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公開番号2024091481
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2023204786,2022207340
出願日2023-12-04,2022-12-23
発明の名称エンコーダ
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01D 5/245 20060101AFI20240627BHJP(測定;試験)
要約【課題】誤差の発生を抑制するエンコーダを提供する。
【解決手段】回転位置の測定対象に取り付けられる磁石と、バルクハウゼン特性を利用して、前記磁石の磁気エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、前記磁石の磁化極性を測定する磁気センサと、前記発電素子の発電極性と、前記磁気センサの磁化極性と、前回推定した回転位置に基づいて、前記測定対象の回転カウント及び回転位置を推定する推定部と、前記推定部が推定した前記回転カウント及び前記回転位置を保存する不揮発性の記憶部と、を有し、前記推定部は、前記発電極性が+であって、前記磁化極性がNである場合、前記回転位置が第1象限であると推定し、前記発電極性が+であって、前記磁化極性がSである場合、前記回転位置が第2象限であると推定し、前記発電極性が-であって、前記磁化極性がSである場合、前記回転位置が第3象限であると推定し、前記発電極性が-であって、前記磁化極性がNである場合、前記回転位置が第4象限であると推定するエンコーダ。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
回転位置の測定対象に取り付けられる磁石と、
バルクハウゼン特性を利用して、前記磁石の磁気エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、
前記磁石の磁化極性を測定する磁気センサと、
前記発電素子の発電極性と、前記磁気センサの磁化極性と、前回推定した回転位置に基づいて、前記測定対象の回転カウント及び回転位置を推定する推定部と、
前記推定部が推定した前記回転カウント及び前記回転位置を保存する不揮発性の記憶部と、
を有し、
前記推定部は、
前記発電極性が＋であって、前記磁化極性がＮである場合、前記回転位置が第１象限であると推定し、
前記発電極性が＋であって、前記磁化極性がＳである場合、前記回転位置が第２象限であると推定し、
前記発電極性が－であって、前記磁化極性がＳである場合、前記回転位置が第３象限であると推定し、
前記発電極性が－であって、前記磁化極性がＮである場合、前記回転位置が第４象限であると推定する、
エンコーダ。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記回転位置は、９０度の分解能を有する、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記推定部は、前記発電素子が発電したときに、前記回転カウント及び前記回転位置を推定する、
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記推定部は、前記発電素子が発電したときに、前回前記発電素子が発電したときの前記回転位置を前回回転位置として前記記憶部から読み出し、前記前回回転位置と、前記発電素子の発電極性と前記磁気センサの磁化極性とに基づいて、前記回転位置を推定する、
請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記推定部は、前記発電素子が発電したときに、前回前記発電素子が発電したときの前記回転位置を前回回転位置として前記記憶部から読み出し、前記前回回転位置と、前記発電素子の発電極性と前記磁気センサの磁化極性とに基づいて、前記回転カウントを更新する、
請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記推定部は、前記発電素子が発電不良を起こして、前記回転カウントに誤差が生じた場合、前記回転カウントを補正する、
請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記推定部は、補正テーブルに基づいて、前記回転カウントを補正する、
請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
角度位置センサを更に備える、
請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記推定部は、前記角度位置センサに電源が供給されたときに、最後に推定した前記回転位置と、前記角度位置センサが検出した回転位置と、に基づいて、前記回転位置を推定する、
請求項８に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記推定部は、前記角度位置センサに電源が供給されたときに、最後に推定した前記回転位置と、前記角度位置センサが検出した回転位置と、に基づいて、前記回転カウントを補正する、
請求項９に記載のエンコーダ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンコーダに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、１つのパルスワイヤ（ウィーガンドワイヤ）センサを有するセグメントカウンタと精密位置センサとを同期させるための方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５７３０８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッテリレスエンコーダとして、バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子を利用する場合がある。バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子はヒステリシスを有している。バルクハウゼン特性を利用して発電する発電素子はヒステリシスを有するため、一方向で発電した後に、十分な磁気飽和に達していない場合に反対方向の発電量が少なくなる場合がある。発電素子において、発電量が少ないと、エンコーダの回転誤差が発生する場合がある。
【０００５】
本開示は、誤差の発生を抑制するエンコーダを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、回転位置の測定対象に取り付けられる磁石と、バルクハウゼン特性を利用して、前記磁石の磁気エネルギーを電気パルスに変換する発電素子と、前記磁石の磁化極性を測定する磁気センサと、前記発電素子の発電極性と、前記磁気センサの磁化極性と、前回推定した回転位置に基づいて、前記測定対象の回転カウント及び回転位置を推定する推定部と、前記推定部が推定した前記回転カウント及び前記回転位置を保存する不揮発性の記憶部と、を有し、前記推定部は、前記発電極性が＋であって、前記磁化極性がＮである場合、前記回転位置が第１象限であると推定し、前記発電極性が＋であって、前記磁化極性がＳである場合、前記回転位置が第２象限であると推定し、前記発電極性が－であって、前記磁化極性がＳである場合、前記回転位置が第３象限であると推定し、前記発電極性が－であって、前記磁化極性がＮである場合、前記回転位置が第４象限であると推定するエンコーダを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のエンコーダによれば、誤差の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータシステムを説明する図である。
図２は、第１実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータの構成を説明する図である。
図３は、第１実施形態に係るエンコーダの回路構成を説明する図である。
図４は、第１実施形態に係るエンコーダの回路構成を説明する図である。
図５は、第１実施形態に係るエンコーダの回路構成を説明する図である。
図６は、第１実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。
図７は、第１実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。
図８は、第１実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図９は、第１実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図１０は、第１実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図１１は、第１実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図１２は、第２実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータの構成を説明する図である。
図１３は、第２実施形態に係るエンコーダの構成について説明する図である。
図１４は、第２実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図１５は、第２実施形態に係るエンコーダの動作について説明する図である。
図１６は、第２実施形態に係るエンコーダの処理を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
【００１０】
≪第１実施形態≫
＜サーボモータシステム＞
最初に、本実施形態に係るエンコーダを用いるサーボモータシステムについて説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダ１２を用いるサーボモータシステム１を説明する図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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