[第1実施形態]
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す図である。このエンコーダ装置ECは、移動部の位置情報(移動位置情報)を検出する。エンコーダ装置ECは、例えばロータリーエンコーダである。移動部は、例えばモータM(動力供給部)の回転軸SFであり、移動部の移動は、例えば所定の軸まわりの回転である。また、移動部の位置情報は、例えば、回転軸SFの回転位置情報である。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an encoder device EC according to the present embodiment. This encoder device EC detects the position information (moving position information) of the moving unit. The encoder device EC is, for example, a rotary encoder. The moving unit is, for example, the rotation axis SF of the motor M (power supply unit), and the movement of the moving unit is, for example, rotation around a predetermined axis. Further, the position information of the moving portion is, for example, the rotation position information of the rotation axis SF.
回転軸SFは、例えばモータMのシャフト(回転子)であるが、モータMのシャフトに変速機などの動力伝達部を介して接続されるとともに負荷に接続される作用軸(出力軸)であってもよい。エンコーダ装置ECが検出した回転位置情報は、モータ制御部MCに供給される。モータ制御部MCは、エンコーダ装置ECから供給された回転位置情報を使って、モータMの回転を制御する。モータ制御部MCは、回転軸SFの回転を制御する。なお、エンコーダ装置ECは、例えばリニアエンコーダでもよく、リニアモータ、平面モータなどの動力駆動部の移動部(移動軸)の位置情報(移動位置情報)を検出してもよい。
The rotary shaft SF is, for example, a shaft (rotor) of the motor M, but is an action shaft (output shaft) connected to the shaft of the motor M via a power transmission unit such as a transmission and connected to a load. You may. The rotation position information detected by the encoder device EC is supplied to the motor control unit MC. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M by using the rotation position information supplied from the encoder device EC. The motor control unit MC controls the rotation of the rotation shaft SF. The encoder device EC may be, for example, a linear encoder, and may detect position information (moving position information) of a moving unit (moving axis) of a power driving unit such as a linear motor or a flat motor.
エンコーダ装置ECは、位置検出モジュール1(位置検出ユニット)と、バッテリーモジュール2(バッテリーユニット)と、接続部3とを備える。位置検出モジュール1は、検出部4(測定部、センサ部)および処理基板部5を備える。検出部4は、例えばセンサによって、回転軸SFを検出する。処理基板部5は、検出部4の検出結果を処理し、回転軸SFの回転位置情報を算出する。バッテリーモジュール2は、バッテリー6を備え、バッテリー6から検出部4や処理基板部5へ電力を供給する。
The encoder device EC includes a position detection module 1 (position detection unit), a battery module 2 (battery unit), and a connection unit 3. The position detection module 1 includes a detection unit 4 (measurement unit, sensor unit) and a processing board unit 5. The detection unit 4 detects the rotation axis SF by, for example, a sensor. The processing board unit 5 processes the detection result of the detection unit 4 and calculates the rotation position information of the rotation axis SF. The battery module 2 includes a battery 6, and supplies electric power from the battery 6 to the detection unit 4 and the processing board unit 5.
バッテリーモジュール2と位置検出モジュール1とは、例えば、互いに独立したモジュール(ユニット)であり、互いに固定されてエンコーダ装置ECへ組み立てられる。例えば、バッテリーモジュール2と位置検出モジュール1とは、互いに独立したモジュールとして製造され、モータMまで搬送された後、回転軸SFに取り付けられる際に互いに固定される。
The battery module 2 and the position detection module 1 are, for example, modules (units) that are independent of each other, are fixed to each other, and are assembled to the encoder device EC. For example, the battery module 2 and the position detection module 1 are manufactured as modules independent of each other, are transported to the motor M, and are fixed to each other when attached to the rotary shaft SF.
接続部3は、エンコーダ装置ECが回転軸SFに取り付けられる際に、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定されることによって、位置検出モジュール1の第1端子7とバッテリーモジュール2の第2端子8とを電気的に接続する。例えば、接続部3は、バッテリーモジュール2と位置検出モジュール1とが回転軸SFに取り付けられる際に、第1端子7と第2端子8との間に取り付けられる。また、エンコーダ装置ECが回転軸SFに取り付けられる前において、バッテリーモジュール2のバッテリー6は、第1端子7と第2端子8との電気的な接続が切断された状態(非固定状態)であるため、処理基板部5へ電力を供給することができず、例えば待機電力による電力の消耗が抑制される。したがって、例えば、接続部3は、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定された固定状態(例、エンコーダ装置ECが回転軸SFに取り付けられた状態)において第1端子7と第2端子8とを電気的に接続し、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定されていない非固定状態において第1端子7と第2端子8とを電気的に接続しない。
When the encoder device EC is attached to the rotating shaft SF, the connection portion 3 has the position detection module 1 and the battery module 2 fixed to each other, so that the first terminal 7 of the position detection module 1 and the battery module 2 are fixed to each other. The two terminals 8 are electrically connected. For example, the connection portion 3 is attached between the first terminal 7 and the second terminal 8 when the battery module 2 and the position detection module 1 are attached to the rotating shaft SF. Further, before the encoder device EC is attached to the rotating shaft SF, the battery 6 of the battery module 2 is in a state in which the electrical connection between the first terminal 7 and the second terminal 8 is disconnected (non-fixed state). Therefore, it is not possible to supply power to the processing board unit 5, and for example, power consumption due to standby power is suppressed. Therefore, for example, the connection unit 3 has the first terminal 7 and the second terminal in a fixed state in which the position detection module 1 and the battery module 2 are fixed to each other (for example, the encoder device EC is attached to the rotating shaft SF). 8 is electrically connected, and the first terminal 7 and the second terminal 8 are not electrically connected in a non-fixed state in which the position detection module 1 and the battery module 2 are not fixed to each other.
以下、エンコーダ装置ECの各部について説明する。位置検出モジュール1は、回転軸SFの回転位置情報を検出する。本実施形態におけるエンコーダ装置ECは、多回転アブソリュートエンコーダであり、回転軸SFの回転の数を示す多回転情報、および1回転未満の角度位置(回転角)を示す角度位置情報を含む回転位置情報を検出する。位置検出モジュール1は、回転軸SFの多回転情報を検出する多回転情報検出部1A、及び回転軸SFの角度位置を検出する角度検出部1Bを備える。
Hereinafter, each part of the encoder device EC will be described. The position detection module 1 detects the rotation position information of the rotation axis SF. The encoder device EC in the present embodiment is a multi-rotation absolute encoder, and includes multi-rotation information indicating the number of rotations of the rotation axis SF and angular position information indicating an angular position (rotation angle) of less than one rotation. Is detected. The position detection module 1 includes a multi-rotation information detection unit 1A for detecting the multi-rotation information of the rotation axis SF, and an angle detection unit 1B for detecting the angle position of the rotation axis SF.
位置検出モジュール1の少なくとも一部(例、角度検出部1B)は、例えば、通常状態において、第1電源9から供給される電力によって回転軸SFの回転位置情報を検出する。第1電源9は、例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置(例、駆動装置、ステージ装置、ロボット装置)の主電源であり、通常状態において回転軸SFの駆動に消費される電力を供給する。例えば、モータ制御部MCは、エンコーダ装置ECの検出結果に基づいて、第1電源9からの電力を調整してモータMに供給することで、回転軸SFの回転を制御する。
At least a part of the position detection module 1 (eg, the angle detection unit 1B) detects the rotation position information of the rotation axis SF by the electric power supplied from the first power source 9 in a normal state, for example. The first power source 9 is, for example, the main power source of a device (eg, drive device, stage device, robot device) on which the encoder device EC is mounted, and supplies power consumed for driving the rotary shaft SF in a normal state. .. For example, the motor control unit MC controls the rotation of the rotating shaft SF by adjusting the electric power from the first power source 9 and supplying it to the motor M based on the detection result of the encoder device EC.
位置検出モジュール1は、第1電源9の電力が投入されている状態(第1電源9がオンになっている状態、通常状態)で、第1電源9から電力の供給を受けて動作する。また、第1電源9が位置検出モジュール1に投入されている状態において、角度検出部1B(又はその回路)は動作できる。例えば、第1電源9が位置検出モジュール1に投入された通常状態になった場合に、角度検出部1Bは角度位置情報の検出(例、演算)を開始し、同様に多回転情報検出部1Aも多回転情報の検出(例、センサによる検出、検出結果の処理、演算)を開始する。
The position detection module 1 operates by receiving power from the first power supply 9 in a state where the power of the first power supply 9 is turned on (a state in which the first power supply 9 is on, a normal state). Further, the angle detection unit 1B (or its circuit) can operate while the first power supply 9 is turned on in the position detection module 1. For example, when the first power supply 9 is in the normal state when the position detection module 1 is turned on, the angle detection unit 1B starts detecting the angle position information (eg, calculation), and similarly, the multi-rotation information detection unit 1A Also starts the detection of multi-rotation information (eg, detection by sensor, processing of detection result, calculation).
また、位置検出モジュール1の少なくとも一部(例、多回転情報検出部1A)は、例えば、第1電源9からの電力の供給が遮断された状態(例、第1電源9が投入されていない状態、第1電源9がオフになっている状態、バックアップ状態)において、第1電源9とは異なる第2電源(例、バッテリー6)から供給される電力によって動作する。例えば、位置検出モジュール1に対して第1電源9からの電力の供給が断たれた状態において、電力供給部10は、位置検出モジュール1の少なくとも一部(例、多回転情報検出部1A)に対して検出信号をもとに断続的(間欠的、選択的)に電力を供給し、位置検出モジュール1は、電力供給部10から電力が供給された際に回転軸SFの回転位置情報の少なくとも一部(例、多回転情報)を検出する。
Further, at least a part of the position detection module 1 (eg, the multi-rotation information detection unit 1A) is in a state where the power supply from the first power supply 9 is cut off (eg, the first power supply 9 is not turned on). In the state (state, state in which the first power source 9 is turned off, backup state), the operation is performed by the power supplied from the second power source (eg, battery 6) different from the first power source 9. For example, in a state where the power supply from the first power source 9 is cut off to the position detection module 1, the power supply unit 10 supplies at least a part of the position detection module 1 (eg, the multi-rotation information detection unit 1A). On the other hand, power is intermittently (intermittently, selectively) supplied based on the detection signal, and the position detection module 1 receives at least the rotation position information of the rotation axis SF when power is supplied from the power supply unit 10. Detect a part (eg, multi-turn information).
また、第1電源9が投入されていない状態において、多回転情報検出部1A(又はその回路)は動作できる。例えば、第1電源9が投入されていなく第2電源から電力が供給されたバックアップ状態になった場合に、多回転情報検出部1Aは多回転情報の検出を継続するが、角度検出部1Bは角度位置情報の検出を停止する。このように、多回転情報検出部1Aは、検出信号に基づき、電源(第1電源9、バッテリー6等の第2電源など)のオンオフ状態(通常状態およびバックアップ状態)に関係なく、多回転情報の検出を行う。
Further, the multi-rotation information detection unit 1A (or its circuit) can operate when the first power supply 9 is not turned on. For example, when the first power supply 9 is not turned on and the power is supplied from the second power supply to the backup state, the multi-rotation information detection unit 1A continues to detect the multi-rotation information, but the angle detection unit 1B Stops the detection of angular position information. In this way, the multi-rotation information detection unit 1A is based on the detection signal, regardless of the on / off state (normal state and backup state) of the power supply (first power source 9, second power source such as battery 6), multi-rotation information. Is detected.
多回転情報検出部1Aは、例えば、磁気式の検出部であり、磁気によって多回転情報を検出する。多回転情報検出部1Aは、例えば、磁石11、磁気センサ12、処理部13、及び記憶部14を備える。位置検出モジュール1は、例えば、検出部4が磁気センサ12を含み、処理基板部5が処理部13を含むように構成される。処理基板部5は、記憶部14を含んでもよいし、記憶部14を含まなくてもよい。例えば、記憶部14は、処理基板部5以外の部分に設けられてもよい。
The multi-rotation information detection unit 1A is, for example, a magnetic detection unit, and detects multi-rotation information by magnetism. The multi-rotation information detection unit 1A includes, for example, a magnet 11, a magnetic sensor 12, a processing unit 13, and a storage unit 14. The position detection module 1 is configured such that, for example, the detection unit 4 includes the magnetic sensor 12 and the processing board unit 5 includes the processing unit 13. The processing board unit 5 may or may not include the storage unit 14. For example, the storage unit 14 may be provided in a portion other than the processing substrate portion 5.
磁石11は、回転軸SFに固定された円板15(第1の回転体、第1の移動体)に設けられる。円板15は回転軸SFとともに回転するため、磁石11は回転軸SFと連動して回転(移動)する。磁石11は回転軸SFの外部に固定され、磁石11および磁気センサ12は、回転軸SFの回転によって互いの相対位置が変化する。磁石11が形成する磁気センサ12上の磁界の強さおよび向きは、回転軸SFの回転によって変化する。
The magnet 11 is provided on a disk 15 (first rotating body, first moving body) fixed to the rotating shaft SF. Since the disk 15 rotates together with the rotation axis SF, the magnet 11 rotates (moves) in conjunction with the rotation axis SF. The magnet 11 is fixed to the outside of the rotating shaft SF, and the relative positions of the magnet 11 and the magnetic sensor 12 change with each other due to the rotation of the rotating shaft SF. The strength and direction of the magnetic field on the magnetic sensor 12 formed by the magnet 11 changes with the rotation of the rotation axis SF.
磁気センサ12は、磁石11が形成する磁界を検出し、処理部13は、磁石が形成する磁界を磁気センサ12が検出した結果に基づいて、回転軸SFの位置情報(例、多回転情報)を検出(算出)する。処理部13は、例えば、多回転情報を処理する多回転処理部である。記憶部14は、処理部13からの位置情報(例、多回転情報)の記憶指示(データの書き込み指令)に基づいて、処理部13が検出して処理した位置情報を記憶する。なお、磁石11は磁気センサ12又は信号発生部16に対して相対的な移動が可能であればよく、磁石11ではなく磁気センサ12が円板15に設けられる構成でもよい。
The magnetic sensor 12 detects the magnetic field formed by the magnet 11, and the processing unit 13 detects the magnetic field formed by the magnet by the magnetic sensor 12, and based on the result, the position information of the rotation axis SF (eg, multi-rotation information). Is detected (calculated). The processing unit 13 is, for example, a multi-rotation processing unit that processes multi-rotation information. The storage unit 14 stores the position information detected and processed by the processing unit 13 based on the storage instruction (data writing command) of the position information (eg, multi-rotation information) from the processing unit 13. The magnet 11 may be movable relative to the magnetic sensor 12 or the signal generating unit 16, and the magnetic sensor 12 may be provided on the disk 15 instead of the magnet 11.
角度検出部1Bは、光学式または磁気式のエンコーダであり、スケールS(第2の回転体、第2の移動体)の一回転内の位置情報(角度位置情報、絶対又は相対位置情報)を検出する。例えば、角度検出部1Bは、光学式のエンコーダである場合、スケールSのパターンニング情報を受光素子で読み取ることにより、回転軸SFの1回転以内の角度位置情報を検出する。スケールSのパターンニング情報は、例えばスケールS上のスリット(透過パターン)又は反射パターン等による明暗のパターンである。角度検出部1Bは、多回転情報検出部1Aの検出対象と同じ回転軸SFの角度位置情報を検出する。
The angle detection unit 1B is an optical or magnetic encoder, and provides position information (angle position information, absolute or relative position information) within one rotation of the scale S (second rotating body, second moving body). To detect. For example, in the case of an optical encoder, the angle detection unit 1B detects the angle position information within one rotation of the rotation axis SF by reading the patterning information of the scale S with the light receiving element. The patterning information of the scale S is, for example, a light / dark pattern due to a slit (transmission pattern) or a reflection pattern on the scale S. The angle detection unit 1B detects the angle position information of the same rotation axis SF as the detection target of the multi-rotation information detection unit 1A.
角度検出部1Bは、スケールS、発光素子21、受光センサ22、及び処理部23を備える。位置検出モジュール1において、例えば、検出部4は受光センサ22を含み、処理基板部5は処理部23を含む。処理部23は、例えば、スケールSの一回転内の位置情報を処理する角度位置処理部である。
The angle detection unit 1B includes a scale S, a light emitting element 21, a light receiving sensor 22, and a processing unit 23. In the position detection module 1, for example, the detection unit 4 includes a light receiving sensor 22, and the processing board unit 5 includes a processing unit 23. The processing unit 23 is, for example, an angular position processing unit that processes position information within one rotation of the scale S.
スケールSは、回転軸SFに固定されて設けられている。スケールSは、インクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSを含む。なお、スケールSは、円板15に設けられてもよいし、円板15と一体化された部材であってもよい。この場合、例えば、インクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSの一方または双方は、円板15において磁石11と同じ側の面又は反対側の面に設けられていてもよい。また、インクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSの一方または双方は、磁石11の位置に対して内側と外側との少なくとも一方に設けられていてもよい。
The scale S is fixedly provided on the rotation axis SF. The scale S includes an incremental pattern INC and an absolute pattern ABS. The scale S may be provided on the disk 15 or may be a member integrated with the disk 15. In this case, for example, one or both of the incremental pattern INC and the absolute pattern ABS may be provided on the same side surface or the opposite side surface of the magnet 11 on the disk 15. Further, one or both of the incremental pattern INC and the absolute pattern ABS may be provided on at least one of the inside and the outside with respect to the position of the magnet 11.
発光素子21(照射部、発光部)は、スケールSのインクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSに光を照射する。受光センサ22(光検出部)は、発光素子21から照射されインクリメンタルパターンINCを経由した光、及び発光素子21から照射されアブソリュートパターンABSを経由した光を検出する。図1において、角度検出部1Bは透過型であり、受光センサ22は、スケールSを透過した光を検出する。角度検出部1Bは反射型であってもよく、この場合、受光センサ22は、スケールSで反射した光を検出する。
The light emitting element 21 (irradiating unit, light emitting unit) irradiates the incremental pattern INC and the absolute pattern ABS of the scale S with light. The light receiving sensor 22 (photodetector) detects light emitted from the light emitting element 21 and passing through the incremental pattern INC, and light emitted from the light emitting element 21 and passed through the absolute pattern ABS. In FIG. 1, the angle detection unit 1B is a transmission type, and the light receiving sensor 22 detects the light transmitted through the scale S. The angle detection unit 1B may be of a reflection type, in which case the light receiving sensor 22 detects the light reflected by the scale S.
受光センサ22は、検出結果を示す信号を処理部23へ供給する。処理部23は、受光センサ22の検出結果を使って、回転軸SFの角度位置を検出する。例えば、処理部23は、アブソリュートパターンABSからの光を検出した結果を使って第1分解能の角度位置情報を検出する。また、処理部23は、インクリメンタルパターンINCからの光を検出した結果を使って、第1分解能の角度位置情報に内挿演算を行うことにより、第1分解能よりも高い第2分解能の角度位置情報を検出する。
The light receiving sensor 22 supplies a signal indicating the detection result to the processing unit 23. The processing unit 23 detects the angular position of the rotation axis SF by using the detection result of the light receiving sensor 22. For example, the processing unit 23 detects the angular position information of the first resolution by using the result of detecting the light from the absolute pattern ABS. Further, the processing unit 23 uses the result of detecting the light from the incremental pattern INC to perform an interpolation calculation on the angular position information of the first resolution, thereby performing the angular position information of the second resolution higher than the first resolution. Is detected.
本実施形態において、エンコーダ装置ECは、信号処理部25を備える。信号処理部25は、処理部13から出力される信号、及び処理部23から出力される信号を処理する。信号処理部25は、合成部26および通信部27を備える。信号処理部25は、例えば、その少なくとも一部が処理基板部5に設けられる。信号処理部25の少なくとも一部は、処理基板部5と別の部分に設けられてもよい。
In the present embodiment, the encoder device EC includes a signal processing unit 25. The signal processing unit 25 processes the signal output from the processing unit 13 and the signal output from the processing unit 23. The signal processing unit 25 includes a synthesis unit 26 and a communication unit 27. For example, at least a part of the signal processing unit 25 is provided on the processing board unit 5. At least a part of the signal processing unit 25 may be provided in a portion different from the processing board unit 5.
合成部26は、処理部23が検出した第2分解能の角度位置情報を取得する。また、合成部26は、多回転情報検出部1Aの記憶部14から回転軸SFの多回転情報を取得する。合成部26は、処理部23からの角度位置情報、及び多回転情報検出部1Aからの多回転情報を合成し、回転軸SFの回転位置情報を算出する。例えば、処理部23の検出結果がθ[rad]であり、多回転情報検出部1Aの検出結果がn回転である場合に、合成部26は、回転位置情報として(2π×n+θ)[rad]を算出する。回転位置情報は、多回転情報と、1回転未満の角度位置情報とを組にした情報でもよい。
The synthesizing unit 26 acquires the angle position information of the second resolution detected by the processing unit 23. Further, the synthesis unit 26 acquires the multi-rotation information of the rotation axis SF from the storage unit 14 of the multi-rotation information detection unit 1A. The synthesis unit 26 synthesizes the angle position information from the processing unit 23 and the multi-rotation information from the multi-rotation information detection unit 1A, and calculates the rotation position information of the rotation axis SF. For example, when the detection result of the processing unit 23 is θ [rad] and the detection result of the multi-rotation information detection unit 1A is n rotations, the synthesis unit 26 uses (2π × n + θ) [rad] as the rotation position information. Is calculated. The rotation position information may be information that is a combination of multi-rotation information and angle position information of less than one rotation.
そして、合成部26は、算出した回転位置情報を通信部27に送信する。通信部27(外部通信部、外部接続インターフェース)は、有線または無線によって、モータ制御部MCの通信部MC1と通信可能に接続されている。通信部27は、デジタル形式の回転位置情報を、モータ制御部MCの通信部MC1に供給する。モータ制御部MCは、角度検出部1Bの通信部27からの回転位置情報を適宜復号する。モータ制御部MCは、回転位置情報を使ってモータMへ供給される電力(駆動電力)を制御することにより、モータMの回転を制御する。
Then, the synthesis unit 26 transmits the calculated rotation position information to the communication unit 27. The communication unit 27 (external communication unit, external connection interface) is communicably connected to the communication unit MC1 of the motor control unit MC by wire or wirelessly. The communication unit 27 supplies the rotation position information in digital format to the communication unit MC1 of the motor control unit MC. The motor control unit MC appropriately decodes the rotation position information from the communication unit 27 of the angle detection unit 1B. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M by controlling the electric power (driving power) supplied to the motor M using the rotation position information.
本実施形態において、エンコーダ装置ECは、電力供給部10(後の図3にも示す)を備える。電力供給部10は、第1電源9からの電力の供給が遮断された状態(例、第1電源9が投入されていない状態、第1電源9がオフになっている状態、バックアップ状態)において、電力を供給する。電力供給部10は、接続部3、信号発生部16、切替部28、及びバッテリー6(電池)を備える。
In the present embodiment, the encoder device EC includes a power supply unit 10 (also shown in FIG. 3 below). The power supply unit 10 is in a state where the power supply from the first power supply 9 is cut off (for example, a state in which the first power supply 9 is not turned on, a state in which the first power supply 9 is turned off, a backup state). , Supply power. The power supply unit 10 includes a connection unit 3, a signal generation unit 16, a switching unit 28, and a battery 6 (battery).
信号発生部16は、移動部(例、回転軸SF)の移動(例、回転)に伴う磁界の変化によって電気信号(検出信号)が発生する。この電気信号は、例えば、電力(電流、電圧)が時間変化する波形を含む。信号発生部16には、例えば、回転軸SFの回転に伴って変化する磁界によって、電気信号として検出信号が発生する。例えば、信号発生部16には、多回転情報検出部1Aが回転軸SFの多回転情報の検出に用いる磁石11が形成する磁界の変化によって、検出信号が発生する。信号発生部16は、回転軸SFの回転によって、磁石11との相対的な角度位置が変化するように、配置される。信号発生部16には、例えば、信号発生部16と磁石11との相対位置が所定の位置になった際に、パルス状の電気信号が発生する。
In the signal generation unit 16, an electric signal (detection signal) is generated by a change in the magnetic field accompanying the movement (eg, rotation) of the moving unit (eg, rotation axis SF). This electrical signal includes, for example, a waveform in which electric power (current, voltage) changes with time. In the signal generation unit 16, for example, a detection signal is generated as an electric signal by a magnetic field that changes with the rotation of the rotation axis SF. For example, the signal generation unit 16 generates a detection signal due to a change in the magnetic field formed by the magnet 11 used by the multi-rotation information detection unit 1A to detect the multi-rotation information of the rotation axis SF. The signal generation unit 16 is arranged so that the relative angular position with respect to the magnet 11 changes due to the rotation of the rotation axis SF. For example, when the relative position between the signal generating unit 16 and the magnet 11 becomes a predetermined position, the signal generating unit 16 generates a pulse-shaped electric signal.
バッテリー6は、信号発生部16で発生する検出信号に応じて、位置検出モジュール1で消費される電力の少なくとも一部を供給する。バッテリー6は、例えばボタン型電池、乾電池などの一次電池であるが、リチウムイオン二次電池などの二次電池でもよい。本実施形態のバッテリー6は、例えばボタン型電池であり、第2保持部52(後に図3に示す)に保持される。第2保持部52には、例えば、バッテリー6を収容可能な電池ケース、及びバッテリー6と接続される電極、配線などが設けられる。
The battery 6 supplies at least a part of the power consumed by the position detection module 1 according to the detection signal generated by the signal generation unit 16. The battery 6 is, for example, a primary battery such as a button type battery or a dry battery, but may be a secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The battery 6 of the present embodiment is, for example, a button type battery, and is held by a second holding portion 52 (later shown in FIG. 3). The second holding portion 52 is provided with, for example, a battery case capable of accommodating the battery 6, electrodes connected to the battery 6, wiring, and the like.
切替部28は、信号発生部16で発生した検出信号を制御信号に用いてバッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給の有無を切り替える。例えば、切替部28は、信号発生部16で発生する電気信号のレベルが閾値以上になることでバッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を開始させる。例えば、切替部28は、信号発生部16で閾値以上の検出信号が発生することでバッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を開始させる。
The switching unit 28 uses the detection signal generated by the signal generation unit 16 as a control signal to switch whether or not power is supplied from the battery 6 to the position detection module 1. For example, the switching unit 28 starts supplying electric power from the battery 6 to the position detection module 1 when the level of the electric signal generated by the signal generation unit 16 becomes equal to or higher than the threshold value. For example, the switching unit 28 starts supplying electric power from the battery 6 to the position detection module 1 when the signal generation unit 16 generates a detection signal equal to or higher than the threshold value.
また、切替部28は、信号発生部16で発生する電気信号のレベルが閾値未満になることでバッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を停止させる。例えば、切替部28は、信号発生部16で発生する検出信号が閾値未満になることでバッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を停止させる。例えば、第1電源9からの電力の供給が遮断された状態(バックアップ状態)において、信号発生部16にパルス状の電気信号が発生する場合、切替部28は、この電気信号のレベル(電位)がローレベルからハイレベルに立ち上がった際に、バッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を開始させ、この電気信号のレベル(電位)がローレベルへ変化してから所定の時間経過後に、バッテリー6から位置検出モジュール1への電力の供給を停止させる。
Further, the switching unit 28 stops the supply of electric power from the battery 6 to the position detection module 1 when the level of the electric signal generated by the signal generation unit 16 becomes less than the threshold value. For example, the switching unit 28 stops the supply of electric power from the battery 6 to the position detection module 1 when the detection signal generated by the signal generation unit 16 becomes less than the threshold value. For example, when a pulsed electric signal is generated in the signal generation unit 16 in a state where the power supply from the first power supply 9 is cut off (backup state), the switching unit 28 uses the level (potential) of this electric signal. Starts supplying power from the battery 6 to the position detection module 1 when the power rises from the low level to the high level, and after a predetermined time elapses after the level (potential) of this electric signal changes to the low level, The power supply from the battery 6 to the position detection module 1 is stopped.
なお、電力供給部10は、検出信号の電圧をレギュレータなどで調整した電力を位置検出モジュール1に供給してもよい。例えば、電力供給部10は、検出信号の電圧をレギュレータなどで調整した電力と、バッテリー6からの電力とを併用してあるいは切り替えて、位置検出モジュール1に供給してもよい。
The power supply unit 10 may supply the position detection module 1 with power whose detection signal voltage is adjusted by a regulator or the like. For example, the power supply unit 10 may supply the position detection module 1 with the power whose detection signal voltage is adjusted by a regulator or the like and the power from the battery 6 in combination or by switching.
図2は、本実施形態に係る磁石11、磁気センサ12、及び信号発生部16を示す図である。図2(A)には磁石11、磁気センサ12、及び信号発生部16の斜視図を示し、図2(B)には回転軸SFの方向から見た磁石11、磁気センサ12、及び信号発生部16の平面図を示した。また、図2(C)には、第1磁気センサ12aの回路構成を示した。
FIG. 2 is a diagram showing a magnet 11, a magnetic sensor 12, and a signal generation unit 16 according to the present embodiment. FIG. 2A shows a perspective view of the magnet 11, the magnetic sensor 12, and the signal generation unit 16, and FIG. 2B shows the magnet 11, the magnetic sensor 12, and the signal generation as seen from the direction of the rotation axis SF. The plan view of the part 16 is shown. Further, FIG. 2C shows the circuit configuration of the first magnetic sensor 12a.
磁石11は、回転によって回転軸SFに対する放射方向(径方向)における磁界の向きおよび強さが変化するように構成される。磁石11は、例えば回転軸SFと同軸の円環状の部材である。磁石11の主面(表面および裏面)は、それぞれ、回転軸SFとほぼ垂直である。図2(B)に示すように、磁石11は、4極に着磁した永久磁石である。磁石11は、その内周側と外周側のそれぞれにおいて周方向にN極とS極が並んでおり、内周側と外周側とで位相が180°ずれている。磁石11において、内周側におけるN極とS極との境界は、外周側におけるN極とS極との境界と、周方向の位置(角度位置)がほぼ一致している。
The magnet 11 is configured so that the direction and strength of the magnetic field in the radial direction (diameter direction) with respect to the rotation axis SF change with rotation. The magnet 11 is, for example, an annular member coaxial with the rotation axis SF. The main surfaces (front surface and back surface) of the magnet 11 are substantially perpendicular to the rotation axis SF, respectively. As shown in FIG. 2B, the magnet 11 is a permanent magnet magnetized to four poles. The magnet 11 has N poles and S poles arranged in the circumferential direction on the inner peripheral side and the outer peripheral side, respectively, and the phases of the magnet 11 are 180 ° out of phase between the inner peripheral side and the outer peripheral side. In the magnet 11, the boundary between the north pole and the south pole on the inner peripheral side substantially coincides with the boundary between the north pole and the south pole on the outer peripheral side in the circumferential direction (angle position).
以下の説明において、回転軸SFの先端側(図1のモータMと反対側)から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転という。また、順回転の角度を正の値で表し、逆回転の角度を負の値で表す。なお、回転軸SFの基端側(図1のモータM側)から見た場合の、反時計回りの回転を順回転、時計回りの回転を逆回転と定義してもよい。
In the following description, counterclockwise rotation is referred to as forward rotation and clockwise rotation is referred to as reverse rotation when viewed from the tip side (opposite side of the motor M in FIG. 1) of the rotating shaft SF. The forward rotation angle is represented by a positive value, and the reverse rotation angle is represented by a negative value. Note that the counterclockwise rotation when viewed from the base end side (motor M side in FIG. 1) of the rotation axis SF may be defined as forward rotation, and the clockwise rotation may be defined as reverse rotation.
ここで、磁石11に固定した座標系において、周方向におけるN極とS極との1つの境界の角度位置を位置11aで表し、位置11aから90°回転した角度位置を位置11bで表す。また、位置11bから90°回転した角度位置を位置11cで表し、位置11cから90°回転した位置を位置11dで表す。位置11cは、周方向におけるN極とS極とのもう一つの境界の角度位置である。
Here, in the coordinate system fixed to the magnet 11, the angular position of one boundary between the N pole and the S pole in the circumferential direction is represented by the position 11a, and the angular position rotated by 90 ° from the position 11a is represented by the position 11b. Further, the angular position rotated by 90 ° from the position 11b is represented by the position 11c, and the position rotated by 90 ° from the position 11c is represented by the position 11d. The position 11c is an angular position of another boundary between the north pole and the south pole in the circumferential direction.
位置11aから反時計回りに180°の第1区間において、磁石11の外周側にN極が配置されており、磁石11の内周側にS極が配置されている。この第1区間において、磁界の径方向の向きは、概ね磁石11の外周側から内周側へ向かう向きである。第1区間において、磁界の強さは、位置11bにおいて最大となり、位置11aの近傍および位置11cの近傍で最小となる。
In the first section 180 ° counterclockwise from the position 11a, the north pole is arranged on the outer peripheral side of the magnet 11, and the south pole is arranged on the inner peripheral side of the magnet 11. In this first section, the radial direction of the magnetic field is generally the direction from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the magnet 11. In the first section, the strength of the magnetic field is maximum at position 11b and minimum near position 11a and 11c.
位置11cから反時計回りに180°の第2区間において、磁石11の内周側にN極が配置されており、磁石11の外周側にS極が配置されている。この第2区間において、磁界の径方向の向きは、磁石11の内周側から外周側へ向かう向きである。第2区間において、磁界の強さは、位置11dにおいて最大となり、位置11aの近傍および位置11cの近傍で最小となる。
In the second section 180 ° counterclockwise from the position 11c, the north pole is arranged on the inner peripheral side of the magnet 11, and the south pole is arranged on the outer peripheral side of the magnet 11. In this second section, the radial direction of the magnetic field is the direction from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the magnet 11. In the second section, the strength of the magnetic field is maximum at position 11d and minimum near position 11a and 11c.
このように、磁石11が形成する磁界の径方向の向きは、位置11aにおいて反転し、位置11cにおいて反転する。磁石11は、磁石11の外部に固定された座標系に対し、磁石11の回転に伴って径方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。信号発生部16は、磁石11の主面の法線方向から見て磁石11と重なる位置に配置されている。
As described above, the radial direction of the magnetic field formed by the magnet 11 is reversed at the position 11a and reversed at the position 11c. The magnet 11 forms an alternating magnetic field in which the direction of the magnetic field in the radial direction is reversed as the magnet 11 rotates with respect to the coordinate system fixed to the outside of the magnet 11. The signal generation unit 16 is arranged at a position overlapping the magnet 11 when viewed from the normal direction of the main surface of the magnet 11.
本実施形態において、信号発生部16は、第1信号発生部16aおよび第2信号発生部16bを備える。第1信号発生部16aおよび第2信号発生部16bは、それぞれ、電気信号を発生するユニットであり、磁石11と非接触に設けられる。第1信号発生部16aは、第1感磁性部41および第1発電部42を備える。第1感磁性部41および第1発電部42は、磁石11の外部に固定されており、磁石11の回転に伴って磁石11上の各位置との相対位置が変化する。例えば、図2(B)では、第1信号発生部16aから反時計回りに45°の位置に、磁石11の位置11bが配置されており、この状態から磁石11が順方向(反時計回り)に1回転すると、信号発生部16の近傍を位置11b、位置11c、位置11d、位置11aが、この順に通過する。
In the present embodiment, the signal generation unit 16 includes a first signal generation unit 16a and a second signal generation unit 16b. The first signal generation unit 16a and the second signal generation unit 16b are units that generate electric signals, respectively, and are provided in non-contact with the magnet 11. The first signal generation unit 16a includes a first magnetic sensing unit 41 and a first power generation unit 42. The first magnetic sensitive unit 41 and the first power generation unit 42 are fixed to the outside of the magnet 11, and their relative positions on the magnet 11 change as the magnet 11 rotates. For example, in FIG. 2B, the position 11b of the magnet 11 is arranged at a position 45 ° counterclockwise from the first signal generating unit 16a, and the magnet 11 is in the forward direction (counterclockwise) from this state. When one rotation is made, the position 11b, the position 11c, the position 11d, and the position 11a pass in the vicinity of the signal generation unit 16 in this order.
第1感磁性部41は、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤ(磁性体)である。第1感磁性部41には、磁石11の回転に伴う磁界の変化によって大バルクハウゼンジャンプ(ウィーガンド効果)が生じる。第1感磁性部41は、円柱状の部材であり、その軸方向が磁石11の径方向に設定されている。第1感磁性部41は、その軸方向に交流磁界が印加され磁界が反転する際に、軸方向の一端から他端に向かう磁壁が発生する。
The first magnetically sensitive portion 41 is a magnetically sensitive wire (magnetic material) such as a Wiegand wire. A large bulk Hausen jump (Weigand effect) occurs in the first magnetic sensitive portion 41 due to a change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 11. The first magnetic sensitive portion 41 is a columnar member, and its axial direction is set to the radial direction of the magnet 11. When an alternating magnetic field is applied to the first magnetic field portion 41 in the axial direction and the magnetic field is reversed, a domain wall is generated from one end to the other end in the axial direction.
第1発電部42は、第1感磁性部41に巻き付けられて配置される高密度コイルなどである。第1発電部42には、第1感磁性部41における磁壁の発生に伴って電磁誘導が生じ、誘導電流が流れる。図2(B)に示した磁石11の位置11aまたは位置11cが信号発生部16の近傍を通過する際に、第1発電部42にパルス状の電流(電気信号)が発生する。また、第1発電部42は、大バルクハウゼンジャンプを利用して正パルスや負パルス等の検出パルスを含む検出信号を出力可能であり、外部(例、図1の第1電源9)からの電力供給がなくても動作可能である。
The first power generation unit 42 is a high-density coil or the like that is wound around and arranged around the first magnetic sensitive unit 41. Electromagnetic induction occurs in the first power generation unit 42 with the generation of the domain wall in the first magnetic sensitive unit 41, and an induced current flows through the first power generation unit 42. When the position 11a or the position 11c of the magnet 11 shown in FIG. 2B passes in the vicinity of the signal generation unit 16, a pulsed current (electric signal) is generated in the first power generation unit 42. Further, the first power generation unit 42 can output a detection signal including a detection pulse such as a positive pulse or a negative pulse by using a large Barkhausen jump, and can output a detection signal from the outside (eg, the first power supply 9 in FIG. 1). It can operate without power supply.
第1発電部42に発生する電流の向きは、磁界の反転前後の向きに応じて変化する。例えば、磁石11の外側を向く磁界から内側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きは、磁石11の内側を向く磁界から外側を向く磁界へ反転時に発生する電流の向きの反対になる。第1発電部42に発生する電力(誘導電流)は、例えば高密度コイルの巻き数により設定できる。
The direction of the current generated in the first power generation unit 42 changes according to the direction before and after the reversal of the magnetic field. For example, the direction of the current generated at the time of reversal from the magnetic field facing the outside of the magnet 11 to the magnetic field facing inward is opposite to the direction of the current generated at the time of reversing from the magnetic field facing the inside of the magnet 11 to the magnetic field facing the outside. The electric power (induced current) generated in the first power generation unit 42 can be set by, for example, the number of turns of the high-density coil.
図2(A)に示すように、第1感磁性部41および第1発電部42は、ケース43に収納されている。ケース43には端子43aおよび端子43bが設けられている。第1発電部42の高密度コイルは、その一端が端子43aと接続され、その他端が端子43bと接続されている。第1発電部42で発生した電力は、端子43aおよび端子43bを介して、第1信号発生部16aの外部へ取り出し可能である。
As shown in FIG. 2A, the first magnetic sensitive unit 41 and the first power generation unit 42 are housed in the case 43. The case 43 is provided with terminals 43a and 43b. One end of the high-density coil of the first power generation unit 42 is connected to the terminal 43a, and the other end is connected to the terminal 43b. The electric power generated by the first power generation unit 42 can be taken out to the outside of the first signal generation unit 16a via the terminals 43a and 43b.
第2信号発生部16bは、第1信号発生部16aが配置される角度位置から0°より大きく180°よりも小さい角度をなす角度位置に、配置される。第1信号発生部16aの角度位置と第2信号発生部16bの角度位置との角度は、45°以上135°以下の範囲から選択され、図2(B)では約90°である。第2信号発生部16bは、第1信号発生部16aと同様の構成である。第2信号発生部16bは、第2感磁性部45および第2発電部46を備える。第2感磁性部45および第2発電部46は、それぞれ、第1感磁性部41および第1発電部42と同様であり、その説明を省略する。第2感磁性部45および第2発電部46は、ケース47に収納されている。ケース47には端子47aおよび端子47bが設けられている。第2発電部46で発生した電力は、端子47aおよび端子47bを介して、第2信号発生部16bの外部へ取り出し可能である。
The second signal generation unit 16b is arranged at an angle position that is greater than 0 ° and less than 180 ° from the angle position where the first signal generation unit 16a is arranged. The angle between the angular position of the first signal generating unit 16a and the angular position of the second signal generating unit 16b is selected from the range of 45 ° or more and 135 ° or less, and is about 90 ° in FIG. 2B. The second signal generation unit 16b has the same configuration as the first signal generation unit 16a. The second signal generation unit 16b includes a second magnetic sensitivity unit 45 and a second power generation unit 46. The second magnetic sensitive unit 45 and the second power generation unit 46 are the same as the first magnetic sensitive unit 41 and the first power generation unit 42, respectively, and the description thereof will be omitted. The second magnetic sensitive unit 45 and the second power generation unit 46 are housed in the case 47. The case 47 is provided with terminals 47a and 47b. The electric power generated by the second power generation unit 46 can be taken out to the outside of the second signal generation unit 16b via the terminals 47a and 47b.
なお、上述の信号発生部16の構成は一例であり、その構成は適宜変更可能である。例えば、信号発生部16は、大バルクハウゼンジャンプ(ウィーガンド効果)を利用しない電磁誘導によって電力を発生してもよい。また、信号発生部16が備える発電ユニットの数は、適宜変更可能であり、例えば、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また、信号発生部16の配置についても適宜変更可能である。
The configuration of the signal generation unit 16 described above is an example, and the configuration can be changed as appropriate. For example, the signal generation unit 16 may generate electric power by electromagnetic induction that does not utilize the large Barkhausen jump (Wegand effect). Further, the number of power generation units included in the signal generation unit 16 can be appropriately changed, and may be, for example, one or three or more. Further, the arrangement of the signal generation unit 16 can be changed as appropriate.
磁気センサ12は、第1磁気センサ12aおよび第2磁気センサ12bを含む。第1磁気センサ12aは、回転軸SFの回転方向において、第1感磁性部41(第1信号発生部16a)に対して0°より大きく90°未満の角度位置で配置される。第2磁気センサ12bは、回転軸SFの回転方向において、第1感磁性部41(第1信号発生部16a)に対して90°より大きく180°未満の角度位置で配置される。
The magnetic sensor 12 includes a first magnetic sensor 12a and a second magnetic sensor 12b. The first magnetic sensor 12a is arranged at an angle position larger than 0 ° and less than 90 ° with respect to the first magnetic sensitive unit 41 (first signal generation unit 16a) in the rotation direction of the rotation axis SF. The second magnetic sensor 12b is arranged at an angle position larger than 90 ° and less than 180 ° with respect to the first magnetic sensitive unit 41 (first signal generation unit 16a) in the rotation direction of the rotation axis SF.
図2(C)に示すように、第1磁気センサ12aは、磁気抵抗素子48と、磁気抵抗素子48に一定の強さの磁界を与えるバイアス磁石(図示せず)と、磁気抵抗素子48からの波形を整形する波形整形回路(図示せず)とを備える。磁気抵抗素子48は、エレメント49a、エレメント49b、エレメント49c、及びエレメント49dを直列に結線したフルブリッジ形状である。エレメント49aとエレメント49cとの間の信号線は、電源端子48pに接続されている。エレメント49bとエレメント49dとの間の信号線は、接地端子48gに接続されている。エレメント49aとエレメント49bとの間の信号線は、第1出力端子48aに接続されている。エレメント49cとエレメント49dとの間の信号線は、第2出力端子48bに接続されている。第2磁気センサ12bは、第1磁気センサ12aと同様の構成である。
As shown in FIG. 2C, the first magnetic sensor 12a is composed of a magnetoresistive element 48, a bias magnet (not shown) that applies a magnetic field of a constant strength to the magnetoresistive element 48, and a magnetoresistive element 48. It is equipped with a waveform shaping circuit (not shown) that shapes the waveform of. The magnetoresistive element 48 has a full bridge shape in which the element 49a, the element 49b, the element 49c, and the element 49d are connected in series. The signal line between the element 49a and the element 49c is connected to the power supply terminal 48p. The signal line between the element 49b and the element 49d is connected to the ground terminal 48g. The signal line between the element 49a and the element 49b is connected to the first output terminal 48a. The signal line between the element 49c and the element 49d is connected to the second output terminal 48b. The second magnetic sensor 12b has the same configuration as the first magnetic sensor 12a.
図3は、本実施形態に係る位置検出モジュール、バッテリーモジュール、及び接続部を示す図である。図3において、X方向およびY方向は、回転軸SFに垂直な方向であり、Z方向は、回転軸SFに平行な方向である。回転軸SFの回転方向(移動方向)は、XY平面に平行であり、Z方向は、回転軸SFの回転方向に対する交差方向である。X方向、Y方向、及びZ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先と同じ側を+側(例、+Z側)と称し、矢印の先と反対側を−側(例、−Z側)と称する。+Z側は、例えば回転軸SFの先端側(図1のモータMと反対側)であり、−Z側は、例えば回転軸SFの基端側(モータMと同じ側)である。
FIG. 3 is a diagram showing a position detection module, a battery module, and a connection portion according to the present embodiment. In FIG. 3, the X direction and the Y direction are directions perpendicular to the rotation axis SF, and the Z direction is a direction parallel to the rotation axis SF. The rotation direction (movement direction) of the rotation axis SF is parallel to the XY plane, and the Z direction is an intersection direction with respect to the rotation direction of the rotation axis SF. In each of the X, Y, and Z directions, the same side as the tip of the arrow is referred to as the + side (eg, + Z side), and the side opposite to the tip of the arrow is referred to as the-side (eg, -Z side). Refer to. The + Z side is, for example, the tip end side of the rotary shaft SF (the side opposite to the motor M in FIG. 1), and the −Z side is, for example, the base end side of the rotary shaft SF (the same side as the motor M).
本実施形態において、位置検出モジュール1は、図1の検出部4及び処理基板部5を保持する第1保持部50を備える。第1保持部50は、例えば、外形が円柱状(円板状)であり、内部に空間を有する部材である。第1保持部50は、例えば、図1のモータMにおける固定子側の部材(例、本体部、筐体)と固定される。回転軸SFは、その先端側(+Z側)が第1保持部50の内部に挿入される。回転軸SFは、第1保持部50に対して回転可能である。なお、第1保持部50は、円柱状以外の形状でもよく、例えば、XY平面での形状が矩形の柱状あるいは板状でもよいし、その他の形状でもよい。
In the present embodiment, the position detection module 1 includes a first holding unit 50 that holds the detection unit 4 and the processing board unit 5 of FIG. The first holding portion 50 is, for example, a member having a columnar outer shape (disc-shaped) and having a space inside. The first holding portion 50 is fixed to, for example, a member (eg, a main body portion, a housing) on the stator side in the motor M of FIG. The tip side (+ Z side) of the rotating shaft SF is inserted inside the first holding portion 50. The rotation axis SF is rotatable with respect to the first holding portion 50. The first holding portion 50 may have a shape other than a columnar shape, for example, the shape on the XY plane may be a rectangular columnar shape or a plate shape, or may be another shape.
第1保持部50は、例えば、スケールSおよび図1の円板15を、その内部に収容する。スケールSおよび円板15は、第1保持部50と接触しないように回転軸SFに取り付けられ、第1保持部50は、スケールSおよび円板15を囲む(例、覆う)ように配置される。例えば、スケールSは、フランジ状の部材であり、その軸AXがベアリング等を介して第1保持部50に支持される(後に図7等にも示す)。スケールSの軸AXは、図1の回転軸SFと固定される。また、第1保持部50は、図1に示した磁気センサ12、発光素子21、及び受光センサ22を収容する。磁気センサ12、発光素子21,及び受光センサ22は、例えば、第1保持部50の内壁に固定される。
The first holding portion 50 houses, for example, the scale S and the disk 15 of FIG. 1 inside. The scale S and the disk 15 are attached to the rotating shaft SF so as not to come into contact with the first holding portion 50, and the first holding portion 50 is arranged so as to surround (eg, cover) the scale S and the disk 15. .. For example, the scale S is a flange-shaped member, and its shaft AX is supported by the first holding portion 50 via a bearing or the like (later shown in FIG. 7 or the like). The axis AX of the scale S is fixed to the rotation axis SF of FIG. Further, the first holding unit 50 accommodates the magnetic sensor 12, the light emitting element 21, and the light receiving sensor 22 shown in FIG. The magnetic sensor 12, the light emitting element 21, and the light receiving sensor 22 are fixed to, for example, the inner wall of the first holding portion 50.
処理基板部5は、第1保持部50に固定され、第1保持部50に保持される。処理基板部5は、例えば円板状であり、その回転軸SFの基端側(−Z側)の面5aが第1保持部50と固定される。処理基板部5は、例えばプリント基板であり、その表面に配線が形成されている。また、処理基板部5には、例えば、図1の処理部13、処理部23、切替部28、記憶部14、及び信号処理部25の少なくとも一部を構成する電子部品が実装される。上記の配線および電子部品は、処理基板部5の−Z側の面5aに配置されてもよいし、+Z側の面5bに配置されてもよく、−Z側の面5aと+Z側の面5bとに配置されてもよい。
The processing substrate portion 5 is fixed to the first holding portion 50 and is held by the first holding portion 50. The processing substrate portion 5 has, for example, a disk shape, and the surface 5a on the base end side (−Z side) of the rotation axis SF is fixed to the first holding portion 50. The processing board portion 5 is, for example, a printed circuit board, and wiring is formed on the surface thereof. Further, for example, electronic components constituting at least a part of the processing unit 13, the processing unit 23, the switching unit 28, the storage unit 14, and the signal processing unit 25 of FIG. 1 are mounted on the processing board unit 5. The above wiring and electronic components may be arranged on the −Z side surface 5a of the processing board portion 5, may be arranged on the + Z side surface 5b, and may be arranged on the −Z side surface 5a and the + Z side surface. It may be arranged at 5b.
信号発生部16は、例えば、処理基板部5の+Z側の面5bに配置される。信号発生部16は、例えば、面5bに実装(支持、マウント)され、面5bに形成された配線と電気的に接続される。なお、信号発生部16は、処理基板部5の−Z側の面5aに配置(例、実装)されてもよく、例えば、第1保持部50に収容されていてもよい。また、信号発生部16は、第1保持部50に支持、保持、あるいは固定されてもよい。
The signal generation unit 16 is arranged, for example, on the surface 5b on the + Z side of the processing board unit 5. The signal generation unit 16 is mounted (supported, mounted) on the surface 5b, for example, and is electrically connected to the wiring formed on the surface 5b. The signal generation unit 16 may be arranged (eg, mounted) on the −Z side surface 5a of the processing board unit 5, or may be housed in, for example, the first holding unit 50. Further, the signal generation unit 16 may be supported, held, or fixed to the first holding unit 50.
処理基板部5の+Z側の面5bには、外部接続用のコネクタ51が設けられる。コネクタ51は、図1の通信部27と電気的に接続される。通信部27は、例えば、コネクタ51に接続されるケーブル等を介して、処理基板部5の処理結果(例、回転位置情報)を外部の装置(例、図1のモータ制御部MC1)へ送信する。
A connector 51 for external connection is provided on the + Z side surface 5b of the processing board portion 5. The connector 51 is electrically connected to the communication unit 27 of FIG. The communication unit 27 transmits the processing result (eg, rotation position information) of the processing board unit 5 to an external device (eg, motor control unit MC1 in FIG. 1) via, for example, a cable connected to the connector 51. To do.
また、処理基板部5は、図1の第1端子7として、第1端子7aおよび第1端子7bを備える。処理基板部5は、第1端子7aおよび第1端子7bを介して、その外部から電力の供給を受ける。第1端子7aおよび第1端子7bは、例えば、処理基板部5の+Z側の面5aに配置される。第1端子7aは、例えば、処理基板部5において基準電位になる接地線GL(後に図4に示す)と導通する負極端子である。第1端子7bは、例えば、基準電位に対する所定電位が印加される正極端子である。
Further, the processing board portion 5 includes a first terminal 7a and a first terminal 7b as the first terminal 7 in FIG. 1. The processing board unit 5 receives power from the outside via the first terminal 7a and the first terminal 7b. The first terminal 7a and the first terminal 7b are arranged, for example, on the surface 5a on the + Z side of the processing board portion 5. The first terminal 7a is, for example, a negative electrode terminal that conducts with the ground wire GL (later shown in FIG. 4) that becomes a reference potential in the processing substrate portion 5. The first terminal 7b is, for example, a positive electrode terminal to which a predetermined potential with respect to a reference potential is applied.
位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とは、回転軸SFの回転方向に対する交差方向(Z方向)に積層されて配置される。バッテリーモジュール2は、例えば、位置検出モジュール1に対して、処理基板部5において第1端子7aおよび第1端子7bが形成される面5bと同じ側(例、+Z側)に配置される。また、例えば、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とは、回転軸SFの軸方向に沿って順番に配置され、接続部3及び積層された積層構造を構成している。このような構造の場合、回転軸SF又はモータMに近い方(回転軸SF側又はモータM側)に位置検出モジュール1が配置されてもよいし、バッテリーモジュール2が配置されてもよい。また、例えば、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とは、回転軸SFの軸方向と交差する交差方向(X方向、Y方向)に並んで配置されてもよい。また、例えば、接続部3(導電部材56)は、回転軸SFに沿って位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とに挟まれる位置に配置される。この場合、例えば、位置検出モジュール1、接続部3及びバッテリーモジュール2は、回転軸SFに沿ってモータM側から位置検出モジュール1、接続部3及びバッテリーモジュール2の順に配置される。
The position detection module 1 and the battery module 2 are stacked and arranged in the intersecting direction (Z direction) with respect to the rotation direction of the rotation axis SF. The battery module 2 is arranged, for example, on the same side (eg, + Z side) as the surface 5b on which the first terminal 7a and the first terminal 7b are formed in the processing board portion 5 with respect to the position detection module 1. Further, for example, the position detection module 1 and the battery module 2 are arranged in order along the axial direction of the rotation axis SF, and form a connecting portion 3 and a laminated structure. In the case of such a structure, the position detection module 1 may be arranged closer to the rotating shaft SF or the motor M (rotating shaft SF side or the motor M side), or the battery module 2 may be arranged. Further, for example, the position detection module 1 and the battery module 2 may be arranged side by side in the intersecting directions (X direction, Y direction) intersecting the axial direction of the rotation axis SF. Further, for example, the connecting portion 3 (conductive member 56) is arranged at a position sandwiched between the position detection module 1 and the battery module 2 along the rotation axis SF. In this case, for example, the position detection module 1, the connection unit 3, and the battery module 2 are arranged in the order of the position detection module 1, the connection unit 3, and the battery module 2 from the motor M side along the rotation axis SF.
バッテリーモジュール2は、バッテリー6を保持する第2保持部52を備える。第2保持部52は、例えば、回転軸SFの回転方向に対する交差方向(回転軸SFの方向、Z方向)において、位置検出モジュール1の第1保持部50から離れて配置される。例えば、第2保持部52は、第1保持部50との間にギャップを有しており、外部接続用のコネクタ51および信号発生部16は、第1保持部50と第2保持部52との間のギャップに配置される。
The battery module 2 includes a second holding portion 52 for holding the battery 6. The second holding portion 52 is arranged apart from the first holding portion 50 of the position detection module 1, for example, in the crossing direction (direction of the rotating shaft SF, Z direction) with respect to the rotating direction of the rotating shaft SF. For example, the second holding unit 52 has a gap between it and the first holding unit 50, and the connector 51 for external connection and the signal generating unit 16 have the first holding unit 50 and the second holding unit 52. Placed in the gap between.
第2保持部52は、例えば、円柱状(円板状)の部材である。第2保持部52は、例えば、Z方向から見た場合に位置検出モジュール1の第1保持部50から張り出さないように設けられる。例えば、第2保持部52は、XY平面上の形状および寸法が第1保持部50とほぼ同じであり、第1保持部50と中心を揃えて配置される。なお、第2保持部52は、円柱状以外の形状でもよく、例えば、XY平面での形状が矩形の柱状あるいは板状でもよいし、その他の形状でもよい。また、第2保持部52は、XY平面での形状と寸法との一方または双方が第1保持部50と異なってもよい。
The second holding portion 52 is, for example, a columnar (disc-shaped) member. The second holding portion 52 is provided, for example, so as not to project from the first holding portion 50 of the position detection module 1 when viewed from the Z direction. For example, the second holding portion 52 has substantially the same shape and dimensions as the first holding portion 50 on the XY plane, and is arranged so as to be centered on the first holding portion 50. The second holding portion 52 may have a shape other than a columnar shape, for example, the shape on the XY plane may be a rectangular columnar shape or a plate shape, or another shape may be used. Further, the shape and dimensions of the second holding portion 52 on the XY plane may be different from those of the first holding portion 50.
第2保持部52は、バッテリー6が配置される凹部53を有する。凹部53は、第2保持部52において処理基板部5と反対側に配置される。第2保持部52には、バッテリー6の正極6aと接触する端子54aおよび負極6bと接触する端子54bが設けられる。また、バッテリーモジュール2は、図1の第2端子8として、第2端子8aおよび第2端子8bを備える。第2端子8aは、例えばリードなどの配線55aを介して、端子54aと導通し、端子54aを介してバッテリー6の正極6aと導通する。第2端子8bは、例えばリードなどの配線55bを介して端子54bと導通し、端子54bを介してバッテリー6の負極6bと導通する。第2端子8aおよび第2端子8bは、例えば、締結部材57が挿入される貫通孔を有する丸形端子である。第2保持部52は、第2端子8aが配置される孔部52aと、第2端子8bが配置される孔部52bとを有する。
The second holding portion 52 has a recess 53 in which the battery 6 is arranged. The recess 53 is arranged on the second holding portion 52 on the side opposite to the processing substrate portion 5. The second holding portion 52 is provided with a terminal 54a in contact with the positive electrode 6a and a terminal 54b in contact with the negative electrode 6b of the battery 6. Further, the battery module 2 includes a second terminal 8a and a second terminal 8b as the second terminal 8 in FIG. 1. The second terminal 8a conducts with the terminal 54a via a wiring 55a such as a lead, and conducts with the positive electrode 6a of the battery 6 via the terminal 54a. The second terminal 8b conducts with the terminal 54b via a wiring 55b such as a lead, and conducts with the negative electrode 6b of the battery 6 via the terminal 54b. The second terminal 8a and the second terminal 8b are, for example, round terminals having through holes into which the fastening member 57 is inserted. The second holding portion 52 has a hole portion 52a in which the second terminal 8a is arranged and a hole portion 52b in which the second terminal 8b is arranged.
位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定されていない状態(以下、モージュールの非固定状態という)において、第1端子7aと第2端子8aとの間と、第1端子7bと第2端子8bとの間との一方または双方は、絶縁である(導通していない)。上記のモジュールの非固定状態は、例えば、エンコーダ装置ECが回転軸SF(移動部)に取り付けられる前の状態、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とがユニット化される前の状態(組み立てられる前の状態)、エンコーダ装置ECが回転軸SF(移動部)の回転位置情報(位置情報)の検出動作を不可能な状態などである。
In a state where the position detection module 1 and the battery module 2 are not fixed to each other (hereinafter referred to as a non-fixed state of the module), between the first terminal 7a and the second terminal 8a, and between the first terminal 7b and the second terminal. One or both with and to the terminal 8b are insulated (not conducting). The non-fixed state of the above module is, for example, a state before the encoder device EC is attached to the rotating shaft SF (moving part), and a state before the position detection module 1 and the battery module 2 are unitized (before being assembled). The state), the state in which the encoder device EC cannot detect the rotation position information (position information) of the rotation axis SF (moving unit), and the like.
また、接続部3は、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定された状態(以下、モジュールの固定状態という)で、第1端子7aと第2端子8aとを電気的に接続し、第1端子7bと第2端子8bとを電気的に接続する。上記のモジュールの固定状態は、例えば、エンコーダ装置ECが回転軸SF(移動部)に取り付けられた状態、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とがユニット化された状態(組み立てられた状態)、エンコーダ装置ECが回転軸SF(移動部)の回転位置情報(位置情報)の検出動作を可能な状態などである。
Further, the connection unit 3 electrically connects the first terminal 7a and the second terminal 8a in a state where the position detection module 1 and the battery module 2 are fixed to each other (hereinafter referred to as a fixed state of the module). The first terminal 7b and the second terminal 8b are electrically connected. The fixed state of the above module is, for example, a state in which the encoder device EC is attached to the rotating shaft SF (moving part), a state in which the position detection module 1 and the battery module 2 are unitized (assembled state), and an encoder. The device EC is in a state where it can detect the rotation position information (position information) of the rotation axis SF (moving unit).
接続部3は、例えば、処理基板部5に接続する第1端子7aと、バッテリー6に接続する第2端子8aとを導通させる。また、接続部3は、例えば、処理基板部5に接続する第1端子7bと、バッテリー6に接続する第2端子8bとを導通させる。なお、接続部3は、スイッチング素子などの電子部品を介して、位置検出モジュール1の第1端子7とバッテリーモジュール2の第2端子8とを電気的に接続してもよい。
The connection unit 3 conducts, for example, the first terminal 7a connected to the processing board unit 5 and the second terminal 8a connected to the battery 6. Further, the connecting portion 3 conducts, for example, the first terminal 7b connected to the processing board portion 5 and the second terminal 8b connected to the battery 6. The connection unit 3 may electrically connect the first terminal 7 of the position detection module 1 and the second terminal 8 of the battery module 2 via an electronic component such as a switching element.
接続部3は、例えば、第1保持部50と第2保持部52との間に設けられる導電部材56aおよび導電部材56bを備える。導電部材56aおよび導電部材56bは、例えば、アルミニウム、銅などのように、配線あるいは電極の材料として用いられる導電性の材料(例、金属)で形成される。導電部材56aおよび導電部材56bは、例えばスルーホールタップ(THタップ)などの柱状の部材であり、ネジ等の締結部材57がねじ込まれるネジ穴を有する。
The connecting portion 3 includes, for example, a conductive member 56a and a conductive member 56b provided between the first holding portion 50 and the second holding portion 52. The conductive member 56a and the conductive member 56b are formed of a conductive material (eg, metal) used as a material for wiring or electrodes, such as aluminum and copper. The conductive member 56a and the conductive member 56b are columnar members such as through-hole taps (TH taps), and have screw holes into which fastening members 57 such as screws are screwed.
第1端子7aおよび第2端子8aは、それぞれ、導電部材56aに接続される。導電部材56aは、第1端子7aと導通し、かつ第2端子8aと導通することで、第1端子7aと第2端子8aとを導通させる。導電部材56aは、例えば、第1端子7aと接触することで第1端子7aと導通し、第2端子8aと接触することで第2端子8aと導通する。例えば、導電部材56aは、−Z側の端面が第1端子7aと接触し、+Z側の端面が第2端子8aと接触する。
The first terminal 7a and the second terminal 8a are each connected to the conductive member 56a. The conductive member 56a conducts with the first terminal 7a and also with the second terminal 8a, thereby conducting the first terminal 7a and the second terminal 8a. For example, the conductive member 56a conducts with the first terminal 7a by contacting with the first terminal 7a, and conducts with the second terminal 8a by contacting with the second terminal 8a. For example, in the conductive member 56a, the end face on the −Z side comes into contact with the first terminal 7a, and the end face on the + Z side comes into contact with the second terminal 8a.
例えば、導電部材56aは、−Z側の端面が第1端子7aと接触した状態で、位置検出モジュール1(例、処理基板部5)に固定(接合、保持、支持)されている。導電部材56aは、例えば、ハンダなどを用いたリフローによって処理基板部5と固定されている。導電部材56aは、例えば、処理基板部5から取り外しできないように、処理基板部5と一体化(ユニット化)されている。導電部材56aは、例えば、上記のモジュールの非固定状態において、処理基板部5と固定されている。
For example, the conductive member 56a is fixed (joined, held, supported) to the position detection module 1 (eg, the processing board portion 5) in a state where the end face on the −Z side is in contact with the first terminal 7a. The conductive member 56a is fixed to the processing substrate portion 5 by reflow using, for example, solder. For example, the conductive member 56a is integrated (unitized) with the processing substrate portion 5 so as not to be removed from the processing substrate portion 5. The conductive member 56a is fixed to the processing substrate portion 5 in the non-fixed state of the module, for example.
なお、導電部材56aは、リフロー以外の手法で処理基板部5と固定(接合)されてもよく、例えば、ネジなどで固定されてもよい。また、導電部材56aは、上記のモジュールの非固定状態において処理基板部5と固定されていなくてもよく、例えば、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが互いに固定される際に、処理基板部5と固定されてもよい。また、導電部材56aは、処理基板部5から取り外し可能でもよい。
The conductive member 56a may be fixed (joined) to the processing substrate portion 5 by a method other than reflow, or may be fixed, for example, with a screw or the like. Further, the conductive member 56a does not have to be fixed to the processing board portion 5 in the non-fixed state of the module. For example, when the position detection module 1 and the battery module 2 are fixed to each other, the processing board portion It may be fixed to 5. Further, the conductive member 56a may be removable from the processing substrate portion 5.
また、導電部材56aは、+Z側の端面が第2端子8aと接触した状態で、締結部材57が取り付けられる(例、共締めされる)ことで第2端子8aと固定される。例えば、締結部材57は、ネジなどであり、導電部材56aに設けられたネジ穴にねじ込まれることで、導電部材56aの端面との間に第2端子8aを挟みこみ、第2端子8aと導電部材56aとを共締めして固定(接合)する。例えば、上記のモジュールの非固定状態において、締結部材57は導電部材56aに取り付けられておらず、導電部材56aは、第2端子8aと固定されていない。導電部材56aは、例えば、上記のモジュールの非固定状態において第2端子8aと電気的に接続されていない。導電部材56aは、例えば、上記のモジュールの非固定状態において第2端子8aと導通していない(絶縁である)。
Further, the conductive member 56a is fixed to the second terminal 8a by attaching (eg, tightening together) the fastening member 57 in a state where the end face on the + Z side is in contact with the second terminal 8a. For example, the fastening member 57 is a screw or the like, and by being screwed into a screw hole provided in the conductive member 56a, the second terminal 8a is sandwiched between the end face of the conductive member 56a and the second terminal 8a and the conductive member 56a. The member 56a is fastened together and fixed (joined). For example, in the non-fixed state of the module, the fastening member 57 is not attached to the conductive member 56a, and the conductive member 56a is not fixed to the second terminal 8a. The conductive member 56a is not electrically connected to the second terminal 8a, for example, in the non-fixed state of the module. The conductive member 56a is not conductive (insulated) with the second terminal 8a in the non-fixed state of the module, for example.
なお、導電部材56aは、第1端子7aと第2端子8aとの一方または双方と接触しなくてもよい。例えば、導電部材56aは、第1端子7aと第2端子8aとの一方または双方と、座金などの導電性の部材を介して導通してもよい。また、導電部材56aは、位置検出モジュール1において処理基板部5と別の部分に固定されてもよい。例えば、処理基板部5に貫通孔が設けられ、導電部材56aは、この貫通孔を通して第1保持部50に固定(支持、保持)されてもよい。この場合、第1端子7aは、例えば導電部材56aの側面に接触して、導電部材56aと電気的に接続されてもよい。
The conductive member 56a does not have to come into contact with one or both of the first terminal 7a and the second terminal 8a. For example, the conductive member 56a may be conductive with one or both of the first terminal 7a and the second terminal 8a via a conductive member such as a washer. Further, the conductive member 56a may be fixed to a portion different from the processing substrate portion 5 in the position detection module 1. For example, a through hole may be provided in the processing substrate portion 5, and the conductive member 56a may be fixed (supported or held) to the first holding portion 50 through the through hole. In this case, the first terminal 7a may come into contact with, for example, the side surface of the conductive member 56a and be electrically connected to the conductive member 56a.
また、第1端子7bおよび第2端子8bは、それぞれ、導電部材56bに接続される。第1端子7bと導電部材56bとの接続は、第1端子7aと導電部材56aとの接続と同様である。また、第2端子8bと導電部材56bとの接続は、第2端子8aと導電部材56aとの接続と同様である。
Further, the first terminal 7b and the second terminal 8b are each connected to the conductive member 56b. The connection between the first terminal 7b and the conductive member 56b is the same as the connection between the first terminal 7a and the conductive member 56a. Further, the connection between the second terminal 8b and the conductive member 56b is the same as the connection between the second terminal 8a and the conductive member 56a.
エンコーダ装置ECは、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とを固定する複数の固定部材58(この場合、3つ)を備える。固定部材58は、例えば、位置検出モジュール1の第1保持部50とバッテリーモジュール2の第2保持部52とを、相対移動しないように固定する部材である。固定部材58は、例えば、柱状の部材であり、その−Z側の端部が第1保持部50と固定され、その+Z側の端部が第2保持部52と固定される。なお、固定部材58は、柱状の形状に限らず、導電部材56や信号発生部16などの周囲を囲むような筒状の形状(例、円筒形状)であってもよい。例えば、固定部材58は、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2との間に信号発生部16やコネクタ51などが配置される空間を形成することができる。
The encoder device EC includes a plurality of fixing members 58 (three in this case) for fixing the position detection module 1 and the battery module 2. The fixing member 58 is, for example, a member that fixes the first holding portion 50 of the position detection module 1 and the second holding portion 52 of the battery module 2 so as not to move relative to each other. The fixing member 58 is, for example, a columnar member, the end portion on the −Z side thereof is fixed to the first holding portion 50, and the end portion on the + Z side thereof is fixed to the second holding portion 52. The fixing member 58 is not limited to a columnar shape, but may have a cylindrical shape (eg, a cylindrical shape) that surrounds the conductive member 56, the signal generating portion 16, and the like. For example, the fixing member 58 can form a space between the position detection module 1 and the battery module 2 in which the signal generation unit 16 and the connector 51 are arranged.
固定部材58は、例えば、上記のモジュールの非固定状態において、位置検出モジュール1と固定され、バッテリーモジュール2と固定されていない。例えば、処理基板部5には固定部材58を通す貫通孔が設けられ、固定部材58は、処理基板部5の貫通孔を通して、その−Z側の端部が第1保持部50に固定される。なお、固定部材58は、処理基板部5に固定されてもよい。バッテリーモジュール2は、例えば、固定部材58と固定されることで、位置検出モジュール1に対して固定される。例えば、第2保持部52は、固定部材58の+Z側の端部が挿入される貫通孔52cを有し、貫通孔52cに固定部材58が挿入されて固定部材58と固定される。
The fixing member 58 is fixed to the position detection module 1 and not to the battery module 2 in the non-fixed state of the module, for example. For example, the processing board portion 5 is provided with a through hole through which the fixing member 58 is passed, and the end portion of the fixing member 58 on the −Z side is fixed to the first holding portion 50 through the through hole of the processing substrate portion 5. .. The fixing member 58 may be fixed to the processing board portion 5. The battery module 2 is fixed to the position detection module 1 by being fixed to the fixing member 58, for example. For example, the second holding portion 52 has a through hole 52c into which the + Z side end of the fixing member 58 is inserted, and the fixing member 58 is inserted into the through hole 52c and fixed to the fixing member 58.
固定部材58は、第1端子7aと第2端子8aとを電気的に接続し、かつ第1端子7bと第2端子8bとを電気的に接続するように、第1端子7と第2端子8とが電気的に接続可能な位置に位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とを固定する。位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とは、位置合わせ部材としての固定部材58によって互いに固定されることで、互いに位置決めされる。例えば、貫通孔52cに固定部材58が挿入された状態において、第2端子8aが配置される孔部52aと導電部材56aとが位置決めされ、第2端子8bが配置される孔部52bと導電部材56bとが位置決めされる。なお、接続部3(導電部材56)は位置合わせ部材として兼用してもよい。
The fixing member 58 electrically connects the first terminal 7a and the second terminal 8a, and electrically connects the first terminal 7b and the second terminal 8b, so that the first terminal 7 and the second terminal are electrically connected. The position detection module 1 and the battery module 2 are fixed at positions where the 8 can be electrically connected. The position detection module 1 and the battery module 2 are positioned with each other by being fixed to each other by a fixing member 58 as an alignment member. For example, in a state where the fixing member 58 is inserted into the through hole 52c, the hole 52a in which the second terminal 8a is arranged and the conductive member 56a are positioned, and the hole 52b and the conductive member in which the second terminal 8b is arranged are positioned. 56b and 56b are positioned. The connecting portion 3 (conductive member 56) may also be used as an alignment member.
例えば、貫通孔52cに固定部材58が挿入された状態において、導電部材56aの少なくとも一部は、+Z側から見た場合に孔部52aの内側に配置される。また、例えば、貫通孔52cに固定部材58が挿入された状態において、導電部材56bの少なくとも一部は、+Z側から見た場合に孔部52bの内側に配置される。なお、貫通孔52cに固定部材58が挿入された状態において、導電部材56aが孔部52aに挿入されてもよいし、導電部材56bが孔部52bに挿入されてもよい。
For example, when the fixing member 58 is inserted into the through hole 52c, at least a part of the conductive member 56a is arranged inside the hole 52a when viewed from the + Z side. Further, for example, when the fixing member 58 is inserted into the through hole 52c, at least a part of the conductive member 56b is arranged inside the hole 52b when viewed from the + Z side. In the state where the fixing member 58 is inserted into the through hole 52c, the conductive member 56a may be inserted into the hole 52a, or the conductive member 56b may be inserted into the hole 52b.
次に、エンコーダ装置ECの取り付け方法(組み立て方法)の例について説明する。図4は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECの取り付け方法を示す図である。まず、図4(A)に示すように、位置検出モジュール1をモータMに取り付ける。例えば、スケールSと回転軸SFとを固定し、第1保持部50をモータMの固定子側の部材(例、本体部BD)と固定する。スケールSは、例えば、ベアリング59を介して、予め第1保持部50に支持されている。円板15および磁石11は、例えば、スケールSと予め一体化されている。発光素子21および受光センサ22は、例えば、第1保持部50に予め取り付けられている。
Next, an example of an attachment method (assembly method) of the encoder device EC will be described. FIG. 4 is a diagram showing a method of attaching the encoder device EC according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 4A, the position detection module 1 is attached to the motor M. For example, the scale S and the rotation shaft SF are fixed, and the first holding portion 50 is fixed to a member on the stator side of the motor M (eg, the main body portion BD). The scale S is previously supported by the first holding portion 50 via, for example, a bearing 59. The disk 15 and the magnet 11 are pre-integrated with, for example, the scale S. The light emitting element 21 and the light receiving sensor 22 are attached in advance to, for example, the first holding portion 50.
次に、図4(B)に示すように、例えば、処理基板部5を、固定部材58をガイドとして第1保持部50に取り付ける。処理基板部5は、例えば固定部材58によって第1保持部50と位置決めされ、例えば、信号発生部16は、磁石11と位置決めされる。なお、処理基板部5は、例えば、第1保持部50と予め一体化(ユニット化)されており、第1保持部50とともにモータMに取り付けられてもよい。
Next, as shown in FIG. 4B, for example, the processing substrate portion 5 is attached to the first holding portion 50 using the fixing member 58 as a guide. The processing substrate portion 5 is positioned with the first holding portion 50 by, for example, the fixing member 58, and the signal generating portion 16 is positioned with the magnet 11, for example. The processing board portion 5 is integrated (unitized) with the first holding portion 50 in advance, and may be attached to the motor M together with the first holding portion 50, for example.
次に、図4(C)に示すように、バッテリーモジュール2を位置検出モジュール1に取り付ける。例えば、第2保持部52の貫通孔52cに固定部材58を通すことによって、位置検出モジュール1と第2保持部52とを位置決めし、第2保持部52を位置検出モジュール1と固定する。例えば、第2保持部52の貫通孔52cに固定部材58を通すことによって、第2端子8aが導電部材56aと位置決めされ、第2端子8bが導電部材56bと位置決めされる。
Next, as shown in FIG. 4C, the battery module 2 is attached to the position detection module 1. For example, by passing the fixing member 58 through the through hole 52c of the second holding portion 52, the position detection module 1 and the second holding portion 52 are positioned, and the second holding portion 52 is fixed to the position detection module 1. For example, by passing the fixing member 58 through the through hole 52c of the second holding portion 52, the second terminal 8a is positioned with the conductive member 56a, and the second terminal 8b is positioned with the conductive member 56b.
そして、第2端子8aを締結部材57と導電部材56aとで挟みこむように、締結部材57を取り付ける(共締めする)ことによって、第2端子8aが導電部材56aを介して第1端子7aと電気的に接続される。また、第2端子8bを締結部材57と導電部材56bとで挟みこむように、締結部材57を取り付ける(共締めする)ことによって、第2端子8bが導電部材56bを介して第1端子7bと電気的に接続される。
Then, by attaching (co-tightening) the fastening member 57 so as to sandwich the second terminal 8a between the fastening member 57 and the conductive member 56a, the second terminal 8a is electrically connected to the first terminal 7a via the conductive member 56a. Is connected. Further, by attaching (co-tightening) the fastening member 57 so as to sandwich the second terminal 8b between the fastening member 57 and the conductive member 56b, the second terminal 8b is electrically connected to the first terminal 7b via the conductive member 56b. Is connected.
次に、実施形態に係るエンコーダ装置ECの回路構成について説明する。図5は、本実施形態に係る電力供給部10および多回転情報検出部1Aの回路構成を示す図である。電力供給部10は、第1信号発生部16a、整流スタック61、第2信号発生部16b、整流スタック62、及びバッテリー6を備える。また、電力供給部10は、図1の切替部28としてレギュレータ63を備える。
Next, the circuit configuration of the encoder device EC according to the embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the power supply unit 10 and the multi-rotation information detection unit 1A according to the present embodiment. The power supply unit 10 includes a first signal generation unit 16a, a rectification stack 61, a second signal generation unit 16b, a rectification stack 62, and a battery 6. Further, the power supply unit 10 includes a regulator 63 as a switching unit 28 in FIG. 1.
整流スタック61は、第1信号発生部16aから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック61の第1入力端子61aは、第1信号発生部16aの端子43aと接続されている。整流スタック61の第2入力端子61bは、第1信号発生部16aの端子43bと接続されている。整流スタック61の接地端子61gは、シグナルグランドSGと同電位が供給される接地線GLに接続されている。多回転情報検出部1Aの動作時に、接地線GLの電位は、回路60の基準電位になる。整流スタック61の出力端子61cは、レギュレータ63の制御端子63cに接続されている。
The rectifier stack 61 is a rectifier that rectifies the current flowing from the first signal generation unit 16a. The first input terminal 61a of the rectifying stack 61 is connected to the terminal 43a of the first signal generation unit 16a. The second input terminal 61b of the rectifying stack 61 is connected to the terminal 43b of the first signal generation unit 16a. The ground terminal 61g of the rectifying stack 61 is connected to the ground wire GL to which the same potential as the signal ground SG is supplied. When the multi-rotation information detection unit 1A operates, the potential of the ground wire GL becomes the reference potential of the circuit 60. The output terminal 61c of the rectifying stack 61 is connected to the control terminal 63c of the regulator 63.
整流スタック62は、第2信号発生部16bから流れる電流を整流する整流器である。整流スタック62の第1入力端子62aは、第2信号発生部16bの端子47aと接続されている。整流スタック62の第2入力端子62bは、第2信号発生部16bの端子47bと接続されている。整流スタック62の接地端子62gは、接地線GLに接続されている。整流スタック62の出力端子62cは、レギュレータ63の制御端子63cに接続されている。
The rectifier stack 62 is a rectifier that rectifies the current flowing from the second signal generation unit 16b. The first input terminal 62a of the rectifying stack 62 is connected to the terminal 47a of the second signal generation unit 16b. The second input terminal 62b of the rectifying stack 62 is connected to the terminal 47b of the second signal generating unit 16b. The ground terminal 62g of the rectifying stack 62 is connected to the ground wire GL. The output terminal 62c of the rectifying stack 62 is connected to the control terminal 63c of the regulator 63.
レギュレータ63は、該レギュレータのオン状態及びオフ状態に応じて、バッテリー6から位置検出モジュール1へ供給される電力を調整する。レギュレータ63は、バッテリー6と位置検出モジュール1との間の電力の供給経路に設けられる第1スイッチング素子64を含む。レギュレータ63は、信号発生部16で発生する電気信号(検出信号)を制御信号(例、イネーブル信号)に用いて第1スイッチング素子64の動作を制御する。
The regulator 63 adjusts the power supplied from the battery 6 to the position detection module 1 according to the on state and the off state of the regulator. The regulator 63 includes a first switching element 64 provided in the power supply path between the battery 6 and the position detection module 1. The regulator 63 controls the operation of the first switching element 64 by using an electric signal (detection signal) generated by the signal generation unit 16 as a control signal (eg, enable signal).
レギュレータ63の入力端子63aは、バッテリー6に接続されている。レギュレータ63の出力端子63bは、電源線PLに接続されている。レギュレータ63の接地端子63gは、接地線GLに接続されている。レギュレータ63の制御端子63cはイネーブル端子であり、レギュレータ63は、制御端子63cに閾値以上の電圧が印加された状態で、出力端子63bの電位を所定電圧に維持する。レギュレータ63の出力電圧(上記の所定電圧)は、計数部67がCMOSなどで構成される場合に例えば3Vである。記憶部14の動作電圧は、例えば、所定電圧と同じ電圧に設定される。なお、所定電圧は、電力供給に必要な電圧であり、一定の電圧値でもよいし、段階的に変化する電圧でもよい。
The input terminal 63a of the regulator 63 is connected to the battery 6. The output terminal 63b of the regulator 63 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 63g of the regulator 63 is connected to the ground wire GL. The control terminal 63c of the regulator 63 is an enable terminal, and the regulator 63 maintains the potential of the output terminal 63b at a predetermined voltage in a state where a voltage equal to or higher than the threshold value is applied to the control terminal 63c. The output voltage of the regulator 63 (the above-mentioned predetermined voltage) is, for example, 3V when the counting unit 67 is composed of CMOS or the like. The operating voltage of the storage unit 14 is set to, for example, the same voltage as a predetermined voltage. The predetermined voltage is a voltage required for power supply, and may be a constant voltage value or a voltage that changes stepwise.
第1スイッチング素子(第1スイッチ)64は、位置検出モジュール1に電力を供給する回路60の導通と遮断とを切替える。回路60は、例えば、第2電源(例、バッテリー6)の第1電極(正極)と第2電極(負極)とを結ぶ電力の供給経路を構成し、電源線PLおよび接地線GLを含む。接地線GLは、例えば、バッテリー6の負極と接続され、その電位が回路60の基準電位となる。第1スイッチング素子64は、例えば、バッテリー6から回路60を介した位置検出モジュール1への電力の供給の有無を切替える。
The first switching element (first switch) 64 switches between continuity and interruption of the circuit 60 that supplies power to the position detection module 1. The circuit 60 constitutes, for example, a power supply path connecting the first electrode (positive electrode) and the second electrode (negative electrode) of the second power source (eg, battery 6), and includes a power supply line PL and a ground line GL. The ground wire GL is connected to, for example, the negative electrode of the battery 6, and its potential becomes the reference potential of the circuit 60. The first switching element 64 switches, for example, whether or not power is supplied from the battery 6 to the position detection module 1 via the circuit 60.
レギュレータ63は、信号発生部16から制御端子63cに供給される電気信号を制御信号(イネーブル信号)に用いて、第1スイッチング素子64の第1端子64aと第2端子64bとの間の導通状態(オン状態)と絶縁状態(オフ状態)とを切り替える。例えば、第1スイッチング素子64は、MOS、TFTなどを含み、第1端子64aと第2端子64bとはソース電極とドレイン電極であり、第1制御端子64cがゲート電極である。
The regulator 63 uses an electric signal supplied from the signal generation unit 16 to the control terminal 63c as a control signal (enable signal), and is in a conduction state between the first terminal 64a and the second terminal 64b of the first switching element 64. Switch between (on state) and isolated state (off state). For example, the first switching element 64 includes a MOS, a TFT, and the like, the first terminal 64a and the second terminal 64b are a source electrode and a drain electrode, and the first control terminal 64c is a gate electrode.
第1制御端子64cは、信号発生部16で発生する電気信号(検出信号)によって充電される。第1スイッチング素子64は、第1制御端子64cの電圧に応じて回路60を導通へ切替える。例えば、第1スイッチング素子64は、第1制御端子64cの電位が回路60の基準電位である状態で回路60を遮断している。また、第1スイッチング素子64は、第1制御端子64cの電圧が所定値以上になることで、第1端子64aと第2端子64bとの間が導通状態(オン状態)になる。回路60を導通へ切替える。第1端子64aと第2端子64bとの間がオン状態になると、バッテリー6から、電源線PLおよび接地線GLを介して回路60に電力が供給される。なお、電力供給部10は、レギュレータ63のオン状態及びオフ状態を取得する手段を備えてもよい。
The first control terminal 64c is charged by an electric signal (detection signal) generated by the signal generation unit 16. The first switching element 64 switches the circuit 60 to conduction according to the voltage of the first control terminal 64c. For example, the first switching element 64 interrupts the circuit 60 in a state where the potential of the first control terminal 64c is the reference potential of the circuit 60. Further, in the first switching element 64, when the voltage of the first control terminal 64c becomes equal to or higher than a predetermined value, the connection between the first terminal 64a and the second terminal 64b becomes a conductive state (on state). The circuit 60 is switched to conduction. When the space between the first terminal 64a and the second terminal 64b is turned on, power is supplied from the battery 6 to the circuit 60 via the power supply line PL and the ground line GL. The power supply unit 10 may include means for acquiring the on state and the off state of the regulator 63.
また、多回転情報検出部1Aは、第1磁気センサ12aおよび第2磁気センサ12bを含む。例えば、多回転情報検出部1Aは、図1に示した処理部13として、アナログコンパレータ65、アナログコンパレータ66、及び計数部67を含む。第1磁気センサ12aおよび第2磁気センサ12bは、それぞれ、回転軸SFを検出するセンサである。第1磁気センサ12aおよび第2磁気センサ12bは、回転軸SFに取り付けられた磁石11が形成する磁界を検出することで、回転軸SFを検出する。第1磁気センサ12aおよび第2磁気センサ12bは、それぞれ、バッテリー6から供給される電力を用いて、磁石11が形成する磁界を検出する。
Further, the multi-rotation information detection unit 1A includes a first magnetic sensor 12a and a second magnetic sensor 12b. For example, the multi-rotation information detection unit 1A includes an analog comparator 65, an analog comparator 66, and a counting unit 67 as the processing unit 13 shown in FIG. The first magnetic sensor 12a and the second magnetic sensor 12b are sensors that detect the rotation axis SF, respectively. The first magnetic sensor 12a and the second magnetic sensor 12b detect the rotating shaft SF by detecting the magnetic field formed by the magnet 11 attached to the rotating shaft SF. The first magnetic sensor 12a and the second magnetic sensor 12b each detect the magnetic field formed by the magnet 11 by using the electric power supplied from the battery 6.
第1磁気センサ12aの電源端子55pは、電源線PLに接続されている。第1磁気センサ12aの接地端子55gは、接地線GLに接続されている。第1磁気センサ12aの出力端子55cは、アナログコンパレータ65の入力端子65aに接続されている。出力端子55cは、例えば、図2(C)に示した第2出力端子48bの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。
The power supply terminal 55p of the first magnetic sensor 12a is connected to the power supply line PL. The ground terminal 55g of the first magnetic sensor 12a is connected to the ground wire GL. The output terminal 55c of the first magnetic sensor 12a is connected to the input terminal 65a of the analog comparator 65. The output terminal 55c outputs, for example, a voltage corresponding to the difference between the potential of the second output terminal 48b shown in FIG. 2C and the reference potential.
アナログコンパレータ65は、第1磁気センサ12aから出力される電圧を二値化する二値化部である。アナログコンパレータ65は、例えば比較器であり、第1磁気センサ12aから出力される電圧を所定電圧と比較する。アナログコンパレータ65の電源端子65pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ65の接地端子65gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ65の出力端子65bは、計数部67の第1入力端子67aに接続されている。アナログコンパレータ65は、第1磁気センサ12aの出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子からLレベルの信号を出力する。
The analog comparator 65 is a binarization unit that binarizes the voltage output from the first magnetic sensor 12a. The analog comparator 65 is, for example, a comparator, and compares the voltage output from the first magnetic sensor 12a with a predetermined voltage. The power supply terminal 65p of the analog comparator 65 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 65g of the analog comparator 65 is connected to the ground wire GL. The output terminal 65b of the analog comparator 65 is connected to the first input terminal 67a of the counting unit 67. The analog comparator 65 outputs an H level signal from the output terminal when the output voltage of the first magnetic sensor 12a is equal to or higher than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal when the output voltage is less than the threshold value.
第2磁気センサ12bおよびアナログコンパレータ66は、第1磁気センサ12aおよびアナログコンパレータ65と同様の構成である。第2磁気センサ12bの電源端子56pは、電源線PLに接続されている。第2磁気センサ12bの接地端子56gは、接地線GLに接続されている。第2磁気センサ12bの出力端子56cは、アナログコンパレータ66の入力端子66aに接続されている。アナログコンパレータ66の電源端子66pは、電源線PLに接続されている。アナログコンパレータ66の接地端子66gは、接地線GLに接続されている。アナログコンパレータ66の出力端子66bは、計数部67の第2入力端子67bに接続されている。アナログコンパレータ66は、第2磁気センサ12bの出力電圧が閾値以上である場合に出力端子からHレベルの信号を出力し、閾値未満である場合に出力端子66bからLレベルの信号を出力する。
The second magnetic sensor 12b and the analog comparator 66 have the same configuration as the first magnetic sensor 12a and the analog comparator 65. The power supply terminal 56p of the second magnetic sensor 12b is connected to the power supply line PL. The ground terminal 56g of the second magnetic sensor 12b is connected to the ground wire GL. The output terminal 56c of the second magnetic sensor 12b is connected to the input terminal 66a of the analog comparator 66. The power supply terminal 66p of the analog comparator 66 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 66g of the analog comparator 66 is connected to the ground wire GL. The output terminal 66b of the analog comparator 66 is connected to the second input terminal 67b of the counting unit 67. The analog comparator 66 outputs an H level signal from the output terminal when the output voltage of the second magnetic sensor 12b is equal to or more than the threshold value, and outputs an L level signal from the output terminal 66b when the output voltage is less than the threshold value.
計数部67は、回転軸SFの多回転情報を、バッテリー6から供給される電力を用いて計数する。計数部67は、例えばCMOS論理回路などを含む。計数部67は、電源端子67pおよび接地端子67gを介して供給される電力を用いて動作する。計数部67の電源端子67pは、電源線PLに接続されている。計数部67の接地端子67gは、接地線GLに接続されている。計数部67は、第1入力端子67aを介して供給される電圧、及び第2入力端子67bを介して供給される電圧を制御信号として、計数処理を行う。
The counting unit 67 counts the multi-rotation information of the rotating shaft SF by using the electric power supplied from the battery 6. The counting unit 67 includes, for example, a CMOS logic circuit. The counting unit 67 operates using the electric power supplied via the power supply terminal 67p and the ground terminal 67g. The power supply terminal 67p of the counting unit 67 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 67g of the counting unit 67 is connected to the ground wire GL. The counting unit 67 performs counting processing using the voltage supplied via the first input terminal 67a and the voltage supplied via the second input terminal 67b as control signals.
記憶部14は、処理部13が検出した回転位置情報の少なくとも一部(例、多回転情報)を、バッテリー6から供給される電力を用いて記憶する(書き込み動作を行う)。記憶部14は、処理部13が検出した回転位置情報として、計数部67による計数の結果(多回転情報)を記憶する。記憶部14の電源端子14pは、電源線PLに接続されている。記憶部14の接地端子14gは、接地線GLに接続されている。記憶部14は、例えば不揮発性メモリを含み、電力が供給されている間に書き込まれた情報を、電力が供給されない状態においても保持可能である。
The storage unit 14 stores at least a part (eg, multi-rotation information) of the rotation position information detected by the processing unit 13 using the electric power supplied from the battery 6 (performs a writing operation). The storage unit 14 stores the result of counting by the counting unit 67 (multi-rotation information) as the rotation position information detected by the processing unit 13. The power supply terminal 14p of the storage unit 14 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 14g of the storage unit 14 is connected to the ground wire GL. The storage unit 14 includes, for example, a non-volatile memory, and can hold information written while power is being supplied even in a state where power is not supplied.
本実施形態において、整流スタック61、整流スタック62とレギュレータ63との間には、キャパシタ69が設けられている。キャパシタ69の第1電極69aは、整流スタック61、整流スタック62とレギュレータ63の制御端子63cとを接続する信号線に接続されている。キャパシタ69の第2電極69bは、接地線GLに接続されている。このキャパシタ69は、例えば平滑キャパシタであり、脈動を低減してレギュレータの負荷を低減する。キャパシタ69の定数は、例えば、処理部13により回転位置情報を検出して記憶部14に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリー6から処理部13および記憶部14への電力供給が維持されるように設定される。
In the present embodiment, a capacitor 69 is provided between the rectifying stack 61, the rectifying stack 62, and the regulator 63. First electrode 69a of the capacitor 69, the rectifier stack 61 is connected to a signal line connecting the control terminal 63 c of the rectifier stack 62 and the regulator 63. The second electrode 69b of the capacitor 69 is connected to the ground wire GL. The capacitor 69 is, for example, a smoothing capacitor, which reduces pulsation and reduces the load on the regulator. The constant of the capacitor 69 is such that the power supply from the battery 6 to the processing unit 13 and the storage unit 14 is maintained during the period from the detection of the rotation position information by the processing unit 13 to the writing of the rotation position information to the storage unit 14. Is set to.
次に、電力供給部10および多回転情報検出部1Aの動作について、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの多回転情報検出部1Aの動作を代表的に説明する。図6は、回転軸SFが反時計回りに回転(順回転)するときの多回転情報検出部1Aの動作を示すタイミングチャートである。
Next, regarding the operation of the power supply unit 10 and the multi-rotation information detection unit 1A, the operation of the multi-rotation information detection unit 1A when the rotation axis SF rotates counterclockwise (forward rotation) will be typically described. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the multi-rotation information detection unit 1A when the rotation axis SF rotates counterclockwise (forward rotation).
図6の「磁界」において、実線は第1信号発生部16aの位置での磁界を示し、破線は第2信号発生部16bの位置での磁界を示す。「第1信号発生部」、「第2信号発生部」は、ぞれぞれ、第1信号発生部16aの出力、第2信号発生部16bの出力を示し、1方向に流れる電流の出力を正(+)とし、その逆方向に流れる電流の出力を負(−)とした。「イネーブル信号」は、信号発生部16で発生する電気信号によりレギュレータ63の制御端子63aに印加される電位を示し、ハイレベルを「H」で表し、ローレベルを「L」で表した。「レギュレータ」は、レギュレータ63の出力を示し、ハイレベルを「H」で表し、ローレベルを「L」で表した。
In the "magnetic field" of FIG. 6, the solid line indicates the magnetic field at the position of the first signal generation unit 16a, and the broken line indicates the magnetic field at the position of the second signal generation unit 16b. The "first signal generation unit" and the "second signal generation unit" indicate the output of the first signal generation unit 16a and the output of the second signal generation unit 16b, respectively, and output the current flowing in one direction. The output of the current flowing in the opposite direction was set to negative (-). The "enable signal" indicates the potential applied to the control terminal 63a of the regulator 63 by the electric signal generated by the signal generation unit 16, the high level is represented by "H", and the low level is represented by "L". “Regulator” indicates the output of the regulator 63, where the high level is represented by “H” and the low level is represented by “L”.
図6の「第1磁気センサ」、「第2磁気センサ」は、それぞれ、第1磁気センサ12a、第2磁気センサ12bの出力を実線で示す。「第1磁気センサ」、「第2磁気センサ」において点線は、常時駆動された場合の出力である。「第1アナログコンパレータ」、「第2アナログコンパレータ」は、それぞれ、アナログコンパレータ65、アナログコンパレータ66からの出力を示す。
In the "first magnetic sensor" and "second magnetic sensor" of FIG. 6, the outputs of the first magnetic sensor 12a and the second magnetic sensor 12b are shown by solid lines, respectively. In the "first magnetic sensor" and "second magnetic sensor", the dotted line is the output when the sensor is constantly driven. The "first analog comparator" and the "second analog comparator" indicate the outputs from the analog comparator 65 and the analog comparator 66, respectively.
第1信号発生部16aは、角度位置135°において、逆方向に流れる電流パルス(「第1信号発生部」の負)を出力する。また、第1信号発生部16aは、角度位置315°において、順方向に流れる電流パルス(「第1信号発生部」の正)を出力する。第2信号発生部16bは、角度位置45°において、順方向に流れる電流パルス(「第2信号発生部」の正)を出力する。また、第2信号発生部16bは、角度位置225°において、逆方向に流れる電流パルス(「第2信号発生部」の負)を出力する。そのため、イネーブル信号は、角度位置45°、角度位置135°、角度位置225°、角度位置315°のそれぞれにおいて、ハイレベルに切り替わる。また、レギュレータ63は、イネーブル信号がハイレベルに維持された状態に対応して、角度位置45°、角度位置135°、角度位置225°、角度位置315°のそれぞれにおいて、電源線PLに所定電圧を供給する。
The first signal generation unit 16a outputs a current pulse (negative of the “first signal generation unit”) flowing in the opposite direction at the angle position 135 °. Further, the first signal generation unit 16a outputs a current pulse (positive of the “first signal generation unit”) flowing in the forward direction at the angle position 315 °. The second signal generation unit 16b outputs a current pulse (positive of the “second signal generation unit”) flowing in the forward direction at an angle position of 45 °. Further, the second signal generation unit 16b outputs a current pulse (negative of the “second signal generation unit”) flowing in the opposite direction at the angle position of 225 °. Therefore, the enable signal switches to a high level at each of the angle position 45 °, the angle position 135 °, the angle position 225 °, and the angle position 315 °. Further, the regulator 63 has a predetermined voltage on the power supply line PL at each of the angle position 45 °, the angle position 135 °, the angle position 225 °, and the angle position 315 °, corresponding to the state in which the enable signal is maintained at a high level. To supply.
本実施形態において、第1磁気センサ12aの出力と第2磁気センサ12bの出力は、90°の位相差を有しており、処理部13は、この位相差を利用して回転位置情報を検出する。第1磁気センサ12aの出力は、角度位置0°から角度位置180°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ63は角度位置45°、角度位置135°において電力を出力する。第1磁気センサ12aおよびアナログコンパレータ65は、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ65から出力される信号(以下、A相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置45°と角度位置135°のそれぞれにおいてHレベルになる。
In the present embodiment, the output of the first magnetic sensor 12a and the output of the second magnetic sensor 12b have a phase difference of 90 °, and the processing unit 13 detects the rotation position information by using this phase difference. To do. The output of the first magnetic sensor 12a has a positive sine wave shape in the range from the angle position 0 ° to the angle position 180 °. In this angular range, the regulator 63 outputs power at an angular position of 45 ° and an angular position of 135 °. The first magnetic sensor 12a and the analog comparator 65 are driven by the electric power supplied at the angle position 45 ° and the angle position 135 °, respectively. The signal output from the analog comparator 65 (hereinafter referred to as A-phase signal) is maintained at the L level in a state where power is not supplied, and becomes the H level at each of the angle position 45 ° and the angle position 135 °. ..
また、第2磁気センサ12bの出力は、角度位置270°(−90°)から角度位置90°の範囲において、正のサイン波状である。この角度範囲において、レギュレータ63は、角度位置315°(−45°)、角度位置45°において電力を出力する。第2磁気センサ12bおよびアナログコンパレータ66は、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいて供給される電力により駆動される。アナログコンパレータ66から出力される信号(以下、B相信号という)は、電力供給を受けていない状態でLレベルに維持されており、角度位置315°と角度位置45°のそれぞれにおいてHレベルになる。
Further, the output of the second magnetic sensor 12b has a positive sine wave shape in the range from the angle position 270 ° (−90 °) to the angle position 90 °. In this angular range, the regulator 63 outputs power at an angular position of 315 ° (−45 °) and an angular position of 45 °. The second magnetic sensor 12b and the analog comparator 66 are driven by the electric power supplied at the angle position 315 ° and the angle position 45 °, respectively. The signal output from the analog comparator 66 (hereinafter referred to as B-phase signal) is maintained at the L level in a state where power is not supplied, and becomes the H level at each of the angle position 315 ° and the angle position 45 °. ..
ここで、計数部67に供給されるA相信号がHレベル(H)であり、計数部67に供給されるB相信号がLレベルである場合に、これら信号レベルの組を(H,L)のように表す。図6では、角度位置315°において信号レベルの組が(L,H)であり、角度位置45°において信号レベルの組が(H,H)、角度位置135°において信号レベルの組が(H,L)である。
Here, when the A-phase signal supplied to the counting unit 67 is the H level (H) and the B-phase signal supplied to the counting unit 67 is the L level, a set of these signal levels is set (H, L). ). In FIG. 6, the signal level set is (L, H) at the angle position 315 °, the signal level set is (H, H) at the angle position 45 °, and the signal level set is (H, H) at the angle position 135 °. , L).
計数部67は、磁気センサ12が検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、記憶部14に信号レベルの組を記憶させる。計数部67は、次に検出したA相信号とB相信号の一方または双方がHレベルである場合に、前回のレベルの組を記憶部14から読み出し、前回のレベルの組と今回のレベルの組と比較して回転方向を判定する。
The counting unit 67 stores the set of signal levels in the storage unit 14 when one or both of the A-phase signal and the B-phase signal detected by the magnetic sensor 12 are at the H level. When one or both of the A-phase signal and the B-phase signal detected next are at the H level, the counting unit 67 reads the previous level set from the storage unit 14, and reads the previous level set and the current level set. The rotation direction is determined by comparing with the set.
例えば、前回の信号レベルの組が(H,H)であって、今回の信号レベルが(H,L)である場合には、前回の検出において角度位置45°であり、今回の検出において角度位置135°であるので、反時計回り(順回転)であることがわかる。計数部67は、今回のレベルの組が(H,L)であって、かつ前回のレベルの組が(H,H)である場合、カウンタをアップすることを示すアップ信号を記憶部14に供給する。記憶部14は、計数部67からのアップ信号を検出した場合に、記憶している多回転情報を1増加した値に更新する。本実施形態に係る多回転情報検出部1Aは、回転軸SFの回転方向を判定しながら、多回転情報を検出できる。
For example, when the previous signal level set is (H, H) and the current signal level is (H, L), the angle position is 45 ° in the previous detection, and the angle is in the current detection. Since the position is 135 °, it can be seen that it is counterclockwise (forward rotation). When the current level set is (H, L) and the previous level set is (H, H), the counting unit 67 sends an up signal indicating that the counter is up to the storage unit 14. Supply. When the storage unit 14 detects the up signal from the counting unit 67, the storage unit 14 updates the stored multi-rotation information to a value incremented by 1. The multi-rotation information detection unit 1A according to the present embodiment can detect multi-rotation information while determining the rotation direction of the rotation axis SF.
本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、信号発生部16に電気信号が発生してから短時間のうちに、バッテリー6から多回転情報検出部1Aに電力が供給され、多回転情報検出部1Aがダイナミック駆動(間欠駆動)する。多回転情報の検出および書き込みの終了後は、多回転情報検出部1Aへの電源供給は絶たれるが、計数値は、記憶部14に格納されているので保持される。このようなシーケンスは、外部からの電力供給が絶たれた状態においても、磁石11上の所定位置が信号発生部16の近傍を通過するたびに繰り返される。
In the encoder device EC according to the present embodiment, power is supplied from the battery 6 to the multi-rotation information detection unit 1A within a short time after the electric signal is generated in the signal generation unit 16, and the multi-rotation information detection unit 1A Dynamic drive (intermittent drive). After the detection and writing of the multi-rotation information is completed, the power supply to the multi-rotation information detection unit 1A is cut off, but the count value is stored because it is stored in the storage unit 14. Such a sequence is repeated every time a predetermined position on the magnet 11 passes near the signal generation unit 16 even when the power supply from the outside is cut off.
記憶部14に記憶されている多回転情報は、例えば、次にモータMが起動される際にモータ制御部MCなどに読み出され、回転軸SFの初期位置などの算出に利用される。このようなエンコーダ装置ECは、信号発生部16で発生する電気信号に応じて、位置検出モジュール1(例、多回転情報検出部1A)で消費される電力の少なくとも一部をバッテリー6が供給するので、バッテリー6を長寿命にすることができる。バッテリー6のメンテナンス(例、交換)をなくしたり、メンテナンスの頻度を減らしたりすることができる。例えば、バッテリー6の寿命がエンコーダ装置ECの他の部分の寿命よりも長い場合、バッテリー6の交換を不要にすることもできる。
The multi-rotation information stored in the storage unit 14 is read out by the motor control unit MC or the like the next time the motor M is started, and is used for calculating the initial position of the rotation axis SF. In such an encoder device EC, the battery 6 supplies at least a part of the electric power consumed by the position detection module 1 (eg, the multi-rotation information detection unit 1A) according to the electric signal generated by the signal generation unit 16. Therefore, the battery 6 can have a long life. Maintenance (eg, replacement) of the battery 6 can be eliminated or the frequency of maintenance can be reduced. For example, if the life of the battery 6 is longer than the life of other parts of the encoder device EC, it is possible to eliminate the need to replace the battery 6.
また、例えば、エンコーダ装置ECがモータMに取り付けられる際に、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが電気的に接続されるので、エンコーダ装置ECがモータMに取り付けられる前にバッテリー6が消耗することが抑制される。例えば、エンコーダ装置ECがモータMに取り付けられる前(例、エンコーダ装置ECを搬送する間)において、信号発生部16に検出信号が発生した場合に、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが電気的に接続されていないので、バッテリー6からの電力の供給がされず、バッテリー6が消耗することが抑制される。このように、本実施形態におけるエンコーダ装置ECは、位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とがモジュール部品として互いに独立して分離されたユニットで構成されるため、モータMに取り付けられることで初めて位置検出モジュール1とバッテリーモジュール2とが電気的に接続されるように構成されている。
Further, for example, when the encoder device EC is attached to the motor M, the position detection module 1 and the battery module 2 are electrically connected, so that the battery 6 is consumed before the encoder device EC is attached to the motor M. Is suppressed. For example, when a detection signal is generated in the signal generation unit 16 before the encoder device EC is attached to the motor M (for example, while the encoder device EC is being conveyed), the position detection module 1 and the battery module 2 are electrically connected. Since it is not connected to the battery 6, power is not supplied from the battery 6 and the battery 6 is suppressed from being consumed. As described above, since the encoder device EC in the present embodiment is composed of a unit in which the position detection module 1 and the battery module 2 are separated from each other independently as module parts, the position is detected only when the position detection module 1 and the battery module 2 are attached to the motor M. The module 1 and the battery module 2 are configured to be electrically connected.
また、ウィーガントワイヤ等の感磁性ワイヤを利用すると、磁石11の回転が極めて低速であっても、信号発生部16からパルス電流の出力が得られる。そのため、例えばモータMへ電力供給がなされていない状態などにおいて、回転軸SF(磁石11)の回転が極めて低速な場合にも、信号発生部16の出力を電気信号として利用できる。
Further, when a magnetically sensitive wire such as a Wiegand wire is used, a pulse current output can be obtained from the signal generation unit 16 even if the magnet 11 rotates at an extremely low speed. Therefore, for example, in a state where power is not supplied to the motor M, the output of the signal generating unit 16 can be used as an electric signal even when the rotation of the rotating shaft SF (magnet 11) is extremely low.
なお、多回転情報検出部1Aは、上記の実施形態において磁気式の検出部であるが、光学式(例、反射光又は透過光)の検出部であってもよい。この場合、多回転情報検出部1Aの一部は、角度検出部1Bと共用であってもよい。また、電力供給部10は、信号発生部16で発生する検出信号の電力を電源に用いてもよい。例えば、電力供給部10は、検出信号の電圧をレギュレータなどで所定電圧に調整し、検出信号の電力を位置検出モジュール1に供給してもよい。また、上述の実施形態において、信号発生部16は、磁石11に対して所定の位置関係になった際に検出信号が発生する。エンコーダ装置EC(多回転情報検出部1A)は、信号発生部16を、回転軸SF(磁石11)の位置情報を検出するセンサとして備えてもよい。
The multi-rotation information detection unit 1A is a magnetic detection unit in the above embodiment, but may be an optical detection unit (eg, reflected light or transmitted light). In this case, a part of the multi-rotation information detection unit 1A may be shared with the angle detection unit 1B. Further, the power supply unit 10 may use the power of the detection signal generated by the signal generation unit 16 as the power source. For example, the power supply unit 10 may adjust the voltage of the detection signal to a predetermined voltage by a regulator or the like, and supply the power of the detection signal to the position detection module 1. Further, in the above-described embodiment, the signal generation unit 16 generates a detection signal when the magnet 11 has a predetermined positional relationship. The encoder device EC (multi-rotation information detection unit 1A) may include a signal generation unit 16 as a sensor for detecting the position information of the rotation axis SF (magnet 11).
[第2実施形態]
第2実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図7は、本実施形態に係る位置検出モジュール、バッテリーモジュール、及び接続部を示す図である。本実施形態において、接続部3は、コネクタ71を備える。コネクタ71は、位置検出モジュール1の第1端子7aとバッテリーモジュール2の第2端子8aとを接続し、かつ第1端子7bと第2端子8bとを接続する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified. FIG. 7 is a diagram showing a position detection module, a battery module, and a connection portion according to the present embodiment. In this embodiment, the connection portion 3 includes a connector 71. The connector 71 connects the first terminal 7a of the position detection module 1 and the second terminal 8a of the battery module 2, and also connects the first terminal 7b and the second terminal 8b.
コネクタ71は、例えば、係止部材72a、係止部材72b、コネクタ端子73a、コネクタ端子73b、配線74a、及び配線74bを備える。第1端子7aおよび第1端子7bは、係止部材72bに設けられている。コネクタ端子73aおよびコネクタ端子73bは、係止部材72aに設けられている。配線74aおよび配線74bは、例えば電源ケーブルである。配線74aは、その一端がコネクタ端子73aと電気的に接続され、その他端が第2端子8aと電気的に接続されている。配線74bは、その一端がコネクタ端子73bと電気的に接続され、その他端が第2端子8bと電気的に接続されている。
The connector 71 includes, for example, a locking member 72a, a locking member 72b, a connector terminal 73a, a connector terminal 73b, a wiring 74a, and a wiring 74b. The first terminal 7a and the first terminal 7b are provided on the locking member 72b. The connector terminal 73a and the connector terminal 73b are provided on the locking member 72a. The wiring 74a and the wiring 74b are, for example, power cables. One end of the wiring 74a is electrically connected to the connector terminal 73a, and the other end is electrically connected to the second terminal 8a. One end of the wiring 74b is electrically connected to the connector terminal 73b, and the other end is electrically connected to the second terminal 8b.
係止部材72aと係止部材72bとは、エンコーダ装置ECがモータMに取り付けられる時に、互いに係合する。係止部材72aと係止部材72bとが係合した状態で、第1端子7aは、コネクタ端子73aと接触して導通し、コネクタ端子73aおよび配線74aを介して第2端子8aと導通する。また、係止部材72aと係止部材72bとが係合した状態で、第1端子7bは、コネクタ端子73bと接触して導通し、コネクタ端子73bおよび配線74bを介して第2端子8bと導通する。
The locking member 72a and the locking member 72b engage with each other when the encoder device EC is attached to the motor M. With the locking member 72a and the locking member 72b engaged, the first terminal 7a contacts and conducts with the connector terminal 73a, and conducts with the second terminal 8a via the connector terminal 73a and the wiring 74a. Further, in a state where the locking member 72a and the locking member 72b are engaged, the first terminal 7b contacts the connector terminal 73b and conducts, and conducts with the second terminal 8b via the connector terminal 73b and the wiring 74b. To do.
本実施形態において、第2保持部52(図7(B)参照)は、位置検出モジュール1(例、処理基板部5の+Z側の面5b)と接触し、位置検出モジュール1と固定される。例えば、第2保持部52は、位置検出モジュール1と接触する側に凹部を有し、位置検出モジュール1と接触した状態において、この凹部内に信号発生部16および係止部材72aを収容する。例えば、第2保持部52は、信号発生部16および係止部材72aを覆うように、位置検出モジュール1と固定される。
In the present embodiment, the second holding portion 52 (see FIG. 7B) comes into contact with the position detection module 1 (eg, the + Z side surface 5b of the processing board portion 5) and is fixed to the position detection module 1. .. For example, the second holding unit 52 has a recess on the side in contact with the position detection module 1, and in a state of being in contact with the position detection module 1, the signal generation unit 16 and the locking member 72a are housed in the recess. For example, the second holding unit 52 is fixed to the position detection module 1 so as to cover the signal generating unit 16 and the locking member 72a.
次に、本実施形態に係るエンコーダ装置ECの取り付け方法(組み立て方法)の例について説明する。まず、位置検出モジュール1を図1のモータMに取り付ける。例えば、スケールSと回転軸SFとを固定し、第1保持部50をモータMの固定子側の部材(例、図1の本体部BD、筐体、ケース)と固定する。処理基板部5は、例えば、第1保持部50と予め一体化(ユニット化)されており、第1保持部50とともにモータMに取り付けられる。処理基板部5は、例えば、第1保持部50と分離していてもよく、第1保持部50がモータMに取り付けられた後、第1保持部50に取り付けられることでモータMに固定されてもよい。
Next, an example of an attachment method (assembly method) of the encoder device EC according to the present embodiment will be described. First, the position detection module 1 is attached to the motor M of FIG. For example, the scale S and the rotation shaft SF are fixed, and the first holding portion 50 is fixed to a member on the stator side of the motor M (for example, the main body portion BD, the housing, and the case in FIG. 1). The processing board portion 5 is integrated (unitized) with the first holding portion 50 in advance, and is attached to the motor M together with the first holding portion 50, for example. The processing board portion 5 may be separated from the first holding portion 50, for example, and is fixed to the motor M by being attached to the first holding portion 50 after the first holding portion 50 is attached to the motor M. You may.
次に、コネクタ71によって、第1端子7aを第2端子8aと電気的に接続し、第1端子7bを第2端子8bと電気的に接続する。例えば、係止部材72aと係止部材72bとを係止ることで、第1端子7aは、コネクタ端子73aおよび配線74aを介して、第2端子8aと電気的に接続される。また、係止部材72aと係止部材72bとを係止ることで、第1端子7bは、コネクタ端子73bおよび配線74bを介して、第2端子8bと電気的に接続される。このような場合、例えば、係止部材72aと係止部材72bとが互いに嵌め込まれることによって、第1端子7aとコネクタ端子73aとが物理的に接触し、第1端子7bとコネクタ端子73bと物理的に接触する。そして、第2保持部52を位置検出モジュール1(例、処理基板部5)と接触させ、第2保持部52と位置検出モジュール1とを固定する。なお、本実施形態におけるコネクタ71は、例えば、フィルム基材に上記の配線74aなどを備えたフレキシブル配線基板であってもよい。
Next, the first terminal 7a is electrically connected to the second terminal 8a by the connector 71, and the first terminal 7b is electrically connected to the second terminal 8b. For example, by locking the locking member 72a and the locking member 72b, the first terminal 7a is electrically connected to the second terminal 8a via the connector terminal 73a and the wiring 74a. Further, by locking the locking member 72a and the locking member 72b, the first terminal 7b is electrically connected to the second terminal 8b via the connector terminal 73b and the wiring 74b. In such a case, for example, when the locking member 72a and the locking member 72b are fitted to each other, the first terminal 7a and the connector terminal 73a are physically in contact with each other, and the first terminal 7b and the connector terminal 73b are physically contacted. Contact. Then, the second holding portion 52 is brought into contact with the position detection module 1 (eg, the processing board portion 5), and the second holding portion 52 and the position detection module 1 are fixed. The connector 71 in the present embodiment may be, for example, a flexible wiring board provided with the above wiring 74a on a film base material.
[駆動装置]
次に、実施形態に係る駆動装置について説明する。図8は、駆動装置MTRの一例を示す図である。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。この駆動装置MTRは、電動モータを含むモータ装置である。駆動装置MTRは、回転軸SFと、回転軸SFを回転駆動する本体部(駆動部)BDと、回転軸SFの回転位置情報を検出するエンコーダ装置ECとを有している。
[Drive]
Next, the drive device according to the embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of the drive device MTR. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description will be omitted or simplified. This drive device MTR is a motor device including an electric motor. The drive device MTR has a rotation axis SF, a main body (drive unit) BD that rotationally drives the rotation axis SF, and an encoder device EC that detects rotation position information of the rotation axis SF.
図8において、磁石11は、インクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSと同じ回転部材(スケールS)に設けられている。磁石11は、スケールSにおいて、インクリメンタルパターンINC及びアブソリュートパターンABSと同じ側に配置されている。信号発生部16は、スケールSに対して、発光素子21および受光センサ22と同じ側に配置されている。なお、磁石11、信号発生部16、スケールS、発光素子21、及び受光センサ22の配置は、図8に示す配置に限定されず、例えば図1に示した配置でもよいし、その他の配置でもよい。
In FIG. 8, the magnet 11 is provided on the same rotating member (scale S) as the incremental pattern INC and the absolute pattern ABS. The magnet 11 is arranged on the same side of the scale S as the incremental pattern INC and the absolute pattern ABS. The signal generation unit 16 is arranged on the same side as the light emitting element 21 and the light receiving sensor 22 with respect to the scale S. The arrangement of the magnet 11, the signal generation unit 16, the scale S, the light emitting element 21, and the light receiving sensor 22 is not limited to the arrangement shown in FIG. 8, and may be, for example, the arrangement shown in FIG. 1 or any other arrangement. Good.
回転軸SFは、負荷側端部SFaと、反負荷側端部SFbとを有している。負荷側端部SFaは、減速機など他の動力伝達機構に接続される。反負荷側端部SFbには、固定部を介してスケールSが固定される。このスケールSの固定とともに、エンコーダ装置ECが取り付けられている。エンコーダ装置ECは、上述した実施形態、変形例、あるいはその組み合わせに係るエンコーダ装置である。
The rotation shaft SF has a load side end portion SFa and a non-load side end portion SFb. The load side end SFa is connected to another power transmission mechanism such as a speed reducer. The scale S is fixed to the counterload side end SFb via the fixing portion. Along with fixing the scale S, an encoder device EC is attached. The encoder device EC is an encoder device according to the above-described embodiment, modification, or combination thereof.
この駆動装置MTRは、エンコーダ装置ECの検出結果を使って、図1などに示したモータ制御部MCが本体部BDを制御する。駆動装置MTRは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、駆動装置MTRは、モータ装置に限定されず、油圧や空圧を利用して回転する軸部を有する他の駆動装置であってもよい。
In this drive device MTR, the motor control unit MC shown in FIG. 1 or the like controls the main body unit BD using the detection result of the encoder device EC. Since the drive device MTR has no or low need for battery replacement of the encoder device EC, the maintenance cost can be reduced. The drive device MTR is not limited to the motor device, and may be another drive device having a shaft portion that rotates using hydraulic pressure or pneumatic pressure.
[ステージ装置]
次に、ステージ装置について説明する。図9は、ステージ装置STGを示す図である。このステージ装置STGは、図8に示した駆動装置MTRの回転軸SFのうち負荷側端部SFaに、ステージ(回転テーブルTB、移動物体)を取り付けた構成である。ステージ装置STGは、例えば、1次元のリニアモータによって、ステージを1方向に直線的に移動させる構成でもよい。また、ステージ装置STGは、複数の1次元のリニアモータあるいは2次元のリニアモータ(例、平面モータ)によって、ステージを2方向に移動させる構成でもよい。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。
[Stage device]
Next, the stage device will be described. FIG. 9 is a diagram showing a stage device STG. This stage device STG has a configuration in which a stage (rotary table TB, moving object) is attached to a load-side end SFa of the rotation axis SF of the drive device MTR shown in FIG. The stage device STG may be configured to linearly move the stage in one direction by, for example, a one-dimensional linear motor. Further, the stage device STG may be configured to move the stage in two directions by a plurality of one-dimensional linear motors or two-dimensional linear motors (eg, a flat motor). In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description will be omitted or simplified.
ステージ装置STGは、駆動装置MTRを駆動して回転軸SFを回転させる。この回転は、回転テーブルTBに伝達され、その際にエンコーダ装置ECは、回転軸SFの角度位置等を検出する。エンコーダ装置ECからの出力を用いることにより、回転テーブルTBの角度位置を検出することができる。なお、駆動装置MTRの負荷側端部SFaと回転テーブルTBとの間に減速機等が配置されてもよい。
The stage device STG drives the drive device MTR to rotate the rotation axis SF. This rotation is transmitted to the rotary table TB, and at that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotary axis SF and the like. By using the output from the encoder device EC, the angular position of the rotary table TB can be detected. A speed reducer or the like may be arranged between the load side end SFa of the drive device MTR and the rotary table TB.
ステージ装置STGは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が低い又は無いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ステージ装置STGは、例えば、旋盤等の工作機械に備える回転テーブル等に適用できる。
Since the stage device STG requires less or no battery replacement for the encoder device EC, maintenance costs can be reduced. The stage device STG can be applied to, for example, a rotary table provided in a machine tool such as a lathe.
[ロボット装置]
次に、ロボット装置について説明する。図10は、ロボット装置RBTを示す斜視図である。なお、図10には、ロボット装置RBTの一部(関節部分)を模式的に示した。以下の説明において、上記した実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。このロボット装置RBTは、第1アームAR1と、第2アームAR2と、関節部JTとを有している。第1アームAR1は、関節部JTを介して、第2アームAR2と接続されている。
[Robot device]
Next, the robot device will be described. FIG. 10 is a perspective view showing the robot device RBT. Note that FIG. 10 schematically shows a part (joint portion) of the robot device RBT. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description will be omitted or simplified. This robot device RBT has a first arm AR1, a second arm AR2, and a joint portion JT. The first arm AR1 is connected to the second arm AR2 via the joint JT.
第1アームAR1は、腕部101、軸受101a、及び軸受101bを備えている。第2アームAR2は、腕部102および接続部102aを有する。接続部102aは、関節部JTにおいて、軸受101aと軸受101bの間に配置されている。接続部102aは、回転軸SF2と一体的に設けられている。回転軸SF2は、関節部JTにおいて、軸受101aと軸受101bの両方に挿入されている。回転軸SF2のうち軸受101bに挿入される側の端部は、軸受101bを貫通して減速機RGに接続されている。
The first arm AR1 includes an arm portion 101, a bearing 101a, and a bearing 101b. The second arm AR2 has an arm portion 102 and a connecting portion 102a. The connecting portion 102a is arranged between the bearing 101a and the bearing 101b in the joint portion JT. The connecting portion 102a is provided integrally with the rotating shaft SF2. The rotary shaft SF2 is inserted into both the bearing 101a and the bearing 101b at the joint portion JT. The end of the rotating shaft SF2 on the side inserted into the bearing 101b penetrates the bearing 101b and is connected to the speed reducer RG.
減速機RGは、駆動装置MTRに接続されており、駆動装置MTRの回転を例えば100分の1等に減速して回転軸SF2に伝達する。図11に図示しないが、駆動装置MTRの回転軸SFのうち負荷側端部SFaは、減速機RGに接続されている。また、駆動装置MTRの回転軸SFのうち反負荷側端部SFbには、エンコーダ装置ECのスケールSが取り付けられている。
The speed reducer RG is connected to the drive device MTR, and reduces the rotation of the drive device MTR to, for example, 1/100 or the like and transmits it to the rotation shaft SF2. Although not shown in FIG. 11, the load side end SFa of the rotation shaft SF of the drive device MTR is connected to the speed reducer RG. Further, a scale S of the encoder device EC is attached to the counterload side end SFb of the rotation axis SF of the drive device MTR.
ロボット装置RBTは、駆動装置MTRを駆動して回転軸SFを回転させると、この回転が減速機RGを介して回転軸SF2に伝達される。回転軸SF2の回転により接続部102aが一体的に回転し、これにより第2アームAR2が、第1アームAR1に対して回転する。その際、エンコーダ装置ECは、回転軸SFの角度位置等を検出する。従って、エンコーダ装置ECからの出力を用いることにより、第2アームAR2の角度位置を検出することができる。ロボット装置RBTは、エンコーダ装置ECのバッテリー交換の必要性が無いもしくは低いので、メンテナンスコストを減らすことができる。なお、ロボット装置RBTは、上記の構成に限定されず、駆動装置MTRは、関節を備える各種ロボット装置に適用できる。
When the robot device RBT drives the drive device MTR to rotate the rotation shaft SF, this rotation is transmitted to the rotation shaft SF2 via the speed reducer RG. The rotation of the rotation shaft SF2 causes the connection portion 102a to rotate integrally, whereby the second arm AR2 rotates with respect to the first arm AR1. At that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotation axis SF and the like. Therefore, the angular position of the second arm AR2 can be detected by using the output from the encoder device EC. Since the robot device RBT does not require or reduces the need for battery replacement of the encoder device EC, the maintenance cost can be reduced. The robot device RBT is not limited to the above configuration, and the drive device MTR can be applied to various robot devices having joints.
なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
The technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described in the above-described embodiments. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. In addition, the requirements described in the above-described embodiments can be combined as appropriate. In addition, to the extent permitted by law, the disclosure of all documents cited in the above-mentioned embodiments and the like shall be incorporated as part of the description in the main text.