse rotation which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。It is a figure which shows the encoder apparatus which concerns on 9th Embodiment. 変形例を示す図である。It is a figure which shows a modification. 本実施形態に係る駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the drive device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るステージ装置を示す図である。It is a figure which shows the stage apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るロボット装置を示す図である。It is a figure which shows the robot apparatus which concerns on this embodiment.

[第1実施形態]
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。このエンコーダ装置ECは、モータM(動力供給部)の回転軸SF(移動部)の回転情報(位置情報)を検出する。回転軸SFは、例えばモータMのシャフト(回転子)であるが、モータMのシャフトに変速機などの動力伝達部を介して接続されるとともに負荷に接続される作用軸(出力軸)であってもよい。エンコーダ装置ECが検出した回転情報は、モータ制御部MCに供給される。モータ制御部MCは、エンコーダ装置ECから供給された回転情報を使って、モータMの回転を制御する。モータ制御部MCは、回転軸SFの回転を制御する。
[First Embodiment]
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. The encoder device EC detects rotation information (position information) of the rotation shaft SF (moving unit) of the motor M (power supply unit). The rotating shaft SF is, for example, a shaft (rotor) of the motor M, and is a working shaft (output shaft) connected to the shaft of the motor M via a power transmission unit such as a transmission and to a load. May be. The rotation information detected by the encoder device EC is supplied to the motor control unit MC. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M using the rotation information supplied from the encoder device EC. The motor control unit MC controls the rotation of the rotation shaft SF.

エンコーダ装置ECは、いわゆる多回転アブソリュートエンコーダであり、回転軸SFの回転数および角度位置を含む回転情報を検出する。エンコーダ装置ECは、回転軸SFの回転数を検出する磁気式エンコーダ部1、及び回転軸SFの角度位置を検出する光学式エンコーダ部2を備える。   The encoder device EC is a so-called multi-rotation absolute encoder, and detects rotation information including the rotation speed and the angular position of the rotation shaft SF. The encoder device EC includes a magnetic encoder unit 1 that detects the number of rotations of the rotating shaft SF, and an optical encoder unit 2 that detects the angular position of the rotating shaft SF.

磁気式エンコーダ部1は、磁石3、発電ユニット4、及び信号処理部5を備える。磁石3は、回転軸SFに固定された円板6に設けられる。円板6は回転軸SFとともに回転するため、磁石3は回転軸SFの回転に伴って(回転軸SFに同伴して)回転する。発電ユニット4は、磁石3の回転に伴う磁界の変化によって電力を発生する。信号処理部5は、検出部7、電力調整部8、及び記憶部9を備える。検出部7は、発電ユニット4から出力される電力の変化により、回転軸SFの回転情報を検出する。検出部7は、回転情報として回転軸SFの回転数を検出する。電力調整部8は、発電ユニット4から出力された電力を所定電圧の電力に調整する。記憶部9は、電力調整部8から出力される電力を使って、検出部7の検出結果を記憶する。磁気式エンコーダ部1の構成については、後に図2、図3などを参照しつつ詳しく説明する。   The magnetic encoder unit 1 includes a magnet 3, a power generation unit 4, and a signal processing unit 5. The magnet 3 is provided on a disc 6 fixed to the rotation shaft SF. Since the disk 6 rotates with the rotation axis SF, the magnet 3 rotates with the rotation of the rotation axis SF (with the rotation axis SF). The power generation unit 4 generates electric power due to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3. The signal processing unit 5 includes a detection unit 7, a power adjustment unit 8, and a storage unit 9. The detection unit 7 detects rotation information of the rotation shaft SF based on a change in electric power output from the power generation unit 4. The detection unit 7 detects the rotation speed of the rotation axis SF as rotation information. The power adjustment unit 8 adjusts the power output from the power generation unit 4 to a predetermined voltage. The storage unit 9 stores the detection result of the detection unit 7 using the power output from the power adjustment unit 8. The configuration of the magnetic encoder unit 1 will be described in detail later with reference to FIGS.

光学式エンコーダ部2は、パターンニングを行うことにより、回転軸SFの1回転以内の角度位置を検出する角度検出部である。光学式エンコーダ部2は、磁気式エンコーダ部1の検出対象と同じ回転軸SFの回転情報を検出する。光学式エンコーダ部2は、発光素子11、スケールS、受光センサ12、及び信号処理部13を備える。   The optical encoder unit 2 is an angle detection unit that detects an angular position within one rotation of the rotation axis SF by performing patterning. The optical encoder unit 2 detects the same rotation information of the rotation axis SF as the detection target of the magnetic encoder unit 1. The optical encoder unit 2 includes a light emitting element 11, a scale S, a light receiving sensor 12, and a signal processing unit 13.

スケールSは、回転軸SFに固定された円板14に設けられている。スケールSは、インクリメンタルスケール及びアブソリュートスケールを含む。図1の円板14は円板6と別に描かれているが、円板6と同じ部材であってもよいし、円板6と一体化された部材であってもよい。例えば、スケールSは、円板6において磁石3と反対側の面に設けられていてもよい。スケールSは、磁石3の内側と外側の少なくとも一方に設けられていてもよい。   The scale S is provided on a disc 14 fixed to the rotation shaft SF. The scale S includes an incremental scale and an absolute scale. The disc 14 in FIG. 1 is drawn separately from the disc 6, but it may be the same member as the disc 6 or a member integrated with the disc 6. For example, the scale S may be provided on the surface of the disc 6 opposite to the magnet 3. The scale S may be provided on at least one of the inside and the outside of the magnet 3.

発光素子11は、スケールSに光を照射する。受光センサ12は、発光素子11から射出されスケールSを経由した光を検出する。図1において、光学式エンコーダ部2は透過型であり、受光センサ12は、スケールSを透過した光を検出する。光学式エンコーダ部2は反射型であってもよい。受光センサ12は、検出結果を示す信号を信号処理部13へ供給する。信号処理部13は、受光センサ12から供給された信号を処理する。   The light emitting element 11 irradiates the scale S with light. The light receiving sensor 12 detects light emitted from the light emitting element 11 and passing through the scale S. In FIG. 1, the optical encoder unit 2 is a transmission type, and the light receiving sensor 12 detects light transmitted through the scale S. The optical encoder unit 2 may be a reflection type. The light receiving sensor 12 supplies a signal indicating the detection result to the signal processing unit 13. The signal processing unit 13 processes the signal supplied from the light receiving sensor 12.

信号処理部13は、検出部15、合成部16、及び外部通信部17を含む。検出部15は、受光センサ12の検出結果を使って、回転軸SFの角度位置を検出する。例えば、検出部15は、アブソリュートスケールからの光を検出した結果を使って第1分解能の角度位置を検出する。また、検出部15は、インクリメンタルスケールからの光を検出した結果を使って、第1分解能の角度位置に内挿演算を行うことにより、第1分解能よりも高い第2分解能の角度位置を検出する。   The signal processing unit 13 includes a detection unit 15, a synthesis unit 16, and an external communication unit 17. The detection unit 15 detects the angular position of the rotation axis SF using the detection result of the light receiving sensor 12. For example, the detection unit 15 detects the angular position of the first resolution using the result of detecting the light from the absolute scale. Further, the detection unit 15 detects an angular position with a second resolution higher than the first resolution by performing an interpolation operation on the angular position with the first resolution using the result of detecting light from the incremental scale. .

合成部16は、検出部15が検出した第2分解能の角度位置を取得する。また、合成部16は、磁気式エンコーダ部1の記憶部9から回転軸SFの回転数を取得する。合成部16は、検出部15からの角度位置、及び磁気式エンコーダ部1からの回転数を合成し、回転情報を算出する。例えば、検出部15の検出結果がθ[rad]であり、磁気式エンコーダ部1の検出結果がn回転である場合に、合成部16は、回転情報として(2π×n+θ)を算出する。このような1回転以上の回転を表現可能な回転情報は、多回転情報と呼ばれることがある。   The synthesizing unit 16 acquires the angular position of the second resolution detected by the detecting unit 15. Further, the synthesizing unit 16 acquires the rotation speed of the rotation axis SF from the storage unit 9 of the magnetic encoder unit 1. The synthesizer 16 synthesizes the angular position from the detector 15 and the rotational speed from the magnetic encoder unit 1 to calculate rotation information. For example, when the detection result of the detection unit 15 is θ [rad] and the detection result of the magnetic encoder unit 1 is n rotations, the synthesis unit 16 calculates (2π × n + θ) as rotation information. Such rotation information that can express one or more rotations is sometimes referred to as multi-rotation information.

合成部16は、多回転情報を外部通信部17に供給する。外部通信部17は、有線または無線によって、モータ制御部MCの通信部MC1と通信可能に接続されている。外部通信部17は、デジタル形式の多回転情報を、モータ制御部MCの通信部MC1に供給する。モータ制御部MCは、光学式エンコーダ部2の外部通信部17からの多回転情報を適宜復号する。モータ制御部MCは、多回転情報を使ってモータMへ供給される電力(駆動電力)を制御することにより、モータMの回転を制御する。   The combining unit 16 supplies the multi-rotation information to the external communication unit 17. The external communication unit 17 is communicably connected to the communication unit MC1 of the motor control unit MC by wire or wireless. The external communication unit 17 supplies the digital multi-rotation information to the communication unit MC1 of the motor control unit MC. The motor control unit MC appropriately decodes the multi-rotation information from the external communication unit 17 of the optical encoder unit 2. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M by controlling the power (drive power) supplied to the motor M using the multi-rotation information.

次に、磁気式エンコーダ部1について、より詳しく説明する。図2(A)は、磁石3および発電ユニット4を示す斜視図である。図2(B)は、図2(A)における磁石3の形成する磁界を示す図である。   Next, the magnetic encoder unit 1 will be described in more detail. FIG. 2A is a perspective view showing the magnet 3 and the power generation unit 4. FIG. 2B is a diagram showing a magnetic field formed by the magnet 3 in FIG.

磁石3は、回転によって回転軸SFに対する放射方向(径方向)における磁界の向きおよび強さが変化するように構成される。磁石3は、回転軸SFと同軸の円環状の部材である。磁石3の主面(表面および裏面)は、それぞれ、回転軸SFとほぼ垂直である。図2(B)に示すように、磁石3は、4極に着磁した永久磁石である。磁石3は、その内周側と外周側のそれぞれにおいて周方向にN極とS極が並んでおり、内周側と外周側とで位相が180°ずれている。磁石3において、内周側におけるN極とS極との境界は、外周側におけるN極とS極との境界と、周方向の位置(角度位置)がほぼ一致している。   The magnet 3 is configured such that the direction and strength of the magnetic field in the radial direction (radial direction) with respect to the rotation axis SF is changed by rotation. The magnet 3 is an annular member that is coaxial with the rotation axis SF. The main surfaces (front surface and back surface) of the magnet 3 are each substantially perpendicular to the rotation axis SF. As shown in FIG. 2B, the magnet 3 is a permanent magnet magnetized with four poles. The magnet 3 has N poles and S poles arranged in the circumferential direction on the inner peripheral side and the outer peripheral side thereof, and the phase is shifted by 180 ° between the inner peripheral side and the outer peripheral side. In the magnet 3, the boundary between the N pole and the S pole on the inner peripheral side substantially coincides with the boundary between the N pole and the S pole on the outer peripheral side in the circumferential direction (angular position).

ここでは説明の便宜上、回転軸SFの先端側(図1のモータMと反対側)から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転という。また、順回転の角度を正の値で表し、逆回転の角度を負の値で表す。なお、回転軸SFの基端側(図1のモータM側)から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転と定義してもよい。   Here, for convenience of explanation, counterclockwise rotation when viewed from the front end side of the rotation shaft SF (opposite side of the motor M in FIG. 1) is referred to as forward rotation, and clockwise rotation is referred to as reverse rotation. Further, the forward rotation angle is represented by a positive value, and the reverse rotation angle is represented by a negative value. Note that, when viewed from the base end side (the motor M side in FIG. 1) of the rotation shaft SF, counterclockwise rotation may be defined as forward rotation, and clockwise rotation as reverse rotation.

ここで、磁石3に固定した座標系おいて、周方向におけるN極とS極との1つの境界の角度位置を位置3aで表し、位置3aから90°回転した角度位置を位置3bで表す。また、位置3bから90°回転した角度位置を位置3cで表し、位置3cから90°回転した位置を位置3dで表す。位置3cは、周方向におけるN極とS極とのもう一つの境界の角度位置である。図2(B)には、各位置における磁界(磁力線)の径方向の向きを矢印で示し、この矢印の太さで磁界の強さを示した。   Here, in the coordinate system fixed to the magnet 3, the angular position of one boundary between the N pole and the S pole in the circumferential direction is represented by a position 3a, and the angular position rotated 90 ° from the position 3a is represented by a position 3b. An angular position rotated 90 ° from the position 3b is represented by a position 3c, and a position rotated 90 ° from the position 3c is represented by a position 3d. The position 3c is an angular position of another boundary between the N pole and the S pole in the circumferential direction. In FIG. 2B, the direction of the radial direction of the magnetic field (lines of magnetic force) at each position is indicated by an arrow, and the strength of the magnetic field is indicated by the thickness of this arrow.

位置3aから反時計回りに180°の第1区間において、磁石3の外周側にN極が配置されており、磁石3の内周側にS極が配置されている。この第1区間において、磁界の径方向の向きは、概ね磁石3の外周側から内周側へ向かう向きである。第1区間において、磁界の強さは、位置3bにおいて最大となり、位置3aの近傍および位置3cの近傍で最小となる。   In the first section of 180 ° counterclockwise from the position 3a, the N pole is arranged on the outer peripheral side of the magnet 3 and the S pole is arranged on the inner peripheral side of the magnet 3. In the first section, the direction of the magnetic field in the radial direction is generally the direction from the outer peripheral side of the magnet 3 toward the inner peripheral side. In the first section, the strength of the magnetic field is maximum at the position 3b and is minimum near the position 3a and near the position 3c.

位置3cから反時計回りに180°の第2区間において、磁石3の内周側にN極が配置されており、磁石3の外周側にS極が配置されている。この第2区間において、磁界の径方向の向きは、磁石3の内周側から外周側へ向かう向きである。第2区間において、磁界の強さは、位置3dにおいて最大となり、位置3aの近傍および位置3cの近傍で最小となる。   In the second section of 180 ° counterclockwise from the position 3c, the N pole is arranged on the inner peripheral side of the magnet 3 and the S pole is arranged on the outer peripheral side of the magnet 3. In the second section, the direction of the magnetic field in the radial direction is a direction from the inner peripheral side of the magnet 3 toward the outer peripheral side. In the second section, the strength of the magnetic field is maximum at the position 3d and is minimum near the position 3a and near the position 3c.

このように、磁石3が形成する磁界の径方向の向きは、位置3aにおいて反転し、位置3cにおいて反転する。磁石3は、磁石3の外部に固定された座標系に対し、磁石3の回転に伴って径方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。発電ユニット4は、磁石3の主面の法線方向から見て磁石3と重なる位置に配置されている。   Thus, the radial direction of the magnetic field formed by the magnet 3 is reversed at the position 3a and reversed at the position 3c. The magnet 3 forms an alternating magnetic field in which the direction of the radial magnetic field is reversed with the rotation of the magnet 3 with respect to the coordinate system fixed outside the magnet 3. The power generation unit 4 is disposed at a position overlapping the magnet 3 when viewed from the normal direction of the main surface of the magnet 3.

図2(A)に示すように、発電ユニット4は、感磁性部20および発電部21を備える。発電ユニット4は、磁石3と非接触に設けられている。感磁性部20および発電部21は、磁石3の外部と固定されており、磁石3の回転に伴って磁石3上の各位置との相対位置が変化する。例えば、図2(B)では、発電ユニット4の近傍に位置3dが配置されており、この状態から磁石3が順方向(反時計回り)に1回転すると、発電ユニット4の近傍を位置3c、位置3b、位置3aがこの順に通過して、発電ユニット4の近傍に位置3dが再度配置される。   As illustrated in FIG. 2A, the power generation unit 4 includes a magnetic sensitive unit 20 and a power generation unit 21. The power generation unit 4 is provided in non-contact with the magnet 3. The magnetic sensitive unit 20 and the power generation unit 21 are fixed to the outside of the magnet 3, and the relative positions with respect to the respective positions on the magnet 3 change as the magnet 3 rotates. For example, in FIG. 2B, the position 3d is arranged in the vicinity of the power generation unit 4, and when the magnet 3 makes one turn in the forward direction (counterclockwise) from this state, the vicinity of the power generation unit 4 is moved to the position 3c, The position 3b and the position 3a pass in this order, and the position 3d is disposed again in the vicinity of the power generation unit 4.

感磁性部20は、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤである。感磁性部20には、磁石3の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプ(ウィーガンド効果)が生じる。感磁性部20は、円柱状の部材であり、その軸方向が磁石3の径方向に設定されている。感磁性部20は、その軸方向に交流磁界が印加され磁界が反転する際に、軸方向の一端から他端に向かう磁壁が発生する。   The magnetic sensitive part 20 is a magnetic sensitive wire such as a Wiegand wire. A large Barkhausen jump (Wiegand effect) is generated in the magnetic sensitive part 20 due to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3. The magnetic sensitive part 20 is a cylindrical member, and the axial direction thereof is set to the radial direction of the magnet 3. When the magnetic field is reversed when an AC magnetic field is applied in the axial direction of the magnetic sensitive unit 20, a domain wall is generated from one end to the other end in the axial direction.

発電部21は、感磁性部20に巻き付けられて配置される高密度コイルなどである。発電部21には、感磁性部20における磁壁の発生に伴って電磁誘導が生じ、誘導電流が流れる。図2(B)に示した磁石3の位置3aまたは位置3cが発電ユニット4の近傍を通過する際に、発電部21にパルス状の電流が発生する。   The power generation unit 21 is a high-density coil or the like that is wound around the magnetic sensing unit 20. In the power generation unit 21, electromagnetic induction occurs due to the occurrence of the domain wall in the magnetic sensitive unit 20, and an induced current flows. When the position 3a or the position 3c of the magnet 3 shown in FIG. 2B passes near the power generation unit 4, a pulsed current is generated in the power generation unit 21.

発電部21に発生する電流の向きは、磁界の反転前後の向きに応じて変化する。例えば、磁石3の外側を向く磁界から内側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きは、磁石3の内側を向く磁界から外側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きの反対になる。   The direction of the current generated in the power generation unit 21 changes according to the direction before and after the reversal of the magnetic field. For example, the direction of the current generated when reversing from the magnetic field facing the outside of the magnet 3 to the magnetic field facing the inside is opposite to the direction of the current generated when reversing from the magnetic field facing the inside of the magnet 3 to the magnetic field facing the outside.

ここで、図2(B)の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際の磁界の向きの変化に着目する。反時計回りに回転する磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際に、感磁性部20における磁界は、磁石3の外側から内側への向きから、磁石3の内側から外側への向きへ反転する。また、時計回りに回転する磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際に、感磁性部20における磁界は、磁石3の内側から外側への向きから、磁石3の外側から内側への向きへ反転する。そのため、順方向に回転する磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際に発電部21に発生する電流の向きは、逆方向に回転する磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際に発電部21に発生する電流の向きと逆向きになる。   Here, attention is paid to a change in the direction of the magnetic field when the position 3a in FIG. When the position 3a of the magnet 3 that rotates counterclockwise passes through the vicinity of the power generation unit 4, the magnetic field in the magnetic sensing unit 20 changes from the outside to the inside of the magnet 3 and from the inside to the outside of the magnet 3. Invert to the direction. In addition, when the position 3a of the magnet 3 that rotates clockwise passes through the vicinity of the power generation unit 4, the magnetic field in the magnetic sensing unit 20 changes from the inside to the outside of the magnet 3 and from the outside to the inside of the magnet 3. Reverse to the direction. Therefore, when the position 3a of the magnet 3 rotating in the forward direction passes through the vicinity of the power generation unit 4, the direction of the current generated in the power generation unit 21 is the position 3a of the magnet 3 rotating in the reverse direction in the vicinity of the power generation unit 4. The direction of the current generated in the power generation unit 21 when passing through is reversed.

このように、発電部21には、感磁性部20における磁界の変化によって電力が発生する。この電力は、磁気式エンコーダ部1で消費される電力の少なくとも一部に利用される。発電部21に発生する電力(誘導電流)は、例えば高密度コイルの巻き数により設定できる。また、磁気式エンコーダ部1で消費される電力のうち、発電ユニット4でまかなう発電量となるように高密度コイルの巻き数を設定することができる。   Thus, electric power is generated in the power generation unit 21 due to the change in the magnetic field in the magnetic sensitive unit 20. This power is used for at least part of the power consumed by the magnetic encoder unit 1. The power (inductive current) generated in the power generation unit 21 can be set by, for example, the number of turns of the high-density coil. In addition, the number of turns of the high-density coil can be set so that the amount of power consumed by the power generation unit 4 out of the power consumed by the magnetic encoder unit 1 is obtained.

図2(A)の感磁性部20および発電部21は、ケース22に収納されている。ケース22には端子23aおよび端子23bが設けられている。発電部21の高密度コイルは、その一端が端子23aと電気的に接続され、その他端が端子23bと電気的に接続されている。発電部21で発生した電力は、端子23aおよび端子23bを介して、発電ユニット4の外部へ取り出し可能である。   The magnetic sensitive part 20 and the power generation part 21 of FIG. 2 (A) are housed in a case 22. The case 22 is provided with a terminal 23a and a terminal 23b. The high-density coil of the power generation unit 21 has one end electrically connected to the terminal 23a and the other end electrically connected to the terminal 23b. The electric power generated in the power generation unit 21 can be taken out of the power generation unit 4 via the terminal 23a and the terminal 23b.

図3は、磁気式エンコーダ部1の回路構成を示す図である。本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、回転軸SFの回転数を検出し、検出した回転数を記憶する検出系と、検出系で消費される電力の少なくとも一部を供給する(まかなう)電力供給系とを含む。ここでは、まず検出系を説明し、次いで電力供給系を説明する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the magnetic encoder unit 1. The magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment detects the number of rotations of the rotating shaft SF and supplies (covers) at least a part of the power consumed by the detection system and the detection system that stores the detected number of rotations. Power supply system. Here, the detection system will be described first, and then the power supply system will be described.

本実施形態において、エンコーダ装置ECにおける回転数の検出系は、検出部7および記憶部9を含む。図3に示すように、検出部7は、電流検出器25、電流検出器26、及び計数器27を含む。   In the present embodiment, the rotation speed detection system in the encoder device EC includes a detection unit 7 and a storage unit 9. As shown in FIG. 3, the detection unit 7 includes a current detector 25, a current detector 26, and a counter 27.

電流検出器25の入力端子25aは、発電ユニット4の端子23aに接続されている。電流検出器25は、発電部21から流れる電流I1を検出する。電流I1は、発電ユニット4を端子23bから端子23aへ向かって流れる電流に相当する。電流検出器25の出力端子25bは、計数器27の第1入力端子27aに接続されている。電流検出器25は、入力端子25aから入力される電流が閾値以上である場合に、出力端子25bから電圧を出力する。例えば、電流検出器25は、パルス状の電流を検出した場合に、電流に応じた電圧(信号)を、計数器27の第1入力端子27aに供給する。   The input terminal 25 a of the current detector 25 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The current detector 25 detects the current I1 flowing from the power generation unit 21. The current I1 corresponds to a current flowing through the power generation unit 4 from the terminal 23b toward the terminal 23a. The output terminal 25 b of the current detector 25 is connected to the first input terminal 27 a of the counter 27. The current detector 25 outputs a voltage from the output terminal 25b when the current input from the input terminal 25a is greater than or equal to the threshold value. For example, the current detector 25 supplies a voltage (signal) corresponding to the current to the first input terminal 27 a of the counter 27 when detecting a pulsed current.

電流検出器26の入力端子26aは、発電ユニット4の端子23bに接続されている。電流検出器26は、発電部21から、電流I1と逆向きに流れる電流I2を検出する。電流I2は、発電ユニット4を端子23aから端子23bへ向かって流れる電流に相当する。電流検出器26の出力端子26bは、計数器27の第2入力端子27bに接続されている。電流検出器26は、入力端子26aから入力される電流が閾値以上である場合に、出力端子26bから電圧を出力する。例えば、電流検出器26は、パルス状の電流を検出した場合に、電流に応じた電圧(信号)を、計数器27の第2入力端子27bに供給する。   The input terminal 26 a of the current detector 26 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The current detector 26 detects a current I2 flowing in the direction opposite to the current I1 from the power generation unit 21. The current I2 corresponds to a current flowing through the power generation unit 4 from the terminal 23a toward the terminal 23b. The output terminal 26 b of the current detector 26 is connected to the second input terminal 27 b of the counter 27. The current detector 26 outputs a voltage from the output terminal 26b when the current input from the input terminal 26a is greater than or equal to the threshold value. For example, the current detector 26 supplies a voltage (signal) corresponding to the current to the second input terminal 27 b of the counter 27 when detecting a pulsed current.

計数器27は、例えばCMOS論理回路などを含み、第1入力端子27aを介して供給される電圧、及び第2入力端子27bを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。例えば、計数器27は、電流検出器25から電圧が出力された場合にカウンタ値を増加し、電流検出器26から電圧が出力された場合にカウンタ値を減少する。計数器27は、電流検出器25がパルス状の電流を検出した回数と、電流検出器26がパルス状の電流を検出した回数とを計数する。   The counter 27 includes, for example, a CMOS logic circuit, and performs a counting process using the voltage supplied via the first input terminal 27a and the voltage supplied via the second input terminal 27b as control signals. For example, the counter 27 increases the counter value when a voltage is output from the current detector 25, and decreases the counter value when a voltage is output from the current detector 26. The counter 27 counts the number of times that the current detector 25 has detected a pulsed current and the number of times that the current detector 26 has detected a pulsed current.

このような検出部7は、回転軸SFに同伴して回転する磁石3の回転数に応じたカウンタ値を取得可能である。検出部7は、発電部21から出力されるパルス状の電力を検出信号として利用し、回転軸SFの回転数を検出する。記憶部9は、計数器27が検出した回転数に関する情報を記憶する。記憶部9は、例えば不揮発性メモリ28を含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持できる。   Such a detector 7 can acquire a counter value corresponding to the number of rotations of the magnet 3 that rotates with the rotation axis SF. The detection unit 7 uses the pulsed power output from the power generation unit 21 as a detection signal, and detects the rotation speed of the rotation shaft SF. The storage unit 9 stores information related to the rotational speed detected by the counter 27. The storage unit 9 includes, for example, a nonvolatile memory 28 and can hold information written while power is supplied even in a state where power is not supplied.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、回転数の検出系で消費される電力の少なくとも一部を発電によりまかなう。そのため、検出系の消費電力をまかなうためのバッテリーを省略すること、あるいはバッテリーを長寿命化することができる。その結果、例えば、メンテナンスの低頻度化や低コスト化を実現可能である。本実施形態においてバッテリーは有ってもなくてもよい。本実施形態においてバッテリーがある場合、常時バッテリーへの給電を省略することができ、バッテリーを長寿命化することができる。その結果、バッテリー交換の頻度を減らすことができる。本実施形態においてバッテリーが無い場合、バッテリー線や外部バッテリーを省略することができ、小型化、低コスト化を実現可能である。以下、エンコーダ装置ECの電力供給系について説明する。   The encoder device EC according to the present embodiment provides at least a part of the power consumed by the rotation speed detection system by power generation. Therefore, it is possible to omit a battery for covering the power consumption of the detection system, or to extend the life of the battery. As a result, for example, it is possible to reduce the frequency and cost of maintenance. In this embodiment, the battery may or may not be present. When there is a battery in this embodiment, power supply to the battery can be omitted at all times, and the life of the battery can be extended. As a result, the frequency of battery replacement can be reduced. In the present embodiment, when there is no battery, the battery line and the external battery can be omitted, and a reduction in size and cost can be realized. Hereinafter, the power supply system of the encoder device EC will be described.

エンコーダ装置ECの電力供給系は、発電ユニット4および電力調整部8を含む。電力調整部8は、整流スタック30、昇圧器31、及びレギュレータ32を含む。整流スタック30は、発電部21から流れる電流を整流する整流器である。昇圧器31は、整流スタック30から出力される電力の電圧を昇圧する。レギュレータ32は、整流スタック30から昇圧器31を介して出力される電圧を所定電圧に調整する。   The power supply system of the encoder device EC includes a power generation unit 4 and a power adjustment unit 8. The power adjustment unit 8 includes a rectification stack 30, a booster 31, and a regulator 32. The rectification stack 30 is a rectifier that rectifies the current flowing from the power generation unit 21. The booster 31 boosts the voltage of power output from the rectifying stack 30. The regulator 32 adjusts the voltage output from the rectifying stack 30 via the booster 31 to a predetermined voltage.

整流スタック30の第1入力端子30aは、電流検出器25と接続されている。整流スタック30と電流検出器25とを接続する信号線は、電流検出器25と計数器27とを接続する信号線と別系統で設けられている。整流スタック30の第2入力端子30bは、電流検出器26と接続されている。整流スタック30と電流検出器26とを接続する信号線は、電流検出器26と計数器27とを接続する信号線と別系統で設けられている。整流スタック30の接地端子30gは、シグナルグランドSGと同電位が供給される接地線GLに接続されている。整流スタック30の出力端子30cは、昇圧器31の入力端子31aに接続されている。   The first input terminal 30 a of the rectifying stack 30 is connected to the current detector 25. The signal line connecting the rectifying stack 30 and the current detector 25 is provided in a separate system from the signal line connecting the current detector 25 and the counter 27. The second input terminal 30 b of the rectifying stack 30 is connected to the current detector 26. The signal line connecting the rectifying stack 30 and the current detector 26 is provided in a separate system from the signal line connecting the current detector 26 and the counter 27. The ground terminal 30g of the rectifying stack 30 is connected to a ground line GL to which the same potential as the signal ground SG is supplied. The output terminal 30 c of the rectifying stack 30 is connected to the input terminal 31 a of the booster 31.

整流スタック30の第1入力端子30aには、発電部21からの電流I1が電流検出器25を介して供給される。整流スタック30の第2入力端子30bには、発電部21からの電流I2が電流検出器26を介して供給される。整流スタック30は、これら電流出力を基に全波整流を行う。整流スタック30は、整流により調整された電力を、出力端子30cを介して昇圧器31に供給する。   The current I1 from the power generation unit 21 is supplied to the first input terminal 30a of the rectifying stack 30 via the current detector 25. The current I2 from the power generation unit 21 is supplied to the second input terminal 30b of the rectifying stack 30 via the current detector 26. The rectification stack 30 performs full-wave rectification based on these current outputs. The rectification stack 30 supplies the power adjusted by the rectification to the booster 31 via the output terminal 30c.

昇圧器31は、例えば昇圧型のDC/DCコンバータを含む。昇圧器31の接地端子31gは、接地線GLに接続されている。昇圧器31の出力端子31bは、レギュレータ32の入力端子32aと接続されている。昇圧器31は、整流スタック30によって全波整流された第1直流電圧を、第1直流電圧よりも高い第2直流電圧に変換する。第1直流電圧の基準電位および第2直流電圧の基準電位は、接地線GLおよび接地端子31gを介して供給されるシグナルグランドSGの電位と同電位である。昇圧器31は、第2直流電圧として、計数器27の計数処理に必要とされる電圧、及び記憶部9の書き込み処理に必要とされる電圧のいずれよりも高い電圧を生成する。例えば、第2直流電圧は、計数器27がCMOSなどで構成される場合にCMOSのFETのスイッチング動作が正しく行われる電圧よりも高い電圧に設定される。   The booster 31 includes, for example, a boost type DC / DC converter. The ground terminal 31g of the booster 31 is connected to the ground line GL. The output terminal 31 b of the booster 31 is connected to the input terminal 32 a of the regulator 32. The booster 31 converts the first DC voltage that has been full-wave rectified by the rectifying stack 30 into a second DC voltage that is higher than the first DC voltage. The reference potential of the first DC voltage and the reference potential of the second DC voltage are the same as the potential of the signal ground SG supplied via the ground line GL and the ground terminal 31g. The booster 31 generates a voltage higher than both the voltage required for the counting process of the counter 27 and the voltage required for the writing process of the storage unit 9 as the second DC voltage. For example, the second DC voltage is set to a voltage higher than the voltage at which the switching operation of the CMOS FET is correctly performed when the counter 27 is formed of a CMOS or the like.

レギュレータ32は、例えば、低損失の3端子レギュレータを含む。レギュレータ32の接地端子32gは、接地線GLに接続されている。レギュレータ32の出力端子32bは、電源線PLに接続されている。レギュレータ32の入力端子32aには、昇圧器31で生成された第2直流電圧が供給される。レギュレータ32は、昇圧器31で生成された第2直流電圧を基に、ニプル(脈動)の少ない所定電圧を生成する。この所定電圧の基準電位は、接地線GLおよび接地端子32gを介して供給されるシグナルグランドSGの電位と同電位である。所定電圧は、計数器27がCMOSなどで構成される場合に例えば3Vである。記憶部9の不揮発性メモリ28の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。電力調整部8は、少なくとも検出部7が回転数を検出してから記憶部9が回転数を書き込むまでの期間において、電源線PLの電位を接地線GLの電位に対して所定電圧にする。なお、ここで所定電圧とは、電力供給に必要な電圧であり、一定の電圧値のことだけでなく、段階的に変化する電圧であってもよい。   The regulator 32 includes, for example, a low-loss three-terminal regulator. The ground terminal 32g of the regulator 32 is connected to the ground line GL. The output terminal 32b of the regulator 32 is connected to the power supply line PL. The second DC voltage generated by the booster 31 is supplied to the input terminal 32 a of the regulator 32. The regulator 32 generates a predetermined voltage with less nipple (pulsation) based on the second DC voltage generated by the booster 31. The reference potential of the predetermined voltage is the same as the potential of the signal ground SG supplied via the ground line GL and the ground terminal 32g. The predetermined voltage is, for example, 3 V when the counter 27 is configured by a CMOS or the like. The operating voltage of the nonvolatile memory 28 of the storage unit 9 is set to the same voltage as a predetermined voltage, for example. The power adjustment unit 8 sets the potential of the power supply line PL to a predetermined voltage with respect to the potential of the ground line GL at least in a period from when the detection unit 7 detects the rotation speed to when the storage unit 9 writes the rotation speed. Here, the predetermined voltage is a voltage necessary for power supply, and may be a voltage that changes stepwise as well as a constant voltage value.

計数器27の電源端子27pは、電源線PLに接続されている。計数器27の接地端子27gは、接地線GLに接続されている。発電部21から電流I1が流れると、電力調整部8が電源線PLに所定電圧を供給し、電源端子27pを介して計数器27に所定電圧が供給される。また、計数器27に所定電圧の電力が供給されるのとほぼ同時、あるいはその後に計数器27の第1入力端子27aに電流検出器25から検出信号が供給される。計数器27は、電源端子27pおよび接地端子27gを介して供給される電力を使って、計数処理を行う。回転数の検出系には、電流検出器25から計数器27に検出信号が供給される時点で、電力調整部8から計数器27に電力が供給されているように、適宜、遅延要素が設けられる。このようにして、計数器27は回転数を検出し、検出した回転数を、電力調整部8からの電力供給が継続している間に記憶部9に出力する。なお、磁気式エンコーダ部1は、発電部21から電流I2が流れた場合についても同様に動作する。   The power supply terminal 27p of the counter 27 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 27g of the counter 27 is connected to the ground line GL. When the current I1 flows from the power generation unit 21, the power adjustment unit 8 supplies a predetermined voltage to the power supply line PL, and the predetermined voltage is supplied to the counter 27 via the power supply terminal 27p. Further, a detection signal is supplied from the current detector 25 to the first input terminal 27a of the counter 27 substantially simultaneously with or after the power of the predetermined voltage is supplied to the counter 27. The counter 27 performs a counting process using electric power supplied via the power supply terminal 27p and the ground terminal 27g. The rotation speed detection system is appropriately provided with a delay element so that power is supplied from the power adjustment unit 8 to the counter 27 when the detection signal is supplied from the current detector 25 to the counter 27. It is done. In this way, the counter 27 detects the number of rotations and outputs the detected number of rotations to the storage unit 9 while the power supply from the power adjustment unit 8 continues. The magnetic encoder unit 1 operates in the same manner when the current I2 flows from the power generation unit 21.

記憶部9の不揮発性メモリ28の電源端子28pは、電源線PLに接続されている。不揮発性メモリ28の接地端子28gは、接地線GLに接続されている。発電部21から電流I1が流れると、電力調整部8が電源線PLに所定電圧を供給し、電源端子28pを介して記憶部9に所定電圧が供給される。また、記憶部9に所定電圧が供給されるのとほぼ同時、あるいはその後に記憶部9に計数器27から回転数の情報が供給される。記憶部9は、電源端子28pおよび接地端子28gを介して供給される電力を使って、回転数の情報の書き込みを行う。回転数の検出系には、計数器27から記憶部9に回転数の情報が供給される時点で、電力調整部8から記憶部9に電力が供給されているように、適宜、遅延要素が設けられる。このようにして、記憶部9は、電力調整部8からの電力供給が継続している間に回転数の情報を書き込む。   A power supply terminal 28p of the nonvolatile memory 28 of the storage unit 9 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 28g of the nonvolatile memory 28 is connected to the ground line GL. When the current I1 flows from the power generation unit 21, the power adjustment unit 8 supplies a predetermined voltage to the power supply line PL, and the predetermined voltage is supplied to the storage unit 9 through the power supply terminal 28p. Further, information on the rotational speed is supplied from the counter 27 to the storage unit 9 almost simultaneously with or after the predetermined voltage is supplied to the storage unit 9. The storage unit 9 uses the power supplied via the power supply terminal 28p and the ground terminal 28g to write the rotational speed information. The rotational speed detection system includes a delay element as appropriate so that power is supplied from the power adjustment unit 8 to the storage unit 9 when the rotational speed information is supplied from the counter 27 to the storage unit 9. Provided. In this way, the storage unit 9 writes the rotational speed information while the power supply from the power adjustment unit 8 continues.

このように、本実施形態に係るエンコーダ装置ECの磁気式エンコーダ部1は、発電部21が電流を出力してから短時間のうちに、いわばダイナミック駆動(間欠駆動)する。回転数の検出および書き込みの終了後は、回転数の検出系への電源供給は絶たれるが、計数値は、不揮発性メモリ28に格納されているので保持される。このようなシーケンスは、外部からの電力供給が絶たれた状態においても、磁石3上の所定位置が発電ユニット4の近傍を通過するたびに繰り返される。また、記憶部9に記憶されている回転数の情報は、次にモータMが起動される際にモータ制御部MCなどに読み出され、回転軸SFの初期位置などの算出に利用される。   Thus, the magnetic encoder unit 1 of the encoder device EC according to the present embodiment performs dynamic driving (intermittent driving) in a short time after the power generation unit 21 outputs current. After completion of the detection and writing of the rotational speed, the power supply to the rotational speed detection system is cut off, but the count value is retained because it is stored in the nonvolatile memory 28. Such a sequence is repeated every time a predetermined position on the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4 even in a state where the external power supply is cut off. The information on the number of rotations stored in the storage unit 9 is read to the motor control unit MC and the like when the motor M is started next time, and is used for calculating the initial position of the rotation axis SF and the like.

以上のような構成のエンコーダ装置ECは、回転数の検出系で消費される電力の少なくとも一部を発電によりまかなう。そのため、エンコーダ装置ECは、回転数の検出系の消費電力をまかなうためのバッテリーを省略すること、あるいは長寿命化することができる。結果として、エンコーダ装置ECは、バッテリー交換の必要性をなくすこと、あるいは減らすことができる。   The encoder device EC configured as described above uses power generation to generate at least part of the power consumed by the rotation speed detection system. Therefore, the encoder device EC can omit the battery for covering the power consumption of the rotation speed detection system, or can extend the life. As a result, the encoder device EC can eliminate or reduce the need for battery replacement.

ところで、ウィーガントワイヤ等の感磁性ワイヤを利用すると、磁石3の回転が極めて低速であっても、発電ユニット4からパルス電流出力が得られる。そのため、例えばモータMへ電力供給がなされていない状態などにおいて、回転軸SF(磁石3)の回転が極めて低速な場合にも、発電ユニット4の出力を検知信号として利用できる。   By the way, when a magnetosensitive wire such as a Wiegand wire is used, a pulse current output can be obtained from the power generation unit 4 even if the rotation of the magnet 3 is extremely low. Therefore, for example, in a state where power is not supplied to the motor M, the output of the power generation unit 4 can be used as a detection signal even when the rotation of the rotating shaft SF (magnet 3) is extremely low.

また、本実施形態において、電力調整部8は、計数器27および記憶部9の動作電圧よりも高い第2直流電圧を昇圧器によって生成し、第2直流電圧を基に所定電圧を生成する。そのため、計数器27および記憶部9が動作する上で十分な動作マージンを得られ、計数器27の動作不良が回避されるとともに、記憶部9の動作不良が回避される。   In the present embodiment, the power adjustment unit 8 generates a second DC voltage that is higher than the operating voltage of the counter 27 and the storage unit 9 by a booster, and generates a predetermined voltage based on the second DC voltage. Therefore, an operation margin sufficient for the operation of the counter 27 and the storage unit 9 can be obtained, the malfunction of the counter 27 is avoided, and the malfunction of the storage unit 9 is avoided.

次に、変形例について説明する。本変形例において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。   Next, a modified example will be described. In this modification, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図4は、本変形例に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成を示す図である。この磁気式エンコーダ部1は、検出部7は、フォトカプラ35およびフォトカプラ36を含む。フォトカプラ35およびフォトカプラ36は、それぞれ、その内部に発光素子と受光素子とを有する。   FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration of the magnetic encoder unit 1 according to this modification. In the magnetic encoder unit 1, the detection unit 7 includes a photocoupler 35 and a photocoupler 36. Each of the photocoupler 35 and the photocoupler 36 has a light emitting element and a light receiving element therein.

フォトカプラ35発光素子のアノード35aは、発電ユニット4の端子23aに接続されている。フォトカプラ35の発光素子のカソード35cは、発電ユニット4の端子23bに接続されている。フォトカプラ35の受光素子の接地端子35gは、接地線GLに接続されている。フォトカプラ35の受光素子の電源端子35pは、電源線PLに接続されている。フォトカプラ35の受光素子の出力端子35bは、計数器27の第1入力端子27aに接続されている。   The anode 35 a of the light emitting element of the photocoupler 35 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The cathode 35 c of the light emitting element of the photocoupler 35 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The ground terminal 35g of the light receiving element of the photocoupler 35 is connected to the ground line GL. A power supply terminal 35p of the light receiving element of the photocoupler 35 is connected to the power supply line PL. The output terminal 35 b of the light receiving element of the photocoupler 35 is connected to the first input terminal 27 a of the counter 27.

発電部21から順方向の電流I1が出力されると、フォトカプラ35の発光素子に電流が流れ、この発光素子から発せられた光によって受光素子の電源端子35gと出力端子35bとが、抵抗などを介して通電する。そのため、フォトカプラ35の出力端子35bから、電源線PLの電圧に応じた電圧が出力される。フォトカプラ35の出力端子35bから出力される電圧は、電源線PLの電圧未満の予め設定された値をとる。発電部21から逆方向の電流I2が出力される場合には、フォトカプラ35の発光素子に電流が流れないため、フォトカプラ35の出力端子35bの電位は、接地端子35gの電位と同電位になる。このように、フォトカプラ35は、順方向に流れる電流I1による電力を二値化する検出部である。   When the forward current I1 is output from the power generation unit 21, a current flows through the light emitting element of the photocoupler 35, and the light emitted from the light emitting element causes the power supply terminal 35g and the output terminal 35b of the light receiving element to have a resistance or the like. Energize through. Therefore, a voltage corresponding to the voltage of the power supply line PL is output from the output terminal 35b of the photocoupler 35. The voltage output from the output terminal 35b of the photocoupler 35 takes a preset value less than the voltage of the power supply line PL. When the current I2 in the reverse direction is output from the power generation unit 21, no current flows through the light emitting element of the photocoupler 35. Therefore, the potential of the output terminal 35b of the photocoupler 35 is the same as the potential of the ground terminal 35g. Become. Thus, the photocoupler 35 is a detection unit that binarizes the electric power generated by the current I1 flowing in the forward direction.

フォトカプラ36は、フォトカプラ35と同様の構成であるが、発光素子のアノードおよびカソードの接続関係がフォトカプラ35と異なる。フォトカプラ36の発光素子は、アノード36aが発電ユニット4の端子23bに接続され、カソード36cが端子23aに接続されている。フォトカプラ36の受光素子は、接地端子36gが接地線GLに接続され、電源端子36pが電源線PLに接続されている。フォトカプラ36の受光素子の出力端子36bは、計数器27の第2入力端子27bに接続されている。   The photocoupler 36 has the same configuration as that of the photocoupler 35, but the connection relationship between the anode and the cathode of the light emitting element is different from that of the photocoupler 35. In the light-emitting element of the photocoupler 36, the anode 36a is connected to the terminal 23b of the power generation unit 4, and the cathode 36c is connected to the terminal 23a. The light receiving element of the photocoupler 36 has a ground terminal 36g connected to the ground line GL and a power supply terminal 36p connected to the power supply line PL. The output terminal 36 b of the light receiving element of the photocoupler 36 is connected to the second input terminal 27 b of the counter 27.

発電部21から逆方向の電流I2が出力されると、フォトカプラ36の発光素子に電流が流れ、この発光素子から発せられた光によって受光素子の電源端子36gと出力端子26bとが、抵抗などを介して通電する。そのため、フォトカプラ36の出力端子36bから、電源線PLの電圧に応じた電圧が出力される。発電部21から順方向の電流I1が出力される場合には、フォトカプラ36の発光素子に電流が流れないため、フォトカプラ36の出力端子36bの電位は、接地端子36gの電位と同電位になる。このように、フォトカプラ36は、逆方向に流れる電流I2による電力を二値化する検出部である。   When the current I2 in the reverse direction is output from the power generation unit 21, a current flows through the light emitting element of the photocoupler 36, and the light emitted from the light emitting element causes the power supply terminal 36g and the output terminal 26b of the light receiving element to have resistance or the like. Energize through. Therefore, a voltage corresponding to the voltage of the power supply line PL is output from the output terminal 36b of the photocoupler 36. When the forward current I1 is output from the power generation unit 21, no current flows through the light emitting element of the photocoupler 36. Therefore, the potential of the output terminal 36b of the photocoupler 36 is the same as the potential of the ground terminal 36g. Become. Thus, the photocoupler 36 is a detection unit that binarizes the electric power generated by the current I2 flowing in the reverse direction.

本変形例において、磁石3の所定位置が発電ユニット4の近傍を通過すると、発電部21から電流が出力され、回転数の検出系を駆動するための電力供給がなされる。また、フォトカプラ35の出力端子35bまたはフォトカプラ36の出力端子36bからは、計数器27による計数の有効、無効を判定するカウンタの制御信号として、予め設定された電圧が出力される。この電圧は、各フォトカプラにおいて発光素子と受光素子とが電気的にアイソレーションされていることから、発電部21から出力される電流と独立に制御可能である。そのため、各フォトカプラの出力端子から出力される電圧(信号)のレベルを、計数器27の動作電圧に合わることが容易になる。   In this modification, when a predetermined position of the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4, a current is output from the power generation unit 21, and power is supplied to drive the rotation speed detection system. Also, a preset voltage is output from the output terminal 35b of the photocoupler 35 or the output terminal 36b of the photocoupler 36 as a control signal for a counter that determines whether the counting by the counter 27 is valid or invalid. This voltage can be controlled independently of the current output from the power generation unit 21 because the light emitting element and the light receiving element are electrically isolated in each photocoupler. Therefore, it becomes easy to match the level of the voltage (signal) output from the output terminal of each photocoupler with the operating voltage of the counter 27.

ところで、発電部21から出力される電流のレベルを制限するには、ダイオードクリッパ等の過電圧防御回路を用いてもよいが、図4のようにフォトカプラを使用するとエネルギーの損失をおさえることができる。よって、回転数の検出系で消費される電力を、発電ユニット4の発電によってまかないやすくなる。   By the way, to limit the level of the current output from the power generation unit 21, an overvoltage protection circuit such as a diode clipper may be used. However, when a photocoupler is used as shown in FIG. 4, energy loss can be suppressed. . Therefore, the electric power consumed in the rotation speed detection system is easily covered by the power generation of the power generation unit 4.

なお、図4において、整流スタック30とレギュレータ32との間には、コンデンサ37が設けられている。コンデンサ37の第1電極37aは、整流スタック30の出力端子30bとレギュレータ32の入力端子32aとを接続する信号線に接続されている。コンデンサ37の第2電極37bは、接地線GLに接続されている。このコンデンサ37は、いわゆる平滑コンデンサであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。コンデンサ37の定数は、例えば、検出部7により回転数を検出して記憶部9に回転数を書き込むまでの期間に、電力調整部8から検出部7および記憶部9への電力供給が維持されるように設定される。   In FIG. 4, a capacitor 37 is provided between the rectifying stack 30 and the regulator 32. The first electrode 37 a of the capacitor 37 is connected to a signal line that connects the output terminal 30 b of the rectifying stack 30 and the input terminal 32 a of the regulator 32. The second electrode 37b of the capacitor 37 is connected to the ground line GL. The capacitor 37 is a so-called smoothing capacitor and reduces pulsation to reduce the load on the regulator. The constant of the capacitor 37 is such that, for example, the power supply from the power adjustment unit 8 to the detection unit 7 and the storage unit 9 is maintained during the period from the detection of the rotation number by the detection unit 7 to the writing of the rotation number in the storage unit 9. Is set to

[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図5は本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。このエンコーダ装置ECは、発電ユニット4および発電ユニット40を備える。発電ユニット40は、図2などを参照して説明した発電ユニット4と同様の構成である。発電ユニット40は、信号処理部5と電気的に接続されている。   FIG. 5 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. The encoder device EC includes a power generation unit 4 and a power generation unit 40. The power generation unit 40 has the same configuration as the power generation unit 4 described with reference to FIG. The power generation unit 40 is electrically connected to the signal processing unit 5.

図6は、発電ユニット4および発電ユニット40の配置を示す平面図である。図6に示すように、発電ユニット40は、回転軸SFの周方向において発電ユニット4と異なる位置に配置されている。回転軸SFの周方向において、発電ユニット40の角度位置は、発電ユニット4の角度位置と位相差を持つように設定される。この位相差は、0°より大きく180°未満に設定される。発電ユニット4の角度位置と発電ユニット40の角度位置との位相差は、例えば45°以上135°以下に設定され、図6では約90°に設定されている。   FIG. 6 is a plan view showing the arrangement of the power generation unit 4 and the power generation unit 40. As illustrated in FIG. 6, the power generation unit 40 is disposed at a position different from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the rotation shaft SF. In the circumferential direction of the rotation axis SF, the angular position of the power generation unit 40 is set so as to have a phase difference from the angular position of the power generation unit 4. This phase difference is set to be greater than 0 ° and less than 180 °. The phase difference between the angular position of the power generation unit 4 and the angular position of the power generation unit 40 is set to 45 ° to 135 °, for example, and is set to about 90 ° in FIG.

図7は、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成図である。発電ユニット4は、感磁性部20および発電部21を備える。発電ユニット40は、感磁性部41および発電部42を備える。発電部42は、感磁性部41における磁界の変化によって電力が発生する。   FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment. The power generation unit 4 includes a magnetic sensing unit 20 and a power generation unit 21. The power generation unit 40 includes a magnetic sensitive part 41 and a power generation part 42. The power generation unit 42 generates power due to a change in the magnetic field in the magnetic sensitive unit 41.

本実施形態において、電力調整部8は、整流スタック30、整流スタック43、コンデンサ37、及びレギュレータ32を備える。電力調整部8において、整流スタック43以外の要素については図4と同様である。整流スタック43の第1入力端子43aは、発電ユニット40から順方向の電流が出力される端子40aと接続されている。整流スタック43の第2入力端子43bは、発電ユニット40から逆方向に電流が出力される端子40bと接続されている。整流スタック43の接地端子43gは、接地線GLに接続されている。整流スタック43の出力端子43cは、整流スタック30とレギュレータ32とを接続する信号線に接続されている。整流スタック43は、発電ユニット40からの電流出力を基に全波整流を行う。整流スタック43は、整流により調整された電力を、出力端子43cを介してレギュレータ32に供給する。   In the present embodiment, the power adjustment unit 8 includes a rectification stack 30, a rectification stack 43, a capacitor 37, and a regulator 32. In the power adjustment unit 8, elements other than the rectifying stack 43 are the same as those in FIG. The first input terminal 43 a of the rectifying stack 43 is connected to a terminal 40 a from which a forward current is output from the power generation unit 40. The second input terminal 43 b of the rectifying stack 43 is connected to a terminal 40 b from which current is output in the reverse direction from the power generation unit 40. The ground terminal 43g of the rectifying stack 43 is connected to the ground line GL. The output terminal 43 c of the rectifying stack 43 is connected to a signal line that connects the rectifying stack 30 and the regulator 32. The rectification stack 43 performs full-wave rectification based on the current output from the power generation unit 40. The rectification stack 43 supplies the power adjusted by the rectification to the regulator 32 through the output terminal 43c.

図7においてレギュレータ32は、整流スタック30からの出力を基に所定電圧を生成し、整流スタック43からの出力を基に所定電圧を生成する。レギュレータ32は、整流スタック30からの給電系統と整流スタック43からの給電系統とで共用される。   In FIG. 7, the regulator 32 generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 30, and generates the predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 43. The regulator 32 is shared by the power feeding system from the rectifying stack 30 and the power feeding system from the rectifying stack 43.

なお、整流スタック30からの出力を基に所定電圧を生成するレギュレータ32と、整流スタック43からの出力を基に所定電圧を生成する他のレギュレータとが設けられていてもよい。また、図7において、発電ユニット4からの電流を整流する整流スタック30と、発電ユニット40からの電流を整流する整流スタック43とが別に設けられているが、1つの整流スタックによって、発電ユニット4からの電流を整流し、発電ユニット40からの電流を整流してもよい。   A regulator 32 that generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 30 and another regulator that generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 43 may be provided. In FIG. 7, a rectification stack 30 that rectifies the current from the power generation unit 4 and a rectification stack 43 that rectifies the current from the power generation unit 40 are provided separately. May be rectified, and the current from the power generation unit 40 may be rectified.

本実施形態において、エンコーダ装置ECにおける回転数の検出系は、検出部7および記憶部9を含む。また、検出部7は、検出部45、検出部46、及び計数器27を含む。検出部45は、発電部21から流れる電流を検出する。検出部46は、発電部42から流れる電流を検出する。計数器27は、検出部45が電流を検出した回数と、検出部46が電流を検出した回数とを計数する。   In the present embodiment, the rotation speed detection system in the encoder device EC includes a detection unit 7 and a storage unit 9. The detection unit 7 includes a detection unit 45, a detection unit 46, and a counter 27. The detection unit 45 detects the current flowing from the power generation unit 21. The detection unit 46 detects the current flowing from the power generation unit 42. The counter 27 counts the number of times that the detection unit 45 has detected the current and the number of times that the detection unit 46 has detected the current.

検出部45は、電流電圧変換器48およびアナログコンパレータ49を含む。電流電圧変換器48は、発電部21から流れる電流を電圧に変換する変換器である。アナログコンパレータ49は、電流電圧変換器48から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。   The detection unit 45 includes a current-voltage converter 48 and an analog comparator 49. The current-voltage converter 48 is a converter that converts the current flowing from the power generation unit 21 into a voltage. The analog comparator 49 is a comparator that compares the voltage output from the current-voltage converter 48 with a predetermined voltage.

電流電圧変換器48の負極48aは、発電ユニット4の端子23aに接続されている。電流電圧変換器48の正極48bは、発電ユニット4の端子23bに接続されている。電流電圧変換器48の出力端子48cは、アナログコンパレータ49の入力端子49aに接続されている。   The negative electrode 48 a of the current-voltage converter 48 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The positive electrode 48 b of the current-voltage converter 48 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The output terminal 48 c of the current / voltage converter 48 is connected to the input terminal 49 a of the analog comparator 49.

アナログコンパレータ49の電源端子49pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ49の接地端子49gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ49の出力端子49cは、計数器27の第1入力端子27aに接続されている。アナログコンパレータ49は、例えば、電流電圧変換器48の出力電圧を、所定電圧に対して定められた閾値(例えば、所定電圧の半分の電圧)と比較する。アナログコンパレータ49は、電流電圧変換器48の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子48cからHレベル(ハイレベル)の信号を出力し、電流電圧変換器48の出力電圧が閾値未満である場合に出力端子48cからLレベル(ローレベル)の信号を出力する。   The power supply terminal 49p of the analog comparator 49 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 49g of the analog comparator 49 is connected to the ground line GL. The output terminal 49 c of the analog comparator 49 is connected to the first input terminal 27 a of the counter 27. For example, the analog comparator 49 compares the output voltage of the current-voltage converter 48 with a threshold (for example, a voltage that is half of the predetermined voltage) determined with respect to the predetermined voltage. The analog comparator 49 outputs an H level (high level) signal from the output terminal 48c when the output voltage of the current-voltage converter 48 is equal to or higher than the threshold value, and the output voltage of the current-voltage converter 48 is lower than the threshold value. An L level (low level) signal is output from the output terminal 48c.

検出部46は、検出部45と同様の構成である。検出部46は、電流電圧変換器50およびアナログコンパレータ51を含む。電流電圧変換器50は、発電部42から流れる電流を電圧に変換する変換器である。アナログコンパレータ51は、電流電圧変換器50から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。   The detection unit 46 has the same configuration as the detection unit 45. The detection unit 46 includes a current / voltage converter 50 and an analog comparator 51. The current-voltage converter 50 is a converter that converts the current flowing from the power generation unit 42 into a voltage. The analog comparator 51 is a comparator that compares the voltage output from the current-voltage converter 50 with a predetermined voltage.

電流電圧変換器50は、その負極50aが発電ユニット40の端子40aに接続され、その正極50bが発電ユニット40の端子40bに接続されている。電流電圧変換器50の出力端子50cは、アナログコンパレータ51の入力端子51aに接続されている。   The current-voltage converter 50 has a negative electrode 50 a connected to the terminal 40 a of the power generation unit 40 and a positive electrode 50 b connected to the terminal 40 b of the power generation unit 40. The output terminal 50 c of the current / voltage converter 50 is connected to the input terminal 51 a of the analog comparator 51.

アナログコンパレータ51は、その電源端子51pが電源線PLに接続され、その接地端子51gが接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ51の出力端子51cは、計数器27の第2入力端子27bに接続されている。アナログコンパレータ51は、電流電圧変換器50の出力電圧を、所定電圧に対して定められた閾値と比較する。アナログコンパレータ51は、電流電圧変換器50の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子50cからHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子50cからLレベルの信号を出力する。   The analog comparator 51 has a power supply terminal 51p connected to the power supply line PL, and a ground terminal 51g connected to the ground line GL. The output terminal 51 c of the analog comparator 51 is connected to the second input terminal 27 b of the counter 27. The analog comparator 51 compares the output voltage of the current-voltage converter 50 with a threshold value determined for a predetermined voltage. The analog comparator 51 outputs an H level signal from the output terminal 50c when the output voltage of the current-voltage converter 50 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal 50c when the output voltage is less than the threshold value.

このように、検出部45は発電部21から出力される電力を二値化し、検出部46は発電部42から出力される電力を二値化する。計数器27は、検出部45から出力されたHレベルの信号、及び検出部46から出力されたHレベルの信号を制御信号に使って、回転軸SFの回転数を計数する。計数器27は、計数した結果を記憶部9に供給する。記憶部9は、計数器27から供給された回転数の情報を記憶する。   As described above, the detection unit 45 binarizes the power output from the power generation unit 21, and the detection unit 46 binarizes the power output from the power generation unit 42. The counter 27 uses the H level signal output from the detection unit 45 and the H level signal output from the detection unit 46 as control signals, and counts the number of rotations of the rotary shaft SF. The counter 27 supplies the counted result to the storage unit 9. The storage unit 9 stores information on the rotation speed supplied from the counter 27.

図8は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。図9は、回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。   FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation axis SF rotates counterclockwise (forward rotation). FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation shaft SF rotates counterclockwise (reverse rotation).

図8および図9の「角度位置」は、磁石3の位置3d(図6参照)上に発電ユニット4が配置される磁石3の角度位置を0°とし、反時計回りを正とした磁石3の角度位置を示す。図8および図9の「配置」は、各角度位置における磁石3、発電ユニット4、及び発電ユニット40の位置関係を示す。なお、角度位置が0°の場合の各要素の配置は、図6に示した配置に相当する。磁石3において、ハッチングが付された部分は図6のN極に相当し、ハッチが付されていない部分はS極に相当する。   The “angular position” in FIGS. 8 and 9 is the magnet 3 in which the angular position of the magnet 3 where the power generation unit 4 is disposed on the position 3d of the magnet 3 (see FIG. 6) is 0 ° and the counterclockwise direction is positive. Indicates the angular position. The “arrangement” in FIGS. 8 and 9 indicates the positional relationship of the magnet 3, the power generation unit 4, and the power generation unit 40 at each angular position. The arrangement of elements when the angular position is 0 ° corresponds to the arrangement shown in FIG. In the magnet 3, the hatched portion corresponds to the N pole in FIG. 6 and the hatched portion corresponds to the S pole.

図8および図9の「磁界」において、実線は発電ユニット4の位置での磁界を示し、破線は発電ユニット40の位置での磁界を示す。「磁界」において、磁石3の外側から内側に向かう磁界を正(+)とし、磁石3の内側から外側に向かう磁界を負(−)とした。   8 and 9, the solid line indicates the magnetic field at the position of the power generation unit 4, and the broken line indicates the magnetic field at the position of the power generation unit 40. In the “magnetic field”, the magnetic field from the outside to the inside of the magnet 3 was positive (+), and the magnetic field from the inside to the outside of the magnet 3 was negative (−).

図8および図9の「発電ユニット1」は発電ユニット4の出力を示し、「発電ユニット2」は発電ユニット40の出力を示す。「発電ユニット1」および「発電ユニット2」において、各発電ユニットから1方向に流れる電流の出力を正(+)とし、その逆方向に流れる電流の出力を負(−)とした。図8および図9の「レギュレータ」は、レギュレータ32の出力を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。   “Power generation unit 1” in FIGS. 8 and 9 indicates the output of the power generation unit 4, and “Power generation unit 2” indicates the output of the power generation unit 40. In “power generation unit 1” and “power generation unit 2”, the output of current flowing in one direction from each power generation unit was positive (+), and the output of current flowing in the opposite direction was negative (−). “Regulator” in FIG. 8 and FIG. 9 indicates the output of the regulator 32, where the H level is represented by “H” and the L level is represented by “L”.

図8および図9の「コンパレータ1」はアナログコンパレータ49の出力を示し、「コンパレータ2」はアナログコンパレータ51の出力を示す。各コンパレータの出力において、「RISE」は発電ユニットの出力が順方向の電流であることを示すRISE信号である。各コンパレータの出力において、「FALL」は、発電ユニットの出力が逆方向の電流であることを示すFALL信号である。「RISE」および「FALL」において、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。   “Comparator 1” in FIGS. 8 and 9 indicates the output of the analog comparator 49, and “Comparator 2” indicates the output of the analog comparator 51. In the output of each comparator, “RISE” is a RISE signal indicating that the output of the power generation unit is a forward current. In the output of each comparator, “FALL” is a FALL signal indicating that the output of the power generation unit is a current in the reverse direction. In “RISE” and “FALL”, the H level is represented by “H” and the L level is represented by “L”.

図8および図9の「記憶部」において、「ステータス」は、記憶部9がセット状態にあるのか、リセット状態にあるのかを示す。「ステータス」において、セット状態にあることを「H」で表し、リセット状態にあることを「L」で表した。図8および図9の「記憶部」において、「書込動作」は、記憶部9が書き込み動作中であるか否かを示す。「書込動作」において、書き込み動作中にあることを「H」で表し、書き込み動作中でないことを「L」で表した。図8および図9の「カウンタ」は、記憶部9に記憶されている回転数を示す。   8 and FIG. 9, “Status” indicates whether the storage unit 9 is in a set state or a reset state. In “Status”, “H” indicates that it is in the set state, and “L” indicates that it is in the reset state. 8 and 9, “write operation” indicates whether or not the storage unit 9 is performing a write operation. In “write operation”, “H” indicates that the write operation is being performed, and “L” indicates that the write operation is not being performed. “Counter” in FIGS. 8 and 9 indicates the number of rotations stored in the storage unit 9.

まず、図8を参照しつつ、回転軸SFが反時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置90°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置270°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。   First, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse flowing in the reverse direction (negative of “power generation unit 1”) at an angular position of 90 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) that flows in the forward direction at the angular position 270 °.

発電ユニット40は、磁石3の周方向において、発電ユニット4と90°ずれた位置に配置されている。そのため、発電ユニット40が感じる磁界は、発電ユニット4が感じる磁界よりも位相が90°ずれる。発電ユニット40は、角度位置180°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置0°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。   The power generation unit 40 is arranged at a position shifted by 90 ° from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. Therefore, the magnetic field felt by the power generation unit 40 is 90 degrees out of phase with the magnetic field felt by the power generation unit 4. The power generation unit 40 outputs a current pulse (negative of “power generation unit 2”) flowing in the opposite direction at an angular position of 180 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) that flows in the forward direction at an angular position of 0 °.

角度位置90°および角度位置270°のそれぞれにおいて、発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。また、角度位置0°および角度位置180°のそれぞれにおいて、発電ユニット40から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。なお、各電流パルスは、例えば、電圧が20V程度の電力に相当し、電流が流れる時間は数マイクロ秒程度である。レギュレータ32は、各電流パルスによる電力の電圧を所定電圧(例えば3V)に落とすことで、電力供給の持続時間を長くする。また、レギュレータ32の出力がHレベルである期間は、各電流パルスの立ち上がりから立下りまでの期間よりも長い。   When a current pulse is output from the power generation unit 4 at each of the angular position 90 ° and the angular position 270 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage. Further, when a current pulse is output from the power generation unit 40 at each of the angular position 0 ° and the angular position 180 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage. Each current pulse corresponds to, for example, power having a voltage of about 20 V, and the current flows for about several microseconds. The regulator 32 extends the duration of power supply by dropping the voltage of power generated by each current pulse to a predetermined voltage (for example, 3 V). Further, the period during which the output of the regulator 32 is at the H level is longer than the period from the rising edge to the falling edge of each current pulse.

アナログコンパレータ49(「コンパレータ1」)の出力において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置270°での発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置90°での発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。図7に示した計数器27は、アナログコンパレータ49からのRISE信号がLレベルであり、かつFALL信号がHレベルであることを検出した場合に、カウンタ値(回転数)をアップ(+1)することを示すアップ信号を記憶部9に出力する。   At the output of the analog comparator 49 (“Comparator 1”), the RISE signal is maintained at the L level in a state in which no power is supplied, and receives the output of the power generation unit 4 at the angular position 270 ° and becomes the H level. Become. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and becomes the H level upon receiving the output of the power generation unit 4 at the angular position of 90 °. When the counter 27 shown in FIG. 7 detects that the RISE signal from the analog comparator 49 is at the L level and the FALL signal is at the H level, the counter value (number of rotations) is increased (+1). An up signal indicating this is output to the storage unit 9.

アナログコンパレータ51(「コンパレータ2」)の出力において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置0°での発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置180°での発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。   At the output of the analog comparator 51 (“Comparator 2”), the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and the output of the power generation unit 40 at the angular position 0 ° is received and becomes the H level. Become. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and becomes the H level in response to the output of the power generation unit 40 at the angular position of 180 °.

記憶部9は、アナログコンパレータ51からRISE信号のHレベルが出力された際に、セット状態に設定される。記憶部9は、セット状態にある場合に計数器27からのアップ信号を受けると、記憶している回転数を1増加した値に更新する。例えば、計数器27は、カウントアップ動作において、記憶部9に記憶されている回転数を読み出し、この回転数を1増加させた回転数をアップ信号として記憶部9に出力する。記憶部9は、アナログコンパレータ51からFALL信号のHレベルが出力された際にリセット状態に設定される。   The storage unit 9 is set to the set state when the analog comparator 51 outputs the H level of the RISE signal. When the storage unit 9 receives the up signal from the counter 27 in the set state, the storage unit 9 updates the stored number of rotations to a value increased by one. For example, in the count-up operation, the counter 27 reads the rotation number stored in the storage unit 9 and outputs the rotation number obtained by increasing the rotation number by 1 to the storage unit 9 as an up signal. The storage unit 9 is set to the reset state when the analog comparator 51 outputs the H level of the FALL signal.

磁気式エンコーダ部1は、上述のような動作を、回転軸SFの回転に伴って発電ユニット4または発電ユニット40から電力が出力されるたびに実行する。図8には、回転軸SFが2回転する間の磁気式エンコーダ部1の動作が示されており、磁気式エンコーダ部1は、図8の最初の回転と次の回転とで同様の動作を行う。例えば、n回転目の角度位置0°において記憶部9に記憶されている回転数はnであり、角度位置90°において、計数器27はアップ信号を記憶部9に供給し、記憶部9は記憶しているカウンタ値をn+1に更新する。次の回転においても同様に、角度位置90°において、計数器27はアップ信号を記憶部9に供給し、記憶部9は記憶しているカウンタ値をn+2に更新する。   The magnetic encoder unit 1 performs the above-described operation every time power is output from the power generation unit 4 or the power generation unit 40 in accordance with the rotation of the rotation shaft SF. FIG. 8 shows the operation of the magnetic encoder unit 1 during two rotations of the rotating shaft SF. The magnetic encoder unit 1 performs the same operation in the first rotation and the next rotation in FIG. Do. For example, the rotation number stored in the storage unit 9 at the angular position 0 ° of the n-th rotation is n, and at the angular position 90 °, the counter 27 supplies an up signal to the storage unit 9, and the storage unit 9 The stored counter value is updated to n + 1. Similarly, in the next rotation, at the angular position of 90 °, the counter 27 supplies an up signal to the storage unit 9, and the storage unit 9 updates the stored counter value to n + 2.

次に、図9を参照しつつ、回転軸SFが時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに90°回転した角度位置270°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに270°回転した角度位置90°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。   Next, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates clockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse (negative of “power generation unit 1”) flowing in the opposite direction at an angular position 270 ° rotated 90 ° clockwise from the angular position 0 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) that flows in the forward direction at an angular position of 90 ° rotated 270 ° clockwise from the angular position of 0 °.

発電ユニット40は、角度位置0°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置180°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。   The power generation unit 40 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit 2”) at an angular position of 0 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) flowing in the forward direction at an angular position of 180 °.

角度位置90°および角度位置270°のそれぞれにおいて、発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。また、角度位置0°および角度位置180°のそれぞれにおいて、発電ユニット40から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。   When a current pulse is output from the power generation unit 4 at each of the angular position 90 ° and the angular position 270 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage. Further, when a current pulse is output from the power generation unit 40 at each of the angular position 0 ° and the angular position 180 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage.

アナログコンパレータ49の出力において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置90°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置270°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。図7に示した計数器27は、アナログコンパレータ49からのRISE信号がHレベルであり、かつFALL信号がLレベルであることを検出した場合に、カウンタ値(回転数)をダウン(−1)することを示すダウン信号を記憶部9に出力する。   In the output of the analog comparator 49, the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and at the angular position 90 °, the output of the power generation unit 4 is received and becomes the H level. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and the output of the power generation unit 4 is received at the angular position 270 ° and becomes the H level. When the counter 27 shown in FIG. 7 detects that the RISE signal from the analog comparator 49 is at the H level and the FALL signal is at the L level, the counter value (the number of rotations) is decreased (−1). A down signal indicating that this is to be performed is output to the storage unit 9.

アナログコンパレータ51の出力において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置0°で発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置180°で発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。記憶部9は、アナログコンパレータ51からRISE信号のHレベルが出力された際に、セット状態に設定される。記憶部9は、セット状態にある場合に計数器27からのダウン信号を受けると、記憶している回転数を1減少した値に更新する。例えば、計数器27は、カウントダウン動作において、記憶部9に記憶されている回転数を読み出し、この回転数を1減少させた回転数をアップ信号として記憶部9に出力する。記憶部9は、アナログコンパレータ51からFALL信号のHレベルが出力された際にリセット状態に設定される。   In the output of the analog comparator 51, the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and the output of the power generation unit 40 is received at the angular position 0 ° and becomes the H level. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and the output of the power generation unit 40 is received at the angular position 180 ° and becomes the H level. The storage unit 9 is set to the set state when the analog comparator 51 outputs the H level of the RISE signal. When the storage unit 9 receives the down signal from the counter 27 in the set state, the storage unit 9 updates the stored number of revolutions to a value reduced by one. For example, in the count-down operation, the counter 27 reads the rotation number stored in the storage unit 9 and outputs the rotation number obtained by reducing the rotation number by 1 to the storage unit 9 as an up signal. The storage unit 9 is set to the reset state when the analog comparator 51 outputs the H level of the FALL signal.

磁気式エンコーダ部1は、上述のような動作を、回転軸SFの回転に伴って発電ユニット4または発電ユニット40から電力が出力されるたびに実行する。図9には、回転軸SFが2回転する間の磁気式エンコーダ部1の動作が示されており、磁気式エンコーダ部1は、図8の最初の回転と次の回転とで同様の動作を行う。例えば、n+2回転目の角度位置0°において記憶部9に記憶されている回転数はn+2であり、−270°回転した角度位置90°において、計数器27はダウン信号を記憶部9に供給し、記憶部9は記憶しているカウンタ値をn+1に更新する。次の回転においても同様に、角度位置90°において、計数器27はダウン信号を記憶部9に供給し、記憶部9は記憶しているカウンタ値をnに更新する。   The magnetic encoder unit 1 performs the above-described operation every time power is output from the power generation unit 4 or the power generation unit 40 in accordance with the rotation of the rotation shaft SF. FIG. 9 shows the operation of the magnetic encoder unit 1 during two rotations of the rotating shaft SF. The magnetic encoder unit 1 performs the same operation in the first rotation and the next rotation in FIG. Do. For example, the rotation number stored in the storage unit 9 at the angular position 0 ° of the (n + 2) th rotation is n + 2, and the counter 27 supplies a down signal to the storage unit 9 at the angular position 90 ° rotated by −270 °. The storage unit 9 updates the stored counter value to n + 1. Similarly in the next rotation, at the angular position of 90 °, the counter 27 supplies a down signal to the storage unit 9, and the storage unit 9 updates the stored counter value to n.

上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、発電部21または発電部42から出力があったときに一連の動作を行う。また、磁気式エンコーダ部1は、発電部21および発電部42のいずれかからも出力がない期間に動作電流がゼロとなる状態を維持する。このように、磁気式エンコーダ部1は、磁石3の所定の位置が発電ユニット4または発電ユニット40の近傍を通過したことに応じてダイナミック駆動する。そのため、磁気式エンコーダ部1は、検出系で消費される電力をまかなうためのバッテリーを省くことや長寿命化できる。   The magnetic encoder unit 1 according to this embodiment as described above performs a series of operations when there is an output from the power generation unit 21 or the power generation unit 42. Further, the magnetic encoder unit 1 maintains a state in which the operating current becomes zero during a period in which there is no output from either the power generation unit 21 or the power generation unit 42. Thus, the magnetic encoder unit 1 is dynamically driven in response to the predetermined position of the magnet 3 passing through the vicinity of the power generation unit 4 or the power generation unit 40. Therefore, the magnetic encoder unit 1 can omit a battery for extending the power consumed by the detection system and can extend its life.

ところで、記憶部9は、アナログコンパレータ51からのRISE信号によってセット状態となり、FALL信号によってリセット状態になる。つまり、記憶部9は、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にある場合に、書き込み可能な状態になる。アナログコンパレータ51を含む検出部46は、発電部42からの電流を検出した結果を、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にあるか否かを判定することに利用している。このように、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、磁石3の角度位置がいずれの区間にあるかを検出しながら、磁石3の回転数を検出できる。   Meanwhile, the storage unit 9 is set by the RISE signal from the analog comparator 51, and is reset by the FALL signal. That is, the storage unit 9 is in a writable state when the angular position of the magnet 3 is in a section from 0 ° to 180 °. The detection unit 46 including the analog comparator 51 uses the result of detecting the current from the power generation unit 42 to determine whether or not the angular position of the magnet 3 is in the interval from 0 ° to 180 °. Thus, the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment can detect the rotational speed of the magnet 3 while detecting which section the angular position of the magnet 3 is in.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図10は本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。このエンコーダ装置ECは、発電ユニット4および磁気センサ55を備える。磁気センサ55は、信号処理部5と電気的に接続されている。磁気センサ55は、発電ユニット4が発生する電力を使って、磁石3の回転に伴う磁界の変化を検出する。   FIG. 10 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. The encoder device EC includes a power generation unit 4 and a magnetic sensor 55. The magnetic sensor 55 is electrically connected to the signal processing unit 5. The magnetic sensor 55 detects a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3 using the electric power generated by the power generation unit 4.

図11(A)は、磁気センサ55の配置を示す平面図である。磁気センサ55は、磁石3の周方向において発電ユニット4と異なる位置に配置されている。回転軸SFの周方向において、磁気センサ55の角度位置は、発電ユニット4の角度位置と位相差を持つように設定される。この位相差は、0°より大きく180°未満に設定される。発電ユニット4の角度位置と磁気センサ55の角度位置との位相差は、例えば45°以上135°以下に設定され、図11(A)では約90°に設定されている。   FIG. 11A is a plan view showing the arrangement of the magnetic sensor 55. The magnetic sensor 55 is disposed at a position different from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. In the circumferential direction of the rotation axis SF, the angular position of the magnetic sensor 55 is set to have a phase difference from the angular position of the power generation unit 4. This phase difference is set to be greater than 0 ° and less than 180 °. The phase difference between the angular position of the power generation unit 4 and the angular position of the magnetic sensor 55 is set to 45 ° to 135 °, for example, and is set to about 90 ° in FIG.

図11(B)は磁気センサ55の回路構成図である。磁気センサ55は、磁気抵抗素子56と、磁気抵抗素子56に一定の強さの磁界を与えるバイアス磁石(図示せず)と、磁気抵抗素子56からの波形を整形する波形整形回路(図示せず)とを備える。磁気抵抗素子56は、エレメント56a、エレメント56b、エレメント56c、及びエレメント56dを直列に結線したフルブリッジ形状である。エレメント56aとエレメント56cとの間の信号線は、電源端子55pに接続されている。エレメント56bとエレメント56dとの間の信号線は、接地端子55gに接続されている。エレメント56aとエレメント56bとの間の信号線は、第1出力端子55aに接続されている。エレメント56cとエレメント56dとの間の信号線は、第2出力端子55bに接続されている。   FIG. 11B is a circuit configuration diagram of the magnetic sensor 55. The magnetic sensor 55 includes a magnetoresistive element 56, a bias magnet (not shown) that applies a magnetic field having a certain strength to the magnetoresistive element 56, and a waveform shaping circuit (not shown) that shapes the waveform from the magnetoresistive element 56. ). The magnetoresistive element 56 has a full bridge shape in which the element 56a, the element 56b, the element 56c, and the element 56d are connected in series. A signal line between the element 56a and the element 56c is connected to the power supply terminal 55p. A signal line between the element 56b and the element 56d is connected to the ground terminal 55g. A signal line between the element 56a and the element 56b is connected to the first output terminal 55a. A signal line between the element 56c and the element 56d is connected to the second output terminal 55b.

図12は、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成図である。エンコーダ装置ECにおける回転数の検出系は、検出部7および記憶部9を含む。また、磁気式エンコーダ部1は、検出部45および検出部57を備える。検出部45は、第2実施形態で説明したように、発電部21からの電流を検出することによって、磁石3の角度位置を検出する。検出部57は、磁気センサ55およびアナログコンパレータ58を備える。検出部57は、磁石3の回転に伴う磁界の変化を検出する。   FIG. 12 is a circuit configuration diagram of the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment. The rotation number detection system in the encoder device EC includes a detection unit 7 and a storage unit 9. The magnetic encoder unit 1 includes a detection unit 45 and a detection unit 57. As described in the second embodiment, the detection unit 45 detects the angular position of the magnet 3 by detecting the current from the power generation unit 21. The detection unit 57 includes a magnetic sensor 55 and an analog comparator 58. The detector 57 detects a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3.

磁気センサ55の電源端子55pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ55の接地端子55gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ55の出力端子は、アナログコンパレータ58に接続されている。本実施形態において、磁気センサ55の出力端子は、図11(b)に示した第2出力端子55bの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。アナログコンパレータ58は、磁気センサ55の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子からLレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ58の電源端子58pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ58の接地端子58gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ58の出力端子58bは、計数器27に接続されている。   A power supply terminal 55p of the magnetic sensor 55 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 55g of the magnetic sensor 55 is connected to the ground line GL. The output terminal of the magnetic sensor 55 is connected to the analog comparator 58. In the present embodiment, the output terminal of the magnetic sensor 55 outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the second output terminal 55b shown in FIG. 11B and the reference potential. The analog comparator 58 outputs an H level signal from the output terminal when the output voltage of the magnetic sensor 55 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal when the output voltage is lower than the threshold value. The power supply terminal 58p of the analog comparator 58 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 58g of the analog comparator 58 is connected to the ground line GL. An output terminal 58 b of the analog comparator 58 is connected to the counter 27.

図13は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。図14は、回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。「角度位置」、「配置」、「カウンタ」については、図8と同様である。「磁界」において、磁石3が磁気エンコーダに与える磁界を破線で示した。「発電ユニット」、「レギュレータ」、「コンパレータ1」については、それぞれ、発電ユニット4の出力、レギュレータ32の出力、アナログコンパレータ49の出力を示す。   FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation axis SF rotates counterclockwise (forward rotation). FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation shaft SF rotates counterclockwise (reverse rotation). “Angle position”, “arrangement”, and “counter” are the same as those in FIG. In “magnetic field”, the magnetic field that the magnet 3 gives to the magnetic encoder is indicated by a broken line. “Power generation unit”, “Regulator”, and “Comparator 1” indicate the output of the power generation unit 4, the output of the regulator 32, and the output of the analog comparator 49, respectively.

図13において、「MRセンサ上の磁界」には、磁石3が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「MRセンサ」は、磁気センサを常時駆動したときの出力を示し、図11(B)の第1出力端子55aからの出力を破線で表し、第2出力端子55bからの出力を実線で表した。「コンパレータ2」は、アナログコンパレータ58からの出力を示す。本実施形態において、磁気センサ55は、いわゆるダイナミック駆動(間欠駆動)であり、発電ユニット4から電力が出力される期間に駆動され、発電ユニット4から電力が出力されない期間に駆動されない。図13には、磁気センサ55が常時駆動された場合のアナログコンパレータ58の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ55が間欠駆動された場合のアナログコンパレータ58の出力を「間欠駆動」に示した。   In “Magnetic field on MR sensor” in FIG. 13, the magnetic field formed by the magnet 3 is indicated by a long broken line, the magnetic field formed by the bias magnet is indicated by a short broken line, and the combined magnetic field is indicated by a solid line. “MR sensor” indicates the output when the magnetic sensor is always driven, the output from the first output terminal 55a in FIG. 11B is indicated by a broken line, and the output from the second output terminal 55b is indicated by a solid line. . “Comparator 2” indicates an output from the analog comparator 58. In the present embodiment, the magnetic sensor 55 is so-called dynamic drive (intermittent drive), and is driven during a period in which power is output from the power generation unit 4 and is not driven during a period in which power is not output from the power generation unit 4. In FIG. 13, the output of the analog comparator 58 when the magnetic sensor 55 is always driven is shown as “always driven”, and the output of the analog comparator 58 when the magnetic sensor 55 is driven intermittently is shown as “intermittent drive”. It was.

まず、図13を参照しつつ、回転軸SFが反時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置90°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置270°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット」の正)を出力する。角度位置90°および角度位置270°において発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。   First, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit”) at an angular position of 90 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit”) that flows in the forward direction at an angular position of 270 °. When a current pulse is output from the power generation unit 4 at the angular position of 90 ° and the angular position of 270 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage.

「MRセンサ上の磁界」において、バイアス磁界(短破線)の向きは、磁石3の角度位置によらず一定であり、磁石3の中心から位置3d(図11(A)参照)へ向かう向きである。   In the “magnetic field on the MR sensor”, the direction of the bias magnetic field (short broken line) is constant regardless of the angular position of the magnet 3 and is directed from the center of the magnet 3 to the position 3d (see FIG. 11A). is there.

磁石3が形成する磁界(長破線)の向きは、角度位置0°より大きく角度位置180°より小さい範囲において、バイアス磁界から反時計回りに90°回った向きである。合成磁界の向き(実線)は、角度位置0°より大きく角度位置180°より小さい範囲において、バイアス磁界から反時計回りに°0°より大きく90°より小さい角度だけ回った向きである。   The direction of the magnetic field (long broken line) formed by the magnet 3 is a direction rotated 90 ° counterclockwise from the bias magnetic field in a range larger than the angular position 0 ° and smaller than the angular position 180 °. The direction of the combined magnetic field (solid line) is a direction rotated counterclockwise from the bias magnetic field by an angle larger than 0 ° and smaller than 90 ° within a range larger than the angular position 0 ° and smaller than 180 °.

「磁石3が形成する磁界(長破線)の向きは、角度位置180°より大きく角度位置360°(次の回転の0°)より小さい範囲において、バイアス磁界から時計回りに90°回った向きである。合成磁界の向き(実線)は、角度位置180°より大きく角度位置360°より小さい範囲において、バイアス磁界から時計回りに°0°より大きく90°より小さい角度だけ回った向きである。   “The direction of the magnetic field (long broken line) formed by the magnet 3 is 90 ° clockwise from the bias magnetic field in a range larger than the angular position 180 ° and smaller than the angular position 360 ° (0 ° of the next rotation). The direction of the combined magnetic field (solid line) is a direction rotated clockwise from the bias magnetic field by an angle larger than 0 ° and smaller than 90 ° in a range larger than the angular position 180 ° and smaller than the angular position 360 °.

磁気センサ55の第1出力端子55aからの出力(破線)は、角度位置0°から角度位置180の範囲において、負のサイン波状である。磁気センサ55の第2出力端子55bからの出力(実線)は、角度位置0°から角度位置180の範囲において、正のサイン波状である。常時駆動のアナログコンパレータ58の出力は、磁気センサ55の第2出力端子55bの出力が負である状態でLレベルに保持されており、角度位置0°から角度位置180°の範囲においてHレベルになる。実際には、磁気センサ55およびアナログコンパレータ58は、発電ユニット4から電力が出力される期間に選択的に駆動されるので、間欠駆動のアナログコンパレータ58の出力は、電力供給を受けていない状態でLレベルに保持されており、角度位置0°から角度位置180°の範囲において、発電ユニット4から電力が出力される期間にHレベルになる。   The output (broken line) from the first output terminal 55a of the magnetic sensor 55 has a negative sine wave shape in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180. The output (solid line) from the second output terminal 55b of the magnetic sensor 55 has a positive sine wave shape in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180. The output of the analog comparator 58 that is always driven is held at the L level in a state where the output of the second output terminal 55b of the magnetic sensor 55 is negative, and is at the H level in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180 °. Become. Actually, since the magnetic sensor 55 and the analog comparator 58 are selectively driven during a period in which electric power is output from the power generation unit 4, the output of the intermittently driven analog comparator 58 is not supplied with electric power. It is held at the L level and becomes the H level during the period in which power is output from the power generation unit 4 in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180 °.

図12に示した計数器27は、アナログコンパレータ49からのRISE信号がLレベル、かつFALL信号がHレベル、かつアナログコンパレータ58の出力信号がHレベルであることを検出した場合にカウンタを1増加させ、記憶部9は、記憶している回転数を1増加した値に更新する。   The counter 27 shown in FIG. 12 increments the counter by 1 when it detects that the RISE signal from the analog comparator 49 is L level, the FALL signal is H level, and the output signal of the analog comparator 58 is H level. The storage unit 9 updates the stored number of rotations to a value increased by one.

次に、図14を参照しつつ、回転軸SFが時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに90°回転した角度位置270°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに270°回転した角度位置90°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット」の正)を出力する。角度位置90°および角度位置270°のそれぞれにおいて、発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ32は、所定電圧の電力を出力する。   Next, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates clockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit”) at an angular position 270 ° rotated 90 ° clockwise from the angular position 0 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit”) that flows in the forward direction at an angular position of 90 ° that is rotated 270 ° clockwise from the angular position of 0 °. When a current pulse is output from the power generation unit 4 at each of the angular position 90 ° and the angular position 270 °, the regulator 32 outputs power of a predetermined voltage.

アナログコンパレータ49の出力において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置90°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、Lレベルに維持されており、角度位置270°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。図12に示した計数器27は、アナログコンパレータ49からのRISE信号がHレベル、かつFALL信号がLレベル、かつアナログコンパレータ58からの出力信号がHレベルであることを検出した場合に、カウンタを1減少させ、記憶部9は、記憶している回転数を1減少した値に更新する。   In the output of the analog comparator 49, the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and at the angular position 90 °, the output of the power generation unit 4 is received and becomes the H level. The FALL signal is maintained at the L level and receives the output of the power generation unit 4 at the angular position 270 ° and becomes the H level. 12 detects that the RISE signal from the analog comparator 49 is at the H level, the FALL signal is at the L level, and the output signal from the analog comparator 58 is at the H level, the counter 27 shown in FIG. The storage unit 9 updates the stored number of rotations to a value reduced by 1.

上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、発電部21から出力があったときに一連の動作を行う。また、磁気式エンコーダ部1は、発電部21から出力がない期間に動作電流がゼロとなる状態を維持する。このように、磁気式エンコーダ部1は、磁石3の所定の位置が発電ユニット4の近傍を通過したことに応じてダイナミック駆動する。そのため、磁気式エンコーダ部1は、検出系で消費される電力をまかなうためのバッテリーを省くことや長寿命化できる。   The magnetic encoder unit 1 according to this embodiment as described above performs a series of operations when there is an output from the power generation unit 21. Further, the magnetic encoder unit 1 maintains a state in which the operating current becomes zero during a period in which there is no output from the power generation unit 21. Thus, the magnetic encoder unit 1 is dynamically driven in response to the predetermined position of the magnet 3 passing through the vicinity of the power generation unit 4. Therefore, the magnetic encoder unit 1 can omit a battery for extending the power consumed by the detection system and can extend its life.

本実施形態において、磁気センサ55およびアナログコンパレータ58を含む検出部57の出力は、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にある場合に、Hレベルになる。つまり、検出部57は、磁気センサ55の検出結果を、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にあるか否かを判定することに利用している。このように、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、磁石3の角度位置がいずれの区間にあるかを検出しながら、磁石3の回転数を検出できる。   In the present embodiment, the output of the detection unit 57 including the magnetic sensor 55 and the analog comparator 58 becomes the H level when the angular position of the magnet 3 is in the section from 0 ° to 180 °. That is, the detection unit 57 uses the detection result of the magnetic sensor 55 to determine whether or not the angular position of the magnet 3 is in a section from 0 ° to 180 °. Thus, the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment can detect the rotational speed of the magnet 3 while detecting which section the angular position of the magnet 3 is in.

ところで、磁石3が磁気センサ55に形成する磁界が強いほど、磁気センサ55の出力が大きくなり、アナログコンパレータ58からの出力が安定するので、磁気式エンコーダ部1のロバスト性が高くなる。ここで、磁気センサ55は、発電ユニット4から電力が出力される期間に駆動されるので、この期間に磁石3が形成する磁界が強い位置に配置されるとよい。また、発電ユニット4は、磁石3の角度位置90°または角度位置270°が発電ユニット4の近傍を通過する際に発電するので、磁気センサ55は、磁石3の周方向における発電ユニット4との位相差が45°以上135°以下であると出力を確保することが容易であり、約90°であると出力が最大になる。   By the way, the stronger the magnetic field formed by the magnet 3 in the magnetic sensor 55, the larger the output of the magnetic sensor 55 and the more stable the output from the analog comparator 58. Therefore, the robustness of the magnetic encoder unit 1 increases. Here, since the magnetic sensor 55 is driven during a period in which electric power is output from the power generation unit 4, it is preferable that the magnetic sensor 55 be disposed at a position where the magnetic field formed by the magnet 3 is strong during this period. Further, since the power generation unit 4 generates power when the angular position 90 ° or the angular position 270 ° of the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4, the magnetic sensor 55 is connected to the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. If the phase difference is not less than 45 ° and not more than 135 °, it is easy to ensure the output, and if it is about 90 °, the output is maximized.

[第4実施形態]
次に、第4実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図15は本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。このエンコーダ装置ECは、発電ユニット4、発電ユニット40、磁気センサ55、及び磁気センサ60を備える。発電ユニット4および発電ユニット40、及び電力調整部8については、図5、図7などを参照して説明した第2実施形態と同様である。磁気センサ55および磁気センサ60は、それぞれ、信号処理部5と電気的に接続されている。磁気センサ55および磁気センサ60は、それぞれ、発電ユニット4および発電ユニット40が発生する電力を使って、磁石3の回転に伴う磁界の変化を検出する。磁気センサ60は、図11(B)などを参照して説明した磁気センサ55と同様の構成である。   FIG. 15 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. The encoder device EC includes a power generation unit 4, a power generation unit 40, a magnetic sensor 55, and a magnetic sensor 60. The power generation unit 4, the power generation unit 40, and the power adjustment unit 8 are the same as those in the second embodiment described with reference to FIGS. The magnetic sensor 55 and the magnetic sensor 60 are each electrically connected to the signal processing unit 5. The magnetic sensor 55 and the magnetic sensor 60 detect the change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3 using the electric power generated by the power generation unit 4 and the power generation unit 40, respectively. The magnetic sensor 60 has the same configuration as the magnetic sensor 55 described with reference to FIG.

図16は、磁気センサ55および磁気センサ60の配置を示す平面図である。発電ユニット40は、磁石3の周方向において発電ユニット4と90°ずれて配置されている。磁気センサ55は、磁石の周方向において発電ユニット40との位相差が、例えば45°以上135°以下の範囲に設定され、図16では約45°に設定されている。磁気センサ60は、磁気センサ60は、磁石の周方向において発電ユニット40との位相差が、例えば45°以上135°以下の範囲に設定され、図16では約135°に設定されている。また、図16において、磁気センサ60は、磁気センサ55と90°ずれた角度位置に配置されており、発電ユニット4から反時計回りを正として−135°ずれた角度位置に配置されている。   FIG. 16 is a plan view showing the arrangement of the magnetic sensor 55 and the magnetic sensor 60. The power generation unit 40 is disposed 90 ° away from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. The phase difference between the magnetic sensor 55 and the power generation unit 40 in the circumferential direction of the magnet is set in a range of 45 ° to 135 °, for example, and is set to about 45 ° in FIG. In the magnetic sensor 60, the phase difference between the magnetic sensor 60 and the power generation unit 40 in the circumferential direction of the magnet is set in a range of 45 ° to 135 °, for example, and is set to about 135 ° in FIG. In FIG. 16, the magnetic sensor 60 is disposed at an angular position shifted by 90 ° from the magnetic sensor 55, and is disposed at an angular position shifted by −135 ° with the counterclockwise direction being positive from the power generation unit 4.

図17は、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成図である。本実施形態において、磁気式エンコーダ部1は、発電部21からの出力および発電部42からの出力を検出信号として回転数を検出する第1検出系と、磁気センサ55からの出力および磁気センサ60からの出力を検出信号として回転数を検出する第2検出系とを備える。第1検出系については、第2実施形態と同様である。第2検出系は、磁気センサ55、アナログコンパレータ58、磁気センサ60、アナログコンパレータ61、計数器62、及び記憶部63を備える。   FIG. 17 is a circuit configuration diagram of the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, the magnetic encoder unit 1 includes a first detection system that detects the number of rotations using the output from the power generation unit 21 and the output from the power generation unit 42 as detection signals, the output from the magnetic sensor 55, and the magnetic sensor 60. And a second detection system for detecting the rotational speed using the output from the detection signal as a detection signal. The first detection system is the same as in the second embodiment. The second detection system includes a magnetic sensor 55, an analog comparator 58, a magnetic sensor 60, an analog comparator 61, a counter 62, and a storage unit 63.

磁気センサ55の電源端子55pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ55の接地端子55gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ55の出力端子は、アナログコンパレータ58の入力端子58aに接続されている。アナログコンパレータ58の電源端子58pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ58の接地端子58gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ58の出力端子58bは、計数器62の第1入力端子62aに接続されている。   A power supply terminal 55p of the magnetic sensor 55 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 55g of the magnetic sensor 55 is connected to the ground line GL. The output terminal of the magnetic sensor 55 is connected to the input terminal 58 a of the analog comparator 58. The power supply terminal 58p of the analog comparator 58 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 58g of the analog comparator 58 is connected to the ground line GL. The output terminal 58 b of the analog comparator 58 is connected to the first input terminal 62 a of the counter 62.

磁気センサ60の電源端子60pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ60の接地端子60gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ60の出力端子は、アナログコンパレータ61の入力端子61aに接続されている。アナログコンパレータ61の電源端子61pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ61の接地端子61gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ61の出力端子61bは、計数器62の第2入力端子62bに接続されている。   The power supply terminal 60p of the magnetic sensor 60 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 60g of the magnetic sensor 60 is connected to the ground line GL. The output terminal of the magnetic sensor 60 is connected to the input terminal 61 a of the analog comparator 61. The power supply terminal 61p of the analog comparator 61 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 61g of the analog comparator 61 is connected to the ground line GL. The output terminal 61 b of the analog comparator 61 is connected to the second input terminal 62 b of the counter 62.

計数器62は、例えばCMOS論理回路などを含み、第1入力端子62aを介して供給される電圧、及び第2入力端子62bを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。計数器62の電源端子62pは、電源線PLに接続されている。計数器62の接地端子62gは、接地線GLに接続されている。計数器62は、電源端子62pおよび接地端子62qを介して供給される電力を使って、計数処理を行う。計数器62は、計数処理の結果を記憶部63に供給する。   The counter 62 includes, for example, a CMOS logic circuit, and performs a counting process using a voltage supplied via the first input terminal 62a and a voltage supplied via the second input terminal 62b as control signals. The power supply terminal 62p of the counter 62 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 62g of the counter 62 is connected to the ground line GL. The counter 62 performs a counting process using electric power supplied via the power supply terminal 62p and the ground terminal 62q. The counter 62 supplies the result of the counting process to the storage unit 63.

記憶部63は、不揮発性メモリ64を含み、計数器62の計数結果に関する情報を記憶する。記憶部63は、磁気センサ55の検出結果および磁気センサ60の検出結果を使って計数される磁石3の回転数を記憶する。記憶部63の電源端子63pは、電源線PLに接続されている。記憶部63の接地端子63gは、接地線GLに接続されている。記憶部63は、電源端子63pおよび接地端子63gを介して供給される電力を使って、不揮発性メモリ64に情報を記憶する。   The storage unit 63 includes a nonvolatile memory 64 and stores information related to the counting result of the counter 62. The storage unit 63 stores the number of rotations of the magnet 3 counted using the detection result of the magnetic sensor 55 and the detection result of the magnetic sensor 60. A power supply terminal 63p of the storage unit 63 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 63g of the storage unit 63 is connected to the ground line GL. The storage unit 63 stores information in the nonvolatile memory 64 using power supplied via the power supply terminal 63p and the ground terminal 63g.

図18は、磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。図18において、「MRセンサ1上の磁界」は、磁気センサ55上に形成される磁界である。「MRセンサ1上の磁界」には、磁石3が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「MRセンサ1」は、磁気センサ55を常時駆動したときの出力を示し、第1出力端子55a(図11(B)参照)からの出力を破線で表し、第2出力端子55bからの出力を実線で表した。「コンパレータ3」は、アナログコンパレータ58からの出力を示す。本実施形態において、磁気センサ55は、いわゆるダイナミック駆動(間欠駆動)であり、発電ユニット4から電力が出力される期間に駆動され、発電ユニット4から電力が出力されない期間に駆動されない。図18には、磁気センサ55が常時駆動された場合のアナログコンパレータ58の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ55が間欠駆動された場合のアナログコンパレータ58の出力を「間欠駆動」に示した。   FIG. 18 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1. In FIG. 18, “magnetic field on the MR sensor 1” is a magnetic field formed on the magnetic sensor 55. In the “magnetic field on the MR sensor 1”, the magnetic field formed by the magnet 3 is indicated by a long broken line, the magnetic field formed by the bias magnet is indicated by a short broken line, and the combined magnetic field is indicated by a solid line. “MR sensor 1” indicates an output when the magnetic sensor 55 is always driven, an output from the first output terminal 55a (see FIG. 11B) is represented by a broken line, and an output from the second output terminal 55b is indicated. Represented by a solid line. “Comparator 3” indicates an output from the analog comparator 58. In the present embodiment, the magnetic sensor 55 is so-called dynamic drive (intermittent drive), and is driven during a period in which power is output from the power generation unit 4 and is not driven during a period in which power is not output from the power generation unit 4. In FIG. 18, the output of the analog comparator 58 when the magnetic sensor 55 is always driven is shown as “always driven”, and the output of the analog comparator 58 when the magnetic sensor 55 is driven intermittently is shown as “intermittent drive”. It was.

図18において、「MRセンサ2上の磁界」は、磁気センサ60上に形成される磁界である。「MRセンサ2上の磁界」には、磁石3が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「MRセンサ2」は、磁気センサ60を常時駆動したときの出力を示し、第1出力端子からの出力を破線で表し、第2出力端子からの出力を実線で表した。「コンパレータ4」は、アナログコンパレータ61からの出力を示す。図18には、磁気センサ60が常時駆動された場合のアナログコンパレータ61の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ60が間欠駆動された場合のアナログコンパレータ61の出力を「間欠駆動」に示した。   In FIG. 18, “magnetic field on the MR sensor 2” is a magnetic field formed on the magnetic sensor 60. In the “magnetic field on the MR sensor 2”, the magnetic field formed by the magnet 3 is indicated by a long broken line, the magnetic field formed by the bias magnet is indicated by a short broken line, and the combined magnetic field is indicated by a solid line. “MR sensor 2” indicates an output when the magnetic sensor 60 is constantly driven, an output from the first output terminal is represented by a broken line, and an output from the second output terminal is represented by a solid line. “Comparator 4” indicates an output from the analog comparator 61. In FIG. 18, the output of the analog comparator 61 when the magnetic sensor 60 is constantly driven is shown as “always drive”, and the output of the analog comparator 61 when the magnetic sensor 60 is driven intermittently is shown as “intermittent drive”. It was.

本実施形態において、発電部21からの電流出力および発電部42からの電流出力を検出信号として回転数を検出する第1検出系は、第2実施形態と同様に動作する。ここでは、磁気センサ55の出力および磁気センサ60の出力を検出信号として回転数を検出する第2検出系の動作を中心に説明する。磁気センサ60の出力と磁気センサ60の出力と90°の位相差を有しており、第2検出系は、この位相差を利用して回転数を検出する。   In the present embodiment, the first detection system that detects the rotational speed using the current output from the power generation unit 21 and the current output from the power generation unit 42 as detection signals operates in the same manner as in the second embodiment. Here, the operation of the second detection system that detects the rotation speed using the output of the magnetic sensor 55 and the output of the magnetic sensor 60 as detection signals will be mainly described. The output of the magnetic sensor 60 and the output of the magnetic sensor 60 have a phase difference of 90 °, and the second detection system detects the rotational speed using this phase difference.

まず、回転軸SFが反時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。磁気センサ55(「MRセンサ1」)の出力は、角度位置0°から角度位置180°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、発電ユニット40は角度位置45°において電力を出力し、発電ユニット4は角度位置135°において電力を出力する。磁気センサ55およびアナログコンパレータ49は、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ58から出力される信号(以下、A相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいてHレベルになる。   First, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise will be described. The output of the magnetic sensor 55 (“MR sensor 1”) is in the form of a positive sine wave in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180 °. In this angular range, the power generation unit 40 outputs power at an angular position of 45 °, and the power generation unit 4 outputs power at an angular position of 135 °. The magnetic sensor 55 and the analog comparator 49 are driven by electric power supplied at each of the angular position 45 ° and the angular position 135 °. A signal output from the analog comparator 58 (hereinafter referred to as an A-phase signal) is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and becomes the H level at each of the angular position 45 ° and the angular position 135 °. .

また、磁気センサ60(「MRセンサ2」)の出力は、角度位置270°(−90°)から角度位置90°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、発電ユニット4は角度位置315°(−45°)において電力を出力し、発電ユニット40は角度位置45°において電力を出力する。磁気センサ60およびアナログコンパレータ61は、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ61から出力される信号(以下、B相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいてHレベルになる。B相信号は、A相信号と位相が90°ずれた信号である。   Further, the output of the magnetic sensor 60 (“MR sensor 2”) is a positive sine wave in the range from the angular position 270 ° (−90 °) to the angular position 90 °. In this angular range, the power generation unit 4 outputs power at the angular position 315 ° (−45 °), and the power generation unit 40 outputs power at the angular position 45 °. The magnetic sensor 60 and the analog comparator 61 are driven by electric power supplied at each of the angular position 315 ° and the angular position 45 °. A signal output from the analog comparator 61 (hereinafter referred to as a B phase signal) is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and is at the H level at each of the angular position 315 ° and the angular position 45 °. . The B phase signal is a signal that is 90 ° out of phase with the A phase signal.

ここで、計数器62に供給されるA相信号がHレベル(H)であり、計数器62に供給されるB相信号がLレベルである場合に、これら信号レベルの組を(H,L)のように表す。図18では、角度位置315°において信号レベルの組が(L,H)であり、角度位置45°において信号レベルの組が(H,H)、角度位置135°において信号レベルの組が(H,L)である。   Here, when the A-phase signal supplied to the counter 62 is at the H level (H) and the B-phase signal supplied to the counter 62 is at the L level, the set of these signal levels is expressed as (H, L ). In FIG. 18, the set of signal levels is (L, H) at an angular position of 315 °, the set of signal levels is (H, H) at an angular position of 45 °, and the set of signal levels is (H, H) at an angular position of 135 °. , L).

計数器62は、A相信号とB相信号の位相差を使って、回転方向を判別しつつ、回転数を計数する。例えば、計数器62は、検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、記憶部63に信号レベルの組を記憶させる。計数器62は、次に検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、前回のレベルの組を記憶部63から読み出し、前回のレベルの組と今回のレベルの組と比較して回転方向を判定する。   The counter 62 counts the number of rotations while discriminating the rotation direction using the phase difference between the A phase signal and the B phase signal. For example, the counter 62 stores a set of signal levels in the storage unit 63 when one or both of the detected A-phase signal and B-phase signal are at the H level. When one or both of the next detected A-phase signal and B-phase signal are at the H level, the counter 62 reads the previous level set from the storage unit 63, and the previous level set and the current level set. The direction of rotation is determined by comparison with the set.

例えば、今回の信号レベルの組が(H,L)であって、前回の信号レベルが(H,H)である場合には、今回の検出において角度位置135°であり、前回の検出において角度位置45°であるので、反時計回り(順回転)であることがわかる。また、今回の信号レベルの組が(H,L)であって、前回の信号レベルが(L,H)である場合には、今回の検出において角度位置135°であり、前回の検出において角度位置315°(−45°)であるので、時計回り(逆回転)であることがわかる。   For example, when the set of the current signal level is (H, L) and the previous signal level is (H, H), the angle position is 135 ° in the current detection, and the angle in the previous detection. Since the position is 45 °, it can be seen that it is counterclockwise (forward rotation). Further, when the set of the current signal level is (H, L) and the previous signal level is (L, H), the angle position is 135 ° in the current detection, and the angle in the previous detection. Since the position is 315 ° (−45 °), it can be seen that the position is clockwise (reverse rotation).

計数器62は、今回のレベルの組が(H,L)であって、かつ前回のレベルの組が(H,H)である場合、カウンタをアップすることを示すアップ信号を記憶部63に供給する。記憶部63は、計数器62からのアップ信号を検出した場合に、記憶している回転数を1増加した値に更新する。計数器62は、今回のレベルの組が(H,L)であって、かつ前回のレベルの組が(L,H)である場合に、カウンタをダウンすることを示すダウン信号を記憶部63に供給する。記憶部63は、計数器62からのダウン信号を検出した場合に、記憶している回転数を1減少した値に更新する。   When the current level set is (H, L) and the previous level set is (H, H), the counter 62 sends an up signal indicating that the counter is increased to the storage unit 63. Supply. When the storage unit 63 detects an up signal from the counter 62, the storage unit 63 updates the stored number of revolutions to a value increased by one. The counter 62 stores a down signal indicating that the counter is to be down when the current level set is (H, L) and the previous level set is (L, H). To supply. When the storage unit 63 detects a down signal from the counter 62, the storage unit 63 updates the stored number of revolutions to a value reduced by one.

上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、発電部21からの出力および発電部42からの出力を検出信号とする第1検出系と、磁気センサ55からの出力および磁気センサ60からの出力を検出信号とする第2検出系とが、それぞれ、回転数を検出する。第2検出系の検出結果は、例えば、第1検出系の検出結果との照合により、異常の検出などに利用できる。エンコーダ装置ECは、このような異常の検出を行う異常検出装置を備えていてもよいし、異常の検出結果を報知する報知装置を備えていてもよい。また、このような異常検出装置と報知装置の少なくとも一方は、エンコーダ装置ECの外部の装置であってもよい。また、第1検出系の故障などにより記憶部9から回転数を読み出せない場合に、第2検出系が検出した回転数を、記憶部63から読み出して、第1検出系の検出結果の代わりに利用することもできる。   The magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment as described above includes a first detection system that uses the output from the power generation unit 21 and the output from the power generation unit 42 as detection signals, the output from the magnetic sensor 55, and the magnetic sensor 60. The second detection system that uses the output from the detection signal as a detection signal detects the number of rotations. The detection result of the second detection system can be used, for example, for detecting an abnormality by collating with the detection result of the first detection system. The encoder device EC may include an abnormality detection device that detects such an abnormality, or may include an informing device that notifies an abnormality detection result. Further, at least one of the abnormality detection device and the notification device may be a device outside the encoder device EC. Further, when the rotation speed cannot be read from the storage unit 9 due to a failure of the first detection system, the rotation number detected by the second detection system is read from the storage unit 63 and replaced with the detection result of the first detection system. It can also be used.

[第5実施形態]
次に、第5実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図19は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。上述の実施形態においてエンコーダ装置ECの磁気式エンコーダ部1は、外部からの電力の供給を受けずに一連の動作を行うスタンドアローン型の装置であるが、図15の磁気式エンコーダ部1には、回転軸SFの回転数を検出する検出系で消費される電力の少なくとも一部をまかなう電源装置80を接続可能である。   FIG. 19 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the magnetic encoder unit 1 of the encoder device EC is a stand-alone type device that performs a series of operations without receiving external power supply, but the magnetic encoder unit 1 of FIG. A power supply device 80 that can cover at least part of the power consumed by the detection system that detects the number of rotations of the rotating shaft SF can be connected.

この電源装置80は、バッテリー81およびバッテリー82を含む。バッテリー81およびバッテリー82は、それぞれ、一次電池や二次電池などである。バッテリー81は、第1電圧(例、3.6V)の起電力を有し、バッテリー82は、第1電圧と異なる第2電圧(例、5.0V)の起電力を有する。バッテリー81の負極、及びバッテリー82の負極は、接地線GL2を介して接地端子63と接続されている。   The power supply device 80 includes a battery 81 and a battery 82. The battery 81 and the battery 82 are a primary battery and a secondary battery, respectively. The battery 81 has an electromotive force of a first voltage (eg, 3.6V), and the battery 82 has an electromotive force of a second voltage (eg, 5.0V) different from the first voltage. The negative electrode of the battery 81 and the negative electrode of the battery 82 are connected to the ground terminal 63 via the ground line GL2.

バッテリー81の正極は、ヒューズ84を介して、第1電源端子85と接続されている。バッテリー82の正極は、スイッチ86およびヒューズ87を介して、第2電源端子88と接続されている。スイッチ86とヒューズ87との間のノード89a、及び接地線GL2のノード89bの間には、コンデンサ90が接続されている。   The positive electrode of the battery 81 is connected to the first power supply terminal 85 via the fuse 84. The positive electrode of the battery 82 is connected to the second power supply terminal 88 through the switch 86 and the fuse 87. A capacitor 90 is connected between a node 89a between the switch 86 and the fuse 87 and a node 89b of the ground line GL2.

また、エンコーダ装置ECには、電源装置80からの電力を受ける回路91が組まれている。エンコーダ装置ECは、第1電源端子92、第2電源端子93、及び接地端子94を備える。エンコーダ装置ECの第1電源端子92は、電源装置80の第1電源端子85と接続される。エンコーダ装置ECの第2電源端子88は、電源装置80の第2電源端子93と接続される。エンコーダ装置ECの接地端子94は、電源装置80の接地端子94と接続される。   The encoder device EC includes a circuit 91 that receives power from the power supply device 80. The encoder device EC includes a first power supply terminal 92, a second power supply terminal 93, and a ground terminal 94. The first power supply terminal 92 of the encoder device EC is connected to the first power supply terminal 85 of the power supply device 80. The second power supply terminal 88 of the encoder device EC is connected to the second power supply terminal 93 of the power supply device 80. The ground terminal 94 of the encoder device EC is connected to the ground terminal 94 of the power supply device 80.

第1電源端子92は、ダイオード95を介して、磁気式エンコーダ部1の電源線PLに接続されている。第2電源端子88は、コイル96およびダイオード97を介して、磁気式エンコーダ部1の電源線PLに接続されている。このように、電源装置80は、磁気式エンコーダ部1に電力を供給可能である。   The first power supply terminal 92 is connected to the power supply line PL of the magnetic encoder unit 1 through the diode 95. The second power supply terminal 88 is connected to the power supply line PL of the magnetic encoder unit 1 through the coil 96 and the diode 97. As described above, the power supply device 80 can supply power to the magnetic encoder unit 1.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、発電部が発生する電力を使って回転数の検出系を駆動するので、電源装置80を長寿命にすることができる。その結果、例えば、電源装置80のメンテナンス頻度を下げることがき、エンコーダ装置ECのメンテナンス頻度を下げることができる。なお、電源装置80は、光学式エンコーダ部2に電力を供給する電力供給系の少なくとも一部を含んでいてもよく、光学式エンコーダ部2の駆動時に磁気式エンコーダ部1に電力を供給してもよい。この電力供給系は、例えば、エンコーダ装置ECが実装されるロボット装置などの各種装置の主電源であってもよい。   Since the encoder device EC according to the present embodiment drives the rotation speed detection system using the electric power generated by the power generation unit, the power supply device 80 can have a long life. As a result, for example, the maintenance frequency of the power supply device 80 can be lowered, and the maintenance frequency of the encoder device EC can be lowered. The power supply device 80 may include at least a part of a power supply system that supplies power to the optical encoder unit 2 and supplies power to the magnetic encoder unit 1 when the optical encoder unit 2 is driven. Also good. This power supply system may be a main power source of various devices such as a robot device on which the encoder device EC is mounted.

[第6実施形態]
次に、第6実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態に係るエンコーダ装置ECにおいて、信号処理部5は、図10と同様に、検出部7、電力調整部8、及び記憶部9を備える。検出部7は、磁石3が形成する磁界の変化により、回転軸SFの回転情報を検出する。検出部7は、回転情報として回転軸SFの回転数を検出する。検出部7は、磁気センサ55を含む。磁気センサ55は、信号処理部5と電気的に接続されている。磁気センサ55は、発電ユニット4が発生する電力を使って、磁石3が形成する磁界を検出する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In the encoder device EC according to the present embodiment, the signal processing unit 5 includes a detection unit 7, a power adjustment unit 8, and a storage unit 9, similarly to FIG. The detection unit 7 detects rotation information of the rotation axis SF based on a change in the magnetic field formed by the magnet 3. The detection unit 7 detects the rotation speed of the rotation axis SF as rotation information. The detection unit 7 includes a magnetic sensor 55. The magnetic sensor 55 is electrically connected to the signal processing unit 5. The magnetic sensor 55 detects the magnetic field formed by the magnet 3 using the electric power generated by the power generation unit 4.

電力調整部8は、発電ユニット4から出力された電力を所定電圧の電力に調整する。電力調整部8は、検出部7で消費される電力の少なくとも一部、及び記憶部9で消費される電力の少なくとも一部を供給する。記憶部9は、電力調整部8から出力される電力を使って、検出部7の検出結果を記憶する。   The power adjustment unit 8 adjusts the power output from the power generation unit 4 to a predetermined voltage. The power adjustment unit 8 supplies at least a part of the power consumed by the detection unit 7 and at least a part of the power consumed by the storage unit 9. The storage unit 9 stores the detection result of the detection unit 7 using the power output from the power adjustment unit 8.

図20(A)は、磁石3、発電ユニット4、及び磁気センサ55を示す斜視図である。図20(B)は、磁石3の形成する磁界を示す図である。図20(C)は、磁気センサ55の回路構成図である。磁石3は、図2と同様の構成でよい。磁石3は、例えば回転軸SFと同軸の円環状の部材である。磁石3は棒磁石の構成であってもよい。発電ユニット4は、図2と同様の構成でよい。なお、発電部21から流れる電流の向きは、コイルの巻きを逆にすることで、逆に設定することもできる。磁気センサ55は、例えば、図11(A)および(B)と同様でよい。   FIG. 20A is a perspective view showing the magnet 3, the power generation unit 4, and the magnetic sensor 55. FIG. 20B is a diagram illustrating a magnetic field formed by the magnet 3. FIG. 20C is a circuit configuration diagram of the magnetic sensor 55. The magnet 3 may have the same configuration as in FIG. The magnet 3 is, for example, an annular member that is coaxial with the rotation axis SF. The magnet 3 may have a bar magnet configuration. The power generation unit 4 may have the same configuration as in FIG. In addition, the direction of the current flowing from the power generation unit 21 can be set in reverse by reversing the winding of the coil. The magnetic sensor 55 may be the same as that shown in FIGS. 11A and 11B, for example.

図21は、磁気式エンコーダ部1の回路構成を示す図である。本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、回転軸SFの回転数を検出し、検出した回転数を記憶する検出系と、検出系で消費される電力の少なくとも一部をまかなう電力供給系とを含む。ここでは、まず検出系を説明し、次いで電力供給系を説明する。   FIG. 21 is a diagram illustrating a circuit configuration of the magnetic encoder unit 1. The magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment detects the number of rotations of the rotating shaft SF and stores the detected number of rotations, and a power supply system that covers at least part of the power consumed by the detection system. including. Here, the detection system will be described first, and then the power supply system will be described.

磁気式エンコーダ部1の検出系は、検出部7および記憶部9を含む。検出部7は、検出部126、検出部127、及び計数器128を含む。検出部126は、磁石3が形成する磁界の変化を検出する磁界検出部である。検出部127は、発電部21から出力される電力の変化により回転軸SFの回転情報を検出する電力検出部である。計数器128は、検出部126の検出結果と検出部127の検出結果とを使って、回転軸SFの回転数を計数する。   The detection system of the magnetic encoder unit 1 includes a detection unit 7 and a storage unit 9. The detection unit 7 includes a detection unit 126, a detection unit 127, and a counter 128. The detection unit 126 is a magnetic field detection unit that detects a change in the magnetic field formed by the magnet 3. The detection unit 127 is a power detection unit that detects rotation information of the rotation shaft SF based on a change in power output from the power generation unit 21. The counter 128 counts the number of rotations of the rotation shaft SF using the detection result of the detection unit 126 and the detection result of the detection unit 127.

検出部126は、磁気センサ55およびアナログコンパレータ129を備える。磁気センサ55の電源端子55pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ55の接地端子55gは、シグナルグランドSGと同電位が供給される接地線GLに接続されている。磁気センサ55の出力端子は、アナログコンパレータ129の入力端子129aに接続されている。磁気センサ55は、電源端子55pおよび接地端子55gを介して供給される電力を使って、磁石3が形成する磁界を検出し、その検出結果(検出信号)をアナログコンパレータ129に出力する。本実施形態において、磁気センサ55の出力端子は、図20(C)に示した第2出力端子55bの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。   The detection unit 126 includes a magnetic sensor 55 and an analog comparator 129. A power supply terminal 55p of the magnetic sensor 55 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 55g of the magnetic sensor 55 is connected to a ground line GL to which the same potential as the signal ground SG is supplied. The output terminal of the magnetic sensor 55 is connected to the input terminal 129a of the analog comparator 129. The magnetic sensor 55 detects the magnetic field formed by the magnet 3 using the power supplied via the power supply terminal 55p and the ground terminal 55g, and outputs the detection result (detection signal) to the analog comparator 129. In the present embodiment, the output terminal of the magnetic sensor 55 outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the second output terminal 55b shown in FIG. 20C and the reference potential.

アナログコンパレータ129は、磁気センサ55から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ129の電源端子129pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ129の接地端子129gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ129は、電源端子129pおよび接地端子129gを介して供給される電力により、磁気センサ55から出力される電圧を二値化する。アナログコンパレータ129は、磁気センサ55の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からHレベル(ハイレベル)の信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子からLレベル(ローレベル)の信号を出力する。アナログコンパレータ129の出力端子129bは、計数器128の第1入力端子128aに接続されている。アナログコンパレータ129は、出力端子129bを介して、計数器128の第1入力端子128aにHレベルまたはLレベルの信号を供給する。   The analog comparator 129 is a comparator that compares the voltage output from the magnetic sensor 55 with a predetermined voltage. A power supply terminal 129p of the analog comparator 129 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 129g of the analog comparator 129 is connected to the ground line GL. The analog comparator 129 binarizes the voltage output from the magnetic sensor 55 with the power supplied through the power supply terminal 129p and the ground terminal 129g. The analog comparator 129 outputs an H level (high level) signal from the output terminal when the output voltage of the magnetic sensor 55 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level (low level) signal from the output terminal when the output voltage is less than the threshold value. Is output. The output terminal 129b of the analog comparator 129 is connected to the first input terminal 128a of the counter 128. The analog comparator 129 supplies an H level or L level signal to the first input terminal 128a of the counter 128 via the output terminal 129b.

検出部127は、電流電圧変換器130およびアナログコンパレータ131を含む。電流電圧変換器130は、発電部21から流れる電流を電圧に変換する変換器である。電流電圧変換器130の負極130aは、発電ユニット4の端子23aに接続されている。電流電圧変換器130の正極130bは、発電ユニット4の端子23bに接続されている。電流電圧変換器130の出力端子133cは、アナログコンパレータ31の入力端子131aに接続されている。   The detection unit 127 includes a current-voltage converter 130 and an analog comparator 131. The current-voltage converter 130 is a converter that converts the current flowing from the power generation unit 21 into a voltage. The negative electrode 130 a of the current-voltage converter 130 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The positive electrode 130 b of the current-voltage converter 130 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The output terminal 133 c of the current / voltage converter 130 is connected to the input terminal 131 a of the analog comparator 31.

アナログコンパレータ131は、電流電圧変換器130から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ131の電源端子131pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ131の接地端子131gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ131は、電源端子131pおよび接地端子131gを介して供給される電力により、電流電圧変換器130から出力される電圧を二値化する。アナログコンパレータ131は、電流電圧変換器130の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子131cからHレベル(ハイレベル)の信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子131cからLレベル(ローレベル)の信号を出力する。アナログコンパレータ131の出力端子131cは、計数器128の第2入力端子128bに接続されている。アナログコンパレータ131は、出力端子131cを介して、計数器128の第2入力端子128bにHレベルまたはLレベルの信号を供給する。   The analog comparator 131 is a comparator that compares the voltage output from the current-voltage converter 130 with a predetermined voltage. The power supply terminal 131p of the analog comparator 131 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 131g of the analog comparator 131 is connected to the ground line GL. The analog comparator 131 binarizes the voltage output from the current-voltage converter 130 with the power supplied via the power supply terminal 131p and the ground terminal 131g. The analog comparator 131 outputs an H level (high level) signal from the output terminal 131c when the output voltage of the current-voltage converter 130 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level (low level) from the output terminal 131c when the output voltage is less than the threshold value. Level) signal. The output terminal 131 c of the analog comparator 131 is connected to the second input terminal 128 b of the counter 128. The analog comparator 131 supplies an H level or L level signal to the second input terminal 128b of the counter 128 via the output terminal 131c.

計数器128は、例えばCMOS論理回路などを含み、第1入力端子128aを介して供給される電圧、及び第2入力端子128bを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。計数器128の電源端子128pは、電源線PLに接続されている。計数器128の接地端子128gは、接地線GLに接続されている。計数器128は、電源端子128pおよび接地端子128gを介して供給される電力を使って、計数処理を実行する。計数器128は、計数結果を記憶部9に供給する。   The counter 128 includes, for example, a CMOS logic circuit, and performs a counting process using a voltage supplied via the first input terminal 128a and a voltage supplied via the second input terminal 128b as control signals. The power supply terminal 128p of the counter 128 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 128g of the counter 128 is connected to the ground line GL. The counter 128 performs a counting process using the power supplied through the power supply terminal 128p and the ground terminal 128g. The counter 128 supplies the counting result to the storage unit 9.

記憶部9は、計数器128が検出した回転数に関する情報を記憶する。記憶部9の電源端子9pは、電源線PLに接続されている。記憶部9の接地端子9gは、接地線GLに接続されている。記憶部9は、電源端子9pおよび接地端子9gを介して供給される電力を使って、情報の書き込みを行う。記憶部9は、不揮発性メモリ132を含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持できる。   The storage unit 9 stores information related to the rotation speed detected by the counter 128. The power supply terminal 9p of the storage unit 9 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 9g of the storage unit 9 is connected to the ground line GL. The storage unit 9 writes information using power supplied via the power supply terminal 9p and the ground terminal 9g. The storage unit 9 includes a nonvolatile memory 132 and can hold information written while power is supplied even in a state where power is not supplied.

一般的に、回転数の検出系は、バッテリーなどから電力の供給を受けて検出や情報の記憶を行う。このバッテリーは、定期的なメンテナンス時などに交換される。このような検出系を有するエンコーダ装置は、バッテリーの寿命が他の部品よりも短い場合などには、メンテナンスのサイクルをバッテリーの寿命に応じて設定する必要があり、メンテナンスの頻度、コストなどが高くなる可能性がある。   Generally, the rotation speed detection system receives power supplied from a battery or the like and performs detection and information storage. This battery is replaced during regular maintenance. In an encoder device having such a detection system, when the battery life is shorter than other components, it is necessary to set the maintenance cycle according to the battery life, and the maintenance frequency and cost are high. There is a possibility.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、回転数の検出系で消費される電力の少なくとも一部を発電によりまかなう。そのため、検出系の消費電力をまかなうためのバッテリーを省略すること、あるいはバッテリーを長寿命化することができる。その結果、例えば、メンテナンスの低頻度化や低コスト化を実現可能である。以下、エンコーダ装置ECの電力供給系について説明する。   The encoder device EC according to the present embodiment provides at least a part of the power consumed by the rotation speed detection system by power generation. Therefore, it is possible to omit a battery for covering the power consumption of the detection system, or to extend the life of the battery. As a result, for example, it is possible to reduce the frequency and cost of maintenance. Hereinafter, the power supply system of the encoder device EC will be described.

エンコーダ装置ECの電力供給系は、発電ユニット4および電力調整部8を含む。電力調整部8は、整流スタック133、コンデンサ134、及びレギュレータ135を含む。   The power supply system of the encoder device EC includes a power generation unit 4 and a power adjustment unit 8. The power adjustment unit 8 includes a rectification stack 133, a capacitor 134, and a regulator 135.

整流スタック133は、発電部21から流れる電流を整流する整流器である。整流スタック133の第1入力端子133aは、発電ユニット4の端子23aと接続されている。整流スタック133の第2入力端子133bは、発電ユニット4の端子23bと接続されている。整流スタック133の接地端子133gは、接地線GLに接続されている。整流スタック133の出力端子133cは、レギュレータ135の入力端子135aに接続されている。   The rectification stack 133 is a rectifier that rectifies the current flowing from the power generation unit 21. The first input terminal 133 a of the rectifying stack 133 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The second input terminal 133 b of the rectifying stack 133 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The ground terminal 133g of the rectifying stack 133 is connected to the ground line GL. The output terminal 133 c of the rectifying stack 133 is connected to the input terminal 135 a of the regulator 135.

整流スタック133の第1入力端子133aには、発電部21から順方向に流れる第1電流が供給される。整流スタック133の第2入力端子133bには、発電部21から逆方向(第1電流と逆向き)に流れる第2電流が供給される。整流スタック133は、これら電流出力を基に全波整流を行う。整流スタック133は、整流により調整された電力を、出力端子133cを介してレギュレータ135に供給する。   A first current flowing in the forward direction from the power generation unit 21 is supplied to the first input terminal 133 a of the rectifying stack 133. The second input terminal 133b of the rectifying stack 133 is supplied with a second current that flows in the reverse direction (reverse to the first current) from the power generation unit 21. The rectification stack 133 performs full-wave rectification based on these current outputs. The rectification stack 133 supplies the power adjusted by the rectification to the regulator 135 via the output terminal 133c.

レギュレータ135は、例えば、低損失の3端子レギュレータを含む。レギュレータ135の接地端子135gは、接地線GLに接続されている。レギュレータ135の出力端子135bは、電源線PLに接続されている。レギュレータ135の入力端子135aには、整流スタック133により整流された直流電力が供給され、レギュレータ135は、この直流電圧を基に、リプル(脈動)の少ない所定電圧を生成する。この所定電圧の基準電位は、接地線GLおよび接地端子135gを介して供給されるシグナルグランドSGの電位と同電位である。所定電圧は、計数器128の動作電圧に設定され、計数器128がCMOSなどで構成される場合に、例えば3Vに設定される。アナログコンパレータ129、アナログコンパレータ131、及び記憶部9の不揮発性メモリ132のそれぞれの動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。電力調整部8は、少なくとも検出部7が回転数を検出してから記憶部9が回転数を書き込むまでの期間において、電源線PLの電位を接地線GLの電位に対して所定電圧にする。   The regulator 135 includes, for example, a low-loss three-terminal regulator. The ground terminal 135g of the regulator 135 is connected to the ground line GL. The output terminal 135b of the regulator 135 is connected to the power supply line PL. The DC power rectified by the rectifying stack 133 is supplied to the input terminal 135a of the regulator 135, and the regulator 135 generates a predetermined voltage with little ripple (pulsation) based on this DC voltage. The reference potential of the predetermined voltage is the same as the potential of the signal ground SG supplied via the ground line GL and the ground terminal 135g. The predetermined voltage is set to the operating voltage of the counter 128, and is set to 3 V, for example, when the counter 128 is configured by a CMOS or the like. The operating voltages of the analog comparator 129, the analog comparator 131, and the nonvolatile memory 132 of the storage unit 9 are set to the same voltage as a predetermined voltage, for example. The power adjustment unit 8 sets the potential of the power supply line PL to a predetermined voltage with respect to the potential of the ground line GL at least in a period from when the detection unit 7 detects the rotation speed to when the storage unit 9 writes the rotation speed.

コンデンサ134は、整流スタック133から出力される電力の脈動を低減する。コンデンサ134の第1電極134aは、整流スタック133の出力端子133bとレギュレータ135の入力端子135aとを接続する信号線に接続されている。コンデンサ134の第2電極134bは、接地線GLに接続されている。このコンデンサ134は、いわゆる平滑コンデンサであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。コンデンサ134の定数は、例えば、検出部7により回転数を検出して記憶部9に回転数を書き込むまでの期間に、電力調整部8から検出部7および記憶部9への電力供給が維持されるように設定される。   The capacitor 134 reduces the pulsation of the power output from the rectifying stack 133. The first electrode 134 a of the capacitor 134 is connected to a signal line that connects the output terminal 133 b of the rectifying stack 133 and the input terminal 135 a of the regulator 135. The second electrode 134b of the capacitor 134 is connected to the ground line GL. This capacitor 134 is a so-called smoothing capacitor, and reduces the load of the regulator by reducing pulsation. The constant of the capacitor 134 is such that, for example, the power supply from the power adjustment unit 8 to the detection unit 7 and the storage unit 9 is maintained during the period from the detection of the rotation number by the detection unit 7 to the writing of the rotation number in the storage unit 9. Is set to

本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、例えば図14および図15を参照して説明したのと同様に動作する。上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、発電部21から出力があったときに一連の動作を行う。また、磁気式エンコーダ部1は、発電部21から出力がない期間に動作電流がゼロとなる状態を維持する。このように、磁気式エンコーダ部1は、磁石3の所定の位置が発電ユニット4の近傍を通過したことに応じてダイナミック駆動する。そのため、磁気式エンコーダ部1は、検出系で消費される電力をまかなうためのバッテリーを省くこと、あるいは長寿命にすることができる。   The magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment operates in the same manner as described with reference to FIGS. 14 and 15, for example. The magnetic encoder unit 1 according to this embodiment as described above performs a series of operations when there is an output from the power generation unit 21. Further, the magnetic encoder unit 1 maintains a state in which the operating current becomes zero during a period in which there is no output from the power generation unit 21. Thus, the magnetic encoder unit 1 is dynamically driven in response to the predetermined position of the magnet 3 passing through the vicinity of the power generation unit 4. Therefore, the magnetic encoder unit 1 can omit a battery for supplying power consumed by the detection system, or can have a long life.

本実施形態において、磁気センサ55およびアナログコンパレータ129を含む検出部126の出力は、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にある場合に、Hレベルになる。つまり、検出部126は、磁気センサ55の検出結果を、磁石3の角度位置が0°から180°の区間にあるか否かを判定することに利用している。このように、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、磁石3の角度位置がいずれの区間にあるかを検出しながら、磁石3の回転数を検出できる。   In the present embodiment, the output of the detection unit 126 including the magnetic sensor 55 and the analog comparator 129 becomes the H level when the angular position of the magnet 3 is in the section from 0 ° to 180 °. That is, the detection unit 126 uses the detection result of the magnetic sensor 55 to determine whether or not the angular position of the magnet 3 is in a section from 0 ° to 180 °. Thus, the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment can detect the rotational speed of the magnet 3 while detecting which section the angular position of the magnet 3 is in.

なお、本実施形態において、検出部7は、発電部21から出力される電力の変化により回転情報を検出する検出部127を含んでいるが、検出部127を含んでいなくてもよい。この場合に、検出部7は、磁気センサ55の検出結果を使うことにより、一方向に回転する回転軸SFの回転数を検出できる。なお、検出部7は、発電部21からの電力を使ってセンサを駆動し、このセンサの検出結果により回転数を検出するものであればよい。例えば、このセンサは、磁気センサでなくてもよく、静電容量を検出するものでもよい。   In the present embodiment, the detection unit 7 includes the detection unit 127 that detects the rotation information based on a change in the power output from the power generation unit 21, but may not include the detection unit 127. In this case, the detection unit 7 can detect the number of rotations of the rotation shaft SF rotating in one direction by using the detection result of the magnetic sensor 55. The detection unit 7 may be any device that drives the sensor using the electric power from the power generation unit 21 and detects the rotation speed based on the detection result of the sensor. For example, this sensor does not have to be a magnetic sensor, and may detect a capacitance.

ところで、磁石3が磁気センサ55上に形成する磁界が強いほど、磁気センサ55の出力が大きくなり、アナログコンパレータ129からの出力が安定するので、磁気式エンコーダ部1のロバスト性が高くなる。ここで、磁気センサ55は、発電ユニット4から電力が出力される期間に駆動されるので、この期間に磁石3が形成する磁界が強い位置に配置されるとよい。発電ユニット4は、磁石3の角度位置90°または角度位置270°が発電ユニット4の近傍を通過する際に発電するので、磁気センサ55は、磁石3の周方向における発電ユニット4との位相差が45°以上135°以下であると出力を確保することが容易であり、約90°であると出力が最大になる。   By the way, the stronger the magnetic field formed by the magnet 3 on the magnetic sensor 55, the larger the output of the magnetic sensor 55 and the more stable the output from the analog comparator 129. Therefore, the robustness of the magnetic encoder unit 1 increases. Here, since the magnetic sensor 55 is driven during a period in which electric power is output from the power generation unit 4, it is preferable that the magnetic sensor 55 be disposed at a position where the magnetic field formed by the magnet 3 is strong during this period. Since the power generation unit 4 generates power when the angular position 90 ° or the angular position 270 ° of the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4, the magnetic sensor 55 has a phase difference from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. If the angle is 45 ° or more and 135 ° or less, it is easy to secure the output, and if it is about 90 °, the output is maximized.

[第7実施形態]
次に、第7実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、図15および図16と同様に、発電ユニット4、発電ユニット40、磁気センサ55、及び磁気センサ60を備える。磁気センサ55および磁気センサ60は、それぞれ、発電ユニット4および発電ユニット40が発生する電力を使って、磁石3の回転に伴う磁界の変化を検出する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. The encoder device EC according to this embodiment includes the power generation unit 4, the power generation unit 40, the magnetic sensor 55, and the magnetic sensor 60, as in FIGS. 15 and 16. The magnetic sensor 55 and the magnetic sensor 60 detect the change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 3 using the electric power generated by the power generation unit 4 and the power generation unit 40, respectively.

図22は、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成図である。発電ユニット40は、図2などを参照して説明した発電ユニット4と同様の構成である。発電ユニット40は、感磁性部41および発電部42を備える。発電部42は、感磁性部41における磁界の変化によって電力が発生する。   FIG. 22 is a circuit configuration diagram of the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment. The power generation unit 40 has the same configuration as the power generation unit 4 described with reference to FIG. The power generation unit 40 includes a magnetic sensitive part 41 and a power generation part 42. The power generation unit 42 generates power due to a change in the magnetic field in the magnetic sensitive unit 41.

本実施形態において、電力調整部8は、整流スタック133、整流スタック144、コンデンサ134、及びレギュレータ135を備える。電力調整部8において、整流スタック144以外の要素については第6実施形態と同様である。整流スタック144の第1入力端子144aは、発電ユニット40から順方向の電流が出力される端子40aと接続されている。整流スタック144の第2入力端子144bは、発電ユニット40から逆方向に電流が出力される端子40bと接続されている。整流スタック144の接地端子144gは、接地線GLに接続されている。整流スタック144の出力端子144cは、整流スタック133とレギュレータ135とを接続する信号線に接続されている。整流スタック144は、発電ユニット40からの電流出力を基に全波整流を行う。整流スタック144は、整流により調整された電力を、出力端子144cを介してレギュレータ135に供給する。   In the present embodiment, the power adjustment unit 8 includes a rectification stack 133, a rectification stack 144, a capacitor 134, and a regulator 135. In the power adjustment unit 8, the elements other than the rectifying stack 144 are the same as in the sixth embodiment. The first input terminal 144a of the rectifying stack 144 is connected to a terminal 40a from which a forward current is output from the power generation unit 40. The second input terminal 144b of the rectifying stack 144 is connected to a terminal 40b from which a current is output in the reverse direction from the power generation unit 40. The ground terminal 144g of the rectifying stack 144 is connected to the ground line GL. The output terminal 144 c of the rectifying stack 144 is connected to a signal line that connects the rectifying stack 133 and the regulator 135. The rectification stack 144 performs full-wave rectification based on the current output from the power generation unit 40. The rectification stack 144 supplies the power adjusted by the rectification to the regulator 135 through the output terminal 144c.

図22においてレギュレータ135は、整流スタック133からの出力を基に所定電圧を生成し、整流スタック144からの出力を基に所定電圧を生成する。また、レギュレータ135は、整流スタック133からの給電系統と整流スタック144からの給電系統とで共用される。   In FIG. 22, the regulator 135 generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 133, and generates the predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 144. The regulator 135 is shared by the power feeding system from the rectifying stack 133 and the power feeding system from the rectifying stack 144.

なお、整流スタック133からの出力を基に所定電圧を生成するレギュレータ135と、整流スタック144からの出力を基に所定電圧を生成する他のレギュレータとが設けられていてもよい。また、図22おいて、発電ユニット4からの電流を整流する整流スタック133と、発電ユニット40からの電流を整流する整流スタック144とが別に設けられているが、1つの整流スタックによって、発電ユニット4からの電流を整流し、発電ユニット40からの電流を整流してもよい。   A regulator 135 that generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 133 and another regulator that generates a predetermined voltage based on the output from the rectifying stack 144 may be provided. In FIG. 22, a rectifying stack 133 that rectifies the current from the power generation unit 4 and a rectifying stack 144 that rectifies the current from the power generation unit 40 are provided separately. 4 may be rectified and the current from the power generation unit 40 may be rectified.

本実施形態において、検出部7は、検出部126、検出部145、及び計数器128を含む。検出部126は、第6実施形態と同様の構成である。検出部145は、検出部126と同様の構成であり、磁石3が形成する磁界の変化を検出する磁界検出部である。   In the present embodiment, the detection unit 7 includes a detection unit 126, a detection unit 145, and a counter 128. The detection unit 126 has the same configuration as that of the sixth embodiment. The detection unit 145 has the same configuration as the detection unit 126 and is a magnetic field detection unit that detects a change in the magnetic field formed by the magnet 3.

検出部145は、磁気センサ60およびアナログコンパレータ146を備える。磁気センサ60の電源端子60pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ60の接地端子60gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ60の出力端子は、アナログコンパレータ146の入力端子146aに接続されている。磁気センサ60は、電源端子141pおよび接地端子141gを介して供給される電力を使って、磁石3が形成する磁界を検出し、その検出結果(検出信号)をアナログコンパレータ146に出力する。   The detection unit 145 includes a magnetic sensor 60 and an analog comparator 146. The power supply terminal 60p of the magnetic sensor 60 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 60g of the magnetic sensor 60 is connected to the ground line GL. The output terminal of the magnetic sensor 60 is connected to the input terminal 146a of the analog comparator 146. The magnetic sensor 60 detects the magnetic field formed by the magnet 3 using the power supplied via the power supply terminal 141p and the ground terminal 141g, and outputs the detection result (detection signal) to the analog comparator 146.

アナログコンパレータ146は、磁気センサ60から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ146の電源端子146pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ146の接地端子146gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ146は、電源端子146pおよび接地端子146gを介して供給される電力により、磁気センサ60から出力される電圧を二値化する。アナログコンパレータ146は、磁気センサ55の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子146bからHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子146bからLレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ146の出力端子146bは、計数器128の第2入力端子128bに接続されている。アナログコンパレータ146は、出力端子146bを介して、計数器128の第2入力端子128bにHレベルまたはLレベルの信号を供給する。   The analog comparator 146 is a comparator that compares the voltage output from the magnetic sensor 60 with a predetermined voltage. The power supply terminal 146p of the analog comparator 146 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 146g of the analog comparator 146 is connected to the ground line GL. The analog comparator 146 binarizes the voltage output from the magnetic sensor 60 by the power supplied via the power supply terminal 146p and the ground terminal 146g. The analog comparator 146 outputs an H level signal from the output terminal 146b when the output voltage of the magnetic sensor 55 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal 146b when the output voltage is less than the threshold value. The output terminal 146b of the analog comparator 146 is connected to the second input terminal 128b of the counter 128. The analog comparator 146 supplies an H level or L level signal to the second input terminal 128b of the counter 128 via the output terminal 146b.

図23は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。図24は、回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。   FIG. 23 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise (forward rotation). FIG. 24 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation axis SF rotates counterclockwise (reverse rotation).

図23および図24の「磁界」において、実線は発電ユニット4の位置での磁界を示し、破線は発電ユニット40の位置での磁界を示す。「発電ユニット2」は発電ユニット40の出力を示し、発電ユニット40から1方向に流れる電流の出力を正(+)とし、その逆方向に流れる電流の出力を負(−)とした。図23および図24の「レギュレータ」は、レギュレータ135の出力を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。   23 and FIG. 24, the solid line indicates the magnetic field at the position of the power generation unit 4, and the broken line indicates the magnetic field at the position of the power generation unit 40. “Power generation unit 2” indicates the output of the power generation unit 40, the output of the current flowing in one direction from the power generation unit 40 is positive (+), and the output of the current flowing in the opposite direction is negative (−). “Regulator” in FIG. 23 and FIG. 24 indicates the output of the regulator 135, where the H level is represented by “H” and the L level is represented by “L”.

図23および図24の「MRセンサ2上の磁界」は、磁気センサ60上に形成される磁界である。「MRセンサ2上の磁界」には、磁石3が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「MRセンサ2」は、磁気センサ60を常時駆動したときの出力を示し、第1出力端子からの出力を破線で表し、第2出力端子からの出力を実線で表した。「コンパレータ3」は、アナログコンパレータ146からの出力を示す。磁気センサ60が常時駆動された場合のアナログコンパレータ146の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ60が間欠駆動された場合のアナログコンパレータ146の出力を「間欠駆動」に示した。   The “magnetic field on the MR sensor 2” in FIGS. 23 and 24 is a magnetic field formed on the magnetic sensor 60. In the “magnetic field on the MR sensor 2”, the magnetic field formed by the magnet 3 is indicated by a long broken line, the magnetic field formed by the bias magnet is indicated by a short broken line, and the combined magnetic field is indicated by a solid line. “MR sensor 2” indicates an output when the magnetic sensor 60 is constantly driven, an output from the first output terminal is represented by a broken line, and an output from the second output terminal is represented by a solid line. “Comparator 3” indicates an output from the analog comparator 146. The output of the analog comparator 146 when the magnetic sensor 60 is always driven is shown as “always drive”, and the output of the analog comparator 146 when the magnetic sensor 60 is driven intermittently is shown as “intermittent drive”.

まず、図23を参照しつつ、回転軸SFが反時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置135°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置315°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。発電ユニット40は、角度位置45°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置225°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。そのため、レギュレータ135は、角度位置45°、角度位置135°、角度位置225°、角度位置315°のそれぞれにおいて、電源線PLに所定電圧を供給する。   First, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit 1”) at an angular position of 135 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) flowing in the forward direction at the angular position 315 °. The power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) flowing in the forward direction at an angular position of 45 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (negative of “power generation unit 2”) that flows in the opposite direction at the angular position 225 °. Therefore, the regulator 135 supplies a predetermined voltage to the power supply line PL at each of the angular position 45 °, the angular position 135 °, the angular position 225 °, and the angular position 315 °.

本実施形態において、磁気センサ55の出力と磁気センサ60の出力は、90°の位相差を有しており、検出部7は、この位相差を利用して回転数を検出する。磁気センサ55の出力は、角度位置0°から角度位置180°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、発電ユニット40は角度位置45°において電力を出力し、発電ユニット4は角度位置135°において電力を出力する。磁気センサ55およびアナログコンパレータ129は、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ129から出力される信号(以下、A相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいてHレベルになる。   In the present embodiment, the output of the magnetic sensor 55 and the output of the magnetic sensor 60 have a phase difference of 90 °, and the detection unit 7 detects the rotational speed using this phase difference. The output of the magnetic sensor 55 has a positive sine wave shape in the range from the angular position 0 ° to the angular position 180 °. In this angular range, the power generation unit 40 outputs power at an angular position of 45 °, and the power generation unit 4 outputs power at an angular position of 135 °. The magnetic sensor 55 and the analog comparator 129 are driven by electric power supplied at each of the angular position 45 ° and the angular position 135 °. A signal output from the analog comparator 129 (hereinafter referred to as an A-phase signal) is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and is at the H level at each of the angular position 45 ° and the angular position 135 °. .

また、磁気センサ55の出力は、角度位置270°(−90°)から角度位置90°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、発電ユニット4は角度位置315°(−45°)において電力を出力し、発電ユニット40は角度位置45°において電力を出力する。磁気センサ55およびアナログコンパレータ146は、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ146から出力される信号(以下、B相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいてHレベルになる。   Further, the output of the magnetic sensor 55 has a positive sine wave shape in the range from the angular position 270 ° (−90 °) to the angular position 90 °. In this angular range, the power generation unit 4 outputs power at the angular position 315 ° (−45 °), and the power generation unit 40 outputs power at the angular position 45 °. The magnetic sensor 55 and the analog comparator 146 are driven by electric power supplied at each of the angular position 315 ° and the angular position 45 °. A signal output from the analog comparator 146 (hereinafter referred to as a B-phase signal) is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and becomes the H level at each of the angular position 315 ° and the angular position 45 °. .

ここで、計数器128に供給されるA相信号がHレベル(H)であり、計数器128に供給されるB相信号がLレベルである場合に、これら信号レベルの組を(H,L)のように表す。図23では、角度位置315°において信号レベルの組が(L,H)であり、角度位置45°において信号レベルの組が(H,H)、角度位置135°において信号レベルの組が(H,L)である。   Here, when the A phase signal supplied to the counter 128 is at the H level (H) and the B phase signal supplied to the counter 128 is at the L level, the set of these signal levels is expressed as (H, L ). In FIG. 23, the signal level pair is (L, H) at the angular position 315 °, the signal level pair is (H, H) at the angular position 45 °, and the signal level pair is (H) at the angular position 135 °. , L).

計数器128は、検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、記憶部9に信号レベルの組を記憶させる。計数器128は、次に検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、前回のレベルの組を記憶部9から読み出し、前回のレベルの組と今回のレベルの組と比較して回転方向を判定する。   The counter 128 causes the storage unit 9 to store a set of signal levels when one or both of the detected A-phase signal and B-phase signal are at the H level. When one or both of the next detected A-phase signal and B-phase signal are at the H level, the counter 128 reads the previous level set from the storage unit 9 and the previous level set and the current level set. The direction of rotation is determined by comparison with the set.

例えば、前回の信号レベルの組が(H,H)であって、今回の信号レベルが(H,L)である場合には、前回の検出において角度位置45°であり、今回の検出において角度位置135°であるので、反時計回り(順回転)であることがわかる。計数器128は、今回のレベルの組が(H,L)であって、かつ前回のレベルの組が(H,H)である場合、カウンタをアップすることを示すアップ信号を記憶部9に供給する。記憶部9は、計数器128からのアップ信号を検出した場合に、記憶している回転数を1増加した値に更新する。   For example, when the previous set of signal levels is (H, H) and the current signal level is (H, L), the angle position is 45 ° in the previous detection, and the angle in the current detection is Since it is 135 degrees, it turns out that it is counterclockwise (forward rotation). When the current level set is (H, L) and the previous level set is (H, H), the counter 128 sends an up signal indicating that the counter is to be increased to the storage unit 9. Supply. When the storage unit 9 detects an up signal from the counter 128, the storage unit 9 updates the stored number of revolutions to a value increased by one.

次に、図24を参照しつつ、回転軸SFが時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置135°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置315°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。発電ユニット40は、角度位置45°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置225°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。このように、回転軸SFの回転方向が逆転すると、発電ユニット4から出力される電流の向き、発電ユニット40から出力される電流の向きが逆転する。   Next, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates clockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) flowing in the forward direction at an angular position of 135 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (negative of “power generation unit 1”) flowing in the opposite direction at the angular position 315 °. The power generation unit 40 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit 2”) at an angular position of 45 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) flowing in the forward direction at the angular position 225 °. Thus, when the rotation direction of the rotating shaft SF is reversed, the direction of the current output from the power generation unit 4 and the direction of the current output from the power generation unit 40 are reversed.

電力調整部8は、各発電ユニットから出力される電流を整流するので、レギュレータ135の出力は、各発電ユニットから出力される電流の向きに依存しない。そのため、レギュレータ135は、順回転と同様に、角度位置45°、角度位置135°、角度位置225°、角度位置315°のそれぞれにおいて、電源線PLに所定電圧を供給する。   Since the power adjustment unit 8 rectifies the current output from each power generation unit, the output of the regulator 135 does not depend on the direction of the current output from each power generation unit. Therefore, similarly to the forward rotation, the regulator 135 supplies a predetermined voltage to the power supply line PL at each of the angular position 45 °, the angular position 135 °, the angular position 225 °, and the angular position 315 °.

計数器28は、順回転について説明したのと同様に、回転方向を判定する。また、今回の信号レベルの組が(H,L)であって、前回の信号レベルが(L,H)である場合には、前回の検出において角度位置315°(−45°)であり、今回の検出において角度位置135°(−225°)であるので、時計回り(逆回転)であることがわかる。計数器128は、今回のレベルの組が(H,L)であって、かつ前回のレベルの組が(L,H)である場合に、カウンタをダウンすることを示すダウン信号を記憶部9に供給する。記憶部9は、計数器128からのダウン信号を検出した場合に、記憶している回転数を1減少した値に更新する。このように、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、回転軸SFの回転方向を判定しながら、回転数を検出できる。   The counter 28 determines the direction of rotation in the same manner as described for forward rotation. Further, when the set of the current signal level is (H, L) and the previous signal level is (L, H), the angle position is 315 ° (−45 °) in the previous detection, Since the angular position is 135 ° (−225 °) in this detection, it is understood that the rotation is clockwise (reverse rotation). The counter 128 stores a down signal indicating that the counter is down when the current level set is (H, L) and the previous level set is (L, H). To supply. When the storage unit 9 detects a down signal from the counter 128, the storage unit 9 updates the stored number of revolutions to a value reduced by one. Thus, the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment can detect the rotation speed while determining the rotation direction of the rotation shaft SF.

上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、発電部21または発電部42から出力があったときに一連の動作を行う。また、磁気式エンコーダ部1は、発電部21および発電部42のいずれかからも出力がない期間に動作電流がゼロとなる状態を維持する。このように、磁気式エンコーダ部1は、磁石3の所定の位置が発電ユニット4または発電ユニット40の近傍を通過したことに応じてダイナミック駆動する。そのため、磁気式エンコーダ部1は、検出系で消費される電力をまかなうためのバッテリーを省くことや長寿命化できる。   The magnetic encoder unit 1 according to this embodiment as described above performs a series of operations when there is an output from the power generation unit 21 or the power generation unit 42. Further, the magnetic encoder unit 1 maintains a state in which the operating current becomes zero during a period in which there is no output from either the power generation unit 21 or the power generation unit 42. Thus, the magnetic encoder unit 1 is dynamically driven in response to the predetermined position of the magnet 3 passing through the vicinity of the power generation unit 4 or the power generation unit 40. Therefore, the magnetic encoder unit 1 can omit a battery for extending the power consumed by the detection system and can extend its life.

なお、本実施形態では、2つの発電ユニットを用いているが、発電ユニットの数は1つであってもよい。図25は、変形例に係る磁気式エンコーダ部1を示す図である。   In the present embodiment, two power generation units are used, but the number of power generation units may be one. FIG. 25 is a diagram illustrating a magnetic encoder unit 1 according to a modification.

図25(A)において、磁気センサ55は、発電ユニット4から反時計回りに約45°回転した角度位置に配置されている。磁気センサ60は、発電ユニット4から時計回りに約45°回転した角度位置に配置されている。また、磁気センサ60は、磁気センサ55と90°ずれた角度位置に配置されている。   In FIG. 25A, the magnetic sensor 55 is disposed at an angular position rotated about 45 ° counterclockwise from the power generation unit 4. The magnetic sensor 60 is disposed at an angular position rotated about 45 ° clockwise from the power generation unit 4. Further, the magnetic sensor 60 is disposed at an angular position shifted by 90 ° from the magnetic sensor 55.

このような構成の場合には、磁石3の位置3cが発電ユニット4の近傍を通過する際に、アナログコンパレータ129から出力されるA相信号はHレベルであり、アナログコンパレータ146から出力されるB相信号はLレベルである。また、磁石3の位置3cが発電ユニット4の近傍を通過する際に、A相信号はLレベルであり、B相信号はHレベルである。そのため、前回の信号レベルの組が(H,L)であって、今回の信号レベルが(L,H)である場合には、順方向または逆方向に1/2回転したことがわかる。また、前回の信号レベルの組が(L,H)であって、今回の信号レベルが(H,L)である場合には、順方向または逆方向に1/2回転したことがわかる。このように、前回と今回とで信号レベルの組が異なる場合には、回転位置の変化量の絶対値に関する情報が得られる。また、前回と今回とで信号レベルが同じである場合には、回転の向きに関する情報が得られる。例えば、前回の信号レベルの組と今回の信号レベルの組がいずれも(H,L)である場合には、磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過した後に、再度、磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過したことになる。この場合には、回転軸SFの回転の向きが反転したことがわかる。そのため、最初にA相信号およびB相信号が得られる際に、その回転の向き(回転の向きの初期値)を検出しておき、以降、前回と今回とで信号レベルの組が同じである場合には、カウントアップとカウントダウンを切り替え、前回と今回とで信号レベルの組が反転した関係にある場合には、カウンタ値を変化させることにより、回転の向きを加味して回転数を検出することができる。なお、回転の向きの初期値を検出するには、例えば、第6実施形態で説明したように発電ユニット4の出力を検出信号として利用してもよい。なお、第6実施形態と同様に、磁気センサ55の出力および発電ユニット4の出力を検出信号として利用して、回転の向きを加味して回転数を検出してもよい。この場合に、磁気センサ60は、磁気センサ55の異常検出、磁気センサ55が動作しない場合の予備(バックアップ)などに利用してもよい。   In such a configuration, when the position 3c of the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4, the A-phase signal output from the analog comparator 129 is at the H level and B output from the analog comparator 146. The phase signal is at L level. Further, when the position 3c of the magnet 3 passes in the vicinity of the power generation unit 4, the A phase signal is at the L level and the B phase signal is at the H level. Therefore, when the previous set of signal levels is (H, L) and the current signal level is (L, H), it can be seen that a half rotation has been made in the forward or reverse direction. In addition, when the previous set of signal levels is (L, H) and the current signal level is (H, L), it can be seen that a half rotation has been made in the forward or reverse direction. As described above, when the pair of signal levels is different between the previous time and the current time, information on the absolute value of the change amount of the rotational position is obtained. Further, when the signal level is the same between the previous time and the current time, information on the direction of rotation can be obtained. For example, when the previous signal level set and the current signal level set are both (H, L), after the position 3a of the magnet 3 passes the vicinity of the power generation unit 4, the magnet 3 again The position 3a has passed near the power generation unit 4. In this case, it can be seen that the rotation direction of the rotation axis SF is reversed. Therefore, when the A-phase signal and the B-phase signal are obtained for the first time, the direction of rotation (initial value of the direction of rotation) is detected, and thereafter, the pair of signal levels is the same between the previous time and the current time. In this case, switching between count-up and count-down, and when the pair of signal levels is inverted between the previous time and the current time, the counter value is changed to detect the rotation speed in consideration of the direction of rotation. be able to. In order to detect the initial value of the direction of rotation, for example, the output of the power generation unit 4 may be used as a detection signal as described in the sixth embodiment. Similarly to the sixth embodiment, the output of the magnetic sensor 55 and the output of the power generation unit 4 may be used as detection signals, and the rotation speed may be detected in consideration of the direction of rotation. In this case, the magnetic sensor 60 may be used for abnormality detection of the magnetic sensor 55, backup (backup) when the magnetic sensor 55 does not operate, or the like.

図25(B)において、磁気センサ55は、発電ユニット4から反時計回りに約135°回転した角度位置に配置されている。磁気センサ60は、発電ユニット4から時計回りに約135°回転した角度位置に配置されている。また、磁気センサ60は、磁気センサ55と90ずれた角度位置に配置されている。この場合にも、図25(A)の例と同様に、回転を検出することができる。   In FIG. 25B, the magnetic sensor 55 is disposed at an angular position rotated about 135 ° counterclockwise from the power generation unit 4. The magnetic sensor 60 is disposed at an angular position rotated about 135 ° clockwise from the power generation unit 4. Further, the magnetic sensor 60 is disposed at an angular position that is shifted by 90 from the magnetic sensor 55. Also in this case, the rotation can be detected as in the example of FIG.

[第8実施形態]
次に、第8実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。本実施形態において、磁気式エンコーダ部は、第7実施形態と同様に、2つの発電ユニットおよび2つの磁気センサを備える。発電ユニットの配置および磁気センサの配置は、第2実施形態と同様である(図15および図16参照)。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. In the present embodiment, the magnetic encoder unit includes two power generation units and two magnetic sensors, as in the seventh embodiment. The arrangement of the power generation units and the arrangement of the magnetic sensors are the same as in the second embodiment (see FIGS. 15 and 16).

図26は、本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1の回路構成図である。本実施形態において、磁気式エンコーダ部1は、磁気センサ55からの出力および磁気センサ60からの出力を検出信号として回転数を検出する第1検出系と、発電部21からの出力および発電部42からの出力を検出信号として回転数を検出する第2検出系とを備える。第1検出系については、第6実施形態と同様である。第2検出系は、第1検出系と独立して回転軸SFの回転数を検出する。第2検出系は、検出部150、検出部151、計数器152、及び記憶部153を備える。   FIG. 26 is a circuit configuration diagram of the magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, the magnetic encoder unit 1 includes a first detection system that detects the rotation speed using the output from the magnetic sensor 55 and the output from the magnetic sensor 60 as detection signals, and the output from the power generation unit 21 and the power generation unit 42. And a second detection system for detecting the rotational speed using the output from the detection signal as a detection signal. The first detection system is the same as in the sixth embodiment. The second detection system detects the rotational speed of the rotation axis SF independently of the first detection system. The second detection system includes a detection unit 150, a detection unit 151, a counter 152, and a storage unit 153.

検出部150は、発電部21から出力される電力の変化により回転軸SFの回転情報を検出する電力検出部である。検出部150は、電流電圧変換器155およびアナログコンパレータ156を含む。電流電圧変換器155は、発電部21から流れる電流を電圧に変換する変換器である。電流電圧変換器155の負極155aは、発電ユニット4の端子23aに接続されている。電流電圧変換器155の正極155bは、発電ユニット4の端子23bに接続されている。電流電圧変換器155の出力端子は、アナログコンパレータ156の入力端子156aに接続されている。   The detection unit 150 is a power detection unit that detects rotation information of the rotation shaft SF based on a change in power output from the power generation unit 21. Detection unit 150 includes a current-voltage converter 155 and an analog comparator 156. The current-voltage converter 155 is a converter that converts the current flowing from the power generation unit 21 into a voltage. The negative electrode 155 a of the current-voltage converter 155 is connected to the terminal 23 a of the power generation unit 4. The positive electrode 155 b of the current-voltage converter 155 is connected to the terminal 23 b of the power generation unit 4. The output terminal of the current / voltage converter 155 is connected to the input terminal 156 a of the analog comparator 156.

アナログコンパレータ156は、電流電圧変換器155から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ156の電源端子156pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ156の接地端子156gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ156は、電源端子156pおよび接地端子156gを介して供給される電力により、電流電圧変換器155から出力される電圧を二値化する。アナログコンパレータ156は、電流電圧変換器155の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子156bからHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子156bからLレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ156の出力端子56bは、計数器152の第1入力端子152aに接続されている。アナログコンパレータ156は、出力端子156bを介して、計数器152の第1入力端子152aにHレベルまたはLレベルの信号を供給する。   The analog comparator 156 is a comparator that compares the voltage output from the current-voltage converter 155 with a predetermined voltage. The power supply terminal 156p of the analog comparator 156 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 156g of the analog comparator 156 is connected to the ground line GL. The analog comparator 156 binarizes the voltage output from the current-voltage converter 155 by the power supplied via the power supply terminal 156p and the ground terminal 156g. The analog comparator 156 outputs an H level signal from the output terminal 156b when the output voltage of the current-voltage converter 155 is equal to or higher than the threshold, and outputs an L level signal from the output terminal 156b when the output voltage is less than the threshold. The output terminal 56 b of the analog comparator 156 is connected to the first input terminal 152 a of the counter 152. The analog comparator 156 supplies an H level or L level signal to the first input terminal 152a of the counter 152 via the output terminal 156b.

検出部151は、発電部42から出力される電力の変化により回転軸SFの回転情報を検出する電力検出部である。検出部151は、検出部150と同様の構成である。検出部151は、電流電圧変換器157およびアナログコンパレータ158を含む。電流電圧変換器157は、発電部42から流れる電流を電圧に変換する変換器である。電流電圧変換器157の負極157aは、発電ユニット40の端子40aに接続されている。電流電圧変換器157の正極157bは、発電ユニット40の端子40bに接続されている。電流電圧変換器157の出力端子157cは、アナログコンパレータ158の入力端子158aに接続されている。   The detection unit 151 is a power detection unit that detects rotation information of the rotation axis SF based on a change in power output from the power generation unit 42. The detection unit 151 has the same configuration as the detection unit 150. The detection unit 151 includes a current / voltage converter 157 and an analog comparator 158. The current-voltage converter 157 is a converter that converts the current flowing from the power generation unit 42 into a voltage. The negative electrode 157 a of the current-voltage converter 157 is connected to the terminal 40 a of the power generation unit 40. The positive electrode 157 b of the current-voltage converter 157 is connected to the terminal 40 b of the power generation unit 40. The output terminal 157c of the current / voltage converter 157 is connected to the input terminal 158a of the analog comparator 158.

アナログコンパレータ158は、電流電圧変換器157から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。アナログコンパレータ158の電源端子158pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ158の接地端子158gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ158は、電源端子158pおよび接地端子158gを介して供給される電力により、電流電圧変換器157から出力される電圧を二値化する。アナログコンパレータ158は、電流電圧変換器157の出力電圧が閾値以上である場合に出力端子158bからHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子158bからLレベルの信号を出力する。アナログコンパレータ158の出力端子158bは、計数器152の第2入力端子152bに接続されている。アナログコンパレータ158は、出力端子158bを介して、計数器152の第2入力端子152bにHレベルまたはLレベルの信号を供給する。   The analog comparator 158 is a comparator that compares the voltage output from the current-voltage converter 157 with a predetermined voltage. The power supply terminal 158p of the analog comparator 158 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 158g of the analog comparator 158 is connected to the ground line GL. The analog comparator 158 binarizes the voltage output from the current-voltage converter 157 with the power supplied via the power supply terminal 158p and the ground terminal 158g. The analog comparator 158 outputs an H level signal from the output terminal 158b when the output voltage of the current-voltage converter 157 is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal 158b when the output voltage is lower than the threshold value. The output terminal 158 b of the analog comparator 158 is connected to the second input terminal 152 b of the counter 152. The analog comparator 158 supplies an H level or L level signal to the second input terminal 152b of the counter 152 via the output terminal 158b.

計数器152は、検出部150の検出結果と検出部151の検出結果とを使って、回転軸SFの回転数を計数する。計数器152は、アナログコンパレータ156から第1入力端子152aに出力された信号、及びアナログコンパレータ158から第2入力端子152bに出力された信号を制御信号に使って、回転軸SFの回転数を計数する。計数器152の電源端子152pは、電源線PLに接続されている。計数器152の接地端子152gは、接地線GLに接続されている。計数器152は、電源端子152pおよび接地端子152gを介して供給される電力を使って、計数を実行する。計数器152は、計数した結果を記憶部153に供給する。   The counter 152 counts the number of rotations of the rotation shaft SF using the detection result of the detection unit 150 and the detection result of the detection unit 151. The counter 152 uses the signal output from the analog comparator 156 to the first input terminal 152a and the signal output from the analog comparator 158 to the second input terminal 152b as control signals to count the number of rotations of the rotation axis SF. To do. The power supply terminal 152p of the counter 152 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 152g of the counter 152 is connected to the ground line GL. The counter 152 performs counting using the power supplied through the power supply terminal 152p and the ground terminal 152g. The counter 152 supplies the counted result to the storage unit 153.

記憶部153は、計数器152が検出した回転数に関する情報を記憶する。記憶部153の電源端子153pは、電源線PLに接続されている。記憶部153の接地端子153gは、接地線GLに接続されている。記憶部153は、電源端子153pおよび接地端子153gを介して供給される電力を使って、情報の書き込みを行う。記憶部153は、不揮発性メモリ159を含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持できる。   The storage unit 153 stores information regarding the number of rotations detected by the counter 152. A power supply terminal 153p of the storage unit 153 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 153g of the storage unit 153 is connected to the ground line GL. The storage unit 153 writes information using power supplied via the power supply terminal 153p and the ground terminal 153g. The storage unit 153 includes a nonvolatile memory 159, and can hold information written while power is supplied even in a state where power is not supplied.

図27は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。図28は、回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの磁気式エンコーダ部1の動作を示すタイミングチャートである。なお、磁気センサを用いた第1検出系による回転数の検出動作については、図22および図23と同様であり、図27および図28では省略した。また、図27および図28において、「角度位置」、「配置」、「磁界」、「発電ユニット1」、「発電ユニット2」、「レギュレータ」については、図22および図23と同様である。   FIG. 27 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise (forward rotation). FIG. 28 is a timing chart showing the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation axis SF rotates counterclockwise (reverse rotation). Note that the rotational speed detection operation by the first detection system using the magnetic sensor is the same as that in FIGS. 22 and 23 and is omitted in FIGS. 27 and 28. 27 and 28, “angular position”, “arrangement”, “magnetic field”, “power generation unit 1”, “power generation unit 2”, and “regulator” are the same as those in FIG. 22 and FIG.

図27および図28の「コンパレータ1」はアナログコンパレータ156の出力を示し、「コンパレータ2」はアナログコンパレータ158の出力を示す。各コンパレータの出力において、「RISE」は発電ユニットの出力が順方向の電流であることを示すRISE信号である。各コンパレータの出力において、「FALL」は、発電ユニットの出力が逆方向の電流であることを示すFALL信号である。「RISE」および「FALL」において、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。   27 and 28, “Comparator 1” indicates the output of the analog comparator 156, and “Comparator 2” indicates the output of the analog comparator 158. In the output of each comparator, “RISE” is a RISE signal indicating that the output of the power generation unit is a forward current. In the output of each comparator, “FALL” is a FALL signal indicating that the output of the power generation unit is a current in the reverse direction. In “RISE” and “FALL”, the H level is represented by “H” and the L level is represented by “L”.

図27および図28の「記憶部」において、「ステータス」は、記憶部153がセット状態にあるのか、リセット状態にあるのかを示す。「ステータス」において、セット状態にあることを「H」で表し、リセット状態にあることを「L」で表した。図27および図28の「記憶部」において、「書込動作」は、記憶部153が書き込み動作中であるか否かを示す。「書込動作」において、書き込み動作中にあることを「H」で表し、書き込み動作中でないことを「L」で表した。図27および図28の「カウンタ」は、記憶部53に記憶されている回転数を示す。   27 and 28, “Status” indicates whether the storage unit 153 is in a set state or a reset state. In “Status”, “H” indicates that it is in the set state, and “L” indicates that it is in the reset state. 27 and 28, “write operation” indicates whether or not the storage unit 153 is performing a write operation. In “write operation”, “H” indicates that the write operation is being performed, and “L” indicates that the write operation is not being performed. “Counter” in FIGS. 27 and 28 indicates the number of rotations stored in the storage unit 53.

まず、図27を参照しつつ、回転軸SFが反時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置135°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置315°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。   First, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit 1”) at an angular position of 135 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) flowing in the forward direction at the angular position 315 °.

発電ユニット40は、磁石3の周方向において、発電ユニット4と90°ずれた位置に配置されている。そのため、発電ユニット40が感じる磁界は、発電ユニット4が感じる磁界よりも位相が90°ずれる。発電ユニット40は、角度位置225°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置45°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。   The power generation unit 40 is arranged at a position shifted by 90 ° from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. Therefore, the magnetic field felt by the power generation unit 40 is 90 degrees out of phase with the magnetic field felt by the power generation unit 4. The power generation unit 40 outputs a current pulse flowing in the opposite direction (negative of “power generation unit 2”) at the angular position 225 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) flowing in the forward direction at an angular position of 45 °.

角度位置135°および角度位置315°のそれぞれにおいて、発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ135は、所定電圧の電力を出力する。また、角度位置45°および角度位置225°のそれぞれにおいて、発電ユニット40から電流パルスが出力されると、レギュレータ135は、所定電圧の電力を出力する。   When a current pulse is output from the power generation unit 4 at each of the angular position 135 ° and the angular position 315 °, the regulator 135 outputs power of a predetermined voltage. Further, when a current pulse is output from the power generation unit 40 at each of the angular position 45 ° and the angular position 225 °, the regulator 135 outputs electric power of a predetermined voltage.

アナログコンパレータ156の出力(「コンパレータ1))において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置315°での発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置135°での発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。図26に示した計数器152は、アナログコンパレータ156からのRISE信号がLレベルであり、かつFALL信号がHレベルであることを検出した場合に、カウンタ値(回転数)をアップ(+1)することを示すアップ信号を記憶部53に出力する。   At the output of the analog comparator 156 (“Comparator 1”), the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and the output of the power generation unit 4 at the angular position 315 ° is received and becomes the H level. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and becomes the H level in response to the output of the power generation unit 4 at the angular position of 135 ° The counter 152 shown in FIG. When the RISE signal from the analog comparator 156 is at the L level and the FALL signal is detected at the H level, an up signal indicating that the counter value (number of rotations) is increased (+1) is stored in the storage unit 53. Output to.

アナログコンパレータ158の出力(「コンパレータ2」)において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置45°での発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置225°での発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。   At the output of the analog comparator 158 (“Comparator 2”), the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and the output of the power generation unit 40 at the angular position of 45 ° is received to the H level. Become. The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and becomes the H level in response to the output of the power generation unit 40 at the angular position 225 °.

記憶部153は、アナログコンパレータ58からRISE信号のHレベルが出力された際(角度位置45°)に、セット状態に設定される。記憶部153は、セット状態にある場合に計数器152からのアップ信号を受けると(角度位置135°)、記憶している回転数を1増加した値に更新する。例えば、計数器152は、カウントアップ動作において、記憶部153に記憶されている回転数を読み出し、この回転数を1増加させた回転数をアップ信号として記憶部153に出力する。記憶部153は、アナログコンパレータ158からFALL信号のHレベルが出力された際(角度位置225°)にリセット状態に設定される。   The storage unit 153 is set to the set state when the H level of the RISE signal is output from the analog comparator 58 (angular position 45 °). When the storage unit 153 receives an up signal from the counter 152 in the set state (angular position 135 °), the storage unit 153 updates the stored number of rotations to a value increased by one. For example, in the count-up operation, the counter 152 reads the rotation number stored in the storage unit 153 and outputs the rotation number obtained by increasing the rotation number by 1 to the storage unit 153 as an up signal. The storage unit 153 is set to a reset state when the analog comparator 158 outputs the H level of the FALL signal (angular position 225 °).

磁気式エンコーダ部1は、上述のような動作を、回転軸SFの回転に伴って発電ユニット4または発電ユニット40から電力が出力されるたびに実行する。図27には、回転軸SFが2回転する間の磁気式エンコーダ部1の動作が示されており、磁気式エンコーダ部1は、図27の最初の回転と次の回転とで同様の動作を行う。例えば、n回転目の角度位置0°において記憶部153に記憶されている回転数はnであり、角度位置135°において、計数器152はアップ信号を記憶部153に供給し、記憶部153は記憶しているカウンタ値をn+1に更新する。次の回転においても同様に、角度位置135°において、計数器152はアップ信号を記憶部153に供給し、記憶部153は記憶しているカウンタ値をn+2に更新する。   The magnetic encoder unit 1 performs the above-described operation every time power is output from the power generation unit 4 or the power generation unit 40 in accordance with the rotation of the rotation shaft SF. FIG. 27 shows the operation of the magnetic encoder unit 1 during the rotation of the rotation axis SF twice. The magnetic encoder unit 1 performs the same operation in the first rotation and the next rotation in FIG. Do. For example, the rotation number stored in the storage unit 153 at the angular position 0 ° of the n-th rotation is n. At the angular position 135 °, the counter 152 supplies an up signal to the storage unit 153, and the storage unit 153 The stored counter value is updated to n + 1. Similarly, in the next rotation, at the angular position of 135 °, the counter 152 supplies an up signal to the storage unit 153, and the storage unit 153 updates the stored counter value to n + 2.

次に、図28を参照しつつ、回転軸SFが時計回りに回転する際の磁気式エンコーダ部1の動作を説明する。発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに45°回転した角度位置315°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の負)を出力する。また、発電ユニット4は、角度位置0°から時計回りに225°回転した角度位置135°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット1」の正)を出力する。   Next, the operation of the magnetic encoder unit 1 when the rotation shaft SF rotates clockwise will be described with reference to FIG. The power generation unit 4 outputs a current pulse that flows in the opposite direction (negative of “power generation unit 1”) at an angular position 315 ° rotated 45 ° clockwise from the angular position 0 °. Further, the power generation unit 4 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 1”) that flows in the forward direction at an angular position of 135 ° that is rotated 225 ° clockwise from the angular position of 0 °.

発電ユニット40は、角度位置0°から時計回りに135°回転した角度位置225°において、順方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の正)を出力する。また、発電ユニット40は、角度位置0°から時計回りに315°回転した角度位置45°において、逆方向に流れる電流パルス(「発電ユニット2」の負)を出力する。   The power generation unit 40 outputs a current pulse (positive of “power generation unit 2”) that flows in the forward direction at an angular position 225 ° rotated 135 ° clockwise from the angular position 0 °. Further, the power generation unit 40 outputs a current pulse (negative of “power generation unit 2”) flowing in the opposite direction at an angular position of 45 ° rotated clockwise by 315 ° from the angular position of 0 °.

角度位置135°および角度位置315°のそれぞれにおいて、発電ユニット4から電流パルスが出力されると、レギュレータ135は、所定電圧の電力を出力する。また、角度位置45°および角度位置225°のそれぞれにおいて、発電ユニット40から電流パルスが出力されると、レギュレータ135は、所定電圧の電力を出力する。   When a current pulse is output from the power generation unit 4 at each of the angular position 135 ° and the angular position 315 °, the regulator 135 outputs power of a predetermined voltage. Further, when a current pulse is output from the power generation unit 40 at each of the angular position 45 ° and the angular position 225 °, the regulator 135 outputs electric power of a predetermined voltage.

アナログコンパレータ156の出力(「コンパレータ1」)において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置135°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置315°で発電ユニット4の出力を受けてHレベルになる。図26に示した計数器152は、アナログコンパレータ156からのRISE信号がHレベルであり、かつFALL信号がLレベルであることを検出した場合に、カウンタ値(回転数)をダウン(−1)することを示すダウン信号を記憶部153に出力する。   At the output of the analog comparator 156 (“Comparator 1”), the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and at the angular position 135 °, the output of the power generation unit 4 is received and becomes the H level. . The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and the output of the power generation unit 4 is received at the angular position 315 ° and becomes the H level. When the counter 152 shown in FIG. 26 detects that the RISE signal from the analog comparator 156 is at the H level and the FALL signal is at the L level, the counter value (the number of rotations) is decreased (−1). A down signal indicating that this is to be performed is output to the storage unit 153.

アナログコンパレータ158の出力(「コンパレータ2」)において、RISE信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置225°で発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。FALL信号は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置45°で発電ユニット40の出力を受けてHレベルになる。記憶部153は、アナログコンパレータ158からRISE信号のHレベルが出力された際(角度位置225°)に、セット状態に設定される。記憶部153は、セット状態にある場合に計数器152からのダウン信号を受ける(角度位置135°)と、記憶している回転数を1減少した値に更新する。例えば、計数器152は、カウントダウン動作において、記憶部153に記憶されている回転数を読み出し、この回転数を1減少させた回転数をアップ信号として記憶部153に出力する。記憶部153は、アナログコンパレータ158からFALL信号のHレベルが出力された際(角度位置45°)にリセット状態に設定される。   In the output of the analog comparator 158 (“Comparator 2”), the RISE signal is maintained at the L level in a state where no power is supplied, and at the angular position 225 °, the output of the power generation unit 40 is received and becomes the H level. . The FALL signal is maintained at the L level in a state where no power supply is received, and the output of the power generation unit 40 is received at the angular position of 45 ° and becomes the H level. The storage unit 153 is set to the set state when the H level of the RISE signal is output from the analog comparator 158 (angular position 225 °). When the storage unit 153 receives the down signal from the counter 152 in the set state (angular position 135 °), the storage unit 153 updates the stored number of rotations to a value reduced by one. For example, in the count-down operation, the counter 152 reads the rotation number stored in the storage unit 153 and outputs the rotation number obtained by reducing the rotation number by 1 to the storage unit 153 as an up signal. The storage unit 153 is set to the reset state when the analog comparator 158 outputs the H level of the FALL signal (angular position 45 °).

磁気式エンコーダ部1は、上述のような動作を、回転軸SFの回転に伴って発電ユニット4または発電ユニット40から電力が出力されるたびに実行する。図28には、回転軸SFが2回転する間の磁気式エンコーダ部1の動作が示されており、磁気式エンコーダ部1は、図28の最初の回転と次の回転とで同様の動作を行う。例えば、n+2回転目の角度位置0°において記憶部53に記憶されている回転数はn+2であり、−225°回転した角度位置135°において、計数器152はダウン信号を記憶部153に供給し、記憶部153は記憶しているカウンタ値をn+1に更新する。次の回転においても同様に、角度位置135°において、計数器152はダウン信号を記憶部153に供給し、記憶部153は記憶しているカウンタ値をnに更新する。   The magnetic encoder unit 1 performs the above-described operation every time power is output from the power generation unit 4 or the power generation unit 40 in accordance with the rotation of the rotation shaft SF. FIG. 28 shows the operation of the magnetic encoder unit 1 during two rotations of the rotating shaft SF. The magnetic encoder unit 1 performs the same operation in the first rotation and the next rotation in FIG. Do. For example, the number of rotations stored in the storage unit 53 at the angular position 0 ° of the (n + 2) th rotation is n + 2, and the counter 152 supplies a down signal to the storage unit 153 at the angular position 135 ° rotated by −225 °. The storage unit 153 updates the stored counter value to n + 1. Similarly, in the next rotation, at the angular position of 135 °, the counter 152 supplies a down signal to the storage unit 153, and the storage unit 153 updates the stored counter value to n.

上述のような本実施形態に係る磁気式エンコーダ部1は、磁気センサ55からの出力および磁気センサ60からの出力を検出信号とする第1検出系と、発電部21からの出力および発電部42からの出力を検出信号とする第2検出系とが、それぞれ、回転数を検出する。第2検出系の検出結果は、例えば、第1検出系の検出結果との照合により、異常の検出などに利用できる。エンコーダ装置ECは、このような異常の検出を行う異常検出装置を備えていてもよいし、異常の検出結果を報知する報知装置を備えていてもよい。また、このような異常検出装置と報知装置の少なくとも一方は、エンコーダ装置ECの外部の装置であってもよい。また、第1検出系の故障などにより記憶部9から回転数を読み出せない場合に、第2検出系が検出した回転数を、記憶部53から読み出して、第1検出系の検出結果の代わりに利用することもできる。   The magnetic encoder unit 1 according to the present embodiment as described above includes a first detection system that uses the output from the magnetic sensor 55 and the output from the magnetic sensor 60 as detection signals, the output from the power generation unit 21, and the power generation unit 42. The second detection system that uses the output from the detection signal as a detection signal detects the number of rotations. The detection result of the second detection system can be used, for example, for detecting an abnormality by collating with the detection result of the first detection system. The encoder device EC may include an abnormality detection device that detects such an abnormality, or may include an informing device that notifies an abnormality detection result. Further, at least one of the abnormality detection device and the notification device may be a device outside the encoder device EC. In addition, when the rotation speed cannot be read from the storage unit 9 due to a failure of the first detection system, the rotation speed detected by the second detection system is read from the storage unit 53 and replaced with the detection result of the first detection system. It can also be used.

[第9実施形態]
次に、第9実施形態について説明する。本実施形態において、上記の実施形態と対応関係にある要素については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment will be described. In the present embodiment, the elements corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図29は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。上述の実施形態においてエンコーダ装置ECの磁気式エンコーダ部1は、外部からの電力の供給を受けずに一連の動作を行うスタンドアローン型の装置であるが、図29の磁気式エンコーダ部1には、回転軸SFの回転数を検出する検出系で消費される電力の少なくとも一部をまかなう電源装置80を接続可能である。この電源装置80は、例えば、図19と同様でよい。   FIG. 29 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. In the above-described embodiment, the magnetic encoder unit 1 of the encoder device EC is a stand-alone type device that performs a series of operations without receiving external power supply, but the magnetic encoder unit 1 of FIG. A power supply device 80 that can cover at least part of the power consumed by the detection system that detects the number of rotations of the rotating shaft SF can be connected. The power supply device 80 may be the same as that shown in FIG.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、発電部が発生する電力を使って回転数の検出系を駆動するので、電源装置80を長寿命にすることができる。その結果、例えば、電源装置80のメンテナンス頻度を下げることができ、エンコーダ装置ECのメンテナンス頻度を下げることができる。なお、電源装置80は、光学式エンコーダ部2に電力を供給する電力供給系の少なくとも一部を含んでいてもよく、光学式エンコーダ部2の駆動時に磁気式エンコーダ部1に電力を供給してもよい。この電力供給系は、例えば、エンコーダ装置ECが実装されるロボット装置などの各種装置の主電源であってもよい。   Since the encoder device EC according to the present embodiment drives the rotation speed detection system using the electric power generated by the power generation unit, the power supply device 80 can have a long life. As a result, for example, the maintenance frequency of the power supply device 80 can be lowered, and the maintenance frequency of the encoder device EC can be lowered. The power supply device 80 may include at least a part of a power supply system that supplies power to the optical encoder unit 2 and supplies power to the magnetic encoder unit 1 when the optical encoder unit 2 is driven. Also good. This power supply system may be a main power source of various devices such as a robot device on which the encoder device EC is mounted.

次に、変形例について説明する。図30(A)は、磁気式エンコーダ部1の変形例を示す図である。上述の各実施形態において、磁石3は、リング状の磁石(図2参照)により交流磁場を発生するが、図30(A)の磁石3は棒磁石により交流磁場を発生する。本変形例において磁石3は、円盤状のプレート70上に設けられた棒磁石71a〜棒磁石71fを含む。   Next, a modified example will be described. FIG. 30A is a diagram illustrating a modification of the magnetic encoder unit 1. In each of the above-described embodiments, the magnet 3 generates an alternating magnetic field by a ring-shaped magnet (see FIG. 2), but the magnet 3 in FIG. 30A generates an alternating magnetic field by a bar magnet. In this modification, the magnet 3 includes a bar magnet 71 a to a bar magnet 71 f provided on a disk-shaped plate 70.

プレート70は、回転軸SFに固定されており、回転軸SFと一体的に回転する。棒磁石71a〜棒磁石71fは、プレート70と固定されており、プレート70および回転軸SFと一体的に回転する。棒磁石71a〜棒磁石71fは、それぞれ、プレート70の径方向とほぼ平行に配置されている。   The plate 70 is fixed to the rotation axis SF and rotates integrally with the rotation axis SF. The bar magnets 71a to 71f are fixed to the plate 70 and rotate integrally with the plate 70 and the rotation shaft SF. Each of the bar magnets 71 a to 71 f is disposed substantially parallel to the radial direction of the plate 70.

棒磁石71a〜棒磁石71cは、プレート70の中心(回転軸SF)にS極を向けて、かつN極を回転軸SFに対する放射方向(プレート70の外側)を向けて、配置されている。棒磁石71aは、プレート70の位置3dの付近に配置されている。棒磁石71bは、プレート70の位置3aに配置されている。棒磁石71cは、プレート70の位置3bの付近に配置されている。   The bar magnets 71a to 71c are arranged with the south pole facing the center (rotation axis SF) of the plate 70 and the north pole facing the radial direction with respect to the rotation axis SF (outside the plate 70). The bar magnet 71a is disposed in the vicinity of the position 3d of the plate 70. The bar magnet 71 b is disposed at the position 3 a of the plate 70. The bar magnet 71 c is disposed in the vicinity of the position 3 b of the plate 70.

棒磁石71d〜棒磁石71fは、プレート70の中心(回転軸SF)にN極を向けて、かつS極を回転軸SFに対する放射方向(プレート70の外側)を向けて、配置されている。棒磁石71dは、プレート70の位置3bの付近に、棒磁石71cと隣接して配置されている。棒磁石71eは、プレート70の位置3cに配置されている。棒磁石71fは、プレート70の位置3dの付近に、棒磁石71aと隣接して配置されている。   The bar magnets 71d to 71f are arranged with the north pole facing the center (rotation axis SF) of the plate 70 and the south pole facing the radial direction with respect to the rotation axis SF (outside the plate 70). The bar magnet 71d is disposed adjacent to the bar magnet 71c in the vicinity of the position 3b of the plate 70. The bar magnet 71e is disposed at the position 3c of the plate 70. The bar magnet 71f is disposed adjacent to the bar magnet 71a in the vicinity of the position 3d of the plate 70.

このような磁石3によれば、プレート70の位置3bまたは位置3dが発電ユニット4の近傍を通過する際に、発電ユニット4における磁界の向きが反転し、発電ユニット4から電力が出力される。このとき、磁気センサ55の近傍を1つの棒磁石が通過し、磁気センサ55には、プレート70の径方向の磁界が形成される。磁気センサ55は、発電ユニット4から電力が出力される際に、磁界の向きを検出可能である。   According to such a magnet 3, when the position 3 b or the position 3 d of the plate 70 passes near the power generation unit 4, the direction of the magnetic field in the power generation unit 4 is reversed, and power is output from the power generation unit 4. At this time, one bar magnet passes in the vicinity of the magnetic sensor 55, and a magnetic field in the radial direction of the plate 70 is formed in the magnetic sensor 55. The magnetic sensor 55 can detect the direction of the magnetic field when electric power is output from the power generation unit 4.

図30(B)は、磁気式エンコーダ部1の変形例を示す平面図である。図30(B)において、磁気式エンコーダ部1は、発電ユニット4および発電ユニット40を備える。発電ユニット40は、磁石3の周方向において、発電ユニット4と180°の位相差で配置されている。この磁気式エンコーダ部1は、磁石3の位置3aが発電ユニット4の近傍を通過する際に、磁石3の位置3cが発電ユニット40の近傍を通過することになる。このように、発電ユニット4と発電ユニット40とがほぼ同時に電力を発生することになり、検出系などで消費される電力をまかないやすくなる。   FIG. 30B is a plan view showing a modification of the magnetic encoder unit 1. In FIG. 30B, the magnetic encoder unit 1 includes a power generation unit 4 and a power generation unit 40. The power generation unit 40 is arranged with a phase difference of 180 ° from the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. In the magnetic encoder unit 1, the position 3 c of the magnet 3 passes near the power generation unit 40 when the position 3 a of the magnet 3 passes near the power generation unit 4. In this way, the power generation unit 4 and the power generation unit 40 generate power almost simultaneously, which makes it easier to cover the power consumed by the detection system and the like.

図30(C)は、磁気式エンコーダ部1の変形例を示す側面図である。図30(C)において、磁気式エンコーダ部1は、発電ユニット4および発電ユニット40を備える。発電ユニット40は、磁石3に対して発電ユニット4の反対側に設けられている。発電ユニット40は、例えば、磁石3の周方向において発電ユニット4と同じ角度位置に設けられる。このエンコーダ装置ECは、発電ユニット4と発電ユニット40とがほぼ同時に電力を発生することになり、検出系などで消費される電力をまかないやすくなる。   FIG. 30C is a side view showing a modification of the magnetic encoder unit 1. In FIG. 30C, the magnetic encoder unit 1 includes a power generation unit 4 and a power generation unit 40. The power generation unit 40 is provided on the opposite side of the power generation unit 4 with respect to the magnet 3. The power generation unit 40 is provided, for example, at the same angular position as the power generation unit 4 in the circumferential direction of the magnet 3. In the encoder device EC, the power generation unit 4 and the power generation unit 40 generate power almost simultaneously, and it is easy to cover the power consumed by the detection system or the like.

図30(D)は、磁気式エンコーダ部1の変形例を示す側面図である。図30(D)において、磁気式エンコーダ部1は、磁石3、発電ユニット4、磁石66、及び発電ユニット40を備える。磁石3は、図1などに示した円板6の表面に配置されており、磁石66は裏面に配置されている。発電ユニット4は、磁石3の近傍に配置され、磁石3が形成する磁界の変化によって発電する。発電ユニット40は、磁石66の近傍に配置され、磁石66が形成する磁界の変化によって発電する。このように、磁気式エンコーダ部1は、複数の発電ユニットが設けられる場合に、発電ユニット4と対になる磁石3と、発電ユニット40と対になる磁石66とが異なる別の部材であってもよい。   FIG. 30D is a side view showing a modification of the magnetic encoder unit 1. In FIG. 30D, the magnetic encoder unit 1 includes a magnet 3, a power generation unit 4, a magnet 66, and a power generation unit 40. The magnet 3 is disposed on the front surface of the disk 6 shown in FIG. 1 and the like, and the magnet 66 is disposed on the back surface. The power generation unit 4 is disposed in the vicinity of the magnet 3 and generates power by changing the magnetic field formed by the magnet 3. The power generation unit 40 is disposed in the vicinity of the magnet 66 and generates power by changing the magnetic field formed by the magnet 66. As described above, the magnetic encoder unit 1 is a different member in which the magnet 3 paired with the power generation unit 4 and the magnet 66 paired with the power generation unit 40 are different when a plurality of power generation units are provided. Also good.

なお、上述の変形例のように、複数の発電ユニットが設けられる場合に、発電ユニット40から出力される電力は、回転数を検出するための検出信号として利用されてもよいし、検出系などへの供給のみに利用されてもよい。また、エンコーダ装置ECに設けられる発電ユニットの数は、3つ以上であってもよい。また、発電ユニットは、磁石3の一面側と他面側のそれぞれに感磁性部および発電部が設けられており、これら感磁性部および発電部が1つの筐体に収容されている態様であってもよい。   Note that, when a plurality of power generation units are provided as in the above-described modification, the power output from the power generation unit 40 may be used as a detection signal for detecting the number of rotations, a detection system, or the like. It may be used only for supply to Further, the number of power generation units provided in the encoder device EC may be three or more. In addition, the power generation unit is provided with a magnetic sensing part and a power generation part on each of the one side and the other side of the magnet 3, and the magnetic sensing part and the power generation part are housed in one casing. May be.

なお、上述の各実施形態、各変形例において、磁石3は、周方向に2極と径方向に2極とを有する4極の磁石であるが、このような構成に限定されず適宜変更できる。例えば、磁石3は、周方向の極の数が4曲以上であってもよく、周方向に4極と径方向に2極とを有する8極の磁石であってもよい。   In each of the above-described embodiments and modifications, the magnet 3 is a quadrupole magnet having two poles in the circumferential direction and two poles in the radial direction, but is not limited to such a configuration and can be changed as appropriate. . For example, the number of circumferential poles may be four or more, and the magnet 3 may be an eight-pole magnet having four poles in the circumferential direction and two poles in the radial direction.

なお、上述の実施形態において、検出部7は、位置情報として回転軸SF(移動部)の回転情報を検出するが、位置情報として所定方向の位置、速度、加速度の少なくとも一つを検出してもよい。エンコーダ装置ECは、ロータリーエンコーダを含んでもよいし、リニアエンコーダを含んでもよい。また、エンコーダ装置ECは、発電部および検出部が回転軸SFに設けられ、磁石3が移動体(例、回転軸SF)の外部に設けられることで、磁石と検出部との相対位置が移動部の移動に伴って変化するものでもよい。検出部7は、発電部から出力される電力の変化による位置情報の検出を行わなくてもよく、例えば、磁気センサにより位置情報を検出してもよい。発電部21、発電部42の少なくとも一方は、大バルクハウゼンジャンプ以外の現象により電力が発生するものでもよく、例えば移動部(例、回転軸SF)の移動に伴う磁界の変化に伴う電磁誘導により、電力を発生するものでもよい。電力供給系は、検出部で消費される電力の少なくとも一部、及び検出部の検出結果を記憶する記憶部で消費される電力の少なくとも一部を供給するものでもよい。電力供給系は、検出部で消費される電力の少なくとも一部と、検出部の検出結果を記憶する記憶部で消費される電力の少なくとも一部とのうち、一方を供給し他方を供給しないものでもよい。検出部の検出結果を記憶する記憶部は、位置検出系の外部に設けられてもよく、エンコーダ装置ECの外部に設けられてもよい。   In the above-described embodiment, the detection unit 7 detects rotation information of the rotation axis SF (moving unit) as position information, but detects at least one of a position, speed, and acceleration in a predetermined direction as position information. Also good. The encoder device EC may include a rotary encoder or a linear encoder. In the encoder device EC, the power generation unit and the detection unit are provided on the rotation shaft SF, and the magnet 3 is provided outside the moving body (eg, the rotation shaft SF), so that the relative position between the magnet and the detection unit moves. It may change as the part moves. The detection unit 7 may not detect position information based on a change in power output from the power generation unit. For example, the detection unit 7 may detect position information using a magnetic sensor. At least one of the power generation unit 21 and the power generation unit 42 may generate electric power due to a phenomenon other than a large Barkhausen jump, for example, by electromagnetic induction accompanying a change in magnetic field accompanying the movement of the moving unit (eg, the rotation axis SF). It may be one that generates electric power. The power supply system may supply at least a part of the power consumed by the detection unit and at least a part of the power consumed by the storage unit that stores the detection result of the detection unit. The power supply system supplies one of at least a part of the power consumed by the detection unit and at least a part of the power consumed by the storage unit that stores the detection result of the detection unit, and does not supply the other. But you can. The storage unit that stores the detection result of the detection unit may be provided outside the position detection system or may be provided outside the encoder device EC.

[駆動装置]
次に、駆動装置について説明する。図31は、駆動装置MTRの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置MTRは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置MTRは、回転軸SFと、回転軸SFを回転駆動する本体部(駆動部)BDと、回転軸SFの回転情報を検出するエンコーダ装置ECとを有している。
[Driver]
Next, the drive device will be described. FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the driving device MTR. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. The drive device MTR is a motor device including an electric motor. The drive device MTR includes a rotation shaft SF, a main body (drive portion) BD that rotationally drives the rotation shaft SF, and an encoder device EC that detects rotation information of the rotation shaft SF.

回転軸SFは、負荷側端部SFaと、反負荷側端部SFbとを有している。負荷側端部SFaは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部SFbには、固定部を介してスケールSが固定される。このスケールSの固定とともに、エンコーダ装置ECが取り付けられている。エンコーダ装置ECは、上述した実施形態、変形例、あるいはその組み合わせに係るエンコーダ装置である。   The rotation shaft SF has a load side end portion SFa and an anti-load side end portion SFb. The load side end portion SFa is connected to another power transmission mechanism such as a speed reducer. The scale S is fixed to the non-load side end portion SFb through a fixing portion. Along with fixing the scale S, an encoder device EC is attached. The encoder device EC is an encoder device according to the above-described embodiment, modification, or combination thereof.

この駆動装置MTRは、エンコーダ装置ECの検出結果を使って、図1などに示したモータ制御部MCが本体部BDを制御する。駆動装置MTRは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、駆動装置MTRは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。   In the driving device MTR, the motor control unit MC shown in FIG. 1 or the like controls the main body BD using the detection result of the encoder device EC. Since the drive device MTR has no or low need for battery replacement of the encoder device EC, the maintenance cost can be reduced. The drive device MTR is not limited to a motor device, and may be another drive device having a shaft portion that rotates using hydraulic pressure or pneumatic pressure.

[ステージ装置]
次に、ステージ装置について説明する。図32は、ステージ装置STGを示す図である。このステージ装置STGは、図31に示した駆動装置MTRの回転軸SFのうち負荷側端部SFaに、回転テーブル(移動物体)TBを取り付けた構成である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
[Stage device]
Next, the stage apparatus will be described. FIG. 32 is a diagram showing a stage apparatus STG. This stage device STG has a configuration in which a rotary table (moving object) TB is attached to the load side end portion SFa of the rotary shaft SF of the drive device MTR shown in FIG. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

ステージ装置STGは、駆動装置MTRを駆動して回転軸SFを回転させると、この回転が回転テーブルTBに伝達される。その際、エンコーダ装置ECは、回転軸SFの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ECからの出力を用いることにより、回転テーブルTBの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置MTRの負荷側端部SFaと回転テーブルTBとの間に減速機等が配置されてもよい。   When the stage device STG drives the driving device MTR to rotate the rotating shaft SF, the rotation is transmitted to the rotary table TB. At that time, the encoder device EC detects the angular position and the like of the rotating shaft SF. Therefore, the angular position of the rotary table TB can be detected by using the output from the encoder device EC. A reduction gear or the like may be disposed between the load side end SFa of the drive device MTR and the rotary table TB.

このようにステージ装置STGは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ステージ装置STGは、例えば、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用できる。   Thus, since the stage apparatus STG has no or low need for battery replacement of the encoder apparatus EC, the maintenance cost can be reduced. The stage apparatus STG can be applied to a rotary table provided in a machine tool such as a lathe.

[ロボット装置]
次に、ロボット装置について説明する。図33は、ロボット装置RBTを示す斜視図である。なお、図33には、ロボット装置RBTの一部(関節部分)を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置RBTは、第1アームAR1と、第2アームAR2と、関節部JTとを有している。第1アームAR1は、関節部JTを介して、第2アームAR2と接続されている。
[Robot equipment]
Next, the robot apparatus will be described. FIG. 33 is a perspective view showing the robot apparatus RBT. FIG. 33 schematically shows a part (joint portion) of the robot apparatus RBT. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. The robot apparatus RBT includes a first arm AR1, a second arm AR2, and a joint portion JT. The first arm AR1 is connected to the second arm AR2 via the joint portion JT.

第1アームAR1は、腕部101、軸受101a、及び軸受101bを備えている。第2アームAR2は、腕部102および接続部102aを有する。接続部102aは、関節部JTにおいて、軸受101aと軸受101bの間に配置されている。接続部102aは、回転軸SF2と一体的に設けられている。回転軸SF2は、関節部JTにおいて、軸受101aと軸受101bの両方に挿入されている。回転軸SF2のうち軸受101bに挿入される側の端部は、軸受101bを貫通して減速機RGに接続されている。   The first arm AR1 includes an arm portion 101, a bearing 101a, and a bearing 101b. The second arm AR2 has an arm portion 102 and a connection portion 102a. The connecting portion 102a is disposed between the bearing 101a and the bearing 101b in the joint portion JT. The connecting portion 102a is provided integrally with the rotation shaft SF2. The rotation shaft SF2 is inserted into both the bearing 101a and the bearing 101b in the joint portion JT. The end of the rotary shaft SF2 on the side inserted into the bearing 101b passes through the bearing 101b and is connected to the speed reducer RG.

減速機RGは、駆動装置MTRに接続されており、駆動装置MTRの回転を例えば100分の1等に減速して回転軸SF2に伝達する。図33に図示しないが、駆動装置MTRの回転軸SFのうち負荷側端部SFaは、減速機RGに接続されている。また、駆動装置MTRの回転軸SFのうち反負荷側端部SFbには、エンコーダ装置ECのスケールSが取り付けられている。   The reducer RG is connected to the drive device MTR, and reduces the rotation of the drive device MTR to, for example, 1/100 and transmits it to the rotation shaft SF2. Although not shown in FIG. 33, the load-side end portion SFa of the rotation shaft SF of the drive device MTR is connected to the speed reducer RG. In addition, the scale S of the encoder device EC is attached to the non-load-side end portion SFb of the rotation shaft SF of the drive device MTR.

ロボット装置RBTは、駆動装置MTRを駆動して回転軸SFを回転させると、この回転が減速機RGを介して回転軸SF2に伝達される。回転軸SF2の回転により接続部102aが一体的に回転し、これにより第2アームAR2が、第1アームAR1に対して回転する。その際、エンコーダ装置ECは、回転軸SFの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ECからの出力を用いることにより、第2アームAR2の角度位置を検出することができる。   When the robot apparatus RBT drives the drive apparatus MTR to rotate the rotation axis SF, the rotation is transmitted to the rotation axis SF2 via the reduction gear RG. Due to the rotation of the rotation shaft SF2, the connecting portion 102a rotates integrally, whereby the second arm AR2 rotates relative to the first arm AR1. At that time, the encoder device EC detects the angular position and the like of the rotating shaft SF. Therefore, the angular position of the second arm AR2 can be detected by using the output from the encoder device EC.

このようにロボット装置RBTは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ロボット装置RBTは、上記の構成に限定されず、駆動装置MTRは、関節を備える各種ロボット装置に適用できる。   As described above, the robot apparatus RBT has no or low need for replacing the battery of the encoder apparatus EC, so that the maintenance cost can be reduced. The robot apparatus RBT is not limited to the above configuration, and the drive apparatus MTR can be applied to various robot apparatuses having joints.

なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態あるいは変形例に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態あるいは変形例で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態あるいは変形例で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。   The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment or modification. For example, one or more of the requirements described in the above embodiments or modifications may be omitted. In addition, the requirements described in the above embodiments or modifications can be combined as appropriate. In addition, as long as it is permitted by law, the disclosure of all documents cited in the above-described embodiments and the like is incorporated as a part of the description of the text.

なお、上述の実施形態の態様に従えば、回転軸の回転に伴って回転する磁石と、磁石の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプを生じる感磁性部と、感磁性部における磁界の変化によって電力が発生する発電部と、発電部から出力される電力の変化により、回転軸の回転情報を検出する検出部と、発電部から出力された電力を所定電圧の電力に調整する電力調整部と、電力調整部から出力される電力を使って、検出部の検出結果を記憶する記憶部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。   In addition, according to the aspect of the above-described embodiment, the magnet that rotates with the rotation of the rotating shaft, the magnetic sensitive part that causes a large Barkhausen jump due to the change of the magnetic field accompanying the rotation of the magnet, and the magnetic field in the magnetic sensitive part A power generation unit that generates power due to a change, a detection unit that detects rotation information of the rotating shaft based on a change in power output from the power generation unit, and a power adjustment that adjusts the power output from the power generation unit to power of a predetermined voltage An encoder device is provided that includes a storage unit that stores the detection result of the detection unit using the power output from the power adjustment unit.

なお、上述の実施形態の態様に従えば、回転軸の回転に伴って回転する磁石と、磁石の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプを生じる感磁性部と、回転軸の回転情報を検出する検出部と、検出部の検出結果を記憶する記憶部と、感磁性部における磁界の変化によって電力が発生する発電部と、発電部から出力された電力を所定電圧の電力に調整し、検出部で消費される電力の少なくとも一部、及び記憶部で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、を備えるエンコーダ装置が提供される。   In addition, according to the aspect of the above-mentioned embodiment, the magnet which rotates with rotation of a rotating shaft, the magnetic sensitive part which produces a large Barkhausen jump by the change of the magnetic field accompanying rotation of a magnet, and rotation information of a rotating shaft are obtained. A detection unit that detects, a storage unit that stores a detection result of the detection unit, a power generation unit that generates power due to a change in the magnetic field in the magnetic sensing unit, and adjusts the power output from the power generation unit to a predetermined voltage power, An encoder apparatus is provided that includes at least a part of the power consumed by the detection unit and a power adjustment unit that supplies at least a part of the power consumed by the storage unit.

なお、上述の実施形態の態様に従えば、上記の態様のエンコーダ装置と、回転軸に動力を供給する動力供給部と、エンコーダ装置の検出部が検出した回転情報を使って動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置が提供される。   According to the aspect of the above-described embodiment, the power supply unit is controlled using the encoder device of the above aspect, the power supply unit that supplies power to the rotating shaft, and the rotation information detected by the detection unit of the encoder device. A control unit is provided.

なお、上述の実施形態の態様に従えば、移動物体と、移動物体を移動させる上記の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。   In addition, according to the aspect of the above-mentioned embodiment, a stage apparatus provided with a moving object and the drive device of the said aspect which moves a moving object is provided.

なお、上述の実施形態の態様に従えば、上記の態様の駆動装置と、駆動装置によって相対移動する第1アームおよび第2アームと、を備えるロボット装置が提供される。   According to the aspect of the above-described embodiment, there is provided a robot apparatus including the driving device according to the above aspect, and a first arm and a second arm that are relatively moved by the driving device.

上述の実施形態の態様は、例えば、エンコーダ装置に電力を供給するバッテリーの交換の必要性を減らす、あるいは無くすことを目的の一つとする。上述の実施形態の態様によれば、エンコーダ装置に電力を供給するバッテリーの交換の頻度を減らす、あるいはバッテリーの交換を省略することができる。   One aspect of the above-described embodiment is, for example, to reduce or eliminate the need to replace a battery that supplies power to the encoder device. According to the aspect of the above-described embodiment, it is possible to reduce the frequency of replacement of the battery that supplies power to the encoder device, or to omit battery replacement.

1 磁気式エンコーダ部、2 光学式エンコーダ部、3 磁石、5 信号処理部、7 検出部、8 電力調整部、9 記憶部、20 感磁性部、21 発電部35 フォトカプラ、36 フォトカプラ、41 感磁性部、42 発電部、55 磁気センサ、60 磁気センサ、MTR 駆動装置、RBT ロボット装置、STG ステージ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic encoder part, 2 Optical encoder part, 3 Magnet, 5 Signal processing part, 7 Detection part, 8 Power adjustment part, 9 Memory | storage part, 20 Magnetic sensing part, 21 Power generation part 35 Photocoupler, 36 Photocoupler, 41 Magnetosensitive part, 42 Power generation part, 55 Magnetic sensor, 60 Magnetic sensor, MTR drive device, RBT robot device, STG stage device

Claims (22)

第1磁気センサ及び第2磁気センサを有し、移動部の回転軸の位置情報を検出する検出部と、
前記回転軸の回転に基づき前記検出部と相対位置が変化する磁石と、
第1感磁性部及び第2感磁性部を有し、前記移動部の回転による磁界の変化により生じるパルス状の電流に基づく電力が発生する発電部と、
前記電力を所定電圧の電力に調整し、前記検出部で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、
を備えるエンコーダ装置。
A detection unit that has a first magnetic sensor and a second magnetic sensor and detects position information of a rotation axis of the moving unit;
A magnet whose relative position changes with the detection unit based on rotation of the rotation shaft;
A power generation unit that includes a first magnetic sensing unit and a second magnetic sensing unit, and generates power based on a pulsed current generated by a change in magnetic field due to rotation of the moving unit;
A power adjustment unit that adjusts the power to a predetermined voltage power and supplies at least a portion of the power consumed by the detection unit;
An encoder device comprising:
前記検出部は、前記パルス状の電流が生じる期間において出力された前記第1磁気センサの出力信号と前記第2磁気センサの出力信号とに基づいて、前記回転軸の回転数を検出する、請求項1に記載のエンコーダ装置。   The detection unit detects the number of rotations of the rotating shaft based on an output signal of the first magnetic sensor and an output signal of the second magnetic sensor output in a period in which the pulsed current is generated. Item 5. The encoder device according to Item 1. 前記第1磁気センサと前記第1感磁性部とは前記回転軸の回転方向において互いに重ならない角度位置に配置され、
前記第2磁気センサと前記第2感磁性部とは前記回転軸の回転方向において互いに重ならない角度位置に配置される、
請求項1又は請求項2に記載のエンコーダ装置。
The first magnetic sensor and the first magnetic sensitive part are arranged at angular positions that do not overlap with each other in the rotation direction of the rotary shaft,
The second magnetic sensor and the second magnetic sensitive part are arranged at angular positions that do not overlap each other in the rotation direction of the rotation shaft.
The encoder device according to claim 1 or 2.
前記第1磁気センサは、前記第1感磁性部の角度位置に対する位相差が45°以上135°以下の範囲の角度位置に配置され、
前記第2磁気センサは、前記回転軸の回転方向において前記第1磁気センサと重ならない角度位置であって、前記第2感磁性部の角度位置に対する位相差が45°以上135°以下の範囲の角度位置に配置される、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The first magnetic sensor is arranged at an angular position in a range where the phase difference with respect to the angular position of the first magnetic sensitive part is 45 ° or more and 135 ° or less,
The second magnetic sensor has an angular position that does not overlap with the first magnetic sensor in a rotation direction of the rotation shaft, and a phase difference with respect to the angular position of the second magnetic sensing portion is in a range of 45 ° to 135 °. Placed at an angular position,
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-3.
前記第1感磁性部の角度位置は、前記第2感磁性部の角度位置に対して45°以上135°以下の位相差を有する、
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The angular position of the first magnetic sensitive part has a phase difference of 45 ° or more and 135 ° or less with respect to the angular position of the second magnetic sensitive part.
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記第1磁気センサの出力信号を所定の閾値と比較して、前記回転軸の1回転内における第1期間においてハイレベルの信号を出力し、前記第1期間と異なる第2期間においてローレベルの信号出力するコンパレータを備え、
前記第1期間において前記第1磁気センサの出力信号が出力される、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The output signal of the first magnetic sensor is compared with a predetermined threshold value , a high level signal is output in a first period within one rotation of the rotating shaft , and a low level signal is output in a second period different from the first period. It has a comparator that outputs a signal,
An output signal of the first magnetic sensor is output in the first period .
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-5.
前記第1磁気センサ及び前記第2磁気センサは、前記第1感磁性部から前記電流が生じるタイミングと前記第2感磁性部から前記電流が生じるタイミングとにおいて、それぞれ出力信号を出力する、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor each output an output signal at a timing when the current is generated from the first magnetic sensor and at a timing when the current is generated from the second magnetic sensor.
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-6.
前記検出部は、前記第1感磁性部から生じる前記パルス状の電流に基づく検出信号と前記第2感磁性部から生じる前記パルス状の電流に基づく検出信号とを用いて前記回転軸の第2の回転数を検出する、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The detection unit uses a detection signal based on the pulsed current generated from the first magnetic sensing unit and a detection signal based on the pulsed current generated from the second magnetic sensing unit to detect the second rotation shaft. Detecting the rotation speed of
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-7.
前記回転軸の回転数と前記第2の回転数とを照合して、その照合の結果に基づき異常の検出を行う、
請求項8に記載のエンコーダ装置。
Collating the rotational speed of the rotating shaft with the second rotational speed, and detecting an abnormality based on the result of the collation,
The encoder device according to claim 8.
前記第1感磁性部及び前記第2感磁性部は、前記磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプを生じる、
請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The first magnetic sensitive part and the second magnetic sensitive part cause a large Barkhausen jump due to a change in the magnetic field,
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-9.
前記検出部は、外部から電力供給を受けない場合、前記発電部又はバッテリから電力供給を受ける、
請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
When the detection unit does not receive power supply from the outside, the detection unit receives power supply from the power generation unit or the battery.
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-10.
前記電力調整部は、
前記発電部から生じる前記電流を全波整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を所定電圧の電力に調整するレギュレータと、を備える、
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The power adjustment unit
A rectifier that full-wave rectifies the current generated from the power generation unit;
A regulator that adjusts the power rectified by the rectifier to a predetermined voltage power, and
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-11.
前記電力調整部は、前記整流器と前記レギュレータとの間にコンデンサを備える、
請求項12に記載のエンコーダ装置。
The power adjustment unit includes a capacitor between the rectifier and the regulator.
The encoder device according to claim 12.
前記電力調整部は、前記検出部の検出結果を記憶する記憶部で消費される電力の少なくとも一部を供給する、
請求項1から請求項13のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The power adjustment unit supplies at least a part of power consumed by a storage unit that stores a detection result of the detection unit.
The encoder apparatus as described in any one of Claims 1-13.
第1のセンサと第2のセンサとを有し、移動部の回転軸の位置情報を検出する検出部と、
第1感磁性部及び第2感磁性部を有し、前記移動部の回転による磁界の変化により生じるパルス状の電流に基づく電力が発生する発電部と、
前記電力を所定電圧の電力に調整し、前記検出部で消費される電力の少なくとも一部を供給する電力調整部と、
前記第1のセンサから出力される出力信号を所定の閾値と比較して、前記回転軸の1回転内におけるハイレベルの信号とローレベルの信号とを出力するコンパレータと、を備え、
前記発電部は、前記ハイレベルの信号が出力される期間において前記第1感磁性部によって生じる前記パルス状の電流として第1の電流を出力し、前記ローレベルの信号が出力される期間において前記第2感磁性部によって生じる前記パルス状の電流として第2の電流を出力する、
エンコーダ装置。
A detection unit having a first sensor and a second sensor and detecting position information of a rotation axis of the moving unit;
A power generation unit that includes a first magnetic sensing unit and a second magnetic sensing unit, and generates power based on a pulsed current generated by a change in magnetic field due to rotation of the moving unit;
A power adjustment unit that adjusts the power to a predetermined voltage power and supplies at least a portion of the power consumed by the detection unit;
A comparator that compares an output signal output from the first sensor with a predetermined threshold and outputs a high-level signal and a low-level signal within one rotation of the rotating shaft;
The power generation unit, in the said first current output as pulse current generated by the first sensitive magnetic portion in a high level period of the signal is output, the period during which the signal is output before Symbol low level Outputting a second current as the pulsed current generated by the second magnetic sensing unit ;
Encoder device.
前記電力調整部は、
前記第1の電流及び前記第2の電流を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を所定電圧の電力に調整するレギュレータと、を備える、
請求項15に記載のエンコーダ装置。
The power adjustment unit
A rectifier for rectifying the first current and the second current;
A regulator that adjusts the power rectified by the rectifier to a predetermined voltage power, and
The encoder device according to claim 15.
前記コンパレータは、前記回転軸の1回転内における第1期間において前記ハイレベルの信号を出力し、前記第1期間と異なる第2期間において前記ローレベルの信号を出力し、
前記第1期間において前記第1のセンサの出力信号が出力される、
請求項15又は請求項16に記載のエンコーダ装置。
The comparator outputs the high level signal in a first period within one rotation of the rotating shaft, and outputs the low level signal in a second period different from the first period,
The output signal of the first sensor is output in the first period,
The encoder device according to claim 15 or claim 16.
前記第2期間において前記第2のセンサの出力信号が出力される、
請求項17に記載のエンコーダ装置。
An output signal of the second sensor is output in the second period .
The encoder device according to claim 17 .
前記第1のセンサは磁気センサであって、
前記磁気センサは、前記第1感磁性部から前記パルス状の電流が生じる期間において、前記磁界の変化において前記磁界が相対的に強い位置に配置される、請求項15から請求項18のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The first sensor is a magnetic sensor,
19. The magnetic sensor according to any one of claims 15 to 18, wherein the magnetic sensor is disposed at a position where the magnetic field is relatively strong in the change of the magnetic field during a period in which the pulsed current is generated from the first magnetosensitive portion. The encoder device according to one item.
請求項1から請求項19のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記移動部に動力を供給する動力供給部と、
前記エンコーダ装置の前記検出部が検出した位置情報を使って前記動力供給部を制御する制御部と、を備える駆動装置。
The encoder device according to any one of claims 1 to 19,
A power supply unit for supplying power to the moving unit;
And a control unit that controls the power supply unit using position information detected by the detection unit of the encoder device.
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項20に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
A moving object;
A stage device comprising: the driving device according to claim 20, wherein the moving object is moved.
請求項20に記載の駆動装置を備えるロボット装置。   A robot apparatus comprising the driving apparatus according to claim 20.
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