JPS62282224A - 回転検出装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転検出装置に係り、とくにインクリメンタ
ル型の回転式エンコーダを備え、一方向への回転量を検
出するための回転検出装置に関する。

〔従来の技術］ 従来より、回転量を検出するための好適な手段の一つと
して、回転式のエンコーダが使用されており、この中で
も、とくにインクリメンタル（＋目射回転角検出方式）
型のものは構造が比！咬的廂ｉｉ１であり安価であるこ
とから、非常に多（用いられている。

ところで、物体を予め特定された一方向へ（多＋）＋さ
せる場合に、この移動量を検出する殿購に対するニーズ
は随所に見受ｚノ゛られる。このような検出機構は、上
述のエンコーダを使用して比較的容易に構成されている
。例えば、対象とする物体を移動させる駆動源として一
方向にのみ回転するよう制御されるモータを用い、この
モータの回転量をチェーン等を介してエンコーダが検出
するというものがある。この構成において、エンコーダ
としてインクリメンタル型のものを使用したならば、該
エンコーダから出力される右回り方向（ＣＷ力方向又は
左回り方向（ＣＣＷ方向）のパルス信号が出力される。

そして、特定の一方向のパルス信号のみをカウンタ等に
より計数することにより、この計数値が物体の特定一方
向への移動量（即ち、対象物体の現在位置）に対応する
ようになっている。また、対象物体を一方向に所定距離
だけ移動せしめた後、その移動を一時停止せしめ再びこ
れを繰り返すという駆動機構にあっても、上述の構成に
よって物体の移動量を検出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述の従来例の内、一方向に所定距離だ
け物体を移動せしめた後その移動を一時停止せしめ、再
びこれを繰り返すという駆動機構においては、一時停止
の間に駆動機構に振動や外乱が加わった場合に、エンコ
ーダに掛っているチェーン等が動揺する等して、エンコ
ーダが左回り又は右回り方向に無用な回転を生してしま
うという不都合があった。このような不都合が招来され
ると、エンコーダからＣＷ力方向はＣＣＷ方向のパルス
信号が単独に又は両方交互に発生されることから、特定
一方向のパルス数を計数・積算している構成に対しては
、パルス数の計数値が変化してしまい、現実の物体の現
在位置と検出値との間に誤差が生じて、正確な位置検出
を行うことができなくなるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合に霞みなされた
もので、エンコーダが一方向に回転及び停止を繰り返し
ながら回転検出する際に、該エンコーダが停止している
べきときに外乱等により不必要に回転した場合でも、こ
れに基づく回転量の検出誤差を著しく低減せしめること
のできる回転検出装置を提供することを、その目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、右回り方向または左回り方向への相
対的な回転に対し当該回転方向及び回転量に対応したパ
ルス信号を出力するエンコーダを備えた回転検出装置に
おいて、前記エンコーダの出力段に、該エンコーダから
出力されるノｉ）レス信号の通過を制御する信号通過制
御部を設けるとともに、この信号通過側１Ｉ１１部を、
前記エンコーダの予め特定された方向の回転に対応する
パルス信号を計数し当該計数値がＮ個（Ｎ＝ｌ　　２，
３．・・・・・・）に達すると所定の側割信号を出力す
るとともに、前記エンコーダの反特定方向の回転に対応
するパルス信号に対しては当該計数値をクリアする計数
手段と、この計数手段から出力される制？ＩＩＩ信号に
付勢されて前記エンコーダの特定方向に対する（Ｎ＋１
）個目以降のパルス信号からこれを通過せしめるゲート
手段とにより構成するとし、これによって前記目的を達
成しようとするものである。

［作　　用］ エンコーダは、右回り方向又は左回り方向への相対的な
回転に対し′当該回転方向及び回転量に対応したパルス
信号を出力する。そして、エンコーダから出力されたパ
ルス信号は、計数手段とゲート手段から成る信号通過制
御部によってその通過が制御される。具体的には、エン
コーダの予め特定された回転方向に対するパルス信号が
Ｎ個（Ｎ＝１．２．３．・・・・・・）に到達した場合
のみ、（Ｎ＋１）個目以降のパルス信号を通過せしめる
。これをｔａ言すると、エンコーダが特定方向に回転し
ても出力されるパルス信号がＮ個及びＮ個未満の場合、
並びに、反特定方向への回転に対応するノマルス信号が
エンコーダから出力される場合の両方のモードに対して
は、信号通過制御部は、ノマルス（３号を阻止してこれ
を通過せしめないことになる。

即ち、エンコーダが停止しているべき時に、外乱笠によ
ってエンコーダが動［８し予期しない不必要な回転があ
っても、特定方向のＮ個及びＮ（内未満のパルス信号並
びに反特定方向のパルス信号は回転量検出には何ら関与
しないことになる。つまり、Ｎの値を適宜なものとする
ことにより、計数対象パルス数にしきい値が設定される
ことになり、これにより外乱等による回転量検出の誤差
を著しく排除することができる。

〔発明の実施例〕

〔第１実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図ないし第２図に基づ
いて説明する。

第１図において、２は回転検出装置を示し、４はこの回
転検出装置２から出力されるパルス信号を計数するカウ
ンタを示す。この内、回転検出装置２は、インクリメン
タル型の回転式エンコーダ６と、このエンコーダ６から
出力されるパルス信号の通過を抑制制御する信号通過制
御部８とから構成されている。

前記エンコーダ６はモータ８の軸にチェーン１０を介し
て連結されている。また、モータ８は、その回転ととも
に対象物体１２を移動させることができるように構成さ
れている。ここで、対象物体１２に対しては、該物体１
２が一定方向に所定距離だけ移動し、−特種・肋を停止
した後、これを周期的に操り返すように前記モータ８が
制御されるという構成になっている。

また、前記エンコーダ６の出力端ａからは、該エンコー
ダ６が右回り方向（ＣＷ力方向に回転した場合に当該回
転量に対応したパルス信号ＰＣＷが出力される。また、
上記エンコーダ６の出力端すからは、該エンコーダ６が
左回り方向（ＣＣＷ方向）に回転した場合に当該回転量
に対応したパルス信号ＰＣＣいが出力されるようになっ
ている。

ここでは、前記モータ８及びエンコーダ６は、特定方向
として右回り方向（ＣＷ力方向に回転するよう予め設定
されている。

一方、前記信号通過制御部８は、図示の如く、計数手段
としてのＤ型フリップフロップ１４と、これに付勢制御
されるゲート手段としてのＡ　Ｎ　Ｄゲート１６とによ
り構成されている。この内、Ｄ型フリップフロップ１４
のＤ入力端子には常に論理Ｈ（ハイ）レベルの信号が加
えられるようになっている。また、クロック入力端子は
、前記エンコーダ６の一方の出力端子ａ及びＡＮＤゲー
ト１６の一方のし能動入力端子に至る。更に、Ｄ型フリ
ップフロップ１４のクリア入力端子は、前記エンコーダ
６の他方の出力端子すに至るとともに、該り型フリップ
フロップ１４のご出力端子は前記Ａ　Ｎ　Ｄゲー）１６
の他方のし能動入力端子に至る。

そして、ＡＮＤゲート１６のし能動出力端子は、前記カ
ウンタ４に至るという構成になっている。

次に、本第１実施例の全体的動作を第２図に基づいて説
明する。

まず、当該回転検出装置２の駆動とともに、信号通過制
御１部８のＤ型フリップフロップ１４のＤ入力端子には
論理Ｈレベルの電圧が印加される（第２図（１）参照）
。そして、モータ８の回転に従って（同図（２）参照）
、対象物体１２が一定方向に移動せしめられ、同時にそ
の回転量に比例してエンコーダ６がパルス信号を出力す
る。

いま、仮に、エンコーダ６から信号制御部８に４個の１
！続したパルス信号ＰＣＷが入力したとすると（同図（
３）■ないし■参照〉、第１個目のパルスの立上りタイ
ミングに同期してＤ型フリップフロップ１４がセットさ
れる（同図（５）参照）。これにより、該フリップフロ
ップ１４のご出力は、論理Ｌ（ロー）レベルに立下がる
（同図（６）参照）。

この場合において、第１個目のパルス信号ＰＣＷの時点
では、Ｄ型フリップフロップ１４のＱ出力が、まだ論理
Ｈレベルにあるため、第１個目のパルス信号ＰＣＷはＡ
　Ｎ　Ｄゲート１６を通過することができない（同図（
７）参照）。

しかし、第２個目のパルス信号ＰＣＷが入力した時点で
は、ＡＮＤゲート１６の入力条件が満たされ、該パルス
信号Ｐ０がＡ　Ｎ　Ｄゲート１６を通過し、カウンタ４
において計数される（同図（７）参照）。

第３個目、第４個目のパルス信号も同様にＡＮＤゲート
１６を通過し、カウンタ４Ｑこ５１数される（同図（７
）参照）。

次に、対象物体１２を一時停正せしめるためにモータ８
が停止した場合を考える。この場合において、通常は、
パルス信号ＰＣＷ及びＰ。ｏ８か出力されないので、パ
ルスの計数に影９はない。しかし、何らかの要因によっ
て駆動系が外乱等を受ＬＪ、振動等が発生し、これによ
りチェーン１０がたわみ、予期せぬパルス信号Ｐ、い及
びＰＣＣ−が発生することがある。いま、これによって
、第２図（３１（４１の■、■に示す如く、パルス信号
ｐｅｗ及びＰ　ｃｃｗが各々１個づつ順次出力されたと
する。この場合・最初のパルス信号ＰＣＣＷによってＤ
型フリップフロップ１４がリセットされ、その次のパル
ス信号Ｐｃ、Ｉによって再びセントされる（同図（４）
　ｆ５１参照）。

このため、この２つのパルス信号ＰＣＷ及びＰＣＣＷは
、カウンタ４に出力されないこととなり、計数値に関与
しない（同図（７）参照）。

更に、再びモータ８が回転開始されるとく同図（２）参
照）、これに付勢されてエンコーダ６がパルス信号ＰＣ
Ｗを第２図（３）の■ないし［相］の如く出力する。こ
れらのパルス信号ＰＣＷは、Ｄ型フリンブフロノブ１４
が既にセット状態にあるため（同図（５）参解）、上述
と同様にしてカウンタ４に計数される。

そして、カウンタ４は、信号通過制御部８から出力され
るパルスを計致し、その計数値を所定タイミングで図示
しない演算器等に送り、エンコーダ６の回転量、即ち対
象物体１２の一定方向への移動量又は現在位置を演算表
示する。

このように、本第１実施例では、パルス信号ｐｃｃｗが
入力すると、信号通過制御部８はパルス信号Ｐ。９．を
通過させないこととなる。また、パルス信号Ｐ。ＣＷが
人力した後にパルス信号ＰＣＷが人力しても、その１個
分はカウントされない。このため、元来不要なパルス信
号ＰＣＣＷ及びこれに続く１個のパルス信号Ｐｃｕは誤
差要因とみなして計数から外し、より誤差の少ない回転
７．即ら位置検出が行われる。

上述の場合において、外乱等によって不要なパルス信号
Ｐｃい、ｐｃｃいが発生する場合、多くは、Ｐｃい、Ｐ
、。の両方が交互に発生するので、前述の効果はより顕
著なものになる。また、ｊｉｌ−にパルス信号Ｐ。ｅＷ
のみが入力する場合（第２図（４）のパルス■参照）で
も、この信号は無視され、検出精度の向上を図ることが
できる。更に、パルス４８号Ｐｃいが連続して人力する
場合、最初の１個はカウンタ４では計測されないが、こ
れによる誤差は、対象物体１２の移動距離、即らエンコ
ーダ６から出力されるパルス信号Ｐ（ｗの総数に比較し
、実用上差しつかえないよう設定することができる。

〔第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例を第３図に基づいて説明する
。ここで、第１実施例と同一の構成に対しては、同一の
付性を用いる。

本第２実施例は、前述の第１実施例が１個（Ｎ＝１）の
パルス信号ＰＣＷが入力した場合に２　（［）ｉｔ目か
らのパルス信号ＰＣＷを計数するのに対し、本第２実施
例は、Ｎ個（Ｎ＝１，２．・・・・・・）のパルス信号
Ｐｃいが連続して人力した場合に（Ｎ＋１）個目からの
パルス信号Ｐｃ１．Ｉを計数する場合について実施した
ものである。

具体的には、第３図に示す如く、回転検出装置２０は、
第１実施例と同一に構成されたエンコーダ６と、信号通
過制御部２２とにより構成されている。この内、イ３号
通過制御部２２は、Ｎ個のパルス信号を計数すると１カ
ウンタフル」の信号を出力する計数手段としてのＮ進カ
ウンタ２４と、このＮ進カウンタ２４から出力されるカ
ウンタフルの制御信号に付勢されてゲート開放を行うＡ
ＮＤゲート１６とにより構成されている。これを詳述す
ると、Ｎ進カウンタ２４の入力端がエンコーダ６の一方
の入力端ａ及びＡＮＤゲート１６の一方のし能動入力端
子に至る。また、Ｎ進カウンタ２４のクリア入力端子が
エンコーダ６の他方の入力・端すに至るとともに、該Ｎ
進カウンタ２４の出力端がＡＮＤゲート１６の他方のし
能動入力端子に至る構成を有している。

その他の構成は、前述した第１実施例と同一になってい
る。

このため、本第２実施例においては、エンコーダ６から
特定方向の回転に対するパルスイ１−；号ＰＣＷがＮ個
連続して人力されると、Ｎ進カウンタ２・１がその出力
端から「カウンタフル」の制御信号をＡＮＤゲート１６
に出力する。これによって、（Ｎ＋１）個目からのパル
ス信号Ｐ９，１がＡ　Ｎ　Ｄゲート１６を通過してから
カウンタ４により計数される。また、Ｎ進カウンタ２４
にエンコーダ６の反特定方向の回転に伴うパルス信号Ｐ
ｃｃ１．Ｉカ人力した場合には、随時、Ｎ進カウンタ２
４の計数値がクリアされ、「カウンタフル」の制御（８
号は出力されない。これによって、再びＮ個のパルス信
号ＰＣ，Ａが連続して入力されるまで、ＡＮＤゲート１
６は該パルス信号ＰＣＨの通過を阻止することとなる。

従って、本第２実施例は、前述した第１実施例と略同等
の作用効果を有するほか、Ｎの値を適宜設定することに
よりパルス１言月の通過数に対するしきい値を容易に変
更し得る等、その汎用性拡大を図り得るという利点があ
る。

なお、上述した各実施例にあっては、ＣＷ方向のパルス
信号Ｐｃいを検出する場合について述べたが、本発明は
必ずしもこれに限らず、ＣＣＷ方向のパルス信号Ｐ　Ｃ
ＣＷについて同様に実施してもよい。また、上述のよう
な装置を二組用意してｃ　Ｗ方向及びＣＣＷ方向の両方
に同時に実施する構成とし、その殿能拡大を図るとする
ことも可能である。更に、前述した計数手段及びゲート
手段は、必ずしも前述したものに限定されることなく、
同様の機能ををするものであれば他のものでもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するため、エンコー
ダが一方向に回転及び停止を繰り返しながら回転しその
回転量を検出する際、該エンニーダの停止しているべき
時に外乱等に起因する振動等によって該エンコーダが不
必要な回転をした場合でも、これに基づく回転量の検出
誤差を従来例に比べて著しく低減させることができる。

従って、本発明を、特定の一方向に移動、停止を繰り返
しながら’Ｂ）Ｊ＜対象物体の位置検出等に応用せしめ
れば、その位置検出をより正確に行うことができるとい
う従来にない優れた回転検出装置を提供することがきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すブロック図、第２図
（１）ないしく７）は各々第１図の動作の一例を示すタ
イミングチャート、第３図は本発明の第２実施例を示す
ブロック図である。 ２．２０・・・・・・回転検出装置、６・・・・・・エ
ンコーダ、８．２２・・・・・・信号通過制御部、１４
・・・・・・計数手段としてのＤ型フリップフロップ、
１６・・・・・・ゲート手段としてのＡ　Ｎ　Ｄゲート
、２４・・・・・・計数手段としてのＮ進カウンタ。 特許出廓人　　株式会社　東　京　計　器第１図 ｉ　　、　−一−−−＝＋　　　−・ ８（１３号ａｔ別餌邪） 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、右回り方向または左回り方向への相対的な回転
   に対し当該回転方向及び回転量に対応したパルス信号を
   出力するエンコーダを備えた回転検出装置において、 前記エンコーダの出力段に、該エンコーダから出力され
   るパルス信号の通過を制御する信号通過制御部を設ける
   とともに、 この信号通過制御部を、前記エンコーダの予め特定され
   た方向の回転に対応するパルス信号を計数し当該計数値
   がＮ個（Ｎ＝１、２、３、・・・・・・）に達すると所
   定の制御信号を出力するとともに、前記エンコーダの反
   特定方向の回転に対応するパルス信号に対しては当該計
   数値をクリアする計数手段と、この計数手段から出力さ
   れる制御信号に付勢されて前記エンコーダの特定方向に
   対する（Ｎ＋１）個目以降のパルス信号からこれを通過
   せしめるゲート手段とにより構成したことを特徴とする
   回転検出装置。