JP2000213959A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易・安価な構成により、機械的な取付角度
の調整を不要とすることを可能とする。 【解決手段】 固定アブソリュート信号における特定の
パターンに対応した位置と、前記機械的配置関係に基づ
いて決定される特定の位置との差データを記憶する書き
込み可能な記憶手段４５と、前記固定アブソリュート信
号を、上記記憶手段４５から読み出した差データに相当
する位相分だけ実質的にずらした位相可変アブソリュー
トデータを作成する手段５１と、を備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定アブソリュー
ト信号を用いた位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ等の各種装置に付設される位置検
出装置は、各種装置側の機械的な特徴によって、ある特
定の位相に同期して信号発生を行わなければならないも
のがある。このような場合には、出力波形の立ち上がり
を機械的な配置関係に一致させたり、所定角度ずらした
りするように位置決め調整している。このような位置合
わせは、本質的には位置検出器であるエンコーダとは関
係ないことであるが、回転効率等を向上させる等の観点
から行われるものであり、例えば、モータであれば、
Ｕ，Ｖ，Ｗ相の磁極検出信号のうちの一つの立ち上がり
点が、誘起電圧のゼロクロス点に対して３０度位相差と
なるように、モータ部とエンコーダ部との位置関係をシ
ャフトのネジ孔等を基準にして位置合わせしている。

【０００３】より具体的には、図１４に示されているよ
うに、モータ部Ｍにおけるロータマグネット１を回転さ
せることによって、ステータコイル端子２から、例えば
図１５に示されているような誘起電圧Ｖｕを出力させて
おき、上記ロータマグネット１のシャフト３に対するエ
ンコーダ部Ｅの中空シャフト４のネジ止め位置を調整す
ることによって、磁極検出マグネット５に対向配置され
たホール素子６からの磁極検出信号が、上述した誘起電
圧Ｖｕに対して例えば３０度の位相差となるようにして
いる。

【０００４】また、図１６に示されているアブソリュー
トエンコーダの場合では、エンコーダケース６の底面部
に半径方向に延びる１本のケガキ線（図示省略）が入れ
られており、中空シャフト７のネジ孔７ａが上記ケガキ
線に対面したときに、ある特定の出力状態となるよう
に、マルチトラックアブソリュートガラスディスク８の
取付位置関係を調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置における調整作業は、機械的な取付角度と
電気的な信号論理とを合わせ込むものであるため、厳密
な位置調整が要求されることとなり、非常に手間がかか
って位置検出装置自体の生産性、及び位置検出装置の取
り付け作業性を低下させる一因となっている。また、モ
ータを小径化又は多極化した場合等においては、わずか
な取付位置のズレによって着磁の配列が等間隔ではなく
なり各磁極のデューティが均一でなくなったり、回路基
板上のホール素子の位置ズレ等を生じて磁極検出信号ど
うしの位相差がずれたりすることから、モータ性能の低
下を招来する等の問題が発生している。

【０００６】そこで、本発明は、取付作業を極めて容易
に行わせることができ、生産性を向上させることができ
るようにした位置検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、移動物体に対して所定の機械的配置関係
で配置された検出部と、その位置検出部からの出力信号
を受けて前記移動物体の位置を表す固定アブソリュート
信号を発生する手段と、その固定アブソリュート信号に
おける特定のパターンに対応した位置と、前記機械的配
置関係に基づいて決定される特定の位置との差データを
記憶する書き込み可能な記憶手段と、前記固定アブソリ
ュート信号を、上記記憶手段から読み出した差データに
相当する位相分だけ実質的にずらした位相可変アブソリ
ュートデータを作成する手段と、を備えている。

【０００８】このような発明によれば、位相可変アブソ
リュートデータを用いることによって、位置検出装置の
取付における位置調整が不要となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて動作とともに説明する。まず、図１に示され
ているように、エンコーダ付きモータ１１の基本構成を
説明すると、モータ部の出力軸１２に、エンコーダ部の
回転位置検出用の磁気ドラム１３と、磁極位置検出用の
磁気円盤１４とが一体的に取り付けられており、上記回
転位置検出用磁気ドラム１３の外周着磁面に対向するよ
うにしてＭＲ素子１５が配置されているとともに、前記
磁極位置検出用磁気円盤１４と軸方向に対面するように
して、電気的に９０度の位相差を有する２つのホール素
子１６，１７がエンコーダ基板１８上に配置されてい
る。

【００１０】これらＭＲ素子１５からの回転位置検出信
号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｚ及びホール素子１７，１８からの磁
極位置検出信号Ｖｈａ，Ｖｈｂは、実際の使用時には、
所定の信号処理が施されて出力端子から各種制御装置に
伝送出力されるものであるが、本実施形態では、上記エ
ンコーダ付きモータ１１におけるエンコーダ部とモータ
部との取付関係を測定し、及び位相関係を調整するため
に、上述した出力端子が角度差データ設定用のパソコン
２１のＣＯＭポート２１ａにケーブル接続されている。
すなわち、上記エンコーダ付きモータ１１が被検出体を
構成するように接続されている。

【００１１】一方、上記被検出体としてのモータ部のス
テータコイル端から引き出されているコイル２２は、リ
レー２３を介して定電流源２４に接続されているととも
に、それらのリレー２３及び定電流源２４に対しても、
上記パソコン２１からモータロック指令信号が発せら
れ、後述するような所定の調整動作が行われるようにな
っている。

【００１２】上記モータ部の反対側の出力軸２５には、
カップリング２６を介して駆動モータ２７の出力軸が接
続されており、当該駆動モータ２７の駆動装置２８に対
して前記パソコン２１からの回転駆動指令信号が与えら
れることによって、駆動モータ２７が回転駆動され、そ
れによって前記被検出体としてのモータ部が回転される
ように構成されている。

【００１３】一方、上記エンコーダ基板１８には、図２
に示されている送信側処理回路が設けられている。この
送信側処理回路においては、上述したＭＲ素子１５から
出力される回転位置検出信号Ｖｚ，Ｖａ，Ｖｂが、それ
ぞれ波形整形回路３１ｚ，３１ａ，３１ｂを通してＺ
相、Ａ相、Ｂ相の矩形波信号になされてラインドライバ
３２に出力される。また、これらのうちのＡ相、Ｂ相の
矩形波信号は、ゲートアレイ５０側に送出され、後述す
る位相可変アブソリュートカウンタ５１に入力される。

【００１４】さらに、前述した各ホール素子１６，１７
から発せられる９０度位相差を有する２相の略正弦波状
磁極位置検出信号Ｖｈａ，Ｖｈｂは、一対の増幅器３３
ａ，３３ｂを通してアナログ信号のままマイコン４０内
に送出され、マルチプレクサ４１によって選択的に切り
替えられながら、Ａ／Ｄコンバータ４２を通して信号変
換される。そのＡ／Ｄ変換データは、バス経由によりＲ
ＯＭテーブル４３に送られてテーブルのアドレス指定が
行われ、そのＲＯＭテーブル４３からテーブルデータが
引き出されることとなり、以降、例えば特開昭６４−４
９９１４号公報記載の発明と同様にして、１回転に関す
る所定分解能の固定アブソリュートデータ信号（内挿デ
ータ信号）が得られる。

【００１５】本実施形態におけるＲＯＭテーブル４３で
は、図３に示されているように、上述した２つのホール
素子１６，１７からの磁極位置検出信号Ｖｈａ，Ｖｈｂ
に基づいて、１回転を０から１０２３までの１０２４段
階に解した分解データを有している。

【００１６】図２に戻って、前述した外部パソコン２１
からの角度差データが、ＲｘＤライン及びＴｘＤライン
のシリアル通信により、マイコン４０内のＳＣＩ４４に
与えられると、その角度差データが、新たな設定値とし
て不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４５内に書き込まれ
て角度差データの設定値の更新される。上記不揮発性メ
モリ４５内の角度差データは、バスを通して、ゲートア
レイ５０に設けられた位相可変アブソリュートカウンタ
５１からＵＶＷ発生回路５２に送られ、以下のような位
相ずらし制御動作が行われる。

【００１７】本実施形態にかかる装置では、モータ部に
対してエンコーダ部が、厳密な位置合わせを行うことな
く任意の機械的関係を有するようにして取付が行われ、
工場出荷前に、上記モータ部とエンコーダ部との間の角
度差データが測定され、それが上記不揮発性メモリ４５
内に書き込まれる。以下、その角度差データの測定手順
を説明する。

【００１８】まず、上述した図１に示されているよう
に、パソコン２１からモータロック指令が発せられるこ
とにより、リレー２３においてＶ相とＷ相との間がショ
ートされるとともに、定電流源２４から直流電流がモー
タ部に供給される。そうすると、モータ部のロータマグ
ネットは、電磁石作用によってある決められた回転位置
に吸着されて停止され、予め解った位置に位置決めされ
て回転ロック状態になされる。

【００１９】次いで、前記パソコン２１からの指令によ
って、上述したロック状態が解除された後に、前記駆動
モータ２７が図１中のＣＣＷの方向に回転駆動される。
これによって、図４における各図の横軸の回転角度θは
図示右方向に進んでいき、図４（ａ）に示された２相ホ
ール出力Ｖｈａ，Ｖｈｂの発生により、ＲＯＭテーブル
４３から、同図（ｂ）のような０から１０２３までの１
０２４段階の鋸波形状の固定アブソリュートデータが得
られるとともに、同図（ｃ）のようなＵ相の誘起（逆
起）電圧が得られる。

【００２０】このとき、上述したモータロックの回転位
置を、図４（ｃ）のθｌとしたとき、そのロック位置θ
ｌに対応するようにして上記位相可変アブソリュートカ
ウンタ５１がリセットされ、そこから当該位相可変アブ
ソリュートカウンタ５１におけるカウンタ値がアップカ
ウント状態になされる。つまり、この位相可変アブソリ
ュートカウンタ５１の出力は、上記ロック位置θｌにお
いて「０」になされ、そこから図４（ｇ）のように上昇
していく。

【００２１】それと同時に、上記マイコン４０内のソフ
トウェアによって、前記２つのホール素子１６，１７か
らの磁極位置検出信号Ｖｈａ，Ｖｈｂのそれぞれが一定
周期でサンプリングされ、そのサンプリング値に対応し
てＲＯＭテーブル４３内の内挿データが参照される。そ
して、そのＲＯＭテーブル４３の出力である固定アブソ
リュートデータが「０」となる位置、すなわち図４
（ｂ）中のθｚの位置となったときに、上記位相可変ア
ブソリュートカウンタ５１のカウンタ値ΔＤが得られ
る。

【００２２】次いで、１回転の３６０度の位置に対応す
るＲＯＭテーブル４３からの固定アブソリュートデータ
値「１０２４」から、上記位相可変アブソリュートカウ
ンタ５１におけるカウンタ値ΔＤが減算され、それによ
って出力差ΔＤｐ（１０２４−ΔＤ）が得られる。この
ようにして得た出力差ΔＤｐからは、ＲＯＭテーブル４
３における固定アブソリュートデータに参照されること
によって角度差データΔθｐが得られることとなり、こ
のような角度差データΔＤｐ又はΔθｐが、前記不揮発
性メモリ４５内に書き込まれる。なお、上述したθｚの
位置は１回転以内に必ず現れることから、上記ΔＤの値
は駆動モータ２７の１回転以内に測定される。

【００２３】一方、工場出荷後における電源投入時のシ
ャフト回転位置は、個々についてそれぞれ異なってい
る。そこで、電源投入毎に、以下のような初期化が行わ
れ、マイコン４０のソフトウェアによって上述した不揮
発性メモリ４５内の角度差データΔＤｐ又はΔθｐが呼
び出され、上述したようにＲＯＭテーブル４３の出力で
ある固定アブソリュートデータから読み取られた現在角
度とが利用されて演算が行われ、それによって、位相可
変アブソリュートカウンタ５１がプリセットされ、位相
合わせが行われる。

【００２４】例えば、電源投入時において、図４（ａ）
のθ０の停止位置にあるとすると、不揮発性メモリ４５
から角度差データΔＤｐ又はΔθｐが読み出され、それ
が一旦ＲＡＭへ格納される。マイコン４０のソフトウェ
アによりマルチプレクサ４１が操作されながら、上述し
た２つのホール素子１６，１７からの磁極位置検出信号
Ｖｈａ，Ｖｈｂのそれぞれが、Ａ／Ｄコンバータ４２を
通して信号変換され、デジタル変換データＶｈａ（θ
０），Ｖｈｂ（θ０）が得られる。

【００２５】そして、これらのデジタル変換データＶｈ
ａ（θ０），Ｖｈｂ（θ０）によって、バス経由により
ＲＯＭテーブル４３のアドレス指定が行われることによ
り、そのときの固定アブソリュートデータが、テーブル
データＤROM(θ０)として引き出される。この固定アブ
ソリュートデータと、位相可変アブソリュートデータと
は、角度差データΔθｐ分、すなわちカウンタ値として
はΔＤｐだけずれているので、 ＤROM(θ０)−ΔＤｐ がＣＰＵ内で演算される。

【００２６】そして、その演算値が、位相可変アブソリ
ュートカウンタ５１にプリセットされ、それにより位相
合わせが行われる。すなわち、図４（ｇ）に示された位
相可変アブソリュートカウンタ５１からの鋸波形状出力
は、上述したプリセットによって、その指定位相位置に
対応して出力されることとなり、その位相可変アブソリ
ュートカウンタ５１からの鋸波形状出力が、６０度ごと
にＵ，Ｗ，Ｖの各相に対応してしきい値（Ｕｔｈ０，Ｗ
ｔｈ６０，Ｖｔｈ１２０，Ｕｔｈ１８０，Ｗｔｈ２４
０，Ｖｔｈ３００）と比較されることによって、図
（ｄ），（ｅ），（ｆ）のようなＵ，Ｖ，Ｗの各相出力
が、シャフトの回転に応じて自動的に出力されることと
なる。

【００２７】このように、本実施形態では、モータ部に
対して厳密な位置合わせを行うことなくエンコーダ部の
取付を行っても、所望の出力信号が得られるようになっ
ている。

【００２８】また、図５に示されている実施形態におけ
るエンコーダでは、中空シャフト７のネジ孔７ａが、図
示を省略したモータの回転シャフト等に螺着されている
とともに、上記中空シャフト７に対してマルチトラック
アブソリュートガラスディスク８が任意の位置に接着固
定されている。このマルチトラックアブソリュートガラ
スディスク８に対しては、フォトダイオードアレイ８ｂ
が対面配置されているとともに、それらの各フォトダイ
オードアレイ８ｂからのグレイコード検出信号が、波形
整形回路８ｃを通して、ゲートアレイ６０内のグレイコ
ードバイナリー変換器６１に送出される。

【００２９】上記ゲートアレイ６０のグレイコードバイ
ナリー変換器６１からの変換出力である固定アブソリュ
ート信号は、減算器６２に出力されているとともに、バ
イナリーアブソリュートデータレジスタ６３に印加され
ており、そこからＺ相比較値レジスタ６４に与えられ
る。

【００３０】また、上記減算器６２には、マイコン８０
内の不揮発性メモリ８１から呼び出された角度差データ
が、角度差レジスタ６５を通して与えられ、後述するよ
うにして、固定アブソリュートデータとの減算により位
相可変アブソリュートデータが得られるようになってい
る。

【００３１】一方、本実施形態における角度差測定装置
においては、図６に示されているように、被調整体とし
てのエンコーダＥが、駆動モータ７１の出力軸７１ａに
接続されているとともに、上記駆動モータ７１の出力軸
７１ａには、エンコーダ止めネジＥａに対応して平面部
７１ｂが形成されており、その平面部７１ｂに平面鏡７
２が取り付けられている。上記平面鏡７２に対しては、
レーザ光源７３からの検査光が入力されるように構成さ
れているとともに、その反射光を受けるように受光器７
４が配置されている。さらに、上記受光器７４から発せ
られたネジ検出信号は、パソコン７５を経由してマイコ
ン８０内に入力される。

【００３２】このとき、駆動モータ７１を定速回転させ
るとき、上述したグレイコードバイナリー変換器６１に
おける固定アブソリュート信号は、図７（ａ）に示され
ているような鋸波形状となっているが、同図（ｂ）のよ
うに、ある角度（時間）θｌに上述したネジ検出信号が
立ち上がることにより、そのときのアブソリュートデー
タΔＤｐが読み出され、そのΔＤｐが角度データとして
検出されて、角度差レジスタ６５へ書き込まれることに
より、同図（ｃ）のような可変位相アブソリュート信号
が得られるようになっている。上記角度差データΔＤｐ
は、不揮発性メモリ８１へ記憶され、電源投入毎に角度
差レジスタ６５へ書き込まれる。

【００３３】図５に戻って、このようにして前記減算器
９２で得られた可変位相アブソリュート信号は、バイナ
リーグレーコード変換器６６を通して多ビット信号とし
て出力されるとともに、上述したＺ相比較値レジスタ６
４からの指令信号に基づいて、コンパレータ６７を介し
てＺ相が出力される。なお、上記Ｚ相比較値レジスタ６
４には、Ｚ相をハイにしたいアブソリュート出力のパタ
ーンから計算した値が書き込まれる。

【００３４】このとき、図８示されているように、グレ
イコードバイナリ変換器６１及び角度差レジスタ６５か
らの出力を、パラレル／シリアル変換器６８を通して伝
送し、受信側に、上述した実施形態における減算器６２
以降の構成を設けるようにしても同様な作用・効果が得
られる。

【００３５】一方、図９及び図１０に示されている実施
形態では、上述した図２に示されている実施形態と同一
の構成に対して同一符号付しているが、図９における主
な相違点は、ＭＲ素子１５から出力される２相の回転位
置検出信号Ｖａ，Ｖｂがマイコン４０のマルチプレクサ
４１に取り込まれている点、Ｚ相信号が位相可変アブソ
リュートカウンタ５１に印加される点、及びゲートアレ
イ５０内に微細ＡＢ生成部５３が設けられている点であ
る。

【００３６】さらに、図１０に示されているように、ゲ
ートアレイ５０内に配置されている位相可変アブソリュ
ートカウンタ５１内には、上述した実施形態と同様な初
期化用のプリセットレジスタ５１ａが設けられていると
ともに、それに加えて、Ｚ相自動プリセットレジスタ５
１ｂが設けられており、そのＺ相自動プリセットレジス
タ５１ｂに対してＺ相信号が入力されている。

【００３７】なお、本実施形態では、以下のような条件
設定になされているものとする。まず、モータ部のロー
タマグネットのＮ極及びＳ極が３対設けられていること
とし、磁極位置検出信号Ｖｈａ，Ｖｈｂも１回転３周期
になされている。また、回転位置検出信号Ｖａ，Ｖｂは
１回転２５０周期とし、波形整形回路３１ａ，３１ｂか
らの出力は４てい倍されて、位相可変アブソリュートカ
ウンタ５１におけるカウンタ値が０から９９９まで１０
００カウントされることとする。従って、固定アブソリ
ュート信号Ｖｈａ，Ｖｈｂの１周期、及びＵ相の誘起電
圧の１周期は、位相可変アブソリュートカウンタ５１の
カウンタ値では１０００／３（＝３３３．３）に相当し
ている。

【００３８】まず、上述した図２にかかる実施形態で
は、上記９０度位相差の２相回転位置検出信号Ｖｈａ，
Ｖｈｂを導入するのは、工場出荷前の位置測定時及び電
源投入後の１回のみであり、ＲＯＭテーブル４３ととも
にその後は使用されていない。そこで、本実施形態で
は、工場出荷後の現場使用時における電源投入時のＶｈ
ａ，Ｖｈｂ使用後、エンコーダとしての稼働時にも、こ
れらの２相回転位置検出信号Ｖａ，Ｖｂを導入すること
とし、一定時間周期毎にＡ／Ｄコンバータ４２及びＲＯ
Ｍテーブル４３を使用してＶａ，Ｖｂ一周期内の微細位
置データを得るようにしている。この微細位置データ
は、上記ゲートアレイ５０内の微細ＡＢ生成部５３に送
出されて出力され、これによって極めて微細なＡ相、Ｂ
相が得られる。

【００３９】次に、図１１（ａ）に示されている２相の
ホール素子信号に基づいて発生させられる同図（ｂ）の
固定アブソリュート信号は、磁石配置等の要因によって
波線で示された理想線から実線で示されたようにずれる
ことがあり得る。その場合には、例えば実際の位相角度
θ０がθ０’のようにずれて認識されてしまうこととな
る。そこで、まず、同図（ｃ）に示されたＵ相の誘起電
圧に対して、（ｇ）に示されたＺ相の立ち上がり点との
位相差を求める。そして、このＺ相が立ち上がったとき
の位相角度と、上述した図２の実施形態におけるロック
位置θｌとの間の角度差データΔＤｃが不揮発性メモリ
４５内に書き込まれ、その角度差データΔＤｃに基づく
位相補正がさらに行われて、上述したような誤差が厳密
に修正されるようになっている。

【００４０】すなわち、電源投入時において、図１１
（ｂ）のθ０の回転位置にあるとすると、マイコン４０
のソフトウェアによりマルチプレクサ４１が操作されな
がら、２つのホール素子１６，１７からの磁極位置検出
信号Ｖｈａ，Ｖｈｂのそれぞれが、Ａ／Ｄコンバータ４
２を通して信号変換され、デジタル変換データＶｈａ
（θ０），Ｖｈｂ（θ０）が得られる。そして、これら
のデジタル変換データＶｈａ（θ０），Ｖｈｂ（θ０）
によって、バス経由によりＲＯＭテーブル４３のアドレ
ス指定が行われることによって、そのときの固定アブソ
リュートデータが、テーブルデータＤROM(θ０)として
引き出される。但し、上述した誤差によって実際には、
θ０’にあることとしている。

【００４１】次いで、この固定アブソリュートデータ
と、位相可変アブソリュートデータとは、角度差データ
分、Δθｐ’すなわちカウンタ値としてはΔＤｐ’だけ
ずれているので、 ［ＤROM(θ０)／１０２４］×１０００／３−ΔＤｐ’ がＣＰＵ内で演算される。なお、上記（１／１０２４）
×１０００／３は、固定アブソリュートデータと位相可
変アブソリュートカウンタとの比率を合わせるための係
数である。

【００４２】そして、その演算値が、位相可変アブソリ
ュートカウンタ５１のプリセットレジスタ５１ａに書き
込まれ、それにより図１１（ｆ）中の一点鎖線のように
位相合わせが行われて、（ｅ）に示されているような
Ｕ，Ｖ，Ｗの各相が出力されることとなる。しかしなが
ら、この（ｅ）に示されているＵ，Ｖ，Ｗの各相出力
は、上述した誤差に基づいて、本来の正確な（ｄ）の出
力からはずれを生じている。このようなずれが大きい場
合には、Ｚ相を用いることによって以下のような修正が
行われる。

【００４３】すなわち、前記ゲートアレイ５０の位相可
変アブソリュートカウンタ５１内に設けられたＺ相自動
プリセットレジスタ５１ｂに対して、例えば図１２に示
されているような角度差データΔＤｃなる値が書き込ま
れていたとすると、Ｚ相信号がハイになったときに位相
可変アブソリュートカウンタ５１の値は、太実線のよう
に移動することとなる。

【００４４】このＺ相は、固定アブソリュートデータと
異なり、１回転の中で１回しかこないので、再現精度は
格段に良く、従って、上述したようにして修正された位
相可変アブソリュートカウンタ５１の値は極めて高精度
なものとなり、モータ効率等の特性が改善されることと
なる。なお、次回以降のＺ相が来たときには、既に修正
済みであるので、同じ直線上を動くこととなって、修正
してもしなくても動作は変わらない。

【００４５】また、上記角度差データΔＤｃは、モータ
がロックしたときの位相角θｌにおいて、位相可変アブ
ソリュートカウンタ５１の値を「０」にリセットしてお
き、Ｚ相信号がハイになったときに、その位相可変アブ
ソリュートカウンタ５１のカウンタ値を読み込んで不揮
発性メモリ４５内に書き込むことによって得られる。

【００４６】なお、位相可変アブソリュートカウンタ５
１には、てい倍して分解能を向上させたＡ相，Ｂ相、す
なわちＡｍ相，Ｂｍ相を入力させるようにしても良い。
また、各実施形態におけるエンコーダ出力（Ｚ，Ａ，
Ｂ，Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、パラレル出力、シリアル出力のい
ずれとしても良い。

【００４７】さらに、位相可変アブソリュートデータか
らＵ，Ｖ，Ｗ相を生成するに当たって用いるしきい値
は、特に変化点が多くなった場合には演算で求めるよう
にしても良いが、その場合には、図１３に示されている
計算回路を用いれば、簡易な加算器やシフト等を用いる
だけで簡易に求めることができる。

【００４８】すなわち、図１３に示されているように、
周期−１レジスタ９１及び１２０度レジスタ９２からの
出力信号に基づいて、１／２の割り算は右シフト９３
で、２倍の掛け算は左シフト９４で行わせ、それに加算
器９５を配列させることによって、次の表１のような満
足できる結果を得た。

【００４９】

【表１】 この表１では、３周期の場合に１０００カウントする場
合の理想値と、図１３に示されている計算回路による結
果と、その差が表されており、差は極めて少なく十分使
用可能な範囲であることが解った。

【００５０】以上の各実施形態は、回転角度の検出器に
本発明を適用したものであるが、直線位置検出器に対し
ても本発明は同様に適用することが可能である。

【００５１】また、上述した実施形態では、位相可変ア
ブソリュートデータ作成回路が位置検出器内部に存在し
ているが、固定アブソリュート信号又はこれを別信号形
態に変換したデータ、及び角度差データを位置検出装置
の内部で作成し、それらを上位の制御装置へ伝送し、そ
の上位制御装置内部で位相可変アブソリュートデータや
１２０度位相の３相信号を作成するようにしても機械的
調整を省略でき、上述した実施形態と同様な作用・効果
を得ることができる。

【００５２】さらに、上述した実施形態では、Ｖｈａ，
Ｖｈｂから固定アブソリュート信号を得る内挿回路、及
びＶａ，Ｖｂから微細位置データを得る内挿回路は、Ａ
／ＤコンバータとＲＯＭテーブルとを使用したものであ
るが、他の方式の内挿回路を使用することも可能であ
る。

【００５３】さらにまた、上述した実施形態では、位相
可変アブソリュートデータの位相を角度差データを使用
して変更しているが、出力としてＺ相、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の
ようなパルス波形を使用する目的の場合には、位相可変
アブソリュートカウンタの位相を固定し、或いは位相可
変機能をなくしたアブソリュートカウンタとし、そのカ
ウンタ値と比較するＺ，Ｕ，Ｖ，Ｗ相作成しきい値を、
角度差データに基づいて変更するように構成しても、本
考案の機械的調整を省略する作用・効果を同様に得るこ
とができる。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、位相
可変アブソリュートデータを生成することによって、機
械的な取付角度の調整を不要とすることができ、位置検
出装置の生産性を大幅に向上させることができる。ま
た、小径化等によって固定アブソリュート信号の精度が
良好でない場合であっても、Ｚ相を用いて修正すること
によって高精度な出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる位置検出装置における位相差デ
ータの測定及び書き込みを行うための装置の構成例を表
したブロック線図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる位置検出装置の構
成を表したブロック線図である。

【図３】図２の装置に用いられているＲＯＭテーブルデ
ータの一例を表した模式図である。

【図４】図２の装置による位相修正動作を表したチャー
ト図である。

【図５】本発明の他の実施形態にかかる位置検出装置の
構成を表したブロック線図である。

【図６】図５の装置による位相差データの測定及び書き
込みを行うための装置の構成例を表したブロック線図で
ある。

【図７】図５の装置による位相修正動作を表したチャー
ト図である。

【図８】本発明の更に他の実施形態にかかる位置検出装
置の構成を表したブロック線図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態にかかる位置検出装
置の構成を表したブロック線図である。

【図１０】図９の装置の要部を表したブロック線図であ
る。

【図１１】図９及び図１０の装置による位相修正動作を
表したチャート図である。

【図１２】図９及び図１０の装置による位相修正動作の
要部を拡大して表したチャート図である。

【図１３】本発明装置に用いられるしきい値計算回路の
一例を表したブロック図である。

【図１４】一般のエンコーダ装置の取付・調整状態を表
した外観斜視説明図である。

【図１５】図１５における一般のエンコーダ装置の取付
・調整時における位相の関係を表した線図である。

【図１６】他の種類のエンコーダ装置の取付・調整状態
を表した側面説明図である。

【符号の説明】

１１ エンコーダ付きモータ １５ ＭＲ素子 １６，１７ ホール素子 １８ エンコーダ基板 ２１ 角度差データ設定用パソコン ２４ 定電流源 ２７ 駆動モータ ４０ マイコン ４３ ＲＯＭテーブル ４５ 不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ） ５０ ゲートアレイ ５１ 位相可変アブソリュートカウンタ ５１ 位相可変アブソリュートカウンタ ５２ ＵＶＷ発生回路 ８ マルチトラックアブソリュートガラスディスク ６０ ゲートアレイ ６１ グレイコードバイナリー変換器 ６２ 減算器 ８０ マイコン ８１ 不揮発性メモリ ６５ 角度差レジスタ ７２ 平面鏡 ５１ａ 初期化用プリセットレジスタ ５１ｂ Ｚ相自動プリセットレジスタ ９１ 周期−１レジスタ ９２ １２０度レジスタ ９３ 右シフト ９４ 左シフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA35 DA05 DD04 DD06 DD08 EA03 GA52 GA72 JA04 KA02 KA03 KA08 LA03 2F069 AA83 FF01 GG06 GG07 GG59 HH12 HH15 NN21 2F077 AA38 CC02 NN02 NN04 NN19 NN26 NN28 PP12 PP14 PP19 QQ05 QQ10 QQ11 QQ15 RR03 RR15 TT42 TT62 TT72

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体に対して所定の機械的配置関係
   で配置された検出部と、 その位置検出部からの出力信号を受けて前記移動物体の
   位置を表す固定アブソリュート信号を発生する手段と、 その固定アブソリュート信号における特定のパターンに
   対応した位置と、前記機械的配置関係に基づいて決定さ
   れる特定の位置との差データを記憶する書き込み可能な
   記憶手段と、 前記固定アブソリュート信号を、上記記憶手段から読み
   出した差データに相当する位相分だけ実質的にずらした
   位相可変アブソリュートデータを作成する手段と、 を備えていることを特徴とする位置検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位置検出装置において、 位相可変アブソリュートデータから、１２０度位相の３
   相出力信号を作成する手段を備えていることを特徴とす
   る位置検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の位置検出装置において、 ９０度位相の２相正弦波信号から固定アブソリュート信
   号を生成する内挿回路と、より周期の短い９０度位相の
   ２相正弦波信号から高分解能の位置データを生成する内
   挿回路とを共用するようにしたことを特徴とする位置検
   出装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の位置検出装置において、 位相可変アブソリュートデータを、１回転１パルスの信
   号によってプリセットする手段を備えていることを特徴
   とする位置検出装置。
5. 【請求項５】 移動物体に対して所定の機械的配置関係
   で配置された検出部と、 その位置検出部からの出力信号を受けて前記移動物体の
   位置を表す固定アブソリュート信号を発生する手段と、 その固定アブソリュート信号における特定のパターンに
   対応した位置と、前記機械的配置関係に基づいて決定さ
   れる特定の位置との差データを記憶する書き込み可能な
   記憶手段と、 ２相９０度位相差の矩形波を入力とするアップダウンカ
   ウンタと、 そのアップダウンカウンタのカウンタ値を、変更可能な
   しきい値と比較して１２０度位相の３相出力信号を発生
   する手段と、 上記しきい値を、差データに対応して変更し、上記１２
   ０度位相の３相出力信号の立ち上がり立ち下がりの位置
   を可変とする手段と、を備えていることを特徴とする位
   置検出装置。
6. 【請求項６】 請求項２又は請求項５記載の位置検出装
   置において、 １２０度位相の３相出力信号を生成するしきい値を、該
   １２０度位相の３相出力信号における周期−１に相当す
   る値と、上記１２０度位相の３相出力信号における周期
   の１／６又は１／３に相当する値とから求める手段を備
   えていることを特徴とする位置検出装置。