JPH01113614A - 偏心補正装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発電機の回転子の如き大型回転体の回転軸に
同軸的に取り付けられて該回転体の回転状況を示す信号
を出力する回転エンコーダ（パルスエンコーダ）に関す
るものであり、更に詳しくは、該回転エンコーダを構成
する回転円板の偏心に起因して、時間位相的に正しい出
力信号が得られないとき、これを補正した出力信号を作
成して出力する偏心補正装置に関するものである。

〔従来の技術〕

発電機の回転子の如き大型回転体の回転軸に同軸的にパ
ルスエンコーダを取り付け、該回転体の回転に応じてパ
ルスエンコーダから出力されるパルス列から前記回転体
の回転数や回転速度を知り、それに従って回転体の回転
を制御することが行われている。回転体が発電機の回転
子である場合には、パルスエンコーダの出力を用いて回
転子の回転を制御することになるので、結局発電機から
め出力電圧や出力電流を制御することになる。

第４図は、かかるパルスエンコーダの動作原理説明のた
めの概念図である。同図において、１は回転円板、Ｃは
その回転中心、２ａ〜２ｆはそれぞれ突起、３ａ、３ｂ
はそれぞれピックアップ、である。突起２ａと２ｂは、
回転中心Ｃから見て相互に角度１８０度だけ離れた位置
にある（換言すれば、突起２ａと回転中心Ｃと突起２ｂ
は一直線上に存在する）。突起２ｃと２ｄの組について
も、また突起２ｅと２ｆの組についても、全く同様であ
る。ピックアップ３ａ、３ｂは円板１から離れた或る固
定位置にあるわけであるが、その相対配置は、やはりピ
ックアップ３ａ、回転中心Ｃ、ピックアップ３ｂが一直
線上に揃うように配置される。

円板１が図示せざる回転体と同軸的に取り付けられ、中
心Ｃを回転中心として回転すると、突起２ａ〜２ｆは順
次、ピックアップ３ａ、３ｂの近傍を通過し、ピックア
ップ３ａ、３ｂはそれを検出する都度、パルスを出力す
る。ピックアップと突起の関係は、突起が磁石でピック
アップがコイルであっても良（、或いは突起が光の反射
体でありピックアップが光電変換素子であって、突起が
ピックアップに接近したとき、或る光源からの光を反射
してピックアップに入射するような構成であってもよい
。

今、突起２ｃと２ｄの組について考えると、突起２Ｃが
ピックアップ３ａに接近してピックアップ３ａがパルス
を出力するとき、その同じタイミングにおいて、突起２
ｄがピックアップ３ｂに接近してピックアップ３ｂもパ
ルスを出力する。突起２ａと２ｂの組、突起２ｅと２ｆ
の組、についても全く同様である。

このようにして、ピックアップ３ａと３ｂは同じタイミ
ングでパルスを出力しており、このパルス列から回転体
の回転速度、回転数などを知ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の如きパルスエンコーダにおいて、円板の回転中心
が偏心していると問題が生じる。

第５図はパルスエンコーダにおける回転中心の偏心状況
を示す説明図である。同図に見られるように、円板１の
物理的中心がＣであるにもかかわらず、何らかの理由で
偏心が発生し、実際の回転中心Ｃ′が偏心を起こして円
板中心Ｃからずれたとする。このずれた範囲５がふれ回
りを起こす範囲である。

第６図は第５図においてピックアップ３ａ、３ｂが出力
するパルスのタイミング図である。

円板、１が偏心を起こしておらず、その回転中心Ｃ′が
物理的中心Ｃと一致しているときには、ピックアップ３
ａが出力するパルスａのタイミングと、ピックアップ３
ｂが出力するパルスｂのタイミングは、第６図（イ）に
見られるように、全く一致しており、問題はない。

所が偏心により、回転中心Ｃ′が物理的中心Ｃよりずれ
ていると、そのずれ具合により、ピックアップ３ｂが出
力するパルスｂの方がピックアップ３ａが出力するパル
スａよりも、第６図（ロ）に見られるように、時間Δｔ
だけ先行したり、或いは第６図（ハ）に見られるように
時間Δｔだけ遅れたりする。

このように、ピックアップ３ａから出力されるパルスと
ピックアップ３ｂから出力されるパルスとは、回転円板
に偏心がなければタイミング的に一致するのに、偏心が
あるが故に、時間的にずれてしまい、どちらのパルスを
採用してもタイミング的に正確なものとは云えなくなる
。すなわち、回転体が一定角速度で回転している場合を
考えると、偏心がなければピックアップ３ａ（又は３ｂ
）から出力されるパルスは一定間隔を置いて常に同じタ
イミングで出力されるのに偏心があると、ピックアップ
３ａと３ｂの何れの出力パルスを見ても、遅れ、進みが
あり、回転体が一定角速度で回転している状況を表わす
ことができないという問題を生じる。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を克服し、パ
ルスエンコーダにおける円板の回転中心が偏心していて
も、その偏心を補正したときに得られるのと同等の正し
いタイミングをもつ出力パルスを発生させることのでき
る偏心補正装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点解決のため、本発明では、ピックアップ３ａ
からの出力パルスとピックアップ３ｂからの出力パルス
を用いて偏心を補正した出力パルスを作成することとし
た。

〔作用〕

円板の回転中心が偏心している場合、ピックアップ３ａ
から出力されるパルス（これを第１パルスとする）とピ
ックアップ３ｂから出力されるパルス（これを第２パル
スとする）との間には時間的ずれが起きるが、偏心を補
正した場合に得られる真のパルスは、タイミング的に前
記第１のパルスと第２のパルスの中間にある。従って前
記第１のパルスと第２のパルスを用いて、これら両パル
スの中間に位置するパルスを人為的に作り出し、真のパ
ルスとして出力する。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、第４図におけるのと同じものには同じ符号
を付しである。そのほか、６は偏心補正装置である。

第２図は第１図における各部パルスのタイミング図であ
る。

第１図、第２図を参照する。ピックアップ３ａから出力
された第１パルスａと、ピックアップ３ｂから出力され
た第２パルスｂとは、偏心補正装置６に入力され、ここ
で真のパルスとして、第１パルスａの発生タイミングと
第２パルスｂの発生タイミングとの間の時間差をｔ、と
するとき、その中間のｔＩ／２のタイミングより一定時
間ｔｄだけ遅延したパルスＫを作成して出力する。

先にも述べたように、偏心があるときの真のパルス位置
は、第１パルスａと第２パルスｂとの丁度中間の位置で
あるが、第２パルスｂが偏心補正装置６に入力した時点
では、すでにこの真のパルス位置（タイミング）は過ぎ
てしまい、リアルタイムで真のパルス位置においてパル
スを発生させることはできない。そこで、第１パルスａ
と第２パルスｂの丁度中間の位置（真のパルス位置）よ
り既知の一定時間ｔｄだけ遅延したパルスを、第１パル
スａと第２パルスｂを用いて偏心補正装置６において作
成し、これを真のパルスにとして出力するのである。

タイミング関係は第２図に示した通りである。

すなわち、真のパルスには、真のパルス位置（１１／２
の位置）より既知の一定時間ｔｄだけ遅延した位置にあ
る。第２パルスｂと真のパルスにとの間の時間をｔ２と
すると、 ｔｄ＝（ｔ　ｔ　７２　）　＋　ｔｚ の関係が成立する。

第３図は第１図における偏心補正装置６の具体例を示す
回路図である。第３図において、６１はゲート回路、６
２はアップタイマ、６３はダウンタイマ、６４はデジタ
ルコンパレータ、である。

次に回路動作を説明する。ゲート回路６１は、第１パル
スａが入力してから第２パルスｂが入力する迄の間（１
＋期間）、ｅｎａｂｌｅ　　１出力を立ち上げて、その
間、アップタイマ６２をカウントアツプさせる。従って
アップタイマ６２は時間長ｔ、をカウントし、その値を
保持する。

ゲート回路６１は、第２パルスｂが入力すると、それ以
後、ｅｎａｂｌｅ　　２出力を立ち上げ、ダランタイマ
６３をカウントダウンさせる。ダウンタイマ６３には前
板である既知の一定値ｔｄがロードされている。デジタ
ルコンパレータ６４は、アップタイマ６２の保持値ｔｌ
の１／２を取り出しくアップタイマ６２の出力桁を一つ
ずらすだけで１／２の値は容易に得られる）、これをダ
ウンタイマ６３の出力値と比較し、両者が一致したタイ
ミングで出力パルスＫを出力する。またそのタイミング
でゲート回路６１をリセットしてリセット信号Ｒｅ５ｅ
ｔを出力させ、アップタイマ６２をリセットすると共に
、ダウンタイマ６３には既知の一定値ｔ４をロードする
ことにより、リセットする。

ゲート回路６１に第２パルスｂが入力されてｅｎａｂｌ
ｅ　　２信号が立ち上った時点から、デジタルコンパレ
ータ６４においてアップタイマ６２の保持値の１／２と
ダウンタイマ６３の出力値とが一致するまでの期間をｔ
！とすると、上述の動作から ｔｄ　　ｔｔ＝ｔ＋７２ が成立する。従って ｔ　ｚ　＝　ｔ　ｄ　　ｔ　ｒ　／　２第２図を併せ参
照すれば更に明らかとなるように、ｔｚのタイミングで
出力されるパルスには、第１パルスａと第２パルスｂの
丁度中間の位置から一定時間ｔｄだけ遅延したパルスで
あり、所望の真の出力パルスにであることが理解される
であろう。

ここでｔｄは、Ｍａｘ、ｔ＋（起り得る１＋の中の最大
値）より大きい値で一定時間遅れ出力でよい場合には固
定値とし、また一定回転角遅れとした場合には速度検出
システムなどからデータバスで値を設定すると効果的で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、パルスエンコー
ダにおいて円板の回転中心が偏心していても、それを補
正した正しい出力が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における各部パルスのタイミング図、第３図は第
１図における偏心補正装置の具体例を示す回路図、第４
図はパルスエンコーダの動作原理説明図、第５図は回転
円板の偏心状況説明図、第６図は第５図におけるビツク
ア・ノブ出力パルスのタイミング図、である。 符号の説明 １・・・円板、２ａ〜２ｆ・・・突起、３ａ、３ｂ・・
・ピックアップ、５・・・ふれ回り範囲、６・・・偏心
補正装置、６１・・・ゲート回路、６２・・・アップタ
イマ、６３・・・ダウンタイマ、６４・・・デジタルコ
ンパレータ代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清 第　１　図 零２　図 ｔ、１＝ｔ！／！＋ｔｚ 第３　図 比Ｄ ！４図 富５　図 ＠６＠ Δｔ　　　時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転円板の周辺近傍に、該回転円板の中心からみて
   相互に１８０度の角度だけ離れた二つの固定位置に第１
   及び第２の検出器を配置し、前記回転円板の円周上で同
   じく該回転円板の中心からみて相互に１８０度の角度だ
   け離れた二つの位置にある第１及び第２の位置識別子が
   、前記円板の回転に伴い、前記検出器の近傍を通過する
   のを該検出器で検出する際、前記第１の検出器が第１の
   位置識別子を検出することにより発生する第１の出力と
   、前記第２の検出器が第２の位置識別子を検出すること
   により発生する第２の出力と、が前記円板の回転中心の
   偏心に起因して時間的に一致せず、一致する場合にそれ
   を回転エンコード出力とする出力が得られないとき、前
   記第１の出力及び第２の出力から新たに偏心補正後の回
   転エンコード出力を作成して出力する偏心補正装置にお
   いて、 前記第１の出力を入力されるとカウントを開始し前記第
   ２の出力を入力されるとカウントを停止しその時のカウ
   ント値を保持する第１のカウンタと、或る定められた一
   定値ｔｄをロードされ前記第２の出力が入力すると、そ
   れ以後、ロードされた前記一定値ｔｄからカウントダウ
   ンを開始する第２のカウンタと、前記第１のカウンタの
   保持するカウント値の１／２と前記第２のカウンタのカ
   ウントダウン開始後のカウント値とを比較し、両者が一
   致したとき、出力を発生して前記第１及び第２の両カウ
   ンタをリセットするデジタルコンパレータと、を具備し
   、前記デジタルコンパレータが発生する出力をもって前
   記偏心補正後の回転エンコード出力とすることを特徴と
   する偏心補正装置。