JPS6330716A - エンコ−ダ装置 - 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】 ａ、産業上の利用分野 本発明はエンコーダ装置に関し、特に、低速回転時及び
高速回転時のいずれの状態においても、安定した出力を
得ることができるインクリメンタル形エンコーダ装置を
得るための新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のエンコーダ装置としては
、種々の構成が提案され、採用されているが、いずれの
構成においても、文献は開示していないけれども、例え
ば、光学式エンコ−ダの場合、回転円板に形成された基
準信号用スリットから出力された基準信号（Ａ）と、カ
ウント信号用スリットから出力されたカウント信号（Ｂ
ｌとは、第７図に示される波形図のように構成されてい
た。

すなわち、基準信号（Ａ）は、回転円板が１回転するご
とに１パルス発生し、カウント信号（Ｂ）は、互いに位
相の異なる進み信号（Ｂａ）と遅れ信号（Ｂｂ）とから
構成され、このカウント信号ｆＢ）は、１種類のｎパル
ス信号で構成されていた。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 従来のエンコータ装置は、以上のように構成されていた
ため、分解能としては、１種類しか存在しなかった。

従って、このカウント信号に基づいて、回転体の速度及
び位置制御を行う場合、１種類のカウント信号だけでは
、低速時の高精度化のために分解能を上げると、高速時
において出力信号が不安定となっていた。

又、このように、カウント信号を低速用に設定した場合
には、周波数が高いために、受け側の処理回路も、複雑
化すると共に、部品精度も高くしなければならず、極め
て高価となっていた。

さらに、カウント信号を高速専用として分解能を下げた
場合には、周波数が低くなるために、前述とは逆に、低
速時の制御が極めて精度の低いものとなっていた。

従って、前述のような従来構成に示されるように、１種
類のカウント信号のみを用いて低速用から高速用迄、精
度よく制御することは極めて困難なことであった。

本発明は以上のような問題点を解決するための極めて好
適な手段を提供するものであり、特に、高速用及び低速
用のいずれにおいても、高精度の制御を行うことができ
るようにしたエンコーダ装置を提供することを目的とす
るものである。

ｄ９問題点を解決するための手段 本発明によるエンコーダ装置は、回転体の回転に伴い、
受け手段から得られる基準信号とカウント信号を用いて
、回転軸の回転角度及び回転速度を検出するようにした
エンコーダ装置において、前記カウント信号を少なくと
も分解能の低い第１信号及び前記第１信号よりは高い分
解能の第２信号で構成すると共に、前記第１及び第２信
号を選択的に出力するための信号出力選択手段を有する
構成である。

０９作用 本発明によるエンコーダ装置においては、カウント信号
が、低い周波数の第１信号と、高い周波数の第２信号と
から構成されていると共に。

これらの第１信号と第２信号とを選択的に１個の出力ラ
インに出力させるための信号出力選択手段を有している
ため、回転数が低い場合及び高い場合のいずれにおいて
も、任意の信号を選択的に用いることができ、分解能の
高い制御を行うことができる。

従って、この信号出力選択手段の出力側においては、１
個のカウンタを用いるたけて、多種の分解能を有する信
号を得ることができる。又、その出力ラインの数も減ら
すことができる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明によるエンコーダ装置の好適な
実施例について詳細に説明する。

第２図から第６図迄は、本発明によるエンコーダ装置を
説明するための構造を示すものであり、−例として光学
式の構成を示している。図において、符号２で示される
ものは基台であり１、この基台２には、軸受３を介して
回転軸４が回転自在に設けられ、この回転軸４の端部に
は、回転体５が一体状に取付けられている。

この回転体５の一面側には、これと対向して固定スリッ
ト部（図示せず）を有する固定スリット板７が配設され
、この固定スリット板７の下方には、これと対向して受
光素子からなる受け手段８が設けられている。

前記回転体５の他面側には、これと対向して、電子回路
部９を有するプリント基板１０が、図示しない固定手段
により固定式に配設され、このプリント基板１０の下面
には、前記固定スリット板７及び受け手段８に対応する
位置において発光素子１１が設けられている。

前記基台２には、接続線１２をブツシュ１３を介して取
付けたケース体１４が嵌着して設けられており、この接
続線１２には、電源供給線１５及び信号取出線１６が内
蔵されている。

前記回転円板５は、詳細に示すと、第６図及び第４図に
示すように構成され、ガラス及びエツチングで構成され
た回転体５の周縁部に、ガラス及びエツチングで形成さ
れた多数のスリット群からなるカウント信号（Ｂｊ用第
１トラック１７及び第２トラツク１８が形成され、この
第２トラツク１８の内側には、基準信号（Ａ）としての
１パルス発生用の第３トラツク１９が形成されている。

前述の各トラック１７．１８及び１９は、第４図に示さ
れるように構成されており、第１及び第２トラツク１７
及び１８は、クロムコーティング等によって形成された
遮光部２ｏによって形成されており、各遮光部２０間に
は透光部２１が所定の間隔て連続的に形成されている。

又、前述の第３トラツク１９には、１個の透光部２ｊａ
が形成され、この透光部２ｉａにより１個の基準パルス
（Ａ）が発生する構成である。

次に、第５図で示す構成は、前述の受け手段８から得ら
れたカウント信号（Ｂ）を処理するためのカウント信号
処理回路部２２であり、この受け手段８は第１受け手段
８ａ及び第２受け手段８ｂから構成されており、第１受
け手段８ａば、固定スリット板７を経て得られた位相の
進んだ進み信号２６を出力し、第２受け手段８ｂからは
、固定スリント板７を経て得られた位相の遅れた遅れ信
号２４が得られる。

前述の進み信号２３は、増幅回路２５、波形整形回路２
６、パルス変換回路２７及び出力回路２８を経て出力さ
れ、このパルス変換回路２７にて、分解能の低い第１信
号２９及びこの第１信号２９より高い分解能を有する第
２信号６０が得られるように構成されている。

前述の遅れ信号２４は、増幅回路２５ａ１波形整形回路
２６ａ、パルス変換回路２７ａ及び出力回路２８ａを経
て出力され、このパルス変換回路２７ａにて、分解能の
低い第１信号２９ａ及びこの第１信号２９よりも高い分
解能を有する第２信号３０ａが得られるように構成され
ている。

さらに、第６図で示す構成は、前述のカウント信号処理
回路部２２から得られた第１信号２９及び２９ａ並びに
第２信号３０及び３Ｏａを選択し、いずれか一方を１本
の出力線３１に出力するための信号出力選択手段６２で
あり、この信号出力選択手段３２には、選択信号６３が
入力される選択信号入力部３４が第１ゲート３５の一方
の端子３５ａに接続されると共に、第２ゲート３６の各
端子３６ａ及び３６ｂに入力されている。

前述の第１ゲート３５の他方の端子３５ｂには、分解能
の高い第２信号３０及び３０ａが入力される第２信号入
力部３７が接続されている。

前述の第２ゲート３６の出力は、第３ゲート３８の一方
の端子３８ａに入力されていると共に、この第２ゲート
３６の他方の端子５８ｂには、分解能の低い第１信号２
９及び２９ａが入力される第１信号入力部６９が接続さ
れている。

さらに、前述の第１ゲート３５及び第３ゲート３８の出
力は、増幅回路４ｏに入力され、出力線３１から出力が
得られ、この出力は１個のカウンタ（図示せず）に入力
されて計数処理される。

本発明によるエンコーダ装置は、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。

第２図の構成によるエンコーダ装置の回転体５が回転さ
れると、この回転体５の各トラック１７及び１８を経由
して入射した缶受け手段８ａ及び８ｂからの各信号２３
及び２４は、前述のカウント信号処理回路部２２によっ
て処理され、前述の各出力回路２８及び２８ａからは、
第１信号２９及び２９ａ並び（こ第２信号３ｏ及び３０
ａが得られ、第１図に示す波形図の通り、例えば、第１
信号２９及び２９ａは２５６　Ｈｚ１第２信号３０及び
３０ａは４倍の１０２４Ｈｚに設定すると、実験の結果
、好適な制御が得られた。

前述の第１信号２９及び２９ａ並びに第２信号３０及び
３０ａは、第６図で示す信号出力選択手段３２の、第１
信号人力部３９及び第２信号入力部３７に各々入力され
る。前述の状態で選択信号入力部３４から、Ｈ又はＬの
選択信号３３を入力すると、各ゲート５５．６６及び３
８が全てＮＡＮＤゲートであるため、出力線３１からは
、第１信号２９及び２９ａ又は第２信号６０及び３０ａ
が選択的に出力される。

従って、低速回転時には、第２信号３０及び３０ａであ
る１０２４Ｃ／Ｔ　　を用い、高速回転時には、第１信
号２９及び２９ａである２５６Ｃ／Ｔを用いて制御する
ことにより、高精度な回転速度及び回転角度等の検出を
行うことができる。

尚、前述の第１信号２９及び２９ａ並びに第２信号３０
及び３Ｑａのパルス値に、ついては、前述の数値に限る
ことなく、例えばｔｏｏｏｃ／Ｔと４０００Ｃ／Ｔ等、
任意の数値を用いることができる。

又、前述の実施例では、第１信号及び第２信号を作る手
段として、従来構成と同じ回転体のスリット構成を用い
、カウント信号処理回路部２２を用いて、電気的に得る
ようにした場合について述べたが、本発明によるエンコ
ーダ装置は、前述の電気的手段に限らず、例えば、図面
には示していないが、第３図で示す回転体５をヘカウン
ト信号である第１信号２９及び２９ａ並びに第２信号３
０及び３Ｑａ用としての４トラツクのスリット群を形成
させると共に、受け手段８の素子数を増加させることに
よって、前述のカウント信号処理回路部２２を用いるこ
となく、受け手段８から直接、前述の第１信号２９及び
２９ａ並びに第２信号３ｏ及び３０ａを得ることができ
る。

さらに、前述の実施例においては、カウント信号及び基
準信号を出力するための手段とじ二光学的手段の場合に
ついて述べたが、例えば、磁性体で構成したモジュール
形の歯車と基準信号発生用の円板と磁気抵抗効果素子及
びバイアスマグネットとからなる磁気的構成よりなる磁
気的手段又は他の手段等を用いた場合も同等の作用効果
が得られる。又、カウント信号の数も２個に限らず、２
個以上の周波数の異なる信号とすることもてきる。

又、前述の信号出力選択手段も、前述の構成に限らず、
他の回路構成を用いた場合も、同様の作用効果を得るこ
とができる。

さらに、回転体も光学式に限らず、磁気ドラム、ギヤ等
を用いても同等の作用効果を得ることができる。

ｇ０発明の効果 本発明によるエンコーダ装置は、以上のように構成され
ているため、カウント信号を互いに異なるパルス数から
なる低い分解能の第１信号と、高い分解能の第２信号さ
から構成することができ、エンコーダの低速回転時及び
高速回転時のいずれ（こおいても、最も好適な信号を用
いて検出することができる。さらに、前述の第１信号及
び第２信号は、信号出力選択手段によって、極めて簡単
に選択するこさができるため、受け側のカウンタは１個
で対応することができ、出力信号のリード線が１本でよ
く、極めて簡単なハードウェアで、多種の分解能の信号
を受けることができると共に、高速時及び低速時の制御
を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は、本発明によるエンコーダ装置を示
すためのもので、第１図は波形図、第２図は断面図、第
３図は第２図の要部を示す平面図、第４図は第３図の部
分的拡大平面図、第５図はカウント信号処理回路部を示
す回路図、第６図は信号出力選択手段を示す回路図、第
７図は従来のエンコーダ装置の出力信号を示す波形図で
ある。 ２は基台、４は回転軸、５は回転体、７は固定スリット
板、８は受け手段（受光素子）、１１は発光素子、１７
は第１トラツク、１８は第２トラツク、１９は第６トラ
ツク、２２はカウント信号処理回路部、２３は進み信号
、２４は遅れ信号、２９及び２９ａは第１信号、３０及
び３２ａは第２信号、３２は信号出力選択手段である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体（５）の回転に伴い、受け手段（８）から
   得られる基準信号とカウント信号を用いて、回転軸（４
   ）の回転角度及び回転速度を検出するようにしたエンコ
   ーダ装置において、前記カウント信号を少なくとも分解
   能の低い第１信号及び前記第１信号よりは高い分解能の
   第２信号で構成すると共に、前記第１及び第２信号を選
   択的に出力するための信号出力選択手段（３２）を有す
   ることを特徴とするエンコーダ装置。
2. （２）前記第１信号及び第２信号は、カウント信号処理
   回路部（２２）によって得られるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のエンコーダ装置。
3. （３）前記回転体（５）には、前記第１信号及び第２信
   号に対応する複数のトラックを設け、前記受け手段（８
   ）から直接出力されるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のエンコーダ装置。
4. （４）前記回転体（５）に設けられ、前記カウント信号
   を発生させるためのスリット群を有し、前記受け手段（
   ８）は受光素子よりなることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項乃至第３項の何れかに記載のエンコーダ装置。