JPH0442019A - アブソリュート・エンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アブソリュート・エンコーダに関する。

〔従来の技術） 従来の技術によるアブソリュート・ロークリエンコーダ
には、特開平１−１５２３１４号公報に記載されたよう
な半径方向に並んだ同心円関係にある複数トラックのア
ブソリュートパターンの識別域をその各トラック毎の検
出器で同時に検出し、各検出器での検出信号により読取
られた組合せコードで、コード板の回転位置を検出する
複数トラック方式と、単一トラックのアブソリュートパ
ターンの隣接複数識別域を円周方向に配列された複数の
検出器で同時に検出し、各検出器での検出信号により読
取られた組合せコードで、コード板の回転位置を検出す
る単一トラック方式とがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の技術によるアブソリュート・ロータリエン
コーダにおける複数トランク方式は、分解能の向上には
トラック数の増加が必要で、各トランク間の位相関係の
調整が面倒である。

それに対して、単一トランク方式は、複数トラック方式
の欠点は解消されるが、複数トラック方式と異なって検
出器上にアブソリュートパターンにおける隣接識別域間
の境界線が位置した場合には、位置検出不能となる。

この発明は、上記の両方式の欠点を共に解消するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明によるアブソリュート・エンコーダは、隣接複
数識別域の組合せが検出域全長に亘って同一組合せにな
らないように配列されているアブソリュートパターンが
位置測定方向に単一トラックに形成されると共に、アブ
ソリュートパターンと平行にタイミング・パルス発生用
トランクが形成され、且つ被計測移動部材に取付けられ
る符号板と、符号板に対し位置測定方向に相対移動自在
に支承された移動支持部材と、符号板のタイミング・パ
ルス発生用トランクに相対する位置に移動支持部材に取
付られたタイミング・／クルレス発生手段と、符号板の
アブソリュートパターンに相対する位置に移動支持部材
に取付けられ、タイミング・パルスに応じて検出信号を
出力するアブソリュートパターン検出手段と、移動支持
部材を符号板に対し複数識別域の範囲に亘って相対移動
する駆動手段とから構成されている。

〔作　　用〕

上記のアブソリュート・エンコーダによる計測において
、被計測移動部材の変位が行われて′ｌ／Ｘる場合、符
号板は、被計測移動部材と一体的に変位する。すると、
タイミング・パルス発生手段がタイミング・パルス発生
用トランクを走査してタイミング・パルス信号を出力す
る毎にアブソリュートパターン検出手段が移動するアブ
ソリュートノくターンを走査して出力する検出信号、即
ちアブソリュートパターンからの連続所定数のビットの
アブソリュート信号が出力されるとそれに基づいてアブ
ソリュートパターン検出手段の原点位置を基準にした被
計測回転部材の位相が検出される。

被計測移動部材の変位が行われていない場合、符号板は
静止している。そこで、移動支持部材が変位駆動される
。即ち、アブソリュートパターン検出手段がアブソリュ
ートパターンに沿って、タイミング・パルス発生手段が
タイミング・パルス発生用トラックに沿って夫々原点位
置から移動し走査する。そして、タイミング・パルス発
生手段がタイミング・パルス信号を計測装置に出力する
毎にアブソリュートパターン検出手段からの検出信号、
即ちアブソリュートパターンからのアブソリュート信号
が読取られ、連続所定数のビットのアブソリュート信号
が読取られるとそれに基づいてアブソリュートパターン
検出手段の原点位置を基準にした被計測移動部材の位相
が検出される。連続所定数のビットのアブソリュート信
号が読取られると、移動支持部材が逆行し、アブソリュ
ートパターン検出手段は原点位置に戻る。

原点位置にあるアブソリュートパターン検出手段に識別
域の境界線が一致するような状態であっても、タイミン
グ・パルス信号を計測装置に出力する毎にアブソリュー
トパターン検出手段からの検出信号が計測装置において
読取られるので検出信号の読取りに支障はない。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

第３図（ａ）に示すように、符号円板１には、円周方向
に単一トランクのアブソリュートパターン２が形成され
ている。そのアブソリュートパターン２は、識別域であ
る透明域と不透明域とが隣接４識別域の組合せがアブソ
リュートパターンの全周に亘って同一組合せにならない
ように配列されている。

アブソリュートパターン２を説明用に簡単化して例示す
ると第３図（ａ）のようになる。円周１６分割の識別域
である透明域ａと不透明域すとが隣接４識別域の組合せ
がアブソリュートパターン２の全周に亘って同一組合せ
にならないように配列されている。即ち、透明域を数字
「１」で、不透明域を数字「０」で表わすと、アブソリ
ュートパターン２は、１００００１１０１０１１１１０
０１Ｊとなる。このアブソリュートパターン２から１６
種類の４ビツトのアブソリュート信号が得られる。

結局、符号円板１の回転位相は、３６０／１６度の単位
で識別され得る。

上記の符号円板１には、アブソリュートパターン２と同
心円的に（例えば円板周縁部に）タイミング・パルス発
生用トラック３が形成されている。

そのトラック３には、例えば所定間隔毎に穿設されたス
リットから構成されたパルス発生部が設けられている。

第１図及び第２図に示すように、アブソリュート・ロー
タリエンコーダは、中空取付軸４に扁平な円筒形ケーシ
ング５が軸受６，６を介して中心軸線回りに回転自在に
取付られている。そして。

円筒形ケーシング５の内部において、即ち円筒形ケーシ
ング５の両端壁５１．５２間において、符号円板１が中
空取付軸４に固着されている。従って、符号円板１、円
筒形ケーシング５及び中空取付軸４は共軸線関係にある
。中空取付軸４の外端部には、半径方向に止めねじ７が
螺合している。

円筒形ケーシング５の端壁５１には第１光源８が、同じ
く端壁５２には第１検出器９がアブソリュートパターン
２を間にして相対して取付けられている。

又、同様に第２光源ｌＯと第２検出器１１とがタイミン
グ・パルス発生用トラック３を間に相対して取付けられ
ている。第１検出器９及び第２検出器１１は、計測装置
に検出信号を入力するように接続されている。タイミン
グ・パルス発生用トラック３と第２検出器１１とは、第
１検出器９がアブソリュートパターン２の識別域の略中
央部に相対した状態でタイミング・パルス信号を出力す
るような位置関係にある。

円筒形ケーシング５の外周面には、一体向、又は別体的
に歯車１２が設けられており、その歯車１２と噛み合う
歯車１３をモータ軸に固着したモータ１４がブラケット
１５に取付けられている。

ブラケット１５には、適宜の円筒形ケーシング５の原点
位置ストッパ（図示しない）が設けられている。モータ
１４が適宜の制御装置に制御されるパルスモータであれ
ば原点位置ストッパを省略できる。

上記のアブソリュート・ロークリエンコーダを使用する
のに際しては、中空取付軸４が被測定体の回転部の直接
・間接の回転軸Ｓに嵌着され、止めねじ７により固着さ
れると共に、ブラケット１５が適宜の手段により被測定
体の直接・間接の固定部に取付けられる。

アブソリュートパターン２に第１光源８から光線が照射
されると、第１検出器９は、透明域ａにおいては受光し
、不透明域すにおいては受光しない。同じく、タイミン
グ・パルス発生用トランク３に第２光源ｌＯから光線が
照射されると、スリットにおいてのみ第２検出器１１は
受光する。このようにして、第１検出器９からアブソリ
ュートパターン２による検出信号が圧力され、第２検出
器９からタイミング・パルス信号が出力される。

そうして、被測定体の回転、即ち回転軸Ｓの回転が行わ
れている場合、符号円板１は、回転軸Ｓと一体的に回転
する。すると、第２検出器１１が移動するタイミング・
パルス発生用トラック３を走査してタイミング・パルス
信号を計測装置に出力する毎に第１検出器９が移動する
アブソリュートパターン２を走査して出力する検出信号
、即ちアブソリュートパターン２によるアブソリュート
信号が計測装置において読取られ、連続４ビツトのアブ
ソリュート信号が読取られると、それに基づいて第１検
出器９の原点位置を基準にした被測定体の位相が検出さ
れる。

被測定体の回転、即ち回転軸Ｓの回転が行われていない
場合には、符号円板１は静止している。

そこで、モータ１４が回転駆動され、それにより歯車１
２．１３を介して円筒形ケーシング５が中空取付軸４を
軸に回転する。即ち、第１検出器９がアブソリュートパ
ターン２に沿って、第２検出器１１がタイミング・パル
ス発生用トラック３に沿って夫々原点位置から移動し走
査する。そして、第２検出器１１がタイミング・パルス
信号を計測装置に出力する毎に第１検出器９からの検出
信号、即ちアブソリュートパターン２によるアブソリュ
ート信号が計測装置において読取られ、連続４ビツトの
アブソリュート信号が読取られると、それに基づいて第
１検出器の原点位置を基準にした被測定体の位相が検出
される。連続４ビツトのアブソリュート信号の読取り後
、モータ１４が逆転駆動され、円筒形ケーシング５は原
点位置ストツパに当接するまで逆転され、第１検出器９
は原点位置に戻る。

原点位置にある第１検出器に識別域の境界線が一致する
ような状態であっても、タイミング・パルス信号を計測
装置に出力する毎に第１検出器９からの検出信号が計測
装置において読取られるので検出信号の読取りに支障は
ない。

上記の実施例は、ロータリエンコーダしいう形式である
が、別の実施例においては、リニアエンコーダという形
式をとる。

そこにおいては、リニアスケール状の符号板に長手方向
に識別域である透明域と不透明域とが隣接４識別域の組
合せがアブソリュートパターンの全長に亘って同一組合
せにならないように配列されたアブソリュートパターン
が形成され、それに平行してタイミング・パルス発生用
トラックが形成されている。そして、それらに対して夫
々光源と検圧器とが設けられている。

符号板は、その長手方向が被測定体の直線変位方向にな
り、被測定体と共に直線変位するようになっているので
ある。

かくして、上記の実施例と同様にして、被測定体の直線
変位乃至位置が測定される。

〔発明の効果］ この発明によるアブソリュート・エンコーダは、アブソ
リュートパターンが単一トラックであるにも拘らず、分
解能は高く、検出器も単一であり、小型化されている。

しかも検出器上にアブソリュートパターンにおける隣接
識別域間の境界線が位置した場合にも、位置検出が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例におけるアブソリュート・
ロータリエンコーダの部分断面正面図、第２図は、この
発明の実施例におけるアブソリュート・ロータリエンコ
ーダの側面図、第３図は、この発明の実施例におけるア
ブソリュート・ロータリエンコーダの符号板のアブソリ
ニートパターンと検出器との説明図である。 １：符号円板　　　　２：アプソリュートパターンａ：
透明域　　　　ｂ＝不透明域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 隣接複数識別域の組合せが検出域全長に亘って同一組合
   せにならないように配列されているアブソリュートパタ
   ーンが位置測定方向に単一トラックに形成されると共に
   、アブソリュートパターンと平行にタイミング・パルス
   発生用トラックが形成され、且つ被計測移動部材に取付
   けられる符号板と、符号板に対し位置測定方向に相対移
   動自在に支承された移動支持部材と、符号板のタイミン
   グ・パルス発生用トラックに相対する位置に移動支持部
   材に取付られたタイミング・パルス発生手段と、符号板
   のアブソリュートパターンに相対する位置に移動支持部
   材に取付けられ、タイミング・パルスに応じて検出信号
   を出力するアブソリュートパターン検出手段と、移動支
   持部材を符号板に対し複数識別域の範囲に亘つて相対移
   動する駆動手段とから構成されたアブソリュート・エン
   コーダ