JP7372604B2 - Encoder device, drive device, stage device, and robot device - Google Patents

Encoder device, drive device, stage device, and robot device Download PDF

Info

Publication number
JP7372604B2
JP7372604B2 JP2021565151A JP2021565151A JP7372604B2 JP 7372604 B2 JP7372604 B2 JP 7372604B2 JP 2021565151 A JP2021565151 A JP 2021565151A JP 2021565151 A JP2021565151 A JP 2021565151A JP 7372604 B2 JP7372604 B2 JP 7372604B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
section
power
magnet
output
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021565151A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2021124377A1 (en
Inventor
桂 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=76478622&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP7372604(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Publication of JPWO2021124377A1 publication Critical patent/JPWO2021124377A1/ja
Priority to JP2023179875A priority Critical patent/JP2023181270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7372604B2 publication Critical patent/JP7372604B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

本発明は、エンコーダ装置、エンコーダ装置の使用方法、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 method of using the encoder device, a drive device, a stage device, and a robot device.

従来のエンコーダ装置として、ウィーガントワイヤまたはその他の磁気発電素子を用いた自己発電手段によって無電源多回転検出回路を駆動することにより、無電源でも多回転を検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional encoder device, one is known that detects multiple rotations even without a power source by driving a power-free multiple rotation detection circuit with self-power generation means using a Wiegand wire or other magnetic power generation element (for example, , see Patent Document 1).

特開2017-26397号公報JP2017-26397A

第1の態様によれば、移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その位置検出部からの制御信号によって変化するその電気信号発生部の出力をその位置検出部へ出力する回路部とを備えるエンコーダ装置が提供される。 According to the first aspect, there is a position detection unit that detects position information of the moving unit, a magnet that moves due to the movement of the moving unit, and an electrical signal generation unit that generates an electric signal by a change in magnetic field caused by the movement of the magnet. and a circuit section that outputs an output of the electrical signal generating section that changes depending on a control signal from the position detecting section to the position detecting section.

第2の態様によれば、電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その電気信号によりその位置検出部に電力を供給する電力供給部と、を備え、その位置検出部は、その電源からの電力の供給が断たれると、その電気信号によるその電力供給部からの電力が供給されるまでにその位置情報の検出を行うエンコーダ装置が提供される。 According to the second aspect, there is provided a position detecting section that is supplied with power from a power source and detects position information of the moving section, a magnet that moves as the moving section moves, and an electric signal generated by a change in a magnetic field caused by the movement of the magnet. and a power supply section that supplies power to the position detection section using the electric signal, and when the power supply from the power supply is cut off, the position detection section An encoder device is provided that detects position information based on an electric signal before power is supplied from its power supply unit.

第3の態様によれば、第1又は第2の態様のエンコーダ装置と、その移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置が提供される。
第4の態様によれば、移動物体と、その移動物体を移動させる第3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。
第5の態様によれば、第3の態様の駆動装置と、その駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置が提供される。
According to a third aspect, there is provided a drive device including the encoder device according to the first or second aspect and a power supply section that supplies power to a moving section thereof.
According to a fourth aspect, there is provided a stage device that includes a moving object and the drive device of the third aspect that moves the moving object.
According to a fifth aspect, there is provided a robot device including the drive device of the third aspect and an arm that is relatively moved by the drive device.

第6の態様によれば、電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その電気信号によりその位置検出部に電力を供給する電力供給部と、を備えるエンコーダ装置の使用方法であって、その位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、その電気信号によるその電力供給部からの電力が供給されるまでにその位置情報の検出を行うことを含む使用方法が提供される。 According to the sixth aspect, there is provided a position detecting section that is supplied with power from a power source and detects position information of the moving section, a magnet that moves as the moving section moves, and an electric signal generated by a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet. 1. A method of using an encoder device comprising an electric signal generating section that generates an electrical signal, and a power supply section that supplies power to the position detecting section using the electric signal, the position detecting section receiving power from the power source. A method of use is provided which includes detecting the location information when the power supply is cut off until power is supplied from the power supply by means of the electrical signal.

第1の実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an encoder device according to a first embodiment. (A)は図1中の磁石、電気信号発生ユニット、及び磁気センサを示す斜視図、(B)は図2(A)の磁石等を示す平面図、(C)は図2(A)の磁気センサを示す回路図である。(A) is a perspective view showing the magnet, electric signal generation unit, and magnetic sensor in Fig. 1, (B) is a plan view showing the magnet etc. in Fig. 2 (A), and (C) is a perspective view showing the magnet, etc. in Fig. 2 (A). FIG. 2 is a circuit diagram showing a magnetic sensor. (A)は図2(A)の磁石及び電気信号発生ユニットを示す平面図、(B)及び(C)はそれぞれ図3(A)の断面図、(D)は変形例を示す平面図、(E)は図3(D)の側面図である。(A) is a plan view showing the magnet and electric signal generation unit of FIG. 2(A), (B) and (C) are respectively sectional views of FIG. 3(A), and (D) is a plan view showing a modified example; (E) is a side view of FIG. 3(D). 図1のエンコーダ装置の電力供給系及び多回転情報検出部の構成を示す図である。2 is a diagram showing the configuration of a power supply system and a multi-rotation information detection section of the encoder device of FIG. 1. FIG. 図1のエンコーダ装置の順回転時の動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the operation of the encoder device of FIG. 1 during forward rotation. 高速回転時の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation at the time of high-speed rotation. (A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は、それぞれ図6の動作に対応する所定の信号を示す図である。(A), (B), (C), (D), and (E) are diagrams each showing predetermined signals corresponding to the operation of FIG. 6; 第2の実施形態に係るエンコーダ装置の電力供給系及び多回転情報検出部の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a power supply system and a multi-rotation information detection section of an encoder device according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る電源オフ時の動作の一例を示すフローチャートである。12 is a flowchart illustrating an example of an operation when the power is turned off according to the second embodiment. (A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は、それぞれ図9の動作に対応する所定の信号を示す図である。(A), (B), (C), (D), and (E) are diagrams each showing predetermined signals corresponding to the operation of FIG. 9; 駆動装置の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a drive device. ステージ装置の一例を示す図である。It is a figure showing an example of a stage device. ロボット装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a robot device.

[第1の実施形態]
第1の実施形態につき図1から図7を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す。図1において、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が検出した回転位置情報は、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位置情報を使って、モータMの回転(例えば、回転位置、回転速度など)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 with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 shows an encoder device EC according to this embodiment. In FIG. 1, an encoder device EC detects rotational position information of a rotating shaft SF (moving section) of a motor M (power supply section). The rotating shaft SF is, for example, the shaft (rotor) of the motor M, but it is also an operating shaft (output shaft) that is connected to the shaft of the motor M via a power transmission unit such as a transmission and is also connected to a load. You can. The rotational position information detected by the encoder device EC is supplied to the motor control unit MC. The motor control unit MC controls the rotation (eg, rotational position, rotational speed, etc.) of the motor M using the rotational position information supplied from the encoder device EC. The motor control unit MC controls the rotation of the rotating shaft SF.

エンコーダ装置ECは、位置検出系(位置検出ユニット)1及び電力供給系(電力供給ユニット)2を備える。位置検出系1は、回転軸SFの回転位置情報を検出する。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の回転の数を示す多回転情報、及び1回転未満の角度位置(回転角)を示す角度位置情報を含む回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ECは、回転軸SFの多回転情報を検出する多回転情報検出部3、及び回転軸SFの角度位置を検出する角度検出部4を備える。 The encoder device EC includes a position detection system (position detection unit) 1 and a power supply system (power supply unit) 2. The position detection system 1 detects rotational position information of the rotation axis SF. The encoder device EC is a so-called multi-rotation absolute encoder, and detects rotational position information including multi-rotation information indicating the number of rotations of the rotary shaft SF and angular position information indicating an angular position (rotation angle) less than one rotation. . The encoder device EC includes a multi-rotation information detection section 3 that detects multi-rotation information about the rotation axis SF, and an angle detection section 4 that detects the angular position of the rotation axis SF.

位置検出系1の少なくとも一部(例えば角度検出部4)は、例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置(例えば駆動装置、ステージ装置、ロボット装置)の電源(例えば、主電源)が投入されている状態(通常状態)で、この装置から電力の供給を受けて動作する。また、位置検出系1の少なくとも一部(例えば多回転情報検出部3)は、例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置の電源(例えば、主電源)が投入されていない状態(非常時状態、バックアップ状態等)で、電力供給系2から電力の供給を受けて動作する。例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置からの電力の供給が断たれた状態において、電力供給系2は位置検出系1の少なくとも一部(例えば多回転情報検出部3)に対して断続的(間欠的)に電力を供給し、位置検出系1は、電力供給系2から電力が供給された際に回転軸SFの回転位置情報の少なくとも一部(例えば多回転情報)を検出する。 At least a part of the position detection system 1 (for example, the angle detection unit 4) is activated when the power (for example, the main power supply) of the device (for example, the drive device, the stage device, the robot device) on which the encoder device EC is mounted is turned on. It operates by receiving power from this device in the normal state. In addition, at least a part of the position detection system 1 (for example, the multi-rotation information detection unit 3) is operated in a state where the power (for example, the main power supply) of the device in which the encoder device EC is mounted is not turned on (in an emergency state, It operates by receiving power from the power supply system 2 in a backup state, etc.). For example, in a state where the power supply from the device in which the encoder device EC is installed is cut off, the power supply system 2 provides intermittent ( The position detection system 1 detects at least part of the rotational position information (for example, multi-rotation information) of the rotating shaft SF when the power is supplied from the power supply system 2 (intermittently).

多回転情報検出部3は、例えば、磁気によって多回転情報を検出する。多回転情報検出部3は、例えば、磁石11、磁気検出部12、検出部13、及び記憶部14を備える。磁石11は、回転軸SFに固定された円板15に設けられる。円板15は回転軸SFとともに回転するため、磁石11は回転軸SFと連動して回転する。磁石11は回転軸SFの外側に固定され、磁石11及び磁気検出部12は、回転軸SFの回転によって互いの相対位置が変化する。磁石11が形成する磁気検出部12上の磁界の強さ及び向きは、回転軸SFの回転によって変化する。磁気検出部12は、磁石11が形成する磁界を検出し、検出部13は、磁石が形成する磁界を磁気検出部12が検出した結果に基づいて、回転軸SFの位置情報を検出する。記憶部14は、検出部13が検出した位置情報を記憶する。 The multi-rotation information detection unit 3 detects multi-rotation information using, for example, magnetism. The multi-rotation information detection section 3 includes, for example, a magnet 11, a magnetic detection section 12, a detection section 13, and a storage section 14. The magnet 11 is provided on a disc 15 fixed to the rotating shaft SF. Since the disk 15 rotates together with the rotating shaft SF, the magnet 11 rotates in conjunction with the rotating shaft SF. The magnet 11 is fixed outside the rotating shaft SF, and the relative positions of the magnet 11 and the magnetic detection section 12 change with the rotation of the rotating shaft SF. The strength and direction of the magnetic field formed by the magnet 11 on the magnetic detection unit 12 change depending on the rotation of the rotating shaft SF. The magnetic detection unit 12 detects the magnetic field formed by the magnet 11, and the detection unit 13 detects position information of the rotating shaft SF based on the result of the magnetic detection unit 12 detecting the magnetic field formed by the magnet. The storage unit 14 stores position information detected by the detection unit 13.

角度検出部4は、光学式または磁気式のエンコーダであり、スケールの一回転内の位置情報(角度位置情報)を検出する。例えば光学式エンコーダであるとき、例えばスケールのパターンニング情報を受光素子で読み取ることにより、回転軸SFの1回転以内の角度位置を検出する。スケールのパターンニング情報とは、例えばスケール上の明暗のスリットである。角度検出部4は、多回転情報検出部3の検出対象と同じ回転軸SFの角度位置情報を検出する。角度検出部4は、発光素子21、スケールS、受光センサ22、及び検出部23を備える。 The angle detection unit 4 is an optical or magnetic encoder, and detects position information (angular position information) within one rotation of the scale. For example, in the case of an optical encoder, the angular position within one rotation of the rotation axis SF is detected by reading scale patterning information with a light receiving element. The scale patterning information is, for example, bright and dark slits on the scale. The angle detection unit 4 detects angular position information of the same rotation axis SF as the detection target of the multi-rotation information detection unit 3. The angle detection section 4 includes a light emitting element 21, a scale S, a light receiving sensor 22, and a detection section 23.

スケールSは、例えば回転軸SFに固定された円板5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。スケールSは、円板15に設けられてもよいし、円板15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15において磁石11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11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, for example, on a disc 5 fixed to the rotating shaft SF. The scale S includes an incremental scale and an absolute scale. The scale S may be provided on the disc 15 or may be a member integrated with the disc 15. For example, the scale S may be provided on the surface of the disc 15 opposite to the magnet 11. The scale S may be provided on at least one of the inside and outside of the magnet 11.

発光素子21(照射部、発光部)は、スケールSに光を照射する。受光センサ22(光検出部)は、発光素子21から照射されスケールSを経由した光を検出する。図1において、角度検出部4は透過型であり、受光センサ22は、スケールSを透過した光を検出する。なお、角度検出部4は反射型であってもよい。そして、受光センサ22は、検出結果を示す信号を検出部23へ供給する。検出部23は、受光センサ22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23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23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 light emitting element 21 (irradiation section, light emitting section) irradiates the scale S with light. The light receiving sensor 22 (light detecting section) detects the light emitted from the light emitting element 21 and passing through the scale S. In FIG. 1, the angle detection section 4 is of a transmission type, and the light receiving sensor 22 detects the light transmitted through the scale S. Note that the angle detection section 4 may be of a reflective type. The light receiving sensor 22 then supplies a signal indicating the detection result to the detection unit 23. The detection unit 23 uses the detection result of the light receiving sensor 22 to detect the angular position of the rotation axis SF. For example, the detection unit 23 detects the angular position at the first resolution using the result of detecting light from the absolute scale. Further, the detection unit 23 detects an angular position with a second resolution higher than the first resolution by performing an interpolation calculation on the angular position with the first resolution using the result of detecting the light from the incremental scale. .

本実施形態において、エンコーダ装置ECは、信号処理部25を備える。信号処理部25は、位置検出系1による検出結果を演算して処理する。信号処理部25は、合成部26及び外部通信部27を備える。合成部26は、検出部23が検出した第2分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部26は、多回転情報検出部3の記憶部14から回転軸SFの多回転情報を取得する。合成部26は、検出部23からの角度位置情報、及び多回転情報検出部3からの多回転情報を合成し、回転位置情報を算出する。例えば、検出部23の検出結果がθ(rad)であり、多回転情報検出部3の検出結果がn回転である場合に、合成部26は、回転位置情報として(2π×n+θ)(rad)を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、1回転未満の角度位置情報とを組にした情報でもよい。 In this embodiment, the encoder device EC includes a signal processing section 25. The signal processing unit 25 calculates and processes the detection results by the position detection system 1. The signal processing section 25 includes a combining section 26 and an external communication section 27. The synthesizing unit 26 acquires the angular position information of the second resolution detected by the detecting unit 23. Furthermore, the synthesis unit 26 acquires multi-rotation information about the rotation axis SF from the storage unit 14 of the multi-rotation information detection unit 3 . The synthesis section 26 synthesizes the angular position information from the detection section 23 and the multi-rotation information from the multi-rotation information detection section 3, and calculates rotational position information. For example, when the detection result of the detection unit 23 is θ (rad) and the detection result of the multi-rotation information detection unit 3 is n rotations, the synthesis unit 26 uses (2π×n+θ) (rad) as the rotational position information. Calculate. The rotational position information may be information that is a set of multi-rotation information and angular position information for less than one rotation.

合成部26は、回転位置情報を外部通信部27に供給する。外部通信部27は、有線または無線によって、モータ制御部MCの通信部MCCと通信可能に接続されている。外部通信部27は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部MCの通信部MCCに供給する。モータ制御部MCは、角度検出部4の外部通信部27からの回転位置情報を適宜復号する。モータ制御部MCは、回転位置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 synthesis section 26 supplies the rotational position information to the external communication section 27. The external communication section 27 is communicably connected to the communication section MCC of the motor control section MC by wire or wirelessly. The external communication section 27 supplies digital rotational position information to the communication section MCC of the motor control section MC. The motor control unit MC appropriately decodes the rotational position information from the external communication unit 27 of the angle detection unit 4. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M by controlling the electric power (driving electric power) supplied to the motor M using the rotational position information.

電力供給系2は、第1及び第2の電気信号発生ユニット31A,31B、バッテリ(電池)32、及び切替部33を備える。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ回転軸SFの回転によって電気信号を発生する。この電気信号は、例えば、電力(電流、電圧)が時間変化する波形を含む。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ例えば、回転軸SFの回転に基づいて変化する磁界によって、電気信号として電力を発生する。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bは、多回転情報検出部3が回転軸SFの多回転位置の検出に用いる磁石11が形成する磁界の変化によって、電力を発生する。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ回転軸SFの回転によって、磁石11との相対的な角度位置が変化するように配置される。電気信号発生ユニット31A,31Bは、例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bと磁石11との相対位置がそれぞれ所定の位置になった際に、パルス状の電気信号を発生する。 The power supply system 2 includes first and second electrical signal generation units 31A and 31B, a battery 32, and a switching section 33. The electric signal generation units 31A and 31B each generate an electric signal by rotating the rotation shaft SF. This electrical signal includes, for example, a waveform in which power (current, voltage) changes over time. The electric signal generating units 31A and 31B each generate electric power as an electric signal using, for example, a magnetic field that changes based on the rotation of the rotating shaft SF. For example, the electric signal generation units 31A and 31B generate electric power by changes in the magnetic field formed by the magnet 11, which is used by the multi-rotation information detection section 3 to detect the multi-rotation position of the rotating shaft SF. The electric signal generating units 31A and 31B are arranged so that their angular positions relative to the magnet 11 change with the rotation of the rotating shaft SF. The electrical signal generating units 31A, 31B generate pulsed electrical signals, for example, when the relative positions of the electrical signal generating units 31A, 31B and the magnet 11 reach respective predetermined positions.

バッテリ32は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号に基づいて、位置検出系1で消費される電力の少なくとも一部を供給する。バッテリ32は、例えばボタン型電池、乾電池などの一次電池36及び充電可能な二次電池37(図4参照)を含む。バッテリ32の二次電池は、例えば電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号(例えば電流)によって充電可能である。バッテリ32は、保持部35に保持される。保持部35は、例えば、位置検出系1の少なくとも一部が設けられる回路基板などである。保持部35は、例えば、検出部13、切替部33、及び記憶部14を保持する。保持部35には、例えば、バッテリ32を収容可能な複数の電池ケース、及びバッテリ32と接続される電極、配線などが設けられる。 The battery 32 supplies at least a portion of the power consumed by the position detection system 1 based on the electrical signals generated by the electrical signal generation units 31A and 31B. The battery 32 includes, for example, a primary battery 36 such as a button type battery or a dry battery, and a rechargeable secondary battery 37 (see FIG. 4). The secondary battery of the battery 32 can be charged, for example, by electric signals (eg, current) generated by the electric signal generating units 31A and 31B. The battery 32 is held in a holding section 35. The holding portion 35 is, for example, a circuit board on which at least a portion of the position detection system 1 is provided. The holding unit 35 holds, for example, the detection unit 13, the switching unit 33, and the storage unit 14. The holding portion 35 is provided with, for example, a plurality of battery cases capable of accommodating the batteries 32, electrodes connected to the batteries 32, wiring, and the like.

切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号に基づいて、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給の有無を切り替える。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号のレベルが閾値以上になることでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を開始させる。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで闇値以上の電力が発生することでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を開始させる。また、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号のレベルが閾値未満になることでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電力が閾値未満になることでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bにパルス状の電気信号が発生する場合、切替部33は、この電気信号のレベル(電力)がローレベル(以下、Lレベルという。)からハイレベル(以下、Hレベルという。)に立ち上がった際に、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給を開始させ、この電気信号のレベル(電力)がLレベルヘ変化してから所定の時間経過後に、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。また、エンコーダ装置ECは、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生した電気信号(パルス信号)を、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給におけるスイッチング信号(トリガー信号)として用いる構成である。 The switching unit 33 switches whether or not power is supplied from the battery 32 to the position detection system 1 based on the electrical signals generated by the electrical signal generation units 31A and 31B. For example, the switching unit 33 starts supplying power from the battery 32 to the position detection system 1 when the level of the electric signals generated by the electric signal generation units 31A and 31B becomes equal to or higher than a threshold value. For example, the switching unit 33 starts supplying power from the battery 32 to the position detection system 1 when the electric signal generation units 31A and 31B generate power equal to or higher than the dark value. Further, the switching unit 33 stops supplying power from the battery 32 to the position detection system 1 when the level of the electric signal generated by the electric signal generation units 31A and 31B becomes less than a threshold value. For example, the switching unit 33 stops supplying power from the battery 32 to the position detection system 1 when the power generated by the electric signal generation units 31A and 31B becomes less than a threshold value. For example, when a pulsed electrical signal is generated in the electrical signal generation units 31A and 31B, the switching unit 33 changes the level (power) of this electrical signal from a low level (hereinafter referred to as L level) to a high level (hereinafter referred to as L level). ), the battery 32 starts supplying power to the position detection system 1, and after a predetermined period of time has passed since the level (power) of this electrical signal changes to the L level, the battery 32 starts supplying power to the position detection system 1. The power supply to the position detection system 1 is stopped. Furthermore, the encoder device EC is configured to use electrical signals (pulse signals) generated by the electrical signal generation units 31A and 31B as a switching signal (trigger signal) in supplying power from the battery 32 to the position detection system 1.

図2(A)は、図1中の磁石11、電気信号発生ユニット31A,31B、及び磁気検出部12である2つの磁気センサ51,52を示す斜視図、図2(B)は図2(A)の磁石11等を回転軸SFに平行な方向から見た平面図、図2(C)は磁気センサ51の回路図である。なお、図2(A)等において、図1の回転軸SFを直線で表している。
図2(A)、(B)において、磁石11は、回転によって、回転軸SFの中心を通る直線(対称軸)に平行な方向である軸方向(又はアキシャル方向ともいう。)における磁界の向き及び強さが変化するように構成されている。磁石11は、例えば回転軸SFと同軸の円環状の部材である。一例として、磁石11は、回転軸SFを囲むように順に配置されたそれぞれ開き角が90°の扇型のN極16A、S極16B、N極16C、及びS極16Dよりなる第1の円環状磁石と、N極16A~S極16Dと同じ形状でN極16A~S極16Dの一面にそれぞれ貼り合わせて配置されたS極17A、N極17B、S極17C、及びN極17Dよりなる第2の円環状磁石とから構成されている。磁石11は、回転軸SFの回りの円周方向(又は周方向、回転方向ともいう。)に沿って4対の極性を持つように着磁されて磁力が発生する永久磁石である。磁石11の主たる面である表面(図1のモータMと反対側の面)及び裏面(モータMと同じ側の面)は、それぞれ、回転軸SFとほぼ垂直である。言い替えると、磁石11において、表面側のN極16A~S極16Dと、裏面側のS極17A~N極17Dとは角度(例、互いのN極とS極との位置)が90°(位相で180°)ずれており、N極16A~S極16DのN極とS極との境界と、S極17A~N極17DのS極とN極との境界とは、周方向の位置(角度位置)がほぼ一致している。なお、上記の第1の円環状磁石と第2の円環状磁石とは、移動方向(ここでは周方向、回転方向)又は軸方向に連続して一体化され複数の極性を有する1つの磁石であり、それら磁石の内側に空間を有する中空状の磁石であってもよい。
2(A) is a perspective view showing the magnet 11, electric signal generating units 31A, 31B, and two magnetic sensors 51, 52 which are the magnetic detection parts 12 in FIG. 1, and FIG. 2(B) is a perspective view showing the magnet 11 in FIG. A) is a plan view of the magnet 11 etc. viewed from a direction parallel to the rotation axis SF, and FIG. 2C is a circuit diagram of the magnetic sensor 51. Note that in FIG. 2(A) and the like, the rotation axis SF in FIG. 1 is represented by a straight line.
In FIGS. 2(A) and 2(B), due to rotation, the magnet 11 directs a magnetic field in the axial direction (also referred to as the axial direction), which is a direction parallel to a straight line (axis of symmetry) passing through the center of the rotation axis SF. and is configured to vary in strength. The magnet 11 is, for example, an annular member coaxial with the rotating shaft SF. As an example, the magnet 11 has a first circle consisting of fan-shaped north poles 16A, south poles 16B, north poles 16C, and south poles 16D each having an opening angle of 90° and arranged in order so as to surround the rotation axis SF. Consists of an annular magnet, and S poles 17A, N poles 17B, S poles 17C, and N poles 17D, which have the same shape as the N poles 16A to S poles 16D and are bonded to one surface of the N poles 16A to S poles 16D, respectively. and a second annular magnet. The magnet 11 is a permanent magnet that is magnetized to have four pairs of polarities along the circumferential direction (also referred to as the circumferential direction or the rotational direction) around the rotating shaft SF to generate magnetic force. The main surfaces of the magnet 11, the front surface (the surface opposite to the motor M in FIG. 1) and the back surface (the surface on the same side as the motor M), are each substantially perpendicular to the rotation axis SF. In other words, in the magnet 11, the angle between the N poles 16A to S poles 16D on the front side and the S poles 17A to N poles 17D on the back side (for example, the positions of the N and S poles of each other) is 90° ( The boundary between the N and S poles of N pole 16A to S pole 16D and the boundary of S pole and N pole of S pole 17A to N pole 17D are shifted by 180° in phase. (angular position) are almost the same. Note that the first annular magnet and the second annular magnet are one magnet that is continuously integrated in the moving direction (here, circumferential direction, rotational direction) or axial direction and has multiple polarities. However, it may be a hollow magnet with a space inside the magnet.

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の後端側(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 is referred to as forward rotation, and clockwise rotation is referred to as reverse rotation when viewed from the tip side of the rotating shaft SF (the side opposite to the motor M in FIG. 1). Further, the angle of forward rotation is expressed as a positive value, and the angle of reverse rotation is expressed as a negative value. Note that, when viewed from the rear end side of the rotating shaft SF (motor M side in FIG. 1), counterclockwise rotation may be defined as forward rotation, and clockwise rotation may be defined as reverse rotation.

ここで、磁石11に固定した座標系において、周方向におけるS極16DとN極16Aとの境界の角度位置を位置11aで表し、位置11aから順次90°回転した角度位置(N極とS極との境界)をそれぞれ位置11b,11c,11dで表す。
位置11aから反時計回りに90°の第1区間において、磁石11の表面側にN極が配置され、磁石11の裏面側にS極が配置されている。この第1区間において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石11の表面側から裏面側へ向かう軸方向AD1(図3(C)参照)に平行である。第1区間において、磁界の強さは、位置11aと位置11bとの中間において最大となり、位置11a,11bの近傍で最小となる。
Here, in the coordinate system fixed to the magnet 11, the angular position of the boundary between the S pole 16D and the N pole 16A in the circumferential direction is represented by a position 11a, and the angular positions sequentially rotated by 90 degrees from the position 11a (the N pole and the S pole ) are represented by positions 11b, 11c, and 11d, respectively.
In a first section extending 90° counterclockwise from the position 11a, an N pole is arranged on the front side of the magnet 11, and an S pole is arranged on the back side of the magnet 11. In this first section, the axial direction of the magnetic field of the magnet 11 is approximately parallel to the axial direction AD1 (see FIG. 3(C)) from the front side to the back side of the magnet 11. In the first section, the strength of the magnetic field is maximum between positions 11a and 11b, and minimum near positions 11a and 11b.

位置11bから反時計回りに90°の第2区間(磁石11の表面側にS極が、磁石11の裏面側にN極が配置されている区間)において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石11の裏面側から表面側へ向かう向き(例えば、軸方向AD1(図3(C)の向き)に対して逆向きである。第2区間において、磁界の強さは、位置11bと位置11cとの中間において最大となり、位置11b,11cの近傍で最小となる。同様に、位置11cから反時計回りに90°の第3区間、及び位置11dから反時計回りに90°の第4区間において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、それぞれ概ね磁石11の表面側から裏面側へ向かう向き、及び裏面側から表面側へ向かう向きである。 In the second section 90° counterclockwise from the position 11b (the section where the S pole is arranged on the front side of the magnet 11 and the N pole is arranged on the back side of the magnet 11), the axial direction of the magnetic field of the magnet 11 is determined. is approximately opposite to the direction from the back side to the front side of the magnet 11 (for example, the axial direction AD1 (direction in FIG. 3(C)). In the second section, the strength of the magnetic field is and the position 11c, and the minimum in the vicinity of positions 11b and 11c.Similarly, the third section of 90° counterclockwise from the position 11c, and the third section of 90° counterclockwise from the position 11d. In the four sections, the axial direction of the magnetic field of the magnet 11 is approximately from the front side to the back side of the magnet 11, and from the back side to the front side.

このように、磁石11が形成する磁界の軸方向の向きは、位置11a~11dにおいて順次反転する。磁石11は、磁石11の外部に固定された座標系に対し、磁石11の回転に伴って軸方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。電気信号発生ユニット31A,31Bは、磁石11の主たる面の法線方向と交差する方向における磁石11の外側面に配置されている。 In this way, the axial direction of the magnetic field formed by the magnet 11 is sequentially reversed at positions 11a to 11d. The magnet 11 forms an alternating current magnetic field in which the direction of the axial magnetic field is reversed as the magnet 11 rotates with respect to a coordinate system fixed outside the magnet 11. The electric signal generating units 31A and 31B are arranged on the outer surface of the magnet 11 in a direction intersecting the normal direction of the main surface of the magnet 11.

本実施形態において、電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ、回転軸SFに直交する磁石11の径方向(ラジアル方向とも称する。)又は該径方向に平行な方向に離れて、磁石11と非接触に設けられている。第1の電気信号発生ユニット31Aは、第1感磁性部41A、第1発電部42A、第1組の第1磁性体45A、及び第1組の第2磁性体46Aを備える。なお、第1磁性体45A及び第2磁性体46Aのうちの一方は省略可能である。第1感磁性部41A、第1発電部42A、第1磁性体45A、及び第2磁性体46Aは、磁石11の外部に固定されており、磁石11の回転に伴って磁石11上の各位置との相対位置が変化する。例えば、図2(B)では、第1電気信号発生ユニット31Aから反時計回りに45°の位置に、磁石11の位置11bが配置されており、この状態から磁石11が順方向(反時計回り)に1回転すると、電気信号発生ユニット31Aの近傍を位置11a,11d,11c,11bがこの順に通過する。 In this embodiment, the electric signal generation units 31A and 31B are spaced apart from each other in a radial direction (also referred to as a radial direction) of the magnet 11 perpendicular to the rotation axis SF or in a direction parallel to the radial direction. Provided for contact. The first electrical signal generating unit 31A includes a first magnetically sensitive section 41A, a first power generating section 42A, a first set of first magnetic bodies 45A, and a first set of second magnetic bodies 46A. Note that one of the first magnetic body 45A and the second magnetic body 46A can be omitted. The first magnetically sensitive part 41A, the first power generation part 42A, the first magnetic body 45A, and the second magnetic body 46A are fixed to the outside of the magnet 11, and are moved to different positions on the magnet 11 as the magnet 11 rotates. The relative position with the For example, in FIG. 2B, a position 11b of the magnet 11 is placed at a position 45° counterclockwise from the first electrical signal generation unit 31A, and from this state the magnet 11 is moved forward (counterclockwise). ), positions 11a, 11d, 11c, and 11b pass in this order near the electrical signal generating unit 31A.

第1感磁性部41Aは、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤである。第1感磁性部41Aには、磁石11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(ウィーガント効果)が生じる。第1感磁性部41Aは、射影像が長方形で円柱状の部材であり、その軸方向が磁石11の周方向に設定されている。以下では、第1感磁性部41Aの軸方向、すなわち第1感磁性部41Aの円形(又は多角形状等でもよい)の断面に垂直な方向を第1感磁性部41Aの長さ方向ともいう。また、例えば、感磁性部(例えば、第1感磁性部41A)の断面に垂直な方向(軸方向、長さ方向、長手方向)における感磁性部の長さは、感磁性部の断面に平行な方向(短手方向)における感磁性部の長さより長く構成されている。第1感磁性部41Aは、その軸方向(長さ方向)に交流磁界が印加され、その交流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。このように、本実施形態における感磁性部(例えば、第1感磁性部41Aなど)の長さ方向(軸方向)は、磁化が向き易い方向である磁化容易方向ともいう。 The first magnetically sensitive portion 41A is a magnetically sensitive wire such as a Wiegand wire. A large Barkhausen jump (Wiegand effect) occurs in the first magnetically sensitive portion 41A due to changes in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 11. The first magnetically sensitive portion 41A is a cylindrical member with a rectangular projected image, and its axial direction is set in the circumferential direction of the magnet 11. Hereinafter, the axial direction of the first magnetically sensitive part 41A, that is, the direction perpendicular to the circular (or polygonal, etc.) cross section of the first magnetically sensitive part 41A is also referred to as the length direction of the first magnetically sensitive part 41A. Further, for example, the length of the magnetically sensitive portion in the direction (axial direction, length direction, longitudinal direction) perpendicular to the cross section of the magnetically sensitive portion (for example, the first magnetically sensitive portion 41A) is parallel to the cross section of the magnetically sensitive portion. The length of the magnetically sensitive portion is longer than the length of the magnetically sensitive portion in the direction (lateral direction). An alternating magnetic field is applied to the first magnetically sensitive portion 41A in its axial direction (lengthwise direction), and when the alternating magnetic field is reversed, a domain wall is generated from one end in the axial direction to the other end. As described above, the length direction (axial direction) of the magnetically sensitive portion (for example, the first magnetically sensitive portion 41A, etc.) in this embodiment is also referred to as the easy magnetization direction, which is the direction in which magnetization is easily directed.

第1、第2磁性体45A,46Aは例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性材料から形成されている。第1、第2磁性体45A,46Aはヨークともいうことができる。第1磁性体45Aは、磁石11の表面と第1感磁性部41Aの一端との間に設けられ、第2磁性体46Aは、磁石11の裏面と第1感磁性部41Aの他端との間に設けられている。第1、第2磁性体45A,46Aの先端部は、磁石11の表面及び裏面において、周方向の同じ角度位置に配置されている。第1、第2磁性体45A,46Aの先端部における磁石11の極性は互いに常に逆であり、第1磁性体45Aの先端部がN極16A(又はS極16B)の近傍にあるときは、第2磁性体46Aの先端部はS極17A(又はN極17B)の近傍にある。このため、第1、第2磁性体45A,46Aは、磁石11の周方向において同じ位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極17A)からの磁力線を第1感磁性部41Aの長さ方向に導いている。そして、磁石11、第1磁性体45A、第1感磁性部41A、及び第2磁性体46Aによって、第1感磁性部41Aの長さ方向に向かう磁力線を含む磁気回路MC1(図3(A)参照)が形成される。なお、図1の円板15の周縁部には段差(不図示)が設けられ、円板15の周縁部と磁石11の裏面との間には、第2磁性体46Aを差し込むことができるスペースが確保されている。 The first and second magnetic bodies 45A, 46A are made of a ferromagnetic material such as iron, cobalt, nickel, or the like. The first and second magnetic bodies 45A and 46A can also be called yokes. The first magnetic body 45A is provided between the front surface of the magnet 11 and one end of the first magnetically sensitive section 41A, and the second magnetic body 46A is provided between the back surface of the magnet 11 and the other end of the first magnetically sensitive section 41A. is provided in between. The tips of the first and second magnetic bodies 45A, 46A are arranged at the same angular position in the circumferential direction on the front and back surfaces of the magnet 11. The polarities of the magnets 11 at the tips of the first and second magnetic bodies 45A, 46A are always opposite to each other, and when the tip of the first magnetic body 45A is near the north pole 16A (or south pole 16B), The tip of the second magnetic body 46A is located near the S pole 17A (or N pole 17B). Therefore, the first and second magnetic bodies 45A, 46A direct magnetic lines of force from two portions of mutually different polarities (for example, the N pole 16A and the S pole 17A) of the magnet 11 located at the same position in the circumferential direction of the magnet 11. 1 is guided in the length direction of the magnetically sensitive portion 41A. The magnet 11, the first magnetic body 45A, the first magnetically sensitive part 41A, and the second magnetic body 46A form a magnetic circuit MC1 (see FIG. ) is formed. Note that a step (not shown) is provided at the peripheral edge of the disk 15 in FIG. is ensured.

第1発電部42Aは、第1感磁性部41Aに巻き付けられて配置される高密度コイルなどである。第1発電部42Aには、第1感磁性部41A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11の位置11a~11dが電気信号発生ユニット31A(磁性体45A,46Aの先端部)の近傍を通過する際に、第1発電部42Aにパルス状の電流(電気信号、電力)が発生する。 The first power generation section 42A is a high-density coil arranged around the first magnetically sensitive section 41A. In the first power generation section 42A, electromagnetic induction occurs due to the generation of domain walls in the first magnetically sensitive section 41A, and an induced current flows. When the positions 11a to 11d of the magnet 11 shown in FIG. electrical signal, power) is generated.

第1発電部42A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11の表面側を向く磁界から裏面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きは、磁石11の裏面側を向く磁界から表面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きの反対になる。第1発電部42A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。 The direction of the current generated in the first power generation section 42A changes depending on the direction before and after the magnetic field is reversed. For example, the direction of the current generated when the magnetic field is reversed from the magnetic field facing the front side of the magnet 11 to the magnetic field facing the back side is the direction of the current generated when the magnetic field is reversed from the magnetic field facing the back side of the magnet 11 to the magnetic field facing the front side. It becomes the opposite. The electric power (induced current) generated in the first power generation section 42A can be set, for example, by the number of turns of the high-density coil.

図2(A)に示すように、第1感磁性部41A、第1発電部42A、及び第1、第2磁性体45A,46Aの第1感磁性部41A側の部分は、ケース43Aに収納されている。ケース43Aには端子42Aa,42Abが設けられている。第1発電部42Aの高密度コイルは、その一端及び他端がそれぞれ端子42Aa,42Abと電気的に接続されている。第1発電部42Aで発生した電力は、端子42Aa,42Abを介して、第1電気信号発生ユニット31Aの外部へ取り出し可能である。 As shown in FIG. 2(A), the first magnetically sensitive section 41A, the first power generating section 42A, and the portions of the first and second magnetic bodies 45A and 46A on the first magnetically sensitive section 41A side are housed in a case 43A. has been done. Case 43A is provided with terminals 42Aa and 42Ab. The high-density coil of the first power generation section 42A has one end and the other end electrically connected to the terminals 42Aa and 42Ab, respectively. The electric power generated by the first power generation section 42A can be taken out to the outside of the first electric signal generation unit 31A via the terminals 42Aa and 42Ab.

第2電気信号発生ユニット31Bは、第1電気信号発生ユニット31Aが配置される角度位置から0゜より大きく180°よりも小さい角度をなす角度位置に配置される。電気信号発生ユニット31A,31Bの間の角度は、例えば22.5°以上67.5°以下の範囲から選択され、図2(B)では約45°である。第2電気信号発生ユニット31Bは、第1電気信号発生ユニット31Aと同様の構成である。第2電気信号発生ユニット31Bは、第2感磁性部41B、第2発電部42B、第2組の第1磁性体45B、及び第2組の第2磁性体46Bを備える。第2感磁性部41B、第2発電部42B、及び第2組の第1、第2磁性体45B,46Bは、それぞれ第1感磁性部41A、第1発電部42A、及び第1組の第1、第2磁性体45A,46Aと同様であり、その説明を省略する。第2感磁性部41B、第2発電部42B、及び第1、第2磁性体45B,46Bの第2感磁性部41B側の部分は、ケース43Bに収納されている。ケース43Bには端子42Ba,42Bbが設けられている。第2発電部42Bで発生した電力は、端子42Ba,42Bbを介して、第2電気信号発生ユニット31Bの外部へ取り出し可能である。なお、感磁性部(例えば、第1感磁性部41A、第2感磁性部41B)の少なくとも一部は、磁石11の径方向又はその平行方向における磁石11の外側に離間して配置される。例えば、該感磁性部は、回転軸SFに直交する磁石11の面(すなわち、磁石の複数の極性が配列された面)をそれぞれ一面、他面とした場合、磁石11の一面又は他面に直交し、磁石の移動方向に沿った磁石11の側面(又は回転軸SFの軸方向に平行な側面)に対して外側に離間して配置されている。 The second electrical signal generation unit 31B is arranged at an angular position that is greater than 0° and smaller than 180° from the angular position where the first electrical signal generation unit 31A is arranged. The angle between the electrical signal generation units 31A and 31B is selected from a range of, for example, 22.5° or more and 67.5° or less, and is approximately 45° in FIG. 2(B). The second electrical signal generation unit 31B has the same configuration as the first electrical signal generation unit 31A. The second electric signal generation unit 31B includes a second magnetically sensitive section 41B, a second power generation section 42B, a second set of first magnetic bodies 45B, and a second set of second magnetic bodies 46B. The second magnetically sensitive part 41B, the second power generating part 42B, and the first and second magnetic bodies 45B and 46B of the second set are the first magnetically sensitive part 41A, the first power generating part 42A, and the first magnetic body of the first set, respectively. 1. It is the same as the second magnetic bodies 45A and 46A, and the explanation thereof will be omitted. The second magnetically sensitive section 41B, the second power generating section 42B, and the portions of the first and second magnetic bodies 45B and 46B on the second magnetically sensitive section 41B side are housed in a case 43B. Case 43B is provided with terminals 42Ba and 42Bb. The electric power generated by the second power generation section 42B can be taken out to the outside of the second electric signal generation unit 31B via the terminals 42Ba and 42Bb. Note that at least a portion of the magnetically sensitive portions (for example, the first magnetically sensitive portion 41A and the second magnetically sensitive portion 41B) are spaced apart from each other on the outside of the magnet 11 in the radial direction of the magnet 11 or in the parallel direction thereof. For example, when the magnet 11 has one surface and the other surface perpendicular to the rotation axis SF (that is, the surface on which a plurality of polarities of the magnet are arranged), They are orthogonal to each other and are spaced apart from the side surface of the magnet 11 along the moving direction of the magnet (or the side surface parallel to the axial direction of the rotating shaft SF).

磁気検出部12は、磁気センサ51,52を含む。磁気センサ51は、回転軸SFの回転方向において、第2感磁性部41B(第2電気信号発生ユニット31B)に対して0°より大きく180°未満の角度位置で配置される。磁気センサ52は、回転軸SFの回転方向において、磁気センサ51に対して22.5°より大きく67.5°未満の角度位置(図2(B)では約45°)で配置される。 The magnetic detection unit 12 includes magnetic sensors 51 and 52. The magnetic sensor 51 is arranged at an angular position greater than 0° and less than 180° with respect to the second magnetically sensitive portion 41B (second electric signal generation unit 31B) in the rotation direction of the rotation axis SF. The magnetic sensor 52 is arranged at an angular position greater than 22.5 degrees and less than 67.5 degrees (approximately 45 degrees in FIG. 2B) with respect to the magnetic sensor 51 in the rotational direction of the rotation axis SF.

図2(C)に示すように、磁気センサ51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,56b,56c、及び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,56cの間の信号線は、電源端子51pに接続され、エレメント56b,56dの間の信号線は、接地端子51gに接続されている。エレメント56a,56bの間の信号線は、第1出力端子51aに接続され、エレメント56c,56dの間の信号線は、第2出力端子51bに接続されている。磁気センサ52は、磁気センサ51と同様の構成であり、その説明を省略する。 As shown in FIG. 2C, the magnetic sensor 51 includes a magnetoresistive element 56, a bias magnet (not shown) that applies a magnetic field of a constant strength to the magnetoresistive element 56, and a waveform from the magnetoresistive element 56. and a waveform shaping circuit (not shown) that shapes the waveform. The magnetoresistive element 56 has a full bridge shape in which elements 56a, 56b, 56c, and 56d are connected in series. A signal line between elements 56a and 56c is connected to a power terminal 51p, and a signal line between elements 56b and 56d is connected to a ground terminal 51g. The signal line between the elements 56a and 56b is connected to the first output terminal 51a, and the signal line between the elements 56c and 56d is connected to the second output terminal 51b. The magnetic sensor 52 has the same configuration as the magnetic sensor 51, and its description will be omitted.

次に、本実施形態の第1電気信号発生ユニット31Aの動作につき説明する。以下では、図2(B)の第1電気信号発生ユニット31Aの第1感磁性部41A及び第1発電部42Aを一体的に感磁性部材47として説明する。感磁性部材47の長さ方向は第1感磁性部41Aの長さ方向と同じであり、感磁性部材47の長さ方向の中心は第1感磁性部41Aの長さ方向の中心と同じである。なお、第2電気信号発生ユニット31Bの動作は第1電気信号発生ユニット31Aと同様であるため、その説明を省略する。 Next, the operation of the first electrical signal generation unit 31A of this embodiment will be explained. In the following, the first magnetically sensitive section 41A and the first power generating section 42A of the first electric signal generating unit 31A in FIG. 2(B) will be integrally described as the magnetically sensitive member 47. The length direction of the magnetically sensitive member 47 is the same as the lengthwise direction of the first magnetically sensitive part 41A, and the center of the magnetically sensitive member 47 in the lengthwise direction is the same as the center of the first magnetically sensitive part 41A. be. Note that the operation of the second electrical signal generation unit 31B is similar to that of the first electrical signal generation unit 31A, so the explanation thereof will be omitted.

図3(A)は図2(A)の磁石11及び電気信号発生ユニット31Aを示す平面図、図3(B)及び(C)は図3(A)の磁石11を断面で表した図である。図3(A)、(B)において、磁石11は回転軸SFの回りの回転方向(以下、θ方向ともいう)に沿って平板状で、θ方向に互いに異なる複数の極性(N極16A~S極16D)を有し、θ方向に直交する厚さ方向(本実施形態では回転軸SFの軸方向AD1(アキシャル方向)でもある)にも互いに異なる2つの極性(N極16A及びS極17A等)を有する。このため、軸方向AD1を磁石11の互いに異なる極性の部分(N極16A及びS極17A等)の配向方向(着磁方向)ということもできる。磁石11は、θ方向への回転によって、軸方向又は配向方向AD1における磁界の向き及び強さが変化する。 3(A) is a plan view showing the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A in FIG. 2(A), and FIGS. 3(B) and (C) are cross-sectional views of the magnet 11 in FIG. 3(A). be. In FIGS. 3A and 3B, the magnet 11 has a flat plate shape along the rotation direction around the rotation axis SF (hereinafter also referred to as the θ direction), and has a plurality of different polarities in the θ direction (N pole 16A to It has two different polarities (N pole 16A and S pole 17A) in the thickness direction (which is also the axial direction AD1 (axial direction) of the rotating shaft SF in this embodiment) perpendicular to the θ direction. etc.). Therefore, the axial direction AD1 can also be referred to as the orientation direction (magnetization direction) of the portions of the magnet 11 with mutually different polarities (N pole 16A, S pole 17A, etc.). As the magnet 11 rotates in the θ direction, the direction and strength of the magnetic field in the axial direction or orientation direction AD1 change.

また、感磁性部材47(又は感磁性部)は、その長さ方向が平板状の磁石11の表面(一面、又は裏面)に平行になるように、磁石11の外側面の近傍に配置されている。図3(A)において、感磁性部材47の長さ方向を方向LD1とすると、長さ方向LD1は磁石11の表面に平行である。本実施形態では、感磁性部材47の長さ方向LD1は、θ方向(周方向)に略平行であるとともに、磁石11の着磁方向(例えば、磁極の向きが固定された特定の方向)である軸方向(アキシャル方向)AD1に略直交している。さらに、図3(C)に示すように、磁石11の磁力線のうち、感磁性部材47の長さ方向の略中心(例えば、感磁性部材47又は感磁性部41A,41Bの長さ方向の長さの半分の位置)を通過する磁力線MF1の接線方向(ここでは軸方向AD1に平行な方向)に対して略直交するように、感磁性部材47の長さ方向が配置されている。なお、感磁性部材47の長さ方向LD1は、θ方向に直交する厚さ方向に略直交するように配置されている。また、第1、第2磁性体45A及び46Aは、θ方向において同じ角度位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極17A)からの磁力線を感磁性部材47の一端47a及び他端47bを介して感磁性部材47の長さ方向LD1に導いている。 Moreover, the magnetically sensitive member 47 (or magnetically sensitive part) is arranged near the outer surface of the magnet 11 so that its length direction is parallel to the front surface (one surface or the back surface) of the flat magnet 11. There is. In FIG. 3A, when the length direction of the magnetically sensitive member 47 is defined as a direction LD1, the length direction LD1 is parallel to the surface of the magnet 11. In the present embodiment, the length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 is approximately parallel to the θ direction (circumferential direction) and in the magnetization direction of the magnet 11 (for example, a specific direction in which the direction of the magnetic pole is fixed). It is substantially orthogonal to a certain axial direction (axial direction) AD1. Furthermore, as shown in FIG. 3(C), among the lines of magnetic force of the magnet 11, approximately the center in the longitudinal direction of the magnetically sensitive member 47 (for example, the longitudinal length of the magnetically sensitive member 47 or the magnetically sensitive parts 41A, 41B) The length direction of the magnetically sensitive member 47 is arranged so as to be substantially perpendicular to the tangential direction (in this case, the direction parallel to the axial direction AD1) of the line of magnetic force MF1 passing through the magnetic field MF1. Note that the length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 is arranged to be substantially orthogonal to the thickness direction that is orthogonal to the θ direction. In addition, the first and second magnetic bodies 45A and 46A transmit lines of magnetic force from two portions of mutually different polarities (for example, the N pole 16A and the S pole 17A) of the magnet 11 located at the same angular position in the θ direction to the magnetically sensitive member 47. It is guided in the length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 via one end 47a and the other end 47b.

磁石11の側面に発生する磁力線を含む電気信号発生ユニット31Aにおけるパルス生成に不要な磁場成分は、感磁性部材47の長さ方向に直交しており、その不要な磁場成分は、磁石11の回転による交流磁界の反転によって生じる感磁性部材47の長さ方向の大バルクハウゼンジャンプ(ウィーガント効果)による感磁性部材47の一端から他端に向かう磁壁の発生には悪影響を与えない。このため、感磁性部材47を磁石11の近傍に配置して、電気信号発生ユニット31Aを小型化しても、その不要な磁場成分に影響されることなく、磁石11の回転による軸方向の交流磁界の反転によって、電気信号発生ユニット31Aを用いて効率的に安定した高出力のパルスを発生することができる。 Magnetic field components unnecessary for pulse generation in the electric signal generation unit 31A, including lines of magnetic force generated on the side surface of the magnet 11, are perpendicular to the length direction of the magnetically sensitive member 47, and the unnecessary magnetic field components are generated by the rotation of the magnet 11. This does not adversely affect the generation of a domain wall from one end of the magnetically sensitive member 47 to the other end due to a large Barkhausen jump (Wiegand effect) in the length direction of the magnetically sensitive member 47 caused by the reversal of the alternating current magnetic field. Therefore, even if the magnetically sensitive member 47 is arranged near the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A is miniaturized, the axial alternating magnetic field generated by the rotation of the magnet 11 can be generated without being affected by unnecessary magnetic field components. By reversing , it is possible to efficiently generate stable, high-output pulses using the electrical signal generating unit 31A.

図4は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECの電力供給系2及び多回転情報検出部3の回路構成を示す。図4において、電力供給系2は、第1電気信号発生ユニット31A、整流スタック61、第2電気信号発生ユニット31B、整流スタック62、及びバッテリ32を備える。また、電力供給系2は、図1に示した切替部33として、レギュレータ(平滑部)63を備える。 FIG. 4 shows the circuit configuration of the power supply system 2 and multi-rotation information detection section 3 of the encoder device EC according to this embodiment. In FIG. 4, the power supply system 2 includes a first electrical signal generation unit 31A, a rectification stack 61, a second electrical signal generation unit 31B, a rectification stack 62, and a battery 32. Further, the power supply system 2 includes a regulator (smoothing section) 63 as the switching section 33 shown in FIG.

整流スタック61は、第1電気信号発生ユニット31Aから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック61の第1入力端子61aは、第1電気信号発生ユニット31Aの端子42Aaと接続されている。整流スタック61の第2入力端子61bは、第1電気信号発生ユニット31Aの端子42Abと接続されている。整流スタック61の接地端子61g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。多回転情報検出部3の動作時に、接地線GLの電位は、回路の基準電位になる。整流スタック61の出力端子61cは、バッファ回路74の入力部に接続され、バッファ回路74の出力部は、レギュレータ63の制御端子63a及びアンド回路72の第1入力部に接続されている。 The rectifier stack 61 is a rectifier that rectifies the current flowing from the first electrical signal generating unit 31A. The first input terminal 61a of the rectifier stack 61 is connected to the terminal 42Aa of the first electrical signal generation unit 31A. The second input terminal 61b of the rectifier stack 61 is connected to the terminal 42Ab of the first electrical signal generation unit 31A. A ground terminal 61g of the rectifier stack 61 is connected to a ground line GL to which the same potential as the signal ground SG is supplied. When the multi-rotation information detection section 3 operates, the potential of the ground line GL becomes the reference potential of the circuit. The output terminal 61c of the rectifier stack 61 is connected to the input part of the buffer circuit 74, and the output part of the buffer circuit 74 is connected to the control terminal 63a of the regulator 63 and the first input part of the AND circuit 72.

整流スタック62は、第2電気信号発生ユニット31Bから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック62の第1入力端子62aは、第2電気信号発生ユニット31Bの端子42Baと接続されている。整流スタック62の第2入力端子62bは、第2電気信号発生ユニット31Bの端子42Bbと接続されている。整流スタック62の接地端子62gは、接地線GLに接続されている。整流スタック62の出力端子62cは、バッファ回路74の入力部に接続されている。バッファ回路74の出力信号(以下、イネーブル信号という。)7Bは、入力部の信号が所定の閾値以下でLレベルとなり、その信号がその閾値より大きくなるとHレベルになる信号である。整流スタック61,62の出力端子61c,62cと接地線GLとの間に、出力端子61c,62cに生じるパルス信号(パルス電流)を一時的に蓄積するためのコンデンサ69Aが接続されている。以下では、出力端子61c,62cに生じるパルス信号をWW出力7A(ウィーガントワイヤの出力の意味)と称する。さらに、出力端子61c,62cと接地線GLとの間に、放電用のスイッチング素子70が接続され、計数器67からスイッチング素子70の制御端子に放電信号7Dが供給されている。スイッチング素子70が例えばMOS型FETである場合、出力端子61c,62cはドレイン電極Dに接続され、ソース電極Sが接地線GLに接続され、その制御端子はゲート電極Gになる。放電信号7Dがハイレベルになると、スイッチング素子70が導通して、出力端子61c,62cに生じるWW出力7A(コンデンサ69Aの電位)が急速に低下して基準電位になる。このようにスイッチング素子70を導通させてWW出力7Aを基準電位にすることを、以下では電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させる、又はWW出力7Aを放電させるともいう。 The rectifier stack 62 is a rectifier that rectifies the current flowing from the second electrical signal generation unit 31B. The first input terminal 62a of the rectifier stack 62 is connected to the terminal 42Ba of the second electrical signal generation unit 31B. The second input terminal 62b of the rectifier stack 62 is connected to the terminal 42Bb of the second electrical signal generation unit 31B. A ground terminal 62g of the rectifier stack 62 is connected to the ground line GL. An output terminal 62c of the rectifier stack 62 is connected to an input of a buffer circuit 74. The output signal (hereinafter referred to as an enable signal) 7B of the buffer circuit 74 is a signal that becomes L level when the signal at the input section is below a predetermined threshold value, and becomes H level when the signal becomes larger than the threshold value. A capacitor 69A is connected between the output terminals 61c, 62c of the rectifier stacks 61, 62 and the ground line GL for temporarily accumulating pulse signals (pulse current) generated at the output terminals 61c, 62c. Hereinafter, the pulse signals generated at the output terminals 61c and 62c will be referred to as WW output 7A (meaning Wiegand wire output). Furthermore, a switching element 70 for discharging is connected between the output terminals 61c, 62c and the ground line GL, and a discharging signal 7D is supplied from the counter 67 to the control terminal of the switching element 70. When the switching element 70 is, for example, a MOS FET, the output terminals 61c and 62c are connected to the drain electrode D, the source electrode S is connected to the ground line GL, and the control terminal becomes the gate electrode G. When the discharge signal 7D becomes high level, the switching element 70 becomes conductive, and the WW output 7A (potential of the capacitor 69A) generated at the output terminals 61c and 62c rapidly decreases to the reference potential. In the following, making the switching element 70 conductive and setting the WW output 7A to the reference potential is also referred to as discharging the electrical signal generation units 31A and 31B or discharging the WW output 7A.

レギュレータ63は、バッテリ32から位置検出系1へ供給される電力を調整(平滑化)する。レギュレータ63は、バッテリ32と位置検出系1との間の電力の供給経路に設けられるスイッチ64を含んでもよい。レギュレータ63は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号をもとにスイッチ64の動作を制御する。
レギュレータ63の入力端子63bは、電源切替器38を介してバッテリ32に接続されている。レギュレータ63の出力端子63cは、電源線PL及びアンド回路72の第2入力部に接続されている。レギュレータ63の接地端子63gは、接地線GLに接続されている。レギュレータ63の入力端子63bと接地線GLとの間に入力側のコンデンサ69B(第2コンデンサ)が接続され、出力端子63cと接地線GLとの間に出力側のコンデンサ69C(第1コンデンサ)が接続されている。レギュレータ63の制御端子63aはイネーブル端子であり、レギュレータ63は、制御端子63aにバッファ回路74から閾値以上のイネーブル信号7B(電圧)が供給された状態で、出力端子63cの電位(電源線PLの電位)を所定電圧に維持する。レギュレータ63の出力電圧(上記の所定電圧)は、計数器67がCMOSなどで構成される場合に例えば3Vである。記憶部14の不揮発性メモリ68の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。なお、所定電圧は、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 63 adjusts (smoothes) the power supplied from the battery 32 to the position detection system 1 . The regulator 63 may include a switch 64 provided in the power supply path between the battery 32 and the position detection system 1. The regulator 63 controls the operation of the switch 64 based on the electrical signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B.
An input terminal 63b of the regulator 63 is connected to the battery 32 via a power switch 38. The output terminal 63c of the regulator 63 is connected to the power supply line PL and the second input section of the AND circuit 72. A ground terminal 63g of the regulator 63 is connected to the ground line GL. An input side capacitor 69B (second capacitor) is connected between the input terminal 63b of the regulator 63 and the ground line GL, and an output side capacitor 69C (first capacitor) is connected between the output terminal 63c and the ground line GL. It is connected. The control terminal 63a of the regulator 63 is an enable terminal, and the regulator 63 changes the potential of the output terminal 63c (power line PL potential) is maintained at a predetermined voltage. The output voltage (the above-mentioned predetermined voltage) of the regulator 63 is, for example, 3V when the counter 67 is composed of CMOS or the like. The operating voltage of the nonvolatile memory 68 of the storage unit 14 is set to, for example, the same voltage as the predetermined voltage. Note that the predetermined voltage is a voltage necessary for power supply, and may be not only a constant voltage value but also a voltage that changes in steps.

スイッチ64は、第1端子64aが入力端子63bと接続され、第2端子64bが出力端子63cと接続される。レギュレータ63は、バッファ回路74(電気信号発生ユニット31A,31B)から制御端子63aに供給されるイネーブル信号7Bを制御信号として用いて、スイッチ64の第1端子64aと第2端子64bとの間の導通状態と絶縁状態とを切り替える。例えば、スイッチ64は、MOS,TFT,FETなどのスイッチング素子を含み、第1端子64aと第2端子64bとはソース電極とドレイン電極であり、ゲート電極が制御端子63aと接続される。スイッチ64は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号(電力)によってゲート電極が充電され、ゲート電極の電位が閾値以上になると、ソース電極とドレイン電極との間が導通可能な状態(オン状態)になる。なお、スイッチ64はレギュレータ63の外部に設けられてもよく、例えばリレー等の外付けであってもよい。 The switch 64 has a first terminal 64a connected to an input terminal 63b, and a second terminal 64b connected to an output terminal 63c. The regulator 63 uses an enable signal 7B supplied to the control terminal 63a from the buffer circuit 74 (electrical signal generation units 31A, 31B) as a control signal to control the voltage between the first terminal 64a and the second terminal 64b of the switch 64. Switch between conductive state and insulated state. For example, the switch 64 includes a switching element such as a MOS, TFT, or FET, the first terminal 64a and the second terminal 64b are a source electrode and a drain electrode, and a gate electrode is connected to the control terminal 63a. In the switch 64, when the gate electrode is charged by the electric signal (power) generated by the electric signal generation units 31A and 31B and the potential of the gate electrode exceeds a threshold value, the source electrode and the drain electrode become conductive ( on). Note that the switch 64 may be provided outside the regulator 63, and may be an external device such as a relay.

また、アンド回路72は、イネーブル信号7BがHレベルで、かつレギュレータ63の出力信号が所定の閾値以上(Hレベル)のときにHレベルになる信号7E(第2信号)を遅延回路73に出力する。遅延回路73は、信号7Eを用いて生成したリセット信号7Rを計数器67及び不揮発性メモリ68に供給する。リセット信号7Rは、入力する信号7EがHレベルになってから所定の遅延時間をおいてHレベルになり、その後で信号7EがLレベルになるとLレベルになる信号である。リセット信号7Rは、信号7Eと同等に第2信号とみなすこともできる。計数器67及び不揮発性メモリ68は、リセット信号7RがLレベルの期間では、計数動作を停止する。計数器67及び不揮発性メモリ68が計数動作を停止することを以下では計数器67及び不揮発性メモリ68を初期化する、又はリセットするともいう。バッファ回路74、アンド回路72、及び遅延回路73から信号リレー回路75が構成されている。 Furthermore, the AND circuit 72 outputs a signal 7E (second signal) that becomes H level when the enable signal 7B is H level and the output signal of the regulator 63 is higher than a predetermined threshold (H level) to the delay circuit 73. do. The delay circuit 73 supplies a reset signal 7R generated using the signal 7E to the counter 67 and the nonvolatile memory 68. The reset signal 7R is a signal that goes to the H level after a predetermined delay time after the input signal 7E goes to the H level, and then goes to the L level when the signal 7E goes to the L level. The reset signal 7R can also be regarded as a second signal equivalent to the signal 7E. The counter 67 and the nonvolatile memory 68 stop their counting operation while the reset signal 7R is at L level. Hereinafter, stopping the counting operation of the counter 67 and the nonvolatile memory 68 will also be referred to as initializing or resetting the counter 67 and the nonvolatile memory 68. A signal relay circuit 75 is composed of a buffer circuit 74, an AND circuit 72, and a delay circuit 73.

多回転情報検出部3は、磁気検出部12として、磁気センサ51,52、及びアナログコンパレータ65,66を含む。磁気検出部12は、磁石11が形成する磁界を、バッテリ32から供給される電力を用いて検出する。また、多回転情報検出部3は、図1に示した検出部13として計数器67を含み、記憶部14として不揮発性メモリ68を含む。
磁気センサ51の電源端子51pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ51の接地端子51gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ51の出力端子51cは、アナログコンパレータ65の入力端子65aに接続されている。本実施形態において、磁気センサ51の出力端子51cは、図2(C)に示した第2出力端子51b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65は、磁気センサ51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65の電源端子65pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ65の接地端子65gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ65の出力端子65bは、計数器67の第1入力端子67aに接続されている。アナログコンパレータ65は、磁気センサ51の出力電圧が閾値以上である場合にHレベルとなりその出力電圧が閾値未満である場合にLレベルとなる信号を、出力端子65bから出力する。なお、アナログコンパレータ65を2つの入力端子を持つように構成し、その2つの入力端子に図2(C)の磁気センサ51の出力端子51a及び51bを接続し、アナログコンパレータ65では出力端子51a及び51bの電圧を比較してもよい。
The multi-rotation information detection unit 3 includes magnetic sensors 51 and 52 and analog comparators 65 and 66 as the magnetic detection unit 12. The magnetic detection unit 12 detects the magnetic field formed by the magnet 11 using electric power supplied from the battery 32. Further, the multi-rotation information detection section 3 includes a counter 67 as the detection section 13 shown in FIG. 1, and a nonvolatile memory 68 as the storage section 14.
A power terminal 51p of the magnetic sensor 51 is connected to a power line PL. A ground terminal 51g of the magnetic sensor 51 is connected to a ground line GL. The output terminal 51c of the magnetic sensor 51 is connected to the input terminal 65a of the analog comparator 65. In this embodiment, the output terminal 51c of the magnetic sensor 51 outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the second output terminal 51b and the reference potential shown in FIG. 2(C). The analog comparator 65 is a comparator that compares the voltage output from the magnetic sensor 51 with a predetermined voltage. A power terminal 65p of the analog comparator 65 is connected to a power line PL. A ground terminal 65g of the analog comparator 65 is connected to the ground line GL. An output terminal 65b of the analog comparator 65 is connected to a first input terminal 67a of the counter 67. The analog comparator 65 outputs from the output terminal 65b a signal that becomes H level when the output voltage of the magnetic sensor 51 is equal to or higher than the threshold value, and becomes L level when the output voltage is less than the threshold value. Note that the analog comparator 65 is configured to have two input terminals, and the output terminals 51a and 51b of the magnetic sensor 51 in FIG. 2(C) are connected to the two input terminals. 51b may be compared.

磁気センサ52及びアナログコンパレータ66は、磁気センサ51及びアナログコンパレータ65と同様の構成である。磁気センサ52の電源端子52p及び接地端子52gは、それぞれ電源線PL及び接地線GLに接続されている。磁気センサ52の出力端子52cは、アナログコンパレータ66の入力端子66aに接続されている。アナログコンパレータ66の電源端子66p及び接地端子66gは、それぞれ電源線PL及び接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ66の出力端子66bは、計数器67の第2入力端子67bに接続されている。アナログコンパレータ66は、磁気センサ52の出力電圧が閾値以上である場合にHレベルとなりその出力電圧が閾値未満である場合にLレベルとなる信号を、出力端子66bから出力する。 The magnetic sensor 52 and the analog comparator 66 have the same configuration as the magnetic sensor 51 and the analog comparator 65. A power terminal 52p and a ground terminal 52g of the magnetic sensor 52 are connected to a power line PL and a ground line GL, respectively. An output terminal 52c of the magnetic sensor 52 is connected to an input terminal 66a of an analog comparator 66. A power terminal 66p and a ground terminal 66g of the analog comparator 66 are connected to a power line PL and a ground line GL, respectively. An output terminal 66b of the analog comparator 66 is connected to a second input terminal 67b of the counter 67. The analog comparator 66 outputs from the output terminal 66b a signal that becomes H level when the output voltage of the magnetic sensor 52 is equal to or higher than the threshold value, and becomes L level when the output voltage is less than the threshold value.

計数器67は、回転軸SFの多回転情報を、バッテリ32から供給される電力を用いて計数する。計数器67は、例えばCMOS論理回路などを含む。計数器67は、電源線PLに接続された電源端子67p、及び接地線GLに接続された接地端子67gを介して供給される電力を用いて動作する。計数器67は、第1入力端子67aを介して供給される電圧及び第2入力端子67bを介して供給される電圧を検出信号として、計数処理を行う。さらに、計数器67は、計数処理及び不揮発性メモリ68への書き込み処理が完了した後、放電信号7DをHレベルに設定してスイッチング素子70を導通させて、コンデンサ69Aに蓄積された電荷を放電することにより電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させる(WW出力7Aのレベルを低下させる)。これによって、イネーブル信号7BがLレベルになり、レギュレータ63がオフになる。なお、以下では、電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させることを、WW出力7Aをリセットするとも称する。 The counter 67 counts the multiple rotation information of the rotating shaft SF using the power supplied from the battery 32. Counter 67 includes, for example, a CMOS logic circuit. The counter 67 operates using power supplied through a power terminal 67p connected to the power line PL and a ground terminal 67g connected to the ground line GL. The counter 67 performs a counting process using the voltage supplied via the first input terminal 67a and the voltage supplied via the second input terminal 67b as detection signals. Furthermore, after the counting process and the writing process to the nonvolatile memory 68 are completed, the counter 67 sets the discharge signal 7D to H level to turn on the switching element 70 and discharge the charge accumulated in the capacitor 69A. By doing so, the electric signal generating units 31A and 31B are discharged (the level of the WW output 7A is lowered). As a result, the enable signal 7B becomes L level, and the regulator 63 is turned off. Note that, hereinafter, discharging the electrical signal generation units 31A and 31B is also referred to as resetting the WW output 7A.

不揮発性メモリ68は、検出部13が検出した回転位置情報の少なくとも一部(例えば多回転情報)を、バッテリ32から供給される電力を用いて記憶する(書き込み動作を行う)。不揮発性メモリ68は、検出部13が検出した回転位置情報として、計数器67による計数の結果(多回転情報)を記憶する。不揮発性メモリ68の電源端子68p及び接地端子68gは、それぞれ電源線PL及び接地線GLに接続されている。計数器67及び不揮発性メモリ68は、遅延回路73から出力されるリセット信号7RがLレベルの期間では、計数動作及び記憶部への書き込み動作を停止する。さらに、計数器67及び不揮発性メモリ68は、電源線PLの電圧が所定の閾値以上で、かつリセット信号7RがHレベルの期間に、計数動作及び記憶部への書き込み又は記憶部からの読み込みを行う。リセット信号7Rの遅延時間(アンド回路72の出力信号7Eが立ち上がってからリセット信号7Rが立ち上がるまでの時間)は、電源線PLの電圧がその所定の閾値以上となって、磁気検出部12及び計数器67が正確に動作するまでの時間をわずかに超える時間に設定されている。図1の記憶部14は、不揮発性メモリ68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可能である。 The nonvolatile memory 68 stores (performs a write operation) at least a portion of the rotational position information (for example, multi-rotation information) detected by the detection unit 13 using the power supplied from the battery 32 . The nonvolatile memory 68 stores the result of counting by the counter 67 (multi-rotation information) as the rotational position information detected by the detection unit 13. A power terminal 68p and a ground terminal 68g of the nonvolatile memory 68 are connected to a power line PL and a ground line GL, respectively. The counter 67 and the nonvolatile memory 68 stop the counting operation and the writing operation to the storage section during the period when the reset signal 7R output from the delay circuit 73 is at L level. Further, the counter 67 and the non-volatile memory 68 perform a counting operation and write to or read from the storage unit while the voltage of the power line PL is above a predetermined threshold and the reset signal 7R is at H level. conduct. The delay time of the reset signal 7R (the time from the rise of the output signal 7E of the AND circuit 72 until the rise of the reset signal 7R) is the time when the voltage of the power supply line PL exceeds the predetermined threshold and the magnetic detection unit 12 and the counter The time is set to slightly exceed the time required for the device 67 to operate correctly. The storage unit 14 in FIG. 1 includes a nonvolatile memory 68, and is capable of retaining information written while power is being supplied even when power is not being supplied.

本実施形態において、整流スタック61,62と接地線GLとの間には、コンデンサ69Aが設けられている。コンデンサ69Aは、いわゆる平滑コンデンサであり、バッファ回路74への入力信号の脈動を低減する。また、レギュレータ63の入力端子63bと接地線GLとの間に入力コンデンサ69Bが接続され、レギュレータ63の出力端子63cと接地線GLとの間に出力コンデンサ69Cが接続されている。入力コンデンサ69B及び出力コンデンサ69Cはそれぞれレギュレータ63の動作の安定化(負荷応答性の改善、脈動(リッップル)の改善、及び発振防止等)を行うための平滑コンデンサである。コンデンサ69B,69Cの定数は、例えば、磁気検出部12により回転位置情報を検出して不揮発性メモリ68に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリ32から磁気検出部12及び不揮発性メモリ68への電力供給が維持されるように設定されてもよい。なお、入力コンデンサ69Bは省略可能である。また、出力コンデンサ69Cの電荷は、微少なリーク電流によって徐々に放電される。 In this embodiment, a capacitor 69A is provided between the rectifier stacks 61, 62 and the ground line GL. The capacitor 69A is a so-called smoothing capacitor and reduces ripples in the input signal to the buffer circuit 74. Further, an input capacitor 69B is connected between the input terminal 63b of the regulator 63 and the ground line GL, and an output capacitor 69C is connected between the output terminal 63c of the regulator 63 and the ground line GL. The input capacitor 69B and the output capacitor 69C are smoothing capacitors for stabilizing the operation of the regulator 63 (improving load response, improving ripple, preventing oscillation, etc.). The constants of the capacitors 69B and 69C are determined, for example, by the constants from the battery 32 to the magnetic detection unit 12 and the nonvolatile memory 68 during the period from when the magnetic detection unit 12 detects rotational position information to when the rotational position information is written to the nonvolatile memory 68. The power supply may be maintained. Note that the input capacitor 69B can be omitted. Further, the charge in the output capacitor 69C is gradually discharged by a small leakage current.

出力コンデンサ69Cの電荷が空の状態の場合、電気信号発生ユニット31A,31Bによる間欠動作中のレギュレータ63のオン時には、出力コンデンサ69Cに充電を行う必要があり、そのためにバッテリ32の電圧が瞬間的に降下する。出力コンデンサ69Cが充電された後はバッテリ32の電圧は復帰し、レギュレータ63は安定に動作する。これに関して、例えば計数器67での計数動作が完了した後、出力コンデンサ69Cの出力を放電してリセット信号7Rをローレベルにする構成を採用することも可能である。しかしながら、この構成では、回転軸SFが高速回転してレギュレータ63がオンになる間隔が短くなった場合に、バッテリ32の電圧が十分に復帰する前に、次のWW出力7Aが立ち上がってレギュレータ63がオンになるようになり、徐々にバッテリ32の電圧が降下して、電源線PLの電圧が閾値より常時小さくなり、磁気検出部12等が正確に動作できなくなる恐れがある。また、バッテリ32の電圧が復帰する時間は、バッテリ32の内部抵抗が大きくなった場合にはさらに顕著になる。これに対して、本実施形態では、計数器67での計数動作が完了した後、スイッチング素子70によって電気信号発生ユニット31A,31BのWW出力7Aを放電しているため、回転軸SFが高速回転しても電源線PLの電圧が確実にHレベルになる(詳細後述)。 When the output capacitor 69C is empty, it is necessary to charge the output capacitor 69C when the regulator 63 is turned on during intermittent operation by the electric signal generating units 31A and 31B, and therefore the voltage of the battery 32 is momentarily reduced. descend to After the output capacitor 69C is charged, the voltage of the battery 32 is restored and the regulator 63 operates stably. Regarding this, for example, after the counting operation in the counter 67 is completed, it is also possible to adopt a configuration in which the output of the output capacitor 69C is discharged to set the reset signal 7R to a low level. However, in this configuration, when the rotating shaft SF rotates at high speed and the interval at which the regulator 63 is turned on becomes short, the next WW output 7A rises and the regulator 63 is turned on before the voltage of the battery 32 is sufficiently restored. is turned on, the voltage of the battery 32 gradually drops, and the voltage of the power line PL becomes always lower than the threshold value, which may prevent the magnetic detection unit 12 and the like from operating accurately. Further, the time it takes for the voltage of the battery 32 to recover becomes more significant when the internal resistance of the battery 32 increases. On the other hand, in this embodiment, after the counting operation in the counter 67 is completed, the switching element 70 discharges the WW output 7A of the electrical signal generation units 31A, 31B, so that the rotating shaft SF rotates at high speed. Even if the power supply line PL is turned off, the voltage of the power supply line PL will surely reach the H level (details will be described later).

また、バッテリ32は例えばボタン型電池等の一次電池36及び充電可能な二次電池37を備える。二次電池37は、モータ制御部MCの電源部MCEと電気的に接続されている。電源部MCEは、例えば交流電源(不図示)から得られる電力で図1のモータMを駆動するとともに、その電力から得られる直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給可能である。モー夕制御部MCの電源部MCEが電力を供給可能な期間(例えば主電源がオン状態の期間)の少なくとも一部において、電源部MCEから二次電池37へ電力が供給され、この電力によって二次電池37が充電される。モータ制御部MCの電源部MCEが電力を供給不能な期間(例えば主電源がオフ状態の期間)において、電源部MCEから二次電池37への電力の供給は絶たれる。 Further, the battery 32 includes a primary battery 36 such as a button type battery, and a rechargeable secondary battery 37, for example. The secondary battery 37 is electrically connected to the power supply section MCE of the motor control section MC. The power supply unit MCE can drive the motor M in FIG. 1 with electric power obtained from, for example, an AC power source (not shown), and can also supply DC voltage obtained from the electric power to the secondary battery 37 of the battery 32. During at least part of the period during which the power supply unit MCE of the motor control unit MC can supply power (for example, the period when the main power supply is in an on state), power is supplied from the power supply unit MCE to the secondary battery 37, and this power supplies the secondary battery 37. Next battery 37 is charged. During a period in which the power supply unit MCE of the motor control unit MC cannot supply power (for example, a period in which the main power supply is off), the supply of power from the power supply unit MCE to the secondary battery 37 is cut off.

また、二次電池37は、電気信号発生ユニット31A,31Bからの電気信号の伝達経路にも電気的に接続されてもよい。この場合、二次電池37は、電気信号発生ユニット31A,31Bからの電気信号の電力により充電可能である。例えば、二次電池37は、整流スタック61とレギュレータ63との間の回路と電気的に接続される。二次電池37は、電源部MCEからの電力の供給が絶たれた状態において、回転軸SFの回転により電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号の電力によって、充電することが可能となる。なお、二次電池37は、モータMに駆動されて回転軸SFが回転することにより不図示の発電機で発生する電力によって充電されてもよい。 Further, the secondary battery 37 may be electrically connected to a transmission path for electrical signals from the electrical signal generation units 31A and 31B. In this case, the secondary battery 37 can be charged by the electric power of the electric signals from the electric signal generation units 31A and 31B. For example, the secondary battery 37 is electrically connected to a circuit between the rectifier stack 61 and the regulator 63. The secondary battery 37 can be charged by the power of the electric signal generated by the electric signal generation units 31A and 31B by the rotation of the rotation shaft SF when the power supply from the power supply unit MCE is cut off. . Note that the secondary battery 37 may be charged by electric power generated by a generator (not shown) when the rotating shaft SF is rotated by being driven by the motor M.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、外部からの電力の供給が絶たれた状態において、一次電池36と二次電池37とのいずれから位置検出系1へ電力を供給するかを選択する。電力供給系2は、電源切替器(電源選択部、選択部)38を備え、電源切替器38は、位置検出系1に対して一次電池36と二次電池37とのいずれから電力を供給するかを切り替える(選択する)。電源切替器38の第1入力端子は、一次電池36の正極と電気的に接続され、電源切替器38の第2入力端子は、二次電池37と電気的に接続される。電源切替器38の出力端子は、レギュレータ63の入力端子63bと電気的に接続される。 The encoder device EC according to the present embodiment selects which of the primary battery 36 and the secondary battery 37 will supply power to the position detection system 1 in a state where the supply of power from the outside is cut off. The power supply system 2 includes a power supply switch (power supply selection section, selection section) 38, and the power supply switch 38 supplies power to the position detection system 1 from either the primary battery 36 or the secondary battery 37. Switch (select) A first input terminal of the power switch 38 is electrically connected to the positive electrode of the primary battery 36 , and a second input terminal of the power switch 38 is electrically connected to the secondary battery 37 . The output terminal of the power supply switch 38 is electrically connected to the input terminal 63b of the regulator 63.

電源切替器38は、例えば、二次電池37の残量に基づいて、位置検出系1に対して電力を供給する電池を、一次電池36または二次電池37に選択する。例えば、二次電池37の残量が閾値以上である場合、電源切替器38は、二次電池37から電力を供給させ、一次電池36から電力を供給させない。この閾値は、位置検出系1で消費される電力に基づいて設定され、例えば位置検出系1へ対して供給すべき電力以上に設定される。例えば、電源切替器38は、位置検出系1で消費される電力を二次電池37からの電力でまかなうことが可能な場合、二次電池37から電力を供給させ、一次電池36から電力を供給させない。また、二次電池37の残量が閾値未満である場合、電源切替器38は、二次電池37から電力を供給させず、一次電池36から電力を供給させる。電源切替器38は、例えば、二次電池37の充電を制御する充電器を兼ねていてもよく、充電の制御に使われる二次電池37の残量の情報を用いて、二次電池37の残量が閾値以上であるか否かを判定してもよい。 The power supply switch 38 selects the primary battery 36 or the secondary battery 37 as the battery that supplies power to the position detection system 1, based on the remaining amount of the secondary battery 37, for example. For example, when the remaining capacity of the secondary battery 37 is equal to or higher than the threshold value, the power supply switch 38 causes the secondary battery 37 to supply power, and does not cause the primary battery 36 to supply power. This threshold value is set based on the power consumed by the position detection system 1, and is set, for example, to be greater than or equal to the power that should be supplied to the position detection system 1. For example, if the power consumed by the position detection system 1 can be covered by the power from the secondary battery 37, the power switch 38 causes the secondary battery 37 to supply power, and the primary battery 36 to supply power. I won't let you. Further, when the remaining amount of the secondary battery 37 is less than the threshold value, the power switch 38 does not cause the secondary battery 37 to supply power, but causes the primary battery 36 to supply power. For example, the power supply switch 38 may also serve as a charger that controls charging of the secondary battery 37, and uses information about the remaining amount of the secondary battery 37 used for charging control to control the charging of the secondary battery 37. It may be determined whether the remaining amount is equal to or greater than a threshold value.

このように二次電池37を併用することで、一次電池36の消耗を遅らせることができる。したがって、エンコーダ装置ECは、バッテリ32のメンテナンス(例、交換)がない、あるいはメンテナンスの頻度が低い。
なお、バッテリ32は、一次電池36と二次電池37の少なくとも一方を備えればよい。また、上述の実施形態においては、一次電池36または二次電池37から択一的に電力を供給するが、一次電池36及び二次電池37から並行して電力を供給してもよい。例えば、位置検出系1の各処理部(例えば磁気センサ51、計数器67、不揮発性メモリ68)の消費電力に応じて、一次電池36が電力を供給する処理部と、二次電池37が電力を供給する処理部とが定められてもよい。なお、二次電池37は、電源部MECから供給される電力と、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号の電力との少なくとも一方を用いて、充電されればよい。
By using the secondary battery 37 in this way, the consumption of the primary battery 36 can be delayed. Therefore, in the encoder device EC, there is no maintenance (eg, replacement) of the battery 32, or the frequency of maintenance is low.
Note that the battery 32 may include at least one of a primary battery 36 and a secondary battery 37. Further, in the above embodiment, power is supplied alternatively from the primary battery 36 or the secondary battery 37, but power may be supplied from the primary battery 36 and the secondary battery 37 in parallel. For example, depending on the power consumption of each processing section (for example, magnetic sensor 51, counter 67, nonvolatile memory 68) of the position detection system 1, the primary battery 36 supplies power to the processing section, and the secondary battery 37 supplies power. A processing unit that supplies the information may be defined. Note that the secondary battery 37 may be charged using at least one of the power supplied from the power supply unit MEC and the power of the electric signal generated by the electric signal generation units 31A and 31B.

次に、電力供給系2及び多回転情報検出部3の通常の基本的な動作について説明する。図5は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの多回転情報検出部3の動作を示すタイミングチャートである。回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの多回転情報検出部3の動作を示すタイミングチャートは、図4のチャートを時間に沿って反転したものとなるため、その説明を省略する。 Next, the normal basic operations of the power supply system 2 and the multi-rotation information detection section 3 will be explained. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the multi-rotation information detection unit 3 when the rotating shaft SF rotates counterclockwise (forward rotation). The timing chart showing the operation of the multi-rotation information detection unit 3 when the rotation axis SF rotates counterclockwise (reverse rotation) is the chart in FIG. 4 reversed in time, so its explanation is omitted. do.

図5の「磁界」において、実線は第1電気信号発生ユニット31Aの位置での磁界を示し、破線は第2電気信号発生ユニット31Bの位置での磁界を示す。「第1電気信号発生ユニット」、「第2電気信号発生ユニット」は、それぞれ、第1電気信号発生ユニット31Aの出力、第2電気信号発生ユニット31Bの出力を示し、一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。「イネーブル信号」は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号によりレギュレータ63の制御端子63aに印加されるイネーブル信号7B(電位)を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。「レギュレータ出力」は、レギュレータ63の出力(電源線PLの電位)を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。 In "magnetic field" in FIG. 5, the solid line indicates the magnetic field at the position of the first electric signal generation unit 31A, and the broken line indicates the magnetic field at the position of the second electric signal generation unit 31B. "First electrical signal generation unit" and "second electrical signal generation unit" respectively indicate the output of the first electrical signal generation unit 31A and the output of the second electrical signal generation unit 31B, and output of a current flowing in one direction. is defined as positive (+), and the output of the current flowing in the opposite direction is defined as negative (-). The "enable signal" indicates the enable signal 7B (potential) applied to the control terminal 63a of the regulator 63 by the electrical signals generated by the electrical signal generation units 31A and 31B, and the H level is expressed as "H" and the L level is expressed as "H". Represented by "L". "Regulator output" indicates the output of the regulator 63 (potential of power supply line PL), H level is expressed as "H", and L level is expressed as "L".

図5の「第1磁気センサ上の磁界」、「第2磁気センサ上の磁界」は、磁気センサ51及び52上に形成される磁界である。磁石11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。「第1磁気センサ」、「第2磁気センサ」は、それぞれ、磁気センサ51及び52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。「第1アナログコンパレータ」、「第2アナログコンパレータ」は、それぞれ、アナログコンパレータ65及び66からの出力を示す。磁気センサ及びアナログコンパレータが常時駆動された場合の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ及びアナログコンパレータが間欠駆動された場合の出力を「間欠駆動」に示した。 “Magnetic field on the first magnetic sensor” and “magnetic field on the second magnetic sensor” in FIG. 5 are magnetic fields formed on the magnetic sensors 51 and 52. The magnetic field formed by the magnet 11 is shown by a long broken line, the magnetic field formed by the bias magnet is shown by a short broken line, and their combined magnetic field is shown by a solid line. "First magnetic sensor" and "second magnetic sensor" respectively indicate the output when the magnetic sensors 51 and 52 are constantly driven, and the output from the first output terminal is indicated by a broken line, and the output from the second output terminal is indicated by a broken line. The output is shown as a solid line. "First analog comparator" and "second analog comparator" indicate outputs from analog comparators 65 and 66, respectively. The output when the magnetic sensor and analog comparator are driven all the time is shown in "Constant Drive", and the output when the magnetic sensor and analog comparator are driven intermittently is shown in "Intermittent Drive".

回転軸SFが反時計回りに回転する場合、第1電気信号発生ユニット31Aは、角度位置45°及び225°において、順方向に流れる電流パルス(「第1電気信号発生ユニット」の+)を出力する。また、第1電気信号発生ユニット31Aは、角度位置135°及び315°において、逆方向に流れる電流パルス(「第1電気信号発生ユニット」の-)を出力する。第2電気信号発生ユニット31Bは、角度位置90°及び270°において、逆方向に流れる電流パルス(「第2電気信号発生ユニット」の-)を出力する。また、第2電気信号発生ユニット31Bは、角度位置180°及び0°(360°)において、順方向に流れる電流パルス(「第2電気信号発生ユニット」の-)を出力する。そのため、イネーブル信号は、角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及び0°のそれぞれにおいて、Hレベルに切り替わる。また、レギュレータ63は、イネーブル信号がHレベルに維持された状態に対応して、角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及び0°のそれぞれにおいて、電源線PLに所定電圧を供給する。 When the rotation axis SF rotates counterclockwise, the first electrical signal generation unit 31A outputs current pulses (+ of "first electrical signal generation unit") flowing in the forward direction at angular positions of 45° and 225°. do. Further, the first electrical signal generating unit 31A outputs current pulses (- in "first electrical signal generating unit") flowing in opposite directions at angular positions of 135° and 315°. The second electrical signal generating unit 31B outputs current pulses (- in "second electrical signal generating unit") flowing in opposite directions at angular positions of 90° and 270°. Further, the second electrical signal generating unit 31B outputs current pulses (- in "second electrical signal generating unit") flowing in the forward direction at angular positions of 180° and 0° (360°). Therefore, the enable signal switches to H level at each of the angular positions 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, and 0°. In addition, the regulator 63 operates at angular positions of 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, and 0°, respectively, corresponding to the state in which the enable signal is maintained at the H level. , supplies a predetermined voltage to the power line PL.

本実施形態において、磁気センサ51の出力と磁気センサ52の出力は、90°の位相差を有しており、検出部13は、この位相差を利用して回転位置情報を検出する。磁気センサ51の出力は、角度位置22.5°から角度位置112.5°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、レギュレータ63は角度位置45°、90°において電力を出力する。磁気センサ51及びアナログコンパレータ65は、角度位置45°,90°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65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°,90°のそれぞれにおいてHレベルになる。 In this embodiment, the output of the magnetic sensor 51 and the output of the magnetic sensor 52 have a phase difference of 90 degrees, and the detection unit 13 detects rotational position information using this phase difference. The output of the magnetic sensor 51 has a positive sine wave shape in the range from angular position 22.5° to angular position 112.5°. In this angular range, the regulator 63 outputs power at angular positions of 45° and 90°. The magnetic sensor 51 and the analog comparator 65 are driven by power supplied at angular positions of 45° and 90°, respectively. The signal output from the analog comparator 65 (hereinafter referred to as the A-phase signal) is maintained at the L level when no power is being supplied, and becomes the H level at each of the angular positions of 45° and 90°.

また、磁気センサ52の出力は、角度位置157.5から247.5°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、レギュレータ63は、角度位置180°,225°において電力を出力する。磁気センサ52及びアナログコンパレータ66は、角度位置180°,225°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66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180°,225°のそれぞれにおいてHレベルになる。 Further, the output of the magnetic sensor 52 has a positive sine wave shape in the range of angular positions from 157.5° to 247.5°. In this angular range, the regulator 63 outputs power at angular positions of 180° and 225°. The magnetic sensor 52 and analog comparator 66 are driven by power supplied at angular positions of 180° and 225°, respectively. The signal output from the analog comparator 66 (hereinafter referred to as a B-phase signal) is maintained at L level when no power is supplied, and becomes H level at each of the angular positions of 180° and 225°.

ここで、計数器67に供給されるA相信号がHレベル(H)であり、計数器67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5では、角度位置180°において信号レベルの組が(L、H)であり、角度位置225°において信号レベルの組が(H、H)、角度位置270°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 67 is at the H level (H) and the B-phase signal supplied to the counter 67 is at the L level, a set of these signal levels (H, L ). In FIG. 5, the signal level set at angular position 180° is (L, H), the signal level set at angular position 225° is (H, H), and the signal level set at angular position 270° is (H). , L).

計数器67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、不揮発性メモリ68に信号レベルの組を記憶させる。計数器67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不揮発性メモリ68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軸SFの回転方向を判定する。 Counter 67 stores a set of signal levels in nonvolatile memory 68 when one or both of the detected A-phase signal and B-phase signal is at H level. When one or both of the A-phase signal and B-phase signal detected next is at H level, the counter 67 reads the previous level set from the non-volatile memory 68 and combines the previous level set and the current level. The direction of rotation of the rotation axis SF is determined by comparing with the set of .

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225°であり、今回の検出において角度位置270°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67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不揮発性メモリ68に供給する。不揮発性メモリ68は、計数器67からのアップ信号を検出した場合に、記憶している多回転情報を1増加した値に更新する。また、逆回転の場合には、計数器67は、カウンタをダウンすることを示すダウン信号を不揮発性メモリ68に供給する。この歳に、不揮発性メモリ68は記憶した多回転情報を1減少させた値に更新する。このように、本実施形態に係る多回転情報検出部3は、回転軸SFの回転方向を判定しながら、多回転情報を検出できる。 For example, if the previous set of signal levels was (H, H) and the current signal level was (H, L), the previous detection was at an angular position of 225°, and the current detection was at an angle of 225°. Since the position is 270°, it can be seen that the rotation is counterclockwise (forward rotation). If the current level set is (H, L) and the previous level set is (H, H), the counter 67 sends an up signal to the nonvolatile memory 68 indicating that the counter is to be increased. supply to. When the nonvolatile memory 68 detects the up signal from the counter 67, it updates the stored multi-rotation information to a value incremented by one. Further, in the case of reverse rotation, the counter 67 supplies a down signal to the nonvolatile memory 68 indicating that the counter is to be down. At this point, the nonvolatile memory 68 updates the stored multi-rotation information to a value that is decreased by one. In this way, the multi-rotation information detection unit 3 according to the present embodiment can detect multi-rotation information while determining the rotation direction of the rotating shaft SF.

次に、本実施形態のエンコーダ装置ECにおいて、回転軸SFを高速回転した場合の動作(間欠動作シーケンス)の一例につき図6のフローチャート及び図7の波形図を参照して説明する。回転軸SFを高速回転した場合には、図5のイネーブル信号の周期TE等が短くなる。
まず、図6のステップ102において、図4の電気信号発生ユニット31A又は31BのWW出力7Aが発生し、バッファ回路74のイネーブル信号7B(図7(C)参照)がHレベルになる。WW出力7Aは、図7(A)に示すように間欠的に短周期で発生するが、以下では図7(B)~(E)に示すように、WW出力7Aの1周期内での動作につき説明する。また、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する信号は図5に示すようにパルス状であるが、出力端子61c,62cと接地線GLとの間にコンデンサ69Aが設けられているため、WW出力7Aは比較的緩やかに基準電位に低下する。そして、ステップ104において、イネーブル信号7Bに応じてレギュレータ63がオン(作動)になり、レギュレータ63の出力端子63cに接続された電源線PLの電位が点線の波形で示すように上昇する(図7(B)参照)。このときにアンド回路72の信号7EがHレベルになる。
Next, an example of the operation (intermittent operation sequence) when the rotary shaft SF is rotated at high speed in the encoder device EC of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and the waveform diagram of FIG. 7. When the rotating shaft SF is rotated at high speed, the period TE of the enable signal shown in FIG. 5 becomes shorter.
First, in step 102 of FIG. 6, the WW output 7A of the electrical signal generating unit 31A or 31B of FIG. 4 is generated, and the enable signal 7B of the buffer circuit 74 (see FIG. 7(C)) becomes H level. The WW output 7A occurs intermittently in short cycles as shown in FIG. 7(A), but below, as shown in FIGS. 7(B) to (E), the operation of the WW output 7A within one cycle will be explained. I will explain about it. Furthermore, although the signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B are in the form of pulses as shown in FIG. 5, the WW output is 7A decreases to the reference potential relatively slowly. Then, in step 104, the regulator 63 is turned on (activated) in response to the enable signal 7B, and the potential of the power line PL connected to the output terminal 63c of the regulator 63 rises as shown by the dotted waveform (Fig. (See (B)). At this time, the signal 7E of the AND circuit 72 becomes H level.

さらに、ステップ106において、所定時間δtの経過後に遅延回路73のリセット信号7RがHレベルになり(図7(B)参照)、ステップ108において計数器67及び不揮発性メモリ68が作動を開始し、ステップ110において、計数器67が回転情報(上述のアップ信号又はダウン信号)を不揮発性メモリ68に書き込む。図7(B)のデータ7RDは、計数器67と不揮発性メモリ68との間で交換される信号の一例を示す。そして、ステップ112において、計数器67は放電信号7DをHレベルに設定し(図7(E)参照)、これに応じてスイッチング素子70が導通してWW出力7Aが低下し(放電され)、ステップ114において、バッファ回路74のイネーブル信号7BがLレベルとなり、ステップ116において、アンド回路72の出力7EがLレベルになり(図7(D)参照)、レギュレータ63がオフ(作動停止)になり、電源線PLの電位が低下する。そして、ステップ118において、リセット信号7RがLレベルになり(図7(B)参照)、計数器67及び不揮発性メモリ68が作動停止になる。その後、WW出力7Aが立ち上がると、動作はステップ102に戻り、ステップ104~118の動作が繰り返される。 Further, in step 106, the reset signal 7R of the delay circuit 73 becomes H level after a predetermined time δt (see FIG. 7(B)), and in step 108, the counter 67 and the nonvolatile memory 68 start operating, At step 110, counter 67 writes rotation information (up signal or down signal as described above) to non-volatile memory 68. Data 7RD in FIG. 7(B) shows an example of a signal exchanged between the counter 67 and the nonvolatile memory 68. Then, in step 112, the counter 67 sets the discharge signal 7D to H level (see FIG. 7(E)), and in response, the switching element 70 becomes conductive, and the WW output 7A decreases (is discharged). In step 114, the enable signal 7B of the buffer circuit 74 becomes L level, and in step 116, the output 7E of the AND circuit 72 becomes L level (see FIG. 7(D)), and the regulator 63 is turned off (stops operating). , the potential of power supply line PL decreases. Then, in step 118, the reset signal 7R goes to L level (see FIG. 7(B)), and the counter 67 and nonvolatile memory 68 stop operating. Thereafter, when the WW output 7A rises, the operation returns to step 102 and the operations of steps 104 to 118 are repeated.

この動作によれば、図7(A)に示すように、WW出力7Aの各パルス信号が短い周期で間欠的に発生していても、計数器67の処理が終了する毎にWW出力7Aをリセットしてレギュレータ63をオフにすることによって、レギュレータ63の出力端子に接続されている電源線PLの電位(点線の曲線)はほとんど低下しない。このため、WW出力7Aのパルス信号が発生してレギュレータ63がオンになったときのバッテリ32の電圧低下を抑制でき、バッテリ32の電圧は確実に元の電圧に復帰できる。したがって、回転軸SFが高速回転していても、バッテリ32から位置検出系1(多回転情報検出部3)への電力の供給及び遮断を正確に行うことができ、バッテリ32の電力消費を小さくして、回転軸SFの回転情報を高精度に求めることができる。これによって、バッテリ32のメンテナンス(例えば交換)をなくすか、あるいはバッテリ32のメンテナンスの頻度を低くできる。 According to this operation, as shown in FIG. 7A, even if each pulse signal of the WW output 7A is generated intermittently in a short cycle, the WW output 7A is generated every time the processing of the counter 67 is completed. By resetting and turning off the regulator 63, the potential of the power line PL connected to the output terminal of the regulator 63 (dotted curve) hardly decreases. Therefore, it is possible to suppress a drop in the voltage of the battery 32 when the pulse signal of the WW output 7A is generated and the regulator 63 is turned on, and the voltage of the battery 32 can be reliably restored to the original voltage. Therefore, even if the rotating shaft SF rotates at high speed, power can be accurately supplied and cut off from the battery 32 to the position detection system 1 (multi-rotation information detection unit 3), and the power consumption of the battery 32 can be reduced. As a result, rotation information about the rotating shaft SF can be obtained with high precision. This eliminates maintenance (for example, replacement) of the battery 32 or reduces the frequency of maintenance of the battery 32.

上述のように、本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出する位置検出系1(位置検出部)と、回転軸SFの回転(移動)によって回転する磁石11と、磁石11の回転による磁界の変化によってWW出力7A(電気信号)を発生する電気信号発生ユニット31A(電気信号発生部)と、位置検出系1からの放電信号7D(制御信号)によってコンデンサ69Aに蓄積された電荷を放電させたことによって電気信号発生ユニット31Aから出力されるWW出力7A又はイネーブル信号7B(第1信号)を位置検出系1へ出力する信号リレー回路5(回路部)と、を備えている。 As described above, the encoder device EC according to the present embodiment includes the position detection system 1 (position detection section) that detects rotational position information of the rotation shaft SF (moving section), and the position detection system 1 (position detection section) that detects rotational position information of the rotation shaft SF (moving section). an electric signal generating unit 31A (electrical signal generator) that generates a WW output 7A (electrical signal) due to changes in the magnetic field caused by the rotation of the magnet 11, and a discharge signal 7D (control signal) from the position detection system 1. The signal relay circuit 5 (circuit section ).

本実施形態によれば、例えば位置検出系1での位置検出処理が終了した後、放電信号7Dによって電気信号発生ユニット31Aを放電させて(WW出力7Aを低下させて)、レギュレータ63をオフにすることによって、それ以降のバッテリ32の電力消費を防止できる。また、レギュレータ63の出力ではなく、電気信号発生ユニット31Aの出力を放電しているため、レギュレータ63の出力(位置検出系1の電源の電位)の低下を抑制できる。このため、回転軸SFが高速回転するときに、各WW出力7A(パルス信号)が発生する毎のレギュレータ63から位置検出系1への充電量を少なくすることができ、バッテリ32の電圧の落ち込み量を小さくして、バッテリ32の電圧の復帰時間を短縮できる。このため、回転軸SFが高速回転している場合でも、バッテリ32の電力消費を小さくして、位置検出系1に対する電力の供給を行うことができ、回転軸SFの回転情報を高精度に求めることができる。 According to the present embodiment, for example, after the position detection process in the position detection system 1 is completed, the electric signal generation unit 31A is discharged by the discharge signal 7D (the WW output 7A is lowered), and the regulator 63 is turned off. By doing so, subsequent power consumption of the battery 32 can be prevented. Furthermore, since the output of the electrical signal generation unit 31A is discharged instead of the output of the regulator 63, a decrease in the output of the regulator 63 (potential of the power source of the position detection system 1) can be suppressed. Therefore, when the rotating shaft SF rotates at high speed, the amount of charge from the regulator 63 to the position detection system 1 can be reduced each time each WW output 7A (pulse signal) is generated, and the voltage of the battery 32 decreases. By reducing the amount, the time required for the voltage of the battery 32 to recover can be shortened. Therefore, even when the rotating shaft SF is rotating at high speed, the power consumption of the battery 32 can be reduced and power can be supplied to the position detection system 1, and rotation information of the rotating shaft SF can be obtained with high precision. be able to.

また、本実施形態においては、出力コンデンサ69Cを備えている。このコンデンサ69Aによって、レギュレータ63の動作が安定化(負荷応答性の改善等)される。さらに、出力コンデンサ69Cは放電されないため、回転軸SFが高速回転するときに、各WW出力7Aが発生する毎のレギュレータ63から出力コンデンサ69Cへの充電量を少なくすることができ、バッテリ32の電圧の落ち込み量を小さくして、バッテリ32の電圧の復帰時間を短縮できる。 Further, in this embodiment, an output capacitor 69C is provided. This capacitor 69A stabilizes the operation of the regulator 63 (improves load response, etc.). Furthermore, since the output capacitor 69C is not discharged, when the rotating shaft SF rotates at high speed, the amount of charge from the regulator 63 to the output capacitor 69C each time each WW output of 7A is generated can be reduced, and the voltage of the battery 32 can be reduced. By reducing the amount of drop in voltage, the time required for the voltage of the battery 32 to recover can be shortened.

また、信号リレー回路75は、位置検出系1の電源線PLの電位が低下した後のWW出力7Aによるリセット信号7R(信号7Eと同等の第2信号)を位置検出系1の計数器67及び不揮発性メモリ68に出力し、計数器67及び不揮発性メモリ68はリセット信号7Rにより初期化される(計数動作を停止する)。これによって、電位の低下による不安定な信号による誤動作が防止される。
また、本実施形態によれば、磁石11の側面に発生する磁力線を含む電気信号発生ユニット31Aにおけるパルス生成に不要な磁場成分は、感磁性部材47の長さ方向に直交しており、その不要な磁場成分は、磁石11の回転による交流磁界の反転による感磁性部材47の長さ方向の一端から他端に向かう磁壁の発生には悪影響を与えない。このため、感磁性部材47を磁石11の近傍に配置して、電気信号発生ユニット31Aを小型化しても、その不要な磁場成分に影響されることなく、磁石11の回転による軸方向の交流磁界の反転によって、電気信号発生ユニット31Aを用いて効率的に高い信頼性(安定した出力)で高出力のWW出力7A(パルス信号)を発生することができる。
The signal relay circuit 75 also sends a reset signal 7R (a second signal equivalent to the signal 7E) from the WW output 7A after the potential of the power line PL of the position detection system 1 to the counter 67 of the position detection system 1 and The counter 67 and the nonvolatile memory 68 are initialized by the reset signal 7R (stopping the counting operation). This prevents malfunctions due to unstable signals due to a drop in potential.
Further, according to the present embodiment, magnetic field components unnecessary for pulse generation in the electric signal generation unit 31A, including magnetic lines of force generated on the side surface of the magnet 11, are perpendicular to the length direction of the magnetically sensitive member 47, and are unnecessary. This magnetic field component does not adversely affect the generation of a domain wall from one end of the magnetically sensitive member 47 in the length direction to the other end due to the reversal of the alternating current magnetic field due to the rotation of the magnet 11. Therefore, even if the magnetically sensitive member 47 is arranged near the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A is miniaturized, the axial alternating magnetic field generated by the rotation of the magnet 11 can be generated without being affected by unnecessary magnetic field components. By reversing , it is possible to efficiently generate a high WW output 7A (pulse signal) with high reliability (stable output) using the electrical signal generation unit 31A.

また、エンコーダ装置ECは、電気信号発生ユニット31Aに電気信号が発生してから短時間のうちに、バッテリ32から多回転情報検出部3に電力が供給され、多回転情報検出部3がダイナミック駆動(間欠駆動)する。多回転情報の検出及び書き込みの終了後は、多回転情報検出部3への電源供給は絶たれるが、計数値は、記憶部14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11上の所定位置が電気信号発生ユニット31Aの近傍を通過するたびに繰り返される。また、記憶部14に記憶されている多回転情報は、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。このようなエンコーダ装置ECは、電気信号発生ユニット31Aで発生する電気信号に応じて、位置検出系1で消費される電力の少なくとも一部をバッテリ32が供給するので、バッテリ32を長寿命にすることができる。このため、バッテリ32のメンテナンス(例えば交換)をなくしたり、メンテナンスの頻度を減らしたりすることができる。例えば、バッテリ32の寿命がエンコーダ装置ECの他の部分の寿命よりも長い場合、バッテリ32の交換を不要にすることもできる。 Further, in the encoder device EC, power is supplied from the battery 32 to the multi-rotation information detection section 3 within a short time after the electric signal is generated in the electrical signal generation unit 31A, and the multi-rotation information detection section 3 is dynamically driven. (intermittent drive). After the detection and writing of the multi-rotation information is completed, the power supply to the multi-rotation information detection section 3 is cut off, but the count value is stored in the storage section 14 and is therefore retained. Such a sequence is repeated every time a predetermined position on the magnet 11 passes near the electric signal generating unit 31A even when the external power supply is cut off. Further, the multi-rotation information stored in the storage unit 14 is read out by the motor control unit MC etc. when the motor M is started next time, and is used to calculate the initial position of the rotation axis SF. In such an encoder device EC, the battery 32 supplies at least a portion of the power consumed by the position detection system 1 according to the electric signal generated by the electric signal generation unit 31A, so that the battery 32 has a long life. be able to. Therefore, maintenance (for example, replacement) of the battery 32 can be eliminated or the frequency of maintenance can be reduced. For example, if the lifespan of the battery 32 is longer than the lifespan of other parts of the encoder device EC, the battery 32 may not need to be replaced.

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11の回転が極めて低速であっても、電気信号発生ユニット31Aからパルス電流(電気信号)の出力が得られる。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11)の回転が極めて低速な場合にも、電気信号発生ユニット31Aの出力を電気信号として利用できる。なお、感磁性ワイヤ(第1感磁性部41A)としては、アモルファス磁歪線なども使用可能である。この場合、例えば、エンコーダ装置ECは、上記した電気信号発生ユニット(例、31A、31B)から発生した電気信号(電流)を上記した整流スタック(例、整流器)を用いて全波整流し、整流された電力を多回転情報検出部3などに供給するように構成してもよい。 By the way, if a magnetically sensitive wire such as a Wiegand wire is used, even if the magnet 11 rotates at an extremely low speed, a pulsed current (electrical signal) can be output from the electrical signal generating unit 31A. Therefore, even when the rotating shaft SF (magnet 11) rotates at an extremely low speed, for example in a state where no power is supplied to the motor M, the output of the electrical signal generating unit 31A can be used as an electrical signal. Note that an amorphous magnetostrictive wire or the like can also be used as the magnetically sensitive wire (first magnetically sensitive portion 41A). In this case, for example, the encoder device EC performs full-wave rectification on the electrical signal (current) generated from the electrical signal generation unit (e.g., 31A, 31B) using the rectifier stack (e.g., rectifier) described above. The configuration may be such that the generated power is supplied to the multi-rotation information detection section 3 or the like.

[第2の実施形態]
第2の実施形態につき図8から図10を参照して説明する。なお、図8、図9、図10において図4、図6、図7に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図8は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAを示す。図8において、図4のバッファ回路74の代わりに3個の入力部を有するオア回路71が設けられている。そして、電気信号発生ユニット31A,31Bに接続された整流スタック61,62の出力端子61c,62cに生じるWW出力7Aがオア回路71の第1入力部に供給されている。また、モータ制御部MCの電源部MCEから、通常動作とバックアップ動作との切り替えを示す切り替え信号7NDがオア回路71の第2入力部及び計数器67の切り替え信号入力部に供給されている。さらに、計数器67から計数動作が終了したことを示すための処理完了信号7TCがオア回路71の第3入力部に供給されている。WW出力7A、切り替え信号7ND、及び処理完了信号7TCの少なくとも一つがHレベル(ハイレベル)になると、オア回路71の出力はHレベルになり、WW出力7A、切り替え信号7ND、及び処理完了信号7TCの全部がLレベル(ローレベル)になると、オア回路71の出力はLレベルになる。オア回路71の出力はイネーブル信号7Bとしてアンド回路72の第1入力部及びレギュレータ63の制御端子63aに供給されている。アンド回路72の出力信号7Eは遅延回路73を介してリセット信号7Rとして計数器67及び不揮発性メモリ68に供給される。オア回路71、アンド回路72、及び遅延回路73から信号リレー回路75Aが構成されている。
[Second embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 10. Note that in FIGS. 8, 9, and 10, parts corresponding to those in FIGS. 4, 6, and 7 are designated by the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. FIG. 8 shows an encoder device ECA according to this embodiment. In FIG. 8, an OR circuit 71 having three input sections is provided in place of the buffer circuit 74 in FIG. The WW output 7A generated at the output terminals 61c, 62c of the rectifier stacks 61, 62 connected to the electric signal generating units 31A, 31B is supplied to the first input section of the OR circuit 71. Further, a switching signal 7ND indicating switching between normal operation and backup operation is supplied from the power supply section MCE of the motor control section MC to the second input section of the OR circuit 71 and the switching signal input section of the counter 67. Furthermore, a processing completion signal 7TC is supplied from the counter 67 to the third input portion of the OR circuit 71 to indicate that the counting operation has been completed. When at least one of the WW output 7A, the switching signal 7ND, and the processing completion signal 7TC becomes H level (high level), the output of the OR circuit 71 becomes H level, and the WW output 7A, the switching signal 7ND, and the processing completion signal 7TC become H level. When all of them become L level (low level), the output of the OR circuit 71 becomes L level. The output of the OR circuit 71 is supplied to the first input portion of the AND circuit 72 and the control terminal 63a of the regulator 63 as an enable signal 7B. The output signal 7E of the AND circuit 72 is supplied to the counter 67 and the nonvolatile memory 68 as a reset signal 7R via the delay circuit 73. The OR circuit 71, the AND circuit 72, and the delay circuit 73 constitute a signal relay circuit 75A.

電源部MCEは、基本的には第1の実施形態と同様に、例えば交流電源(不図示)から得られる電力で図1のモータMを駆動するとともに、その電力から得られる直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給する。さらに、本実施形態では一例として、電源部MCEは、通常動作では、切り替え信号7NDをHレベルに設定し、直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給し、二次電池37の電力が電源切替器38を介してレギュレータ63の入力端子63bに供給される。この際に、オア回路71のイネーブル信号7BがHレベルになっているため、レギュレータ63は連続的にオン状態となり、電源線PLの電位は連続的にHレベルになる。このため、磁気検出部12、計数器67、及び不揮発性メモリ68は連続的に作動している。また、切り替え信号7NDは計数器67にも供給されているため、計数器67では、切り替え信号7NDがHレベルであることから、現在の状態が通常動作であることを認識できる。この場合、計数器67では、一例として所定のサンプリングレートでアナログコンパレータ65,66の出力を取り込んで回転軸SFの多回転の回転情報を求め、求めた情報を不揮発性メモリ68に書き込む。 Basically, as in the first embodiment, the power supply unit MCE drives the motor M shown in FIG. is supplied to the secondary battery 37. Further, in the present embodiment, as an example, in normal operation, the power supply unit MCE sets the switching signal 7ND to H level, supplies DC voltage to the secondary battery 37 of the battery 32, and the power of the secondary battery 37 is used as the power source. The signal is supplied to the input terminal 63b of the regulator 63 via the switch 38. At this time, since the enable signal 7B of the OR circuit 71 is at the H level, the regulator 63 is continuously turned on, and the potential of the power supply line PL is continuously at the H level. Therefore, the magnetic detection section 12, the counter 67, and the nonvolatile memory 68 operate continuously. Furthermore, since the switching signal 7ND is also supplied to the counter 67, the counter 67 can recognize that the current state is normal operation since the switching signal 7ND is at the H level. In this case, the counter 67 takes in the outputs of the analog comparators 65 and 66 at a predetermined sampling rate, for example, obtains rotation information for multiple rotations of the rotating shaft SF, and writes the obtained information into the nonvolatile memory 68.

バックアップ動作では、一例として電源部MCE(主電源)がオフとなり、図1のモータM(回転軸SF)の駆動が停止され、電源部MCEからバッテリ32に対する電力の供給が停止される。この際に、電源部MCEでは切り替え信号7NDをLレベルに設定する。これによって、計数器67では通常動作からバックアップ動作に切り替わったことを認識できる。バックアップ動作では、バッテリ32の電力の消費量を抑制するため、電気信号発生ユニット31A,31BのWW出力7Aが所定の閾値以上になっている期間でレギュレータ63をオンにして、その期間内で磁気検出部12、計数器67、及び不揮発性メモリ68に電力を供給して回転軸SFの回転情報を求める。 In the backup operation, for example, the power supply unit MCE (main power supply) is turned off, the driving of the motor M (rotating shaft SF) in FIG. 1 is stopped, and the supply of power from the power supply unit MCE to the battery 32 is stopped. At this time, the power supply unit MCE sets the switching signal 7ND to L level. This allows the counter 67 to recognize that the normal operation has been switched to the backup operation. In the backup operation, in order to suppress the power consumption of the battery 32, the regulator 63 is turned on during the period when the WW output 7A of the electric signal generating units 31A and 31B is equal to or higher than a predetermined threshold, and the magnetic Power is supplied to the detection unit 12, the counter 67, and the nonvolatile memory 68 to obtain rotation information about the rotating shaft SF.

ただし、通常動作からバックアップ動作に移行する際に、最初にWW出力7Aが立ち上がったタイミングで磁気検出部12等に電力を供給できない恐れがある。そこで、本実施形態では、切り替え信号7NDがLレベルに設定されたときに、計数器67では処理完了信号7TCをHレベルに設定して、レギュレータ63をオンにして、磁気検出部12等に電力を供給させる。なお、通常動作時には、一例として処理完了信号7TCは常にHレベルであってもよい。その後、回転情報が求められた後、計数器67では切り替え信号7NDをLレベルに設定する。この後は上述のバックアップ動作に円滑に移行できる。これ以外の本実施形態の構成は第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。 However, when transitioning from normal operation to backup operation, there is a possibility that power cannot be supplied to the magnetic detection unit 12 and the like at the timing when the WW output 7A first rises. Therefore, in this embodiment, when the switching signal 7ND is set to the L level, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to the H level, turns on the regulator 63, and powers the magnetic detection section 12, etc. be supplied. Note that during normal operation, the processing completion signal 7TC may always be at the H level, for example. Thereafter, after the rotation information is obtained, the counter 67 sets the switching signal 7ND to the L level. After this, it is possible to smoothly shift to the backup operation described above. The configuration of this embodiment other than this is the same as that of the first embodiment, so the description thereof will be omitted.

次に、本実施形態のエンコーダ装置ECAにおいて、例えば回転軸SFを高速回転している状態から電源部MCE(主電源)をオフにして、通常動作からバックアップ動作に移行する場合の動作の一例につき、図9のフローチャート及び図10の波形図を参照して説明する。この動作は、例えば電源部MCEがオンで回転軸SFが高速回転している状態で、非常停止等で電源部MCEがオフになり、その状態から回転軸SFが慣性で高速回転から停止状態に移行するような場合に発生する。 Next, an example of the operation in the encoder device ECA of this embodiment when the power supply unit MCE (main power supply) is turned off from a state in which the rotary shaft SF is rotating at high speed and the normal operation is shifted to the backup operation will be explained. , will be explained with reference to the flowchart of FIG. 9 and the waveform diagram of FIG. 10. This operation is performed, for example, when the power supply MCE is on and the rotating shaft SF is rotating at high speed, the power supply MCE is turned off due to an emergency stop, etc., and from that state the rotating shaft SF changes from high-speed rotation to a stopped state due to inertia. Occurs when there is a transition.

まず、図9のステップ120において、電源部MCE(主電源)がオフになり、切り替え信号7NDがLレベルになる(図10(A)参照)。これに応じてステップ122で、計数器67は処理完了信号7TCをHレベルに設定する(図10(B)参照)。この後、ステップ104で、オア回路71のイネーブル信号7BがHレベルになり、レギュレータ63が作動し、電源線PLの電位がHレベルになり、アンド回路72の信号7EがHレベルになる。そして、ステップ106で、所定時間経過後にリセット信号7RがHレベルになり(図10(C)参照)、ステップ108において計数器67及び不揮発性メモリ68が作動を開始し、ステップ110において、計数器67が回転情報(上述のアップ信号又はダウン信号)を不揮発性メモリ68に書き込む。これによって電源オフ時の回転情報のバックアップが完了する。 First, in step 120 of FIG. 9, the power supply unit MCE (main power supply) is turned off, and the switching signal 7ND becomes L level (see FIG. 10(A)). In response, in step 122, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to H level (see FIG. 10(B)). Thereafter, in step 104, the enable signal 7B of the OR circuit 71 becomes H level, the regulator 63 is activated, the potential of the power line PL becomes H level, and the signal 7E of the AND circuit 72 becomes H level. Then, in step 106, the reset signal 7R becomes H level after a predetermined time has elapsed (see FIG. 10(C)), the counter 67 and the nonvolatile memory 68 start operating in step 108, and in step 110, the counter 67 and the nonvolatile memory 68 start operating. 67 writes rotation information (the above-mentioned up signal or down signal) into the nonvolatile memory 68. This completes the backup of rotation information when the power is turned off.

その後、ステップ124で、計数器67は処理完了信号7TCをLレベルに設定し(図10(B)参照)、ステップ112において、計数器67は放電信号7DをHレベルに設定し(図10(E)参照)、これに応じてスイッチング素子70が導通してWW出力7Aが低下する(電気信号発生ユニット31A,31Bが放電される)。そして、オア回路71のイネーブル信号7BがLレベルになり、ステップ116において、レギュレータ63がオフ(作動停止)になり、アンド回路72の出力7EがLレベルになる。そして、ステップ118において、リセット信号7RがLレベルになり(図10(C)参照)、計数器67及び不揮発性メモリ68が作動停止になる。その後、動作は図6のステップ102に移行する。そして、WW出力7Aが立ち上がると、図6のステップ104~118の動作が繰り返される。 Thereafter, in step 124, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to the L level (see FIG. 10(B)), and in step 112, the counter 67 sets the discharge signal 7D to the H level (see FIG. 10(B)). In response, the switching element 70 becomes conductive and the WW output 7A decreases (the electrical signal generating units 31A and 31B are discharged). Then, the enable signal 7B of the OR circuit 71 becomes L level, and in step 116, the regulator 63 is turned off (stops operating), and the output 7E of the AND circuit 72 becomes L level. Then, in step 118, the reset signal 7R becomes L level (see FIG. 10(C)), and the counter 67 and nonvolatile memory 68 stop operating. Operation then moves to step 102 of FIG. Then, when the WW output 7A rises, the operations of steps 104 to 118 in FIG. 6 are repeated.

この動作によれば、回転軸SFが高速回転中に電源部MCE(主電源)がオフになった時点の直前又は直後等に、WW出力7Aが立ち上がったような場合でも、計数器67の処理完了信号7TCによってオア回路71のイネーブル信号7Bが確実にHレベルになり、レギュレータ63がオンになって磁気検出部12等に電力が供給され、回転軸SFの回転情報が求められて不揮発性メモリ68に書き込まれる。そして、この後でWW出力7Aが立ち上がると、第1の実施形態の間欠動作シーケンスと同様にバッテリ32の電力を効率的に使用して回転軸SFの回転情報が求められる。そのため、回転軸SFが高速回転していても、通常動作から間欠動作シーケンスに円滑に移行できる。 According to this operation, even if the WW output 7A rises immediately before or after the power supply section MCE (main power supply) is turned off while the rotating shaft SF is rotating at high speed, the counter 67 does not process the The completion signal 7TC ensures that the enable signal 7B of the OR circuit 71 becomes H level, the regulator 63 is turned on, power is supplied to the magnetic detection section 12, etc., and rotation information of the rotation shaft SF is determined and stored in the nonvolatile memory. 68. Then, when the WW output 7A rises thereafter, the rotation information of the rotating shaft SF is obtained by efficiently using the power of the battery 32, similarly to the intermittent operation sequence of the first embodiment. Therefore, even if the rotating shaft SF rotates at high speed, the normal operation can smoothly transition to the intermittent operation sequence.

上述のように、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAは、電源部MCEから電力が供給されて回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出する位置検出系1(位置検出部)と、回転軸SFの回転によって回転する磁石11と、磁石11の回転に伴う磁界の変化によってWW出力7A(電気信号)を発生する電気信号発生ユニット31A(電気信号発生部)と、WW出力7Aによりバッテリ32(又は電源部MCE)からの電力を位置検出系1に供給するレギュレータ63(電力供給部)と、を備えている。さらに、エンコーダ装置ECAの位置検出系1は、電源部MCEからの電力の供給が絶たれると(その電力又は電源部MCEがオフになるときに)、WW出力7Aによるレギュレータ63からの電力が供給されるまでにその回転位置情報の検出を行うようにしている。 As described above, the encoder device ECA according to the present embodiment includes the position detection system 1 (position detection unit) that is supplied with power from the power supply unit MCE and detects rotational position information of the rotation shaft SF (moving unit), and A magnet 11 that rotates with the rotation of the shaft SF, an electric signal generation unit 31A (electric signal generation unit) that generates a WW output of 7A (electrical signal) due to changes in the magnetic field due to the rotation of the magnet 11, and a battery 32 that generates a WW output of 7A. A regulator 63 (power supply unit) that supplies power from the position detection system 1 (or power supply unit MCE) to the position detection system 1 is provided. Furthermore, when the power supply from the power supply unit MCE is cut off (when the power supply unit or the power supply unit MCE is turned off), the position detection system 1 of the encoder device ECA is supplied with power from the regulator 63 with WW output 7A. The rotational position information is detected until the rotational position is reached.

また、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAの使用方法は、位置検出系1が、電源部MCEからの電力の供給が絶たれると(その電力がオフになるときに)、WW出力7Aによるレギュレータ63からの電力が供給されるまでにその回転位置情報の検出を行うステップ122,108,110,124を含んでいる。
本実施形態によれば、回転軸SFが高速回転中に電源部MCEがオフになった場合でも、例えば計数器67の処理完了信号7TCによってレギュレータ63がオンになって位置検出系1の磁気検出部12等に電力が供給され、回転軸SFの回転情報が求められて記憶される。そのため、電源部MCEがオフになっても、そのときの回転軸SFの回転情報を正確に求めて記憶した後、電気信号発生ユニット31AのWW出力7Aを用いてレギュレータ63の動作を制御する間欠動作シーケンスに円滑に移行できる。
また、電気信号発生ユニット31Aは、磁石11の回転に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部41Aを有し、感磁性部41Aの磁気特性に基づいてWW出力7Aを発生しており、信号リレー回路75A(信号出力部)を備え、電源部MCEがオフになったときに、レギュレータ63を作動させて、バッテリ32の出力を平滑化して位置検出系1に供給している(ステップ120,122,104)。その感磁性部41A及び信号リレー回路75Aによる効果等は第1の実施形態と同様である。
Furthermore, the method of using the encoder device ECA according to the present embodiment is such that when the position detection system 1 is cut off from the power supply from the power supply unit MCE (when the power is turned off), the position detection system 1 uses the regulator 63 with the WW output 7A. The process includes steps 122, 108, 110, and 124 in which rotational position information is detected before power is supplied from the controller.
According to this embodiment, even if the power supply unit MCE is turned off while the rotating shaft SF is rotating at high speed, the regulator 63 is turned on by the processing completion signal 7TC of the counter 67, and the magnetic detection of the position detection system 1 is detected. Electric power is supplied to the unit 12 and the like, and rotation information about the rotating shaft SF is obtained and stored. Therefore, even if the power supply unit MCE is turned off, the rotation information of the rotating shaft SF at that time is accurately obtained and stored, and then the operation of the regulator 63 is controlled using the WW output 7A of the electric signal generation unit 31A. Able to smoothly transition to the movement sequence.
Further, the electric signal generating unit 31A has a magnetically sensitive portion 41A whose magnetic characteristics change according to changes in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 11, and generates WW output 7A based on the magnetic characteristics of the magnetically sensitive portion 41A. , a signal relay circuit 75A (signal output section) is provided, and when the power supply section MCE is turned off, the regulator 63 is operated to smooth the output of the battery 32 and supply it to the position detection system 1 (step 120, 122, 104). The effects of the magnetically sensitive portion 41A and the signal relay circuit 75A are similar to those of the first embodiment.

なお、本実施形態において、計数器67がレギュレータ63を作動させるための処理完了信号7TCを出力しているため、円滑に電気信号発生ユニット31A,31Bの出力を利用できる。なお、処理完了信号7TCを出力する素子は必ずしも計数器67である必要はない。
また、上述の各実施形態においては、図3(A)に示すように、電気信号発生ユニット31Aの第1、第2磁性体45A,46Aの先端部が、磁石11の表面(N極16A~S極16D)及び裏面(S極17A~N極17D)の同じ角度位置で互いに異なる極性の部分の近傍に配置されているため、電気信号発生ユニット31Aをさらに小型化できる。なお、図3(D)及び(E)に示す変形例の電気信号発生ユニット31Cのように、感磁性部材47の一端側の第1磁性体45Cの先端部を磁石11の表面のある極性の部分(例えばN極16A又はS極16B等)の近傍に配置し、感磁性部材47の他端側の第2磁性体46Cの先端部を磁石11の表面の異なる極性の部分(例えばS極16D又はN極16A等)の近傍に配置してもよい。この場合、第1、第2磁性体45C,46Cは、回転方向において異なる位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極16D)からの磁力線を感磁性部材47の長さ方向に導いている。電気信号発生ユニット31Cにおいても、磁石11から第1磁性体45C、感磁性部材47、及び第2磁性体46Cを通るように磁気回路MC2が形成されるため、磁石11の側面の不要な磁界に影響されることなく、磁石11の回転による交流磁界の反転によって、感磁性部材47が効率的に安定したパルスを出力できる。なお、磁石11の構成は任意であり、電気信号発生ユニット31A,31Bの構成も任意である。
In this embodiment, since the counter 67 outputs the processing completion signal 7TC for operating the regulator 63, the outputs of the electrical signal generation units 31A and 31B can be used smoothly. Note that the element that outputs the processing completion signal 7TC does not necessarily have to be the counter 67.
Furthermore, in each of the above-described embodiments, as shown in FIG. The electric signal generating unit 31A can be further miniaturized because the electric signal generating unit 31A is disposed near the portions of the south pole 16D) and the back surface (the south pole 17A to the north pole 17D) having the same angular position and different polarities. Note that, as in the electrical signal generation unit 31C of the modified example shown in FIGS. (for example, the N pole 16A or the S pole 16B), and the tip of the second magnetic body 46C on the other end side of the magnetically sensitive member 47 is placed near a portion of the surface of the magnet 11 with a different polarity (for example, the S pole 16D). or N pole 16A, etc.). In this case, the first and second magnetic bodies 45C, 46C transmit lines of magnetic force from two portions of mutually different polarities (for example, the N pole 16A and the S pole 16D) of the magnet 11 located at different positions in the rotation direction to the magnetically sensitive member 47. It is guided in the length direction. Also in the electric signal generating unit 31C, since the magnetic circuit MC2 is formed from the magnet 11 to pass through the first magnetic body 45C, the magnetically sensitive member 47, and the second magnetic body 46C, unnecessary magnetic fields on the sides of the magnet 11 The magnetically sensitive member 47 can efficiently output stable pulses without being affected by the reversal of the alternating current magnetic field caused by the rotation of the magnet 11. Note that the configuration of the magnet 11 is arbitrary, and the configuration of the electric signal generation units 31A and 31B is also arbitrary.

また、上述の実施形態では2つの電気信号発生ユニット31A,31Bが設けられているが、エンコーダ装置EC,ECAは1つの電気信号発生ユニット31Aを備えるのみでもよい。さらに、エンコーダ装置EC,ECAは、3つ以上の電気信号発生ユニットを備えてもよい。
なお、上述の実施形態のように、複数の電気信号発生ユニットが設けられる場合に、電気信号発生ユニット31Aから出力される電力は、多回転情報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に利用されてもよい。
Moreover, although the two electrical signal generation units 31A and 31B are provided in the above embodiment, the encoder devices EC and ECA may be provided with only one electrical signal generation unit 31A. Furthermore, the encoder devices EC, ECA may include three or more electrical signal generation units.
Note that when a plurality of electrical signal generating units are provided as in the above-described embodiment, the electric power output from the electrical signal generating unit 31A may be used as a detection signal for detecting multi-rotation information. However, it may also be used for supplying to a detection system or the like.

なお、上述の第1実施形態において、磁石11は、周方向に4極と厚さ方向に2極とを有する8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11は、周方向の極数が2極又は4極以上であってもよい。
なお、上述の実施形態において、位置検出系1は、位置情報として回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出するが、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,ECA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,ECAは、発電部及び検出部が回転軸SFに設けられ、磁石11が移動体(例えば回転軸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。また、位置検出系1は回転軸SFの多回転情報を検出しなくてもよく位置検出系1の外部の処理部により多回転情報を検出してもよい。
In the first embodiment described above, the magnet 11 is an eight-pole magnet having four poles in the circumferential direction and two poles in the thickness direction, but the structure is not limited to this and can be changed as appropriate. For example, the magnet 11 may have two or more poles in the circumferential direction.
In the above-described embodiment, the position detection system 1 detects the rotational position information of the rotating shaft SF (moving part) as the position information, but it also detects at least one of the position, velocity, and acceleration in a predetermined direction as the position information. You may. Encoder devices EC and ECA may include rotary encoders or linear encoders. Furthermore, in the encoder devices EC and ECA, the power generation section and the detection section are provided on the rotating shaft SF, and the magnet 11 is provided outside the moving body (for example, the rotating shaft SF), so that the relative position of the magnet and the detecting section can be adjusted. It may be something that changes as the moving part moves. Further, the position detection system 1 does not need to detect the multi-rotation information of the rotating shaft SF, and the multi-rotation information may be detected by a processing section outside the position detection system 1.

上述の実施形態において、電気信号発生ユニット31A,31Bは、磁石11と所定の位置関係となった際に電力(電気信号)を発生する。位置検出系1は電気信号発生ユニット31A,31Bに発生する電力(信号)の変化を検出信号に用いて、移動部(例、回転軸SF)の位置情報(例えば多回転情報又は角度位置情報を含む回転位置情報)を検出(計数)してもよい。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bをセンサ(位置センサ)として用いてもよく、位置検出系1は、電気信号発生ユニット31A,31B及び1つ以上のセンサ(例えば、磁気センサ、受光センサ)により、移動部の位置情報を検出してもよい。また、電気信号発生ユニットの数が2つ以上である場合、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用いて位置情報を検出してもよい。例えば、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用い、磁気センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよいし、受光センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよい。また、上記の磁気センサと同様に、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用いて、2つ以上の電気信号に基づいて回転軸SFの回転方向を判別してもよい。 In the embodiment described above, the electrical signal generating units 31A and 31B generate electric power (electrical signals) when they are in a predetermined positional relationship with the magnet 11. The position detection system 1 uses changes in the electric power (signals) generated in the electric signal generation units 31A and 31B as a detection signal to obtain position information (for example, multi-rotation information or angular position information) of the moving part (for example, the rotating shaft SF). (including rotational position information) may be detected (counted). For example, the electric signal generation units 31A, 31B may be used as sensors (position sensors), and the position detection system 1 is configured by the electric signal generation units 31A, 31B and one or more sensors (for example, a magnetic sensor, a light receiving sensor). , position information of the moving unit may be detected. Further, when the number of electrical signal generation units is two or more, the position detection system 1 may detect position information using two or more electrical signal generation units as sensors. For example, the position detection system 1 may use two or more electric signal generating units as sensors to detect the position information of the moving part without using a magnetic sensor, or may detect the position information of the moving part without using a light receiving sensor. Information may also be detected. Furthermore, similarly to the magnetic sensor described above, the position detection system 1 may use two or more electrical signal generation units as sensors to determine the rotational direction of the rotating shaft SF based on the two or more electrical signals. good.

また、電気信号発生ユニット31A,31Bは、位置検出系1で消費される電力の少なくとも一部を供給してもよい。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bは、位置検出系1のうち消費電力が相対的に小さい処理部に対して、電力を供給してもよい。また、電気供給系2は、位置検出系1の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系2は、検出部13に間欠的に電力を供給し、記憶部14へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系2の外部に設けられる電源、バッテリなどから記憶部14に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、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(例えば回転軸SF)及び位置検出系1の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系2は、検出部13に間欠的に電力を供給し、記憶部14へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系2の外部に設けられる電源、バッテリなどから記憶部14に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、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(例えば回転軸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。検出部の検出結果を記憶する記憶部は、位置検出系1の外部に設けられてもよく、エンコーダ装置EC,ECAの外部に設けられてもよい。 Furthermore, the electrical signal generation units 31A and 31B may supply at least a portion of the power consumed by the position detection system 1. For example, the electrical signal generation units 31A and 31B may supply power to a processing section of the position detection system 1 whose power consumption is relatively low. Further, the electricity supply system 2 does not need to supply power to a part of the position detection system 1. For example, the power supply system 2 may intermittently supply power to the detection unit 13 and not supply power to the storage unit 14. In this case, power may be supplied to the storage unit 14 intermittently or continuously from a power source, battery, or the like provided outside the power supply system 2. The power generation section may generate power due to a phenomenon other than the large Barkhausen jump, and does not need to supply power to the moving section (for example, the rotating shaft SF) and a part of the position detection system 1, for example. For example, the power supply system 2 may intermittently supply power to the detection unit 13 and not supply power to the storage unit 14. In this case, power may be supplied to the storage unit 14 intermittently or continuously from a power source, battery, or the like provided outside the power supply system 2. The power generation section may generate power by a phenomenon other than the large Barkhausen jump, and may generate power, for example, by electromagnetic induction caused by changes in the magnetic field accompanying movement of the moving section (for example, the rotating shaft SF). The storage unit that stores the detection results of the detection unit may be provided outside the position detection system 1, or may be provided outside the encoder devices EC and ECA.

[駆動装置]
駆動装置の一例について説明する。図11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の回転位置情報を検出するエンコーダ装置ECとを有している。なお、エンコーダ装置ECの代わりにエンコーダ装置ECAを備えていてもよい。
[Drive device]
An example of a drive device will be described. FIG. 11 is a diagram showing an example of the drive device MTR. In the following description, components that are the same or equivalent to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals and the description will be omitted or simplified. This drive device MTR is a motor device including an electric motor. The drive device MTR includes a rotation shaft SF, a main body portion (drive portion) BD that rotationally drives the rotation shaft SF, and an encoder device EC that detects rotational position information of the rotation shaft SF. Note that an encoder device ECA may be provided instead of the encoder device EC.

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 rotating shaft SF has a load side end SFa and an anti-load side end SFb. The load side end SFa is connected to another power transmission mechanism such as a reduction gear. A scale S is fixed to the opposite-load side end SFb via a fixing part. 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 this drive device MTR, a motor control section MC shown in FIG. 1 controls the main body section BD using the detection result of the encoder device EC. Since the drive device MTR does not require or has little need to replace the battery of the encoder device EC, maintenance costs can be reduced. Note that 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]
ステージ装置の一例について説明する。図12は、ステージ装置STGを示す。このステージ装置STGは、図11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 equipment]
An example of a stage device will be described. FIG. 12 shows the stage device STG. This stage device STG has a configuration in which a rotary table (moving object) TB is attached to the load side end SFa of the rotating shaft SF of the drive device MTR shown in FIG. In the following description, components that are the same or equivalent to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals and the description will be 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 drive device MTR to rotate the rotating shaft SF, this rotation is transmitted to the rotating table TB. At that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotating shaft SF. Therefore, by using the output from encoder device EC, the angular position of rotary table TB can be detected. Note that a speed reducer or the like may be disposed between the load side end SFa of the drive device MTR and the rotary table TB.

ステージ装置STGは、エンコーダ装置ECのバッテリ交換の必要性が低い又は無いので、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。
[ロボット装置]
ロボット装置の一例について説明する。図13は、ロボット装置RBTを示す斜視図である。なお、図13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。
Since the stage device STG has little or no need to replace the battery of the encoder device EC, maintenance costs can be reduced. Note that the stage device STG can be applied to, for example, a rotary table included in a machine tool such as a lathe.
[Robot device]
An example of a robot device will be described. FIG. 13 is a perspective view showing the robot device RBT. Note that FIG. 13 schematically shows a part (joint part) of the robot device RBT. In the following description, components that are the same or equivalent to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals and the description will be omitted or simplified. This robot device RBT has a first arm AR1, a second arm AR2, and a joint JT. The first arm AR1 is connected to the second arm AR2 via a joint 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及び接続部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 connecting portion 102a. The connecting portion 102a is arranged between the bearing 101a and the bearing 101b in the joint JT. The connecting portion 102a is provided integrally with the rotating shaft SF2. The rotating shaft SF2 is inserted into both the bearing 101a and the bearing 101b at the joint JT. The end of the rotating shaft SF2 that is inserted into the bearing 101b passes through the bearing 101b and is connected to the 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13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 speed 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 the speed to the rotating shaft SF2. Although not shown in FIG. 13, the load-side end SFa of the rotating shaft SF of the drive device MTR is connected to the speed reducer RG. Furthermore, a scale S of an encoder device EC is attached to the opposite-load side end SFb of the rotating 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 device RBT drives the drive device MTR to rotate the rotating shaft SF, this rotation is transmitted to the rotating shaft SF2 via the reducer RG. The connection portion 102a rotates integrally with the rotation of the rotation shaft SF2, and thereby the second arm AR2 rotates with respect to the first arm AR1. At that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotating shaft SF. Therefore, the angular position of the second arm AR2 can be detected by the output from the encoder device EC.

ロボット装置RBTは、エンコーダ装置ECのバッテリ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。 Since the robot device RBT does not require or has little need to replace the battery of the encoder device EC, maintenance costs can be reduced. Note that the robot device RBT is not limited to the above configuration, and the drive device MTR can be applied to various robot devices including joints.

1…位置検出系、3…多回転情報検出部、4…角度検出部、11,11A…磁石、12…磁気検出部、13…検出部、14…記憶部、21…発光素子(照射部)、22…受光センサ(光検出部)、31A,31B…電気信号発生ユニット、32…バッテリ、33…切替部、36…一次電池、37…二次電池、41A,41B…感磁性部、42A,42B…発電部、43A,43B…ケース、45A…第1磁性体、46A…第2磁性体、47…感磁性部材、51,52…磁気センサ、63…レギュレータ、67…計数器、70…スイッチング素、71…オア回路、72…アンド回路、73…遅延回路、75,75A…信号リレー回路、EC,ECA…エンコーダ装置、SF…回転軸、AR1…第1アーム、AR2…第2アーム、MTR…駆動装置、RBT…ロボット装置、STG…ステージ装置 1...Position detection system, 3...Multi-rotation information detection section, 4...Angle detection section, 11, 11A...Magnet, 12...Magnetic detection section, 13...Detection section, 14...Storage section, 21...Light emitting element (irradiation section) , 22... Light receiving sensor (light detection section), 31A, 31B... Electric signal generation unit, 32... Battery, 33... Switching section, 36... Primary battery, 37... Secondary battery, 41A, 41B... Magnetism sensitive section, 42A, 42B...Power generation section, 43A, 43B...Case, 45A...First magnetic body, 46A...Second magnetic body, 47...Magnetically sensitive member, 51, 52...Magnetic sensor, 63...Regulator, 67...Counter, 70...Switching element, 71...OR circuit, 72...AND circuit, 73...delay circuit, 75, 75A...signal relay circuit, EC, ECA...encoder device, SF...rotary shaft, AR1...first arm, AR2...second arm, MTR ...Drive device, RBT...Robot device, STG...Stage device

Claims (12)

移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動によって移動する磁石と、
前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記位置検出部からの制御信号によって変化する前記電気信号発生部の出力を前記位置検出部へ出力する回路部と
を備えるエンコーダ装置。
a position detection unit that detects position information of the moving unit;
a magnet that moves as the moving part moves;
an electric signal generating section that generates an electric signal by a change in the magnetic field due to the movement of the magnet;
An encoder device comprising: a circuit section that outputs an output of the electrical signal generating section that changes depending on a control signal from the position detecting section to the position detecting section.
前記電気信号発生部から出力された電荷を蓄積する蓄積部を有し、
前記電気信号発生部の出力は、前記制御信号によって前記蓄積部の電荷を放電すると変化する請求項1に記載のエンコーダ装置。
comprising an accumulation section that accumulates the charge output from the electric signal generation section,
2. The encoder device according to claim 1, wherein the output of the electrical signal generating section changes when the charge in the storage section is discharged by the control signal.
前記回路部は、前記電気信号発生部の出力によって前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部へ出力し、
前記位置検出部は、前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号により初期化される請求項1または2に記載のエンコーダ装置。
The circuit unit outputs the electric signal to the position detection unit after the potential of the position detection unit is lowered by the output of the electric signal generation unit,
The encoder device according to claim 1 or 2, wherein the position detection section is initialized by the electric signal after the potential of the position detection section has decreased.
前記電気信号により、前記位置検出部に電力を供給する電力供給部を備え、
前記回路部は、前記電力供給部の電位が基準値以上であると、前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部へ出力する請求項3に記載のエンコーダ装置。
comprising a power supply unit that supplies power to the position detection unit according to the electric signal,
4. The encoder device according to claim 3, wherein the circuit section outputs the electric signal after the potential of the position detecting section has decreased to the position detecting section when the potential of the power supply section is equal to or higher than a reference value.
前記回路部は、前記電力供給部の電位が上昇して所定時間経過すると前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部に出力する遅延部を含む請求項4に記載のエンコーダ装置。 5. The circuit section includes a delay section that outputs the electric signal to the position detection section after the potential of the position detection section has decreased after a predetermined time has elapsed since the potential of the power supply section has increased. encoder device. 前記位置検出部は、前記移動部の位置情報の検出処理が終わると、前記制御信号を出力して前記電気信号発生部の出力を変化させる請求項1から4のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder according to any one of claims 1 to 4, wherein the position detection unit outputs the control signal to change the output of the electric signal generation unit when the detection process of the position information of the moving unit is completed. Device. 前記電気信号は、前記移動部の移動によって間欠的に繰り返して出力される請求項1から6のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electric signal is intermittently and repeatedly output by movement of the moving section. 前記移動部は回転軸を含み、
前記磁石は輪帯状又は扇形の部分を含み、
前記電気信号発生部は、前記磁石に沿って複数個配置される請求項1から7のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The moving part includes a rotating shaft,
The magnet includes a ring-shaped or sector-shaped part,
The encoder device according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of the electric signal generation units are arranged along the magnet.
前記位置検出部は、前記回転軸の1回転以内の角度位置情報を検出する角度検出部と、
前記位置情報として前記回転軸の多回転情報を検出する多回転情報検出部と、を備える請求項に記載のエンコーダ装置。
The position detection unit includes an angle detection unit that detects angular position information within one rotation of the rotation axis;
The encoder device according to claim 8 , further comprising a multi-rotation information detection unit that detects multi-rotation information of the rotating shaft as the position information.
請求項1から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、を備える駆動装置。
An encoder device according to any one of claims 1 to 9 ,
A drive device comprising: a power supply unit that supplies power to the moving unit.
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項10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 drive device according to claim 10 , which moves the moving object.
請求項10に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置。
The drive device according to claim 10 ;
A robot device comprising: an arm that is relatively moved by the drive device.
JP2021565151A 2019-12-16 2019-12-16 Encoder device, drive device, stage device, and robot device Active JP7372604B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023179875A JP2023181270A (en) 2019-12-16 2023-10-18 Encoder device and method for using the same, drive device, stage device, and robot device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/049083 WO2021124377A1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Encoder device and method for using same, drive device, stage device, and robot device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023179875A Division JP2023181270A (en) 2019-12-16 2023-10-18 Encoder device and method for using the same, drive device, stage device, and robot device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021124377A1 JPWO2021124377A1 (en) 2021-06-24
JP7372604B2 true JP7372604B2 (en) 2023-11-01

Family

ID=76478622

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021565151A Active JP7372604B2 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP2023179875A Pending JP2023181270A (en) 2019-12-16 2023-10-18 Encoder device and method for using the same, drive device, stage device, and robot device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023179875A Pending JP2023181270A (en) 2019-12-16 2023-10-18 Encoder device and method for using the same, drive device, stage device, and robot device

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP7372604B2 (en)
WO (1) WO2021124377A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012103089A (en) 2010-11-10 2012-05-31 Nsk Ltd Angle sensor and electric power steering device
JP2015049042A (en) 2013-08-29 2015-03-16 株式会社ジェイテクト Rotation angle detector, and electric power steering device
JP2018044859A (en) 2016-09-14 2018-03-22 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device
US20180145621A1 (en) 2016-11-23 2018-05-24 Purdue Research Foundation Systems and methods for reducing dc-link oscillations
JP2018132432A (en) 2017-02-16 2018-08-23 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015049621A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 キヤノンマーケティングジャパン株式会社 Information processing apparatus, information processing system, control method and program therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012103089A (en) 2010-11-10 2012-05-31 Nsk Ltd Angle sensor and electric power steering device
JP2015049042A (en) 2013-08-29 2015-03-16 株式会社ジェイテクト Rotation angle detector, and electric power steering device
JP2018044859A (en) 2016-09-14 2018-03-22 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device
US20180145621A1 (en) 2016-11-23 2018-05-24 Purdue Research Foundation Systems and methods for reducing dc-link oscillations
JP2018132432A (en) 2017-02-16 2018-08-23 株式会社ニコン Encoder device, driving device, stage device, and robot device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023181270A (en) 2023-12-21
WO2021124377A1 (en) 2021-06-24
JPWO2021124377A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108474673B (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP7401858B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP6610697B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP6787345B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP6959588B2 (en) Encoder device and its manufacturing method, drive device, stage device, and robot device
JP6772698B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP6926434B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP7372604B2 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP2018054489A (en) Encoder device, driving device, stage device, robot device, and method for attaching encoder device
JP2018059875A (en) Encoder device, driving device, stage device, and robot apparatus
JP2021001908A (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device
JP2018036138A (en) Encoder device, driving device, stage device, and robot device
JP2018054488A (en) Encoder device, driving device, stage device, and robot device
JPWO2019188084A1 (en) Encoder device, drive device, stage device, and robot device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230510

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230705

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230920

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7372604

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531