JPS6215412A - 基準角度の設定方法 - 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、回転体の回転を検出する際の基準となる基
準角度を設定する基準角度の設定方法に関する。

〔従来の技（１ば〕 一般に、回転体の回転を検出する際の基準となる基準角
度を設定する場合、回転体の回転シャフトにシャフトエ
ンコーダを取り付け、シャフトエンコーダのコードホイ
ールの回転により、該コードホイールを１夾むように設
けられたフォトカプラから出力される光−電気変換信号
にもとづいて基準角度を設定する方法や、回転シャフト
の回転をギヤ等の回転として取り出し、ギヤの同法にも
とづいて基準角度を設定する方法などの接触方式による
基準角度の設定が通常行なわれている。

一方、前記した接触方式臥外に、回転体の回転に伴う電
界あるいは磁界の変化にもとづいて基準角度を設定する
所謂非接触方式による基準角度の設定も考えられている
。

〔発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記した接触方式の場合、回転体とシャフト
エンコーダ、ギヤ等の検出器との相対位置が変動するこ
とのＩ−いよう、検出器を精度よ（強固１こ取り付げる
必要があり、取り寸けに手間がかかり、長時間を要する
という問題点かあり、非接触方式の場合、電界、磁界の
変化を精度よく検出するために検出器の感度を上げる必
要があるが、逆に検出器の感度を上げ禍ぎると雑音の影
響を受は易くなるため、結局検出器の感度をある程度以
上上げることができず、接触式の場合と比較して精度が
悪く、基準となる角度の設定を正確に行なうことができ
ないという問題点がある。

そこで、回転体番こ投光器を取り付け、前記投光器から
の投射光を受光して受光信号を出力する受光器を設け、
回転体の回転による投光器の投射光の回転時に、受光器
より前記投射光が受光されて受光信号が出力されるとき
の前記回転体の角度を基準角度とすることも考えられる
が、この場合投光器の投光範囲および受光器の受光範囲
が大きいため、受光信号が出力されるときの回転体の角
度範囲が大きくなって基準角度の設定精度の低下を招く
ことになり、基準角度の設定精度を上げるには投光器の
投光範囲および受光器の受光範囲をできるだけ小さくす
る必要があり、投光器にレーザ等のコヒーレント光源を
用いれば投光範囲を小さくすることは可能であるのに対
し、受光器の受光範囲を小さくすると、受光器の受光感
度が低下してしまい、受光器の特性」−受光範囲を極端
に小さ・ぐすることは不可能であり、基準角度の設定精
度の向上を図ることができないきいう不都合が生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、前記の点に留意してなされ、非接触による
高精度の基準角度の設定を行なえるようにするものであ
り、回転体に投光器を取り付け、前記投光器からの投射
光を受光して受光信号を出力する第１ないし第３受光器
を、前記第１．第２受光器の受光範囲が一部重複し、か
つ前記第２゜第３受光器の受光範囲が一部重複するよう
に並設し、前記回転体の回転による前記投射光の回転時
に、前記各受光器それぞれからの受光信号を処理手段に
より肌理し、前記第２受光器からの受光・信号のみが出
力されるときの前記回転体の角度を基準角度とすること
を特徴とする基準角度の設定方法である。

〔作用〕

したがって、この発明では、回転体に投光器が取り付け
られ、第１．第２受光器の受光範囲が一部重“複し、か
つ第２．第３受光器の受光範囲が一部重複するように第
１〜第３受光器が並設され、回転体の回転による投光器
の投射光の回転時に、処理手段により各受光器からの受
光信号が処理されて第２受光器からの受光信号のみが出
力されるときの回転体の角度が基準角度として設定され
、従来のようにシャフトエンコーダ等を取り付け′る手
間が省かれ、各受光器の受光範囲を小さくする必要もな
く、雑音の影響を排除して精度よく基準角度の設定が行
なわれる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を、その１実施例を示した図面ととも
に詳細に説明する。

まず、設定装置の溝成を示す第１図において、［１１は
回転体（図示せず）に取り付けられた投光範囲αの投光
器、１２１〜（４）は投光器（１）からの投射光を受光
して受光信号を出力する受光範囲θ（）α）の第１ない
し第３受光器であり、第１．第２受光器＋２１．ｆ３＋
の受光範囲が一部重複し、かつ第２．第３受光器＋３１
　、　＋４１の受光範囲が一部重複するように並設され
ている。

（５）は前記回転体の回転による投射光の回転（寺に各
受光器１２１〜（４）からの受光信号を処理する処理手
段であり、各受光器（２）〜（４）それぞれのみから受
光信号が出力される期間、第１．第２受光器＋２１．＋
３１から同時ｌこ受光信号が出力される期間および第２
゜第３受光器ｔ３１．＋４１から同時に受光信号が出力
される期間を導出し、第２受光器（３）のみから受光信
号が出力されるときの投光器（１）の位置にもとづく前
記回転体の角度を基準として検知するとともに、各受光
器１２１〜（４）からの受光信号それぞれにもとづく表
示１駆動信号を出力する。

（６）はランプ等の第１〜第３表示器（６ａ）〜（６Ｃ
）からなる表示手段であり、各受光器１２）〜（４）の
受光信号にそれぞれもとづく処理手段（５）からの表示
駆動信号により、各表示器（６ａ）〜（６ｃ）が点灯し
、各表示器（６ａ）〜（６Ｃ）の点灯にもとづき、各受
光器（２１〜（１）による投光器ｆ１１からの投射光の
受光状態およびｉ↑１記回転回転体転方向などの判定、
識別か行なわ、１１．る。

つき（こ、前記実施例の動作について讃、明する。

いま、各受光器（２）〜（４）間の間隔に比べて投光器
（１）と各受光器］２）〜（４）との距離が十分大きい
とすると、第１図中の各受光器（２）〜（４）を１第２
図に示すように１個の受光器のと看すことかでき、受光
器（Ｄ）の受光範囲は、同図中の１点鎖線、破線、２点
鎖課に示すように、Ｉ　個の点ηを起点として広がり。

かつ順次に一部重複した３個の受光範囲からなるものと
して表わすことができる。

そして、第２図に示すように、周縁部に投光器（１）か
取り付けられた回転体０（）が図中の矢印方向に回転し
、投光器（１）の投射光が時刻１１に第１受光器（２）
の受光範囲である第２図中の１点鎖線で示す範囲内に入
射すること（こより、第３図（ａ）に示すように、時刻
ｔ１に第１受光器１２）の出力がローレベル（以ドＬと
いう）からハイレベル（以下■１という）に立上り、続
いて投光器（１）の投射光が時刻ｔ２に第２受光器（３
）の受光範囲である第２図中の破線で示す範囲内に入射
することにより、第３図（＋））　ｌこ示すように、時
刻ｔ２に第２受光器（３）の出力がＬからＩ−Ｉに立−
１ニリ、回転体（Ｉ（）かさら（こ回転して投光器（１
）の投射光が時刻ｔ３に第２図中の１点鎖線で示す範囲
から外れると、第３図（ａ）に示すように、時刻ｔ３に
第１受光器（２）の出力がｒ−１からＬに立下る。

つぎに、投光器（１）の投射光が時刻ｔ４に第３受光器
（４）の受光範囲である第２図中の２点鎖線で示す篩囲
内に入射することにより、第３図（Ｃ）に示すように、
時刻ｔ４ｉこ第３受光器（４）の出力がＬから■］に立
りつ、続いて投光器（］）の投射光が時刻１５に第２図
中の破線で示す範囲から外れると、第３図（ｂ）　ｉこ
示すように、時刻１５に第２受光器（３）の出力か■］
からＬに立下り、回転体（［（）がさらに回転して投光
器（１）の投射光が時刻ｔ６に第２図中の２屯鎖線で示
す範囲から外れると、第３図（Ｃ）（こ示すように、時
刻ｔ６に第３受光器（４）の出力がＨからＬに立下る。

したがって、第３図（ａ）　、　（１））　、　（Ｃ）
にそれぞれ示すような時刻ｔ１から１３までのＨの第１
受光器１２）からの受光信号１時刻ｔ２からｔ５までの
ト■の第２受光器（３）からの受光信号１時刻ｔ４から
１６までのＨの第３受光器（４）からの受光信号が、リ
アルタイムで処理手段（５）に入力され、処理手段（５
）により入力された前記各受光信号の処Ｊ４■が行なわ
れる。

すなわち前記各受光信号が、第３図（（１）に示すよう
に、第１受光器］２）の出力のみがＴ−Ｔとなる時刻ｔ
１から１２までのＨの第１タイミング信号と、同図（ｅ
）に示すように、第１．第２受光器＋２１　、　＋３１
の出力が同時にＨとなる時刻ｔ２から１３までのＨの第
２タイミング信号と、同図（ｆ）に示すように、第２受
光器（３）の出力のみがＨとなる時刻ｔ３から１４まで
の１１の第３タイミング信号と、同図（ωに示すように
、第２．第３受光器ｉ３）　、　ｆ４）の出力が同時に
Ｈとなる時刻ｔ４から１５までのＨの第４タイミング信
号と、同図（ｌ〕）に示すように、第３受光器（４）の
出力のみがＩ（となる時刻ｔ５から１６までのＨの第５
タイミング信号とに分割され、表示１駆動信号として表
示手段（６）に出力される。

そして、前記Ｈの第３タイミング信号が出力されるとき
、つまり投光器ｉ１］の投射光か第２図中の斜線を施こ
した範囲内にのみ入射するときの投光器（１）の位置に
もとづく回転体σ（）の角度が処理手段（５）により検
知され、検知された前記角度が回転休刊の基準角度とし
て図示されていない記憶装置等に記憶されることになる
。

このとき、前記第１．第２タイミング信号により第１表
示器（６ａ）が点灯し、前記第２．第３．第４タイミン
グ信号により第２表示器（６ｂ）が点灯し、＠記第４．
第５タイミング信号により第３表示器（６Ｃ）が点灯す
るため、各表示器（６ａ）〜（６Ｃ）の点灯順序にもと
づき、各受光器（２）〜（４）からの受光信号の出力順
序、すなわち回転・体的の回転方向を識別することがで
きるとともに、各表示器（６ａ）〜（６Ｃ）のうちどれ
が点灯しているかにより、投光器（１）の投射光が各受
光器（２）〜（４）のうちのいずれに入射しているかを
判定することができ、とくに第２表示器（６ｂ）のみが
点灯していれば、前記したように、投射光が第２図中の
斜線の範囲内にのみ入射した状態にあると判定すること
ができ、回転体（２）の回転角度が基準角度に一致して
いることが一見してわかる。

したがって、前記したように光を利用した非接触方式に
より基準角度を設定することができるため、従来の接触
方式のようにシャフトエンコーダ。

ギヤ等を取り付ける手間や時間がかかることもなく、電
界、磁界の変化を利用した非接触方式のように雑音の影
響を受けることもなく、精度よくしかも容易に基準角度
の設定を行なうことが可能となる。

さらに、従来の１個の投光器および１個の受光器による
光を利用した非接触方式の場合に比べ、受光器（２）〜
（４）そのものの受光範囲を小さくする必要がなく、各
受光器（２）〜（４）の受光範囲の重複部の調整により
等価的に従来方式の受光器の受光範囲を小さくしたのと
同じ、結果を得ることができ、受光器（２）〜（４）の
受光感度の低下を招くこともなく、しかも各受光器１２
１〜（４）の受光範囲にばらつきがあっても、第２図中
の斜ａ範囲を確保することにより、各受光範囲のばらつ
きに無関係に高精度の基準角度の設定を行なうことがで
きる。

また、前記したように投光器（１）の投射光が第２図中
の斜線範囲内にのみ入射するときの回転体（Ｒ）の角度
を基準角度とする場合において、当該基準角度の設定精
度を上げるには、投光器（１）の投光範囲αを小さくす
るとともに、各受光器１２１〜（４）の受光範囲の重複
部の調整により第２図中の斜線範囲をできる限り小さく
シ、かつ投光範囲αを前記斜５ｗ範囲に比べて十分小さ
くすればよく、さらに処理手段（５）により、前記第３
タイミング信号のＩ］期間の中間点、すなわち時刻ｔ３
とｔ４との中間の時刻における回転休刊の角度を検知す
るようにすれば、基準角度の設定精度をいっそう向」ニ
することができる。

〔発明の効果］ 以上のよう番こ、この発明の基準角度の設定方法による
と、従来のようにシャフトエンコーダ等を取り付ける手
間を省くことができ、各受光器［２１〜（４）の受光範
囲を小さくする必要もなく、雑音の影響を排除して精度
よくしかも容易に基準角度の設定を行なうことができ、
その効果は非常に顕著である。

また、各受光器（２）〜（４）の受光範囲の重複部を調
整することにより等価的にそれぞれの受光範囲を小さく
することができ、受光器（２）〜（４）の受光感度の低
下を招くこともなく、しかも各受光器（２１〜（４）の
受光範囲にばらつきがあっても、ばらつきに関係なく高
精度の基準角度設定を行なうことができる。

さらに、各受光器（２）〜（４）の受光信号にもとづき
表示手段（６）の各表示器（６ａ）〜（６Ｃ）が点灯す
るようにしたため、各表示器（６ａ）〜（６Ｃ）の点灯
にもとづき回転体（６）の回転方向を容易に認識するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の基準角度の設定方法の１実施例を示
し、第１図はブロック図、第２図は動作説明用の概略図
、第３図（ａ）〜（ｈ）は動作説明用タイミングチャー
トである。　　　　゛ （１）・・投光器、１２）〜（４）・・・受光器、（５
）・・・肌理手段、刊・・・回転体。 代理人　弁理士　藤　１）龍太部 烟　　４ ：ｌｌ：Ｊ　　ミ　ｑ　≧　＜〉＜　　≧　く　≧　４
８−−）　　　区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体に投光器を取り付け、前記投光器からの投
   射光を受光して受光信号を出力する第１ないし第３受光
   器を、前記第１、第２受光器の受光範囲が一部重複し、
   かつ前記第２、第３受光器の受光範囲が一部重複するよ
   うに並設し、前記回転体の回転による前記投射光の回転
   時に、前記各受光器それぞれからの受光信号を処理手段
   により処理し、前記第２受光器からの受光信号のみが出
   力されるときの前記回転体の角度を基準角度とすること
   を特徴とする基準角度の設定方法。