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公開番号2024159212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023075057
出願日2023-04-28
発明の名称ロータリエンコーダの異常検出方法及びロータリエンコーダ
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01D 5/244 20060101AFI20241031BHJP(測定;試験)
要約【課題】位置検出の異常を検出するロータリエンコーダの異常検出方法及びロータリエンコーダを提供する。
【解決手段】回転軸とともに回転し、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンを有する円板と、前記回転軸とともに回転する磁石と、前記インクリメンタルパターンを検出して前記回転軸の相対位置を示す信号を出力し、前記アブソリュートパターンを検出して前記回転軸の絶対位置を示す信号を出力する光センサと、前記磁石の磁界の向きを示す信号を出力する磁気センサと、を備え、前記回転軸の回転を検出するロータリエンコーダの異常検出方法であって、初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、ロータリエンコーダの異常検出方法。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸とともに回転し、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンを有する円板と、
前記回転軸とともに回転する磁石と、
前記インクリメンタルパターンを検出して前記回転軸の相対位置を示す信号を出力し、前記アブソリュートパターンを検出して前記回転軸の絶対位置を示す信号を出力する光センサと、
前記磁石の磁界の向きを示す信号を出力する磁気センサと、を備え、
前記回転軸の回転を検出するロータリエンコーダの異常検出方法であって、
初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、
ロータリエンコーダの異常検出方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記回転軸の前記相対位置を示す信号に基づいて、前記回転軸の回転速度を検出し、
前記回転軸の回転速度が閾値よりも高速で回転する場合、
初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、
請求項１に記載のロータリエンコーダの異常検出方法。
【請求項３】
前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きが切り替わる際、前記一回転位置が所定の範囲内であるか否かを判定し、
所定の範囲外である場合、前記ロータリエンコーダの異常と判定する、
請求項１または請求項２に記載のロータリエンコーダの異常検出方法。
【請求項４】
オフセット値を格納する不揮発メモリを備え、
前記回転軸の回転速度が閾値よりも高速で回転する場合、
前記一回転位置を前記オフセット値で補正した補正後一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、
請求項１または請求項２に記載のロータリエンコーダの異常検出方法。
【請求項５】
前記回転軸の回転速度が閾値よりも低速で回転する場合、
初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、
請求項１または請求項２に記載のロータリエンコーダの異常検出方法。
【請求項６】
前記回転軸の回転速度が閾値よりも低速で回転する場合、
初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、
請求項１または請求項２に記載のロータリエンコーダの異常検出方法。
【請求項７】
回転軸とともに回転し、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンを有する円板と、
前記回転軸とともに回転する磁石と、
前記インクリメンタルパターンを検出して前記回転軸の相対位置を示す信号を出力し、前記アブソリュートパターンを検出して前記回転軸の絶対位置を示す信号を出力する光センサと、
前記磁石の磁界の向きを示す信号を出力する磁気センサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、異常を検出する異常検出部と、を有する、
ロータリエンコーダ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリエンコーダに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンコーダの回転体１回転で１周期となるような２値乱数信号（以下、Ｍ系列信号という）を出力するＭ系列信号出力手段と、エンコーダの回転体１回転で任意の分解能の数だけ出力され、かつ、デューティが５０％のＡパルス信号およびこのＡパルス信号に対し１周期の１／４だけずれたＢパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記Ｍ系列信号を位置データに変換する変換手段と、前記Ａパルス信号およびＢパルス信号を計数する計数手段とを備え、電源投入時に前記変換手段を用いて初期位置検出を行ない、その後、この初期位置検出値に前記計数手段からの出力を加算することにより、位置検出を常時可能にしたエンコーダにおいて、１回転で１パルスだけ同じ位置で発生するＺパルス信号を出力するＺパルス信号出力手段と、このＺパルス信号から位置を検出する位置検出手段とを設け、エンコーダの回転体が停止時を含む低速で回転中の場合は、前記Ｍ系列信号を用いて初期位置検出を行ない、エンコーダの回転体が高速で回転中の場合は、前記Ｚパルス信号を用いて初期位置検出を行なうことを特徴とするエンコーダの初期位置検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３６８０９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたエンコーダにおいて、回転角度の高分解能を実現する場合、Ｍ系列信号１個あたりの受光素子の面積が小さくなる。このため、回路の浮遊容量（寄生容量）等の影響によって、受光素子で検出した信号に遅れが生じるおそれがある。よって、高速回転時の回転角度の検出が困難であり、高速回転時の位置ずれの異常を検出できないおそれがある。
【０００５】
そこで、上記課題に鑑み、位置検出の異常を好適に検出するロータリエンコーダの異常検出方法及びロータリエンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、回転軸とともに回転し、アブソリュートパターン及びインクリメンタルパターンを有する円板と、前記回転軸とともに回転する磁石と、前記インクリメンタルパターンを検出して前記回転軸の相対位置を示す信号を出力し、前記アブソリュートパターンを検出して前記回転軸の絶対位置を示す信号を出力する光センサと、前記磁石の磁界の向きを示す信号を出力する磁気センサと、を備え、前記回転軸の回転を検出するロータリエンコーダの異常検出方法であって、初期一回転位置及び前記光センサから出力された前記回転軸の絶対位置を示す信号に基づいて算出された一回転位置と、前記磁気センサから出力された前記磁石の磁界の向きを示す信号と、に基づいて、前記ロータリエンコーダの異常を検出する、ロータリエンコーダの異常検出方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
上述の実施形態によれば、位置検出の異常を好適に検出するロータリエンコーダの異常検出方法及びロータリエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
ロータリエンコーダの断面図である。
ロータリエンコーダの回転体を上面からみた図である。
アブソリュートエンコーダにおける機能ブロック図の一例である。
インクリメンタルエンコーダにおける機能ブロック図の一例である。
ロータリエンコーダの制御の一例を示すフローチャートである。
異常検出部の機能ブロック図の一例である。
一回転位置検出値及びＺパルスの一例を示すグラフである。
異常検出部の機能ブロック図の他の一例である。
一回転位置検出値及びＺパルスの他の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
ロータリエンコーダについて、図１及び図２を用いて説明する。図１は、ロータリエンコーダの断面図である。図２は、ロータリエンコーダの回転体を上面からみた図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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