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JP7633609B2 - Encoder device and method of using the same, drive device, stage device, and robot device - Google Patents
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JP7633609B2 - Encoder device and method of using the same, drive device, stage device, and robot device - Google Patents

Encoder device and method of using the same, drive device, stage device, and robot device Download PDF

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Description

本発明は、エンコーダ装置、エンコーダ装置の使用方法、駆動装置、ステージ装置、及びロボット装置に関する。 The present invention relates to an encoder device, a method for using an encoder device, a drive device, a stage device, and a robot device.

従来のエンコーダ装置として、ウィーガントワイヤまたはその他の磁気発電素子を用いた自己発電手段によって無電源多回転検出回路を駆動することにより、無電源でも多回転を検出するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional encoder device is known that detects multiple rotations without a power source by driving a non-powered multiple rotation detection circuit with a self-generating means using a Wiegand wire or other magnetic generating element (see, for example, Patent Document 1).

特開2017-26397号公報JP 2017-26397 A

第1の態様によれば、電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その位置検出部に、その電源からの電力及び蓄積された電力の少なくとも一方を供給可能な電力供給部と、その電気信号に基づいて、その電力供給部からその位置検出部への電力の供給の有無を切り替える切替部と、を備え、その位置検出部は、その電源からの電力の供給が断たれると、その電気信号の状態にかかわらずその切替部にその電力供給部からその位置検出部に電力を供給させ、その位置情報の検出を行うエンコーダ装置が提供される。 According to a first aspect, an encoder device is provided that includes a position detection unit that is supplied with power from a power source and detects position information of a moving unit, a magnet that moves due to the movement of the moving unit, an electrical signal generating unit that generates an electrical signal due to a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet, a power supply unit that can supply at least one of power from the power source and stored power to the position detection unit, and a switching unit that switches whether or not power is supplied from the power supply unit to the position detection unit based on the electrical signal, and when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit causes the switching unit to supply power from the power supply unit to the position detection unit regardless of the state of the electrical signal, thereby detecting the position information .

第2の態様によれば、電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その電気信号によりその位置検出部に電力を供給する電力供給部と、を備え、その位置検出部は、その電源からの電力の供給が断たれると、その電気信号の状態にかかわらずその電力供給部から電力が供給され、その位置情報の検出を行うエンコーダ装置が提供される。 According to a second aspect, an encoder device is provided that includes a position detection unit that receives power from a power source and detects position information of a moving unit, a magnet that moves with the movement of the moving unit, an electric signal generation unit that generates an electric signal due to a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet, and a power supply unit that supplies power to the position detection unit using the electric signal. When the power supply from the power source is cut off, the position detection unit is supplied with power from the power supply unit regardless of the state of the electric signal, and detects the position information.

第3の態様によれば、第1又は第2の態様のエンコーダ装置と、その移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置が提供される。
第4の態様によれば、移動物体と、その移動物体を移動させる第3の態様の駆動装置と、を備えるステージ装置が提供される。
第5の態様によれば、第3の態様の駆動装置と、その駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置が提供される。
According to a third aspect, there is provided a drive device including the encoder device according to the first or second aspect, and a power supply unit that supplies power to a moving unit of the encoder device.
According to a fourth aspect, there is provided a stage device comprising a moving object and the drive device of the third aspect for moving the moving object.
According to a fifth aspect, there is provided a robot device including the drive device according to the third aspect and an arm that is relatively moved by the drive device.

第6の態様によれば、電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、その移動部の移動によって移動する磁石と、その磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、その位置検出部にその電源からの電力及び蓄積された電力の少なくとも一方を供給可能な電力供給部と、その電気信号に基づいて、その電力供給部からその位置検出部への電力の供給の有無を切り替える切替部と、を備えるエンコーダ装置の使用方法であって、その位置検出部は、その電源からの電力の供給が断たれると、その電気信号の状態にかかわらずその切替部にその電力供給部からその位置検出部に電力を供給させ、その位置情報の検出を行うことを含む使用方法が提供される。 According to a sixth aspect, there is provided a method of using an encoder device comprising: a position detection unit that is supplied with power from a power source and detects position information of a moving unit; a magnet that moves due to the movement of the moving unit; an electric signal generating unit that generates an electric signal due to a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet; a power supply unit that can supply at least one of power from the power source and stored power to the position detection unit; and a switching unit that switches the supply of power from the power supply unit to the position detection unit on or off based on the electric signal, wherein when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit causes the switching unit to supply power from the power supply unit to the position detection unit regardless of the state of the electric signal, thereby detecting the position information.

第1の実施形態に係るエンコーダ装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an encoder device according to a first embodiment. (A)は図1中の磁石、電気信号発生ユニット、及び磁気センサを示す斜視図、(B)は図2(A)の磁石等を示す平面図、(C)は図2(A)の磁気センサを示す回路図である。2A is a perspective view showing the magnet, the electric signal generating unit, and the magnetic sensor in FIG. 1, FIG. 2B is a plan view showing the magnet etc. in FIG. 2A, and FIG. 2C is a circuit diagram showing the magnetic sensor in FIG. 2A. (A)は図2(A)の磁石及び電気信号発生ユニットを示す平面図、(B)及び(C)はそれぞれ図3(A)の断面図、(D)は変形例を示す平面図、(E)は図3(D)の側面図である。2A is a plan view showing the magnet and electric signal generating unit of FIG. 2A, (B) and (C) are cross-sectional views of FIG. 3A, (D) is a plan view showing a modified example, and (E) is a side view of FIG. 3D. 図1のエンコーダ装置の電力供給系及び多回転情報検出部の構成を示す図である。2 is a diagram showing the configuration of a power supply system and a multi-rotation information detection unit of the encoder device of FIG. 1 . 図1のエンコーダ装置の順回転時の動作を示す図である。4A to 4C are diagrams illustrating the operation of the encoder device of FIG. 1 during forward rotation. 高速回転時の動作の一例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing an example of an operation during high speed rotation. (A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は、それぞれ図6の動作に対応する所定の信号を示す図である。7A, 7B, 7C, 7D, and 7E are diagrams showing predetermined signals corresponding to the operations of FIG. 6, respectively. 第2の実施形態に係るエンコーダ装置の電力供給系及び多回転情報検出部の構成を示す図である。13 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system and a multi-rotation information detection unit of an encoder device according to a second embodiment. FIG. 第2の実施形態に係る電源オフ時の動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an example of an operation when the power supply is turned off according to the second embodiment. (A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)は、それぞれ図9の動作に対応する所定の信号を示す図である。10A, 10B, 10C, 10D, and 10E are diagrams showing predetermined signals corresponding to the operations of FIG. 9, respectively. 駆動装置の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a drive device. ステージ装置の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a stage device. ロボット装置の一例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a robot device.

[第1の実施形態]
第1の実施形態につき図1から図7を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECを示す。図1において、エンコーダ装置ECは、モータM(動力供給部)の回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出する。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(例えば、回転位置、回転速度など)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。
[First embodiment]
The first embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 7. Fig. 1 shows an encoder device EC according to this embodiment. In Fig. 1, the encoder device EC detects rotational position information of a rotating shaft SF (moving part) of a motor M (power supply part). The rotating shaft SF is, for example, a shaft (rotor) of the motor M, but may also be an action shaft (output shaft) connected to the shaft of the motor M via a power transmission part such as a transmission and connected to a load. The rotational position information detected by the encoder device EC is supplied to a motor control unit MC. The motor control unit MC uses the rotational position information supplied from the encoder device EC to control the rotation of the motor M (for example, the rotational position, the rotational speed, etc.). The motor control unit MC controls the rotation of the rotating shaft SF.

エンコーダ装置ECは、位置検出系(位置検出ユニット)1及び電力供給系(電力供給ユニット)2を備える。位置検出系1は、回転軸SFの回転位置情報を検出する。エンコーダ装置ECは、いわゆる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、及び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。エンコーダ装置ECは、回転軸SFの多回転情報を検出する多回転情報検出部3、及び回転軸SFの角度位置を検出する角度検出部4を備える。 The encoder device EC includes a position detection system (position detection unit) 1 and a power supply system (power supply unit) 2. The position detection system 1 detects rotational position information of the rotating shaft SF. The encoder device EC is a so-called multi-rotation absolute encoder, and detects rotational position information including multi-rotation information indicating the number of rotations of the rotating shaft SF and angular position information indicating an angular position (rotation angle) of less than one rotation. The encoder device EC includes a multi-rotation information detection unit 3 that detects the multi-rotation information of the rotating shaft SF, and an angle detection unit 4 that detects the angular position of the rotating shaft SF.

位置検出系1の少なくとも一部(例えば角度検出部4)は、例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置(例えば駆動装置、ステージ装置、ロボット装置)の電源(例えば、主電源)が投入されている状態(通常状態)で、この装置から電力の供給を受けて動作する。また、位置検出系1の少なくとも一部(例えば多回転情報検出部3)は、例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置の電源(例えば、主電源)が投入されていない状態(非常時状態、バックアップ状態等)で、電力供給系2から電力の供給を受けて動作する。例えば、エンコーダ装置ECが搭載される装置からの電力の供給が断たれた状態において、電力供給系2は位置検出系1の少なくとも一部(例えば多回転情報検出部3)に対して断続的(間欠的)に電力を供給し、位置検出系1は、電力供給系2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(例えば多回転情報)を検出する。 At least a part of the position detection system 1 (e.g., the angle detection unit 4) operates by receiving power from the device (e.g., a drive device, a stage device, a robot device) in which the encoder device EC is mounted, when the device is powered on (e.g., a main power source) (normal state). At least a part of the position detection system 1 (e.g., the multi-rotation information detection unit 3) operates by receiving power from the power supply system 2, when the device is powered on (e.g., a main power source) in which the encoder device EC is mounted is not powered on (emergency state, backup state, etc.). For example, when the power supply from the device in which the encoder device EC is mounted is cut off, the power supply system 2 supplies power intermittently (intermittently) to at least a part of the position detection system 1 (e.g., the multi-rotation information detection unit 3), and the position detection system 1 detects at least a part of the rotational position information of the rotation axis SF (e.g., multi-rotation information) when power is supplied from the power supply system 2.

多回転情報検出部3は、例えば、磁気によって多回転情報を検出する。多回転情報検出部3は、例えば、磁石11、磁気検出部12、検出部13、及び記憶部14を備える。磁石11は、回転軸SFに固定された円板15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と連動して回転する。磁石11は回転軸SFの外側に固定され、磁石11及び磁気検出部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が形成する磁気検出部12上の磁界の強さ及び向きは、回転軸SFの回転によって変化する。磁気検出部12は、磁石11が形成する磁界を検出し、検出部13は、磁石が形成する磁界を磁気検出部12が検出した結果に基づいて、回転軸SFの位置情報を検出する。記憶部14は、検出部13が検出した位置情報を記憶する。 The multi-rotation information detection unit 3 detects multi-rotation information, for example, by magnetism. The multi-rotation information detection unit 3 includes, for example, a magnet 11, a magnetic detection unit 12, a detection unit 13, and a storage unit 14. The magnet 11 is provided on a disk 15 fixed to the rotation axis SF. Since the disk 15 rotates together with the rotation axis SF, the magnet 11 rotates in conjunction with the rotation axis SF. The magnet 11 is fixed to the outside of the rotation axis SF, and the relative positions of the magnet 11 and the magnetic detection unit 12 change with the rotation of the rotation axis SF. The strength and direction of the magnetic field formed by the magnet 11 on the magnetic detection unit 12 change with the rotation of the rotation axis SF. The magnetic detection unit 12 detects the magnetic field formed by the magnet 11, and the detection unit 13 detects the position information of the rotation axis SF based on the result of the magnetic detection unit 12 detecting the magnetic field formed by the magnet. The storage unit 14 stores the position information detected by the detection unit 13.

角度検出部4は、光学式または磁気式のエンコーダであり、スケールの一回転内の位置情報(角度位置情報)を検出する。例えば光学式エンコーダであるとき、例えばスケール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を検出する。スケールのパターンニング情報とは、例えばスケール上の明暗のスリットである。角度検出部4は、多回転情報検出部3の検出対象と同じ回転軸SFの角度位置情報を検出する。角度検出部4は、発光素子21、スケールS、受光センサ22、及び検出部23を備える。 The angle detection unit 4 is an optical or magnetic encoder, and detects position information (angular position information) within one rotation of the scale. For example, when it is an optical encoder, the angular position within one rotation of the rotation axis SF is detected by, for example, reading the patterning information of the scale with a light receiving element. The patterning information of the scale is, for example, light and dark slits on the scale. The angle detection unit 4 detects the angular position information of the rotation axis SF, which is the same as the detection target of the multi-rotation information detection unit 3. The angle detection unit 4 includes a light emitting element 21, a scale S, a light receiving sensor 22, and a detection unit 23.

スケールSは、例えば回転軸SFに固定された円板5に設けられている。スケールSは、インクリメンタルスケール及びアブソリュートスケールを含む。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。例えば、スケールSは、円板15において磁石11と反対側の面に設けられていてもよい。スケールSは、磁石11の内側と外側の少なくとも一方に設けられていてもよい。 The scale S is provided, for example, on a disk 5 fixed to the rotation axis SF. The scale S includes an incremental scale and an absolute scale. The scale S may be provided on the disk 15, or may be a member integrated with the disk 15. For example, the scale S may be provided on the surface of the disk 15 opposite the magnet 11. The scale S may be provided on at least one of the inside and outside of the magnet 11.

発光素子21(照射部、発光部)は、スケールSに光を照射する。受光センサ22(光検出部)は、発光素子21から照射されスケールSを経由した光を検出する。図1において、角度検出部4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。なお、角度検出部4は反射型であってもよい。そして、受光センサ22は、検出結果を示す信号を検出部23へ供給する。検出部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、検出部23は、アブソリュートスケールからの光を検出した結果を使って第1分解能の角度位置を検出する。また、検出部23は、インクリメンタルスケール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分解能の角度位置を検出する。 The light-emitting element 21 (illumination unit, light-emitting unit) irradiates light onto the scale S. The light-receiving sensor 22 (light detection unit) detects the light irradiated from the light-emitting element 21 and passing through the scale S. In FIG. 1, the angle detection unit 4 is a transmission type, and the light-receiving sensor 22 detects the light that has passed through the scale S. The angle detection unit 4 may be a reflection type. The light-receiving sensor 22 then supplies a signal indicating the detection result to the detection unit 23. The detection unit 23 uses the detection result of the light-receiving sensor 22 to detect the angular position of the rotation axis SF. For example, the detection unit 23 detects the angular position of the first resolution using the result of detecting light from the absolute scale. The detection unit 23 also detects the angular position of the second resolution, which is higher than the first resolution, by performing an interpolation operation on the angular position of the first resolution using the result of detecting light from the incremental scale.

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、位置検出系1による検出結果を演算して処理する。信号処理部25は、合成部26及び外部通信部27を備える。合成部26は、検出部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3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、検出部23からの角度位置情報、及び多回転情報検出部3からの多回転情報を合成し、回転位置情報を算出する。例えば、検出部23の検出結果がθ(rad)であり、多回転情報検出部3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。 In this embodiment, the encoder device EC includes a signal processing unit 25. The signal processing unit 25 calculates and processes the detection result by the position detection system 1. The signal processing unit 25 includes a synthesis unit 26 and an external communication unit 27. The synthesis unit 26 acquires the angular position information of the second resolution detected by the detection unit 23. The synthesis unit 26 also acquires the multi-rotation information of the rotation axis SF from the memory unit 14 of the multi-rotation information detection unit 3. The synthesis unit 26 synthesizes the angular position information from the detection unit 23 and the multi-rotation information from the multi-rotation information detection unit 3 to calculate the rotational position information. For example, when the detection result of the detection unit 23 is θ (rad) and the detection result of the multi-rotation information detection unit 3 is n rotations, the synthesis unit 26 calculates (2π×n+θ) (rad) as the rotational position information. The rotational position information may be information that combines the multi-rotation information and the angular position information of less than one rotation.

合成部26は、回転位置情報を外部通信部27に供給する。外部通信部27は、有線または無線によって、モータ制御部MCの通信部MCCと通信可能に接続されている。外部通信部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MCCに供給する。モータ制御部MCは、角度検出部4の外部通信部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。 The synthesis unit 26 supplies the rotational position information to the external communication unit 27. The external communication unit 27 is communicatively connected to the communication unit MCC of the motor control unit MC by wire or wirelessly. The external communication unit 27 supplies the rotational position information in digital format to the communication unit MCC of the motor control unit MC. The motor control unit MC appropriately decodes the rotational position information from the external communication unit 27 of the angle detection unit 4. The motor control unit MC controls the rotation of the motor M by controlling the power (driving power) supplied to the motor M using the rotational position information.

電力供給系2は、第1及び第2の電気信号発生ユニット31A,31B、バッテリ(電池)32、及び切替部33を備える。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ回転軸SFの回転によって電気信号を発生する。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。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ例えば、回転軸SFの回転に基づいて変化する磁界によって、電気信号として電力を発生する。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bは、多回転情報検出部3が回転軸SFの多回転位置の検出に用いる磁石11が形成する磁界の変化によって、電力を発生する。電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ回転軸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。電気信号発生ユニット31A,31Bは、例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bと磁石11との相対位置がそれぞれ所定の位置になった際に、パルス状の電気信号を発生する。 The power supply system 2 includes first and second electrical signal generating units 31A, 31B, a battery (cell) 32, and a switching unit 33. The electrical signal generating units 31A, 31B each generate an electrical signal by the rotation of the rotation axis SF. This electrical signal includes, for example, a waveform in which the power (current, voltage) changes over time. The electrical signal generating units 31A, 31B each generate power as an electrical signal by, for example, a magnetic field that changes based on the rotation of the rotation axis SF. For example, the electrical signal generating units 31A, 31B generate power by the change in the magnetic field formed by the magnet 11 that the multi-rotation information detection unit 3 uses to detect the multi-rotation position of the rotation axis SF. The electrical signal generating units 31A, 31B are each positioned so that their angular positions relative to the magnet 11 change by the rotation of the rotation axis SF. The electrical signal generating units 31A and 31B generate pulsed electrical signals, for example, when the relative positions of the electrical signal generating units 31A and 31B and the magnet 11 reach predetermined positions.

バッテリ32は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号に基づいて、位置検出系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32は、例えばボタン型電池、乾電池などの一次電池36及び充電可能な二次電池37(図4参照)を含む。バッテリ32の二次電池は、例えば電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号(例えば電流)によって充電可能である。バッテリ32は、保持部35に保持される。保持部35は、例えば、位置検出系1の少なくとも一部が設けられる回路基板などである。保持部35は、例えば、検出部13、切替部33、及び記憶部14を保持する。保持部35には、例えば、バッテリ32を収容可能な複数の電池ケース、及びバッテリ32と接続される電極、配線などが設けられる。 The battery 32 supplies at least a portion of the power consumed by the position detection system 1 based on the electrical signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B. The battery 32 includes a primary battery 36, such as a button battery or a dry cell, and a rechargeable secondary battery 37 (see FIG. 4). The secondary battery of the battery 32 can be charged by an electrical signal (e.g., a current) generated by the electrical signal generating units 31A and 31B. The battery 32 is held in a holding unit 35. The holding unit 35 is, for example, a circuit board on which at least a portion of the position detection system 1 is provided. The holding unit 35 holds, for example, the detection unit 13, the switching unit 33, and the memory unit 14. The holding unit 35 is provided with, for example, a plurality of battery cases capable of housing the battery 32, and electrodes, wiring, etc. connected to the battery 32.

切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号に基づいて、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給の有無を切り替える。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31B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32から位置検出系1への電力の供給を開始させる。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで闇値以上の電力が発生することでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を開始させる。また、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31B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32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。例えば、切替部33は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電力が閾値未満になることでバッテリ32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bにパルス状の電気信号が発生する場合、切替部33は、この電気信号のレベル(電力)がローレベル(以下、Lレベルという。)からハイレベル(以下、Hレベルという。)に立ち上がった際に、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給を開始させ、この電気信号のレベル(電力)がLレベルヘ変化してから所定の時間経過後に、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給を停止させる。また、エンコーダ装置ECは、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生した電気信号(パルス信号)を、バッテリ32から位置検出系1への電力の供給におけるスイッチング信号(トリガー信号)として用いる構成である。 The switching unit 33 switches between the supply of power from the battery 32 to the position detection system 1 based on the electrical signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B. For example, the switching unit 33 starts the supply of power from the battery 32 to the position detection system 1 when the level of the electrical signal generated by the electrical signal generating units 31A and 31B becomes equal to or greater than a threshold value. For example, the switching unit 33 starts the supply of power from the battery 32 to the position detection system 1 when the electrical signal generating units 31A and 31B generate electrical power equal to or greater than a threshold value. In addition, the switching unit 33 stops the supply of power from the battery 32 to the position detection system 1 when the level of the electrical signal generated by the electrical signal generating units 31A and 31B becomes less than a threshold value. For example, the switching unit 33 stops the supply of power from the battery 32 to the position detection system 1 when the electrical signal generated by the electrical signal generating units 31A and 31B becomes less than a threshold value. For example, when a pulsed electric signal is generated in the electric signal generating units 31A and 31B, the switching unit 33 starts supplying electric power from the battery 32 to the position detection system 1 when the level (power) of this electric signal rises from a low level (hereinafter referred to as L level) to a high level (hereinafter referred to as H level), and stops supplying electric power from the battery 32 to the position detection system 1 a predetermined time after the level (power) of this electric signal changes to the L level. The encoder device EC is configured to use the electric signal (pulse signal) generated by the electric signal generating units 31A and 31B as a switching signal (trigger signal) for supplying electric power from the battery 32 to the position detection system 1.

図2(A)は、図1中の磁石11、電気信号発生ユニット31A,31B、及び磁気検出部12である2つの磁気センサ51,52を示す斜視図、図2(B)は図2(A)の磁石11等を回転軸SFに平行な方向から見た平面図、図2(C)は磁気センサ51の回路図である。なお、図2(A)等において、図1の回転軸SFを直線で表している。
図2(A)、(B)において、磁石11は、回転によって、回転軸SFの中心を通る直線(対称軸)に平行な方向である軸方向(又はアキシャル方向ともいう。)における磁界の向き及び強さが変化するように構成されている。磁石11は、例えば回転軸SFと同軸の円環状の部材である。一例として、磁石11は、回転軸SFを囲むように順に配置されたそれぞれ開き角が90°の扇型のN極16A、S極16B、N極16C、及びS極16Dよりなる第1の円環状磁石と、N極16A~S極16Dと同じ形状でN極16A~S極16Dの一面にそれぞれ貼り合わせて配置されたS極17A、N極17B、S極17C、及びN極17Dよりなる第2の円環状磁石とから構成されている。磁石11は、回転軸SFの回りの円周方向(又は周方向、回転方向ともいう。)に沿って4対の極性を持つように着磁されて磁力が発生する永久磁石である。磁石11の主たる面である表面(図1のモータMと反対側の面)及び裏面(モータMと同じ側の面)は、それぞれ、回転軸SFとほぼ垂直である。言い替えると、磁石11において、表面側のN極16A~S極16Dと、裏面側のS極17A~N極17Dとは角度(例、互いのN極とS極との位置)が90°(位相で180°)ずれており、N極16A~S極16DのN極とS極との境界と、S極17A~N極17DのS極とN極との境界とは、周方向の位置(角度位置)がほぼ一致している。なお、上記の第1の円環状磁石と第2の円環状磁石とは、移動方向(ここでは周方向、回転方向)又は軸方向に連続して一体化され複数の極性を有する1つの磁石であり、それら磁石の内側に空間を有する中空状の磁石であってもよい。
Fig. 2(A) is a perspective view showing the magnet 11, electric signal generating units 31A and 31B, and two magnetic sensors 51 and 52 which are the magnetic detection section 12 in Fig. 1, Fig. 2(B) is a plan view of the magnet 11 and the like in Fig. 2(A) seen from a direction parallel to the rotation axis SF, and Fig. 2(C) is a circuit diagram of the magnetic sensor 51. In Fig. 2(A) and other figures, the rotation axis SF in Fig. 1 is represented by a straight line.
2A and 2B, the magnet 11 is configured such that the direction and strength of the magnetic field in the axial direction (also called the axial direction), which is a direction parallel to a straight line (axis of symmetry) passing through the center of the rotation axis SF, changes with rotation. The magnet 11 is, for example, a ring-shaped member coaxial with the rotation axis SF. As an example, the magnet 11 is configured with a first ring-shaped magnet consisting of N pole 16A, S pole 16B, N pole 16C, and S pole 16D, each of which is a sector-shaped pole with an opening angle of 90° and arranged in order to surround the rotation axis SF, and a second ring-shaped magnet consisting of S pole 17A, N pole 17B, S pole 17C, and N pole 17D, which have the same shape as the N poles 16A to 16D and are attached to one side of the N poles 16A to 16D, respectively. The magnet 11 is a permanent magnet that generates magnetic force by being magnetized to have four pairs of polarities along the circumferential direction (also called the circumferential direction or rotation direction) around the rotation axis SF. The main surfaces of the magnet 11, the front surface (the surface opposite the motor M in FIG. 1) and the back surface (the surface on the same side as the motor M), are each approximately perpendicular to the rotation axis SF. In other words, in the magnet 11, the N poles 16A to 16D on the front surface side and the S poles 17A to 17D on the back surface side are offset by 90° (180° in phase) in angle (e.g., the positions of the N poles and S poles relative to each other), and the boundaries between the N poles and S poles of the N poles 16A to 16D and the boundaries between the S poles and N poles of the S poles 17A to 17D are approximately aligned in the circumferential position (angular position). In addition, the above-mentioned first annular magnet and second annular magnet are a single magnet that is continuously integrated in the movement direction (here, the circumferential direction, the rotational direction) or the axial direction and has multiple polarities, and may be a hollow magnet with a space inside the magnets.

ここでは説明の便宜上、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の後端側(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。 For ease of explanation, counterclockwise rotation when viewed from the tip end side of the rotating shaft SF (the side opposite motor M in Figure 1) is called forward rotation, and clockwise rotation is called reverse rotation. In addition, the angle of forward rotation is expressed as a positive value, and the angle of reverse rotation is expressed as a negative value. Note that counterclockwise rotation when viewed from the rear end side of the rotating shaft SF (the side opposite motor M in Figure 1) may also be defined as forward rotation, and clockwise rotation 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S極16DとN極16Aとの境界の角度位置を位置11aで表し、位置11aから順次90°回転した角度位置(N極とS極との境界)をそれぞれ位置11b,11c,11dで表す。
位置11aから反時計回りに90°の第1区間において、磁石11の表面側にN極が配置され、磁石11の裏面側にS極が配置されている。この第1区間において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石11の表面側から裏面側へ向かう軸方向AD1(図3(C)参照)に平行である。第1区間において、磁界の強さは、位置11aと位置11bとの中間において最大となり、位置11a,11bの近傍で最小となる。
Here, in a coordinate system fixed to magnet 11, the angular position of the boundary between S pole 16D and N pole 16A in the circumferential direction is represented by position 11a, and the angular positions (boundaries between N pole and S pole) sequentially rotated by 90° from position 11a are represented by positions 11b, 11c, and 11d, respectively.
In a first section of 90° counterclockwise from position 11a, the north pole is located on the front side of magnet 11, and the south pole is located on the back side of magnet 11. In this first section, the axial direction of the magnetic field of magnet 11 is generally parallel to axial direction AD1 (see FIG. 3(C)) that runs from the front side to the back side of magnet 11. In the first section, the strength of the magnetic field is maximum halfway between positions 11a and 11b, and minimum near positions 11a and 11b.

位置11bから反時計回りに90°の第2区間(磁石11の表面側にS極が、磁石11の裏面側にN極が配置されている区間)において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、概ね磁石11の裏面側から表面側へ向かう向き(例えば、軸方向AD1(図3(C)の向き)に対して逆向きである。第2区間において、磁界の強さは、位置11bと位置11cとの中間において最大となり、位置11b,11cの近傍で最小となる。同様に、位置11cから反時計回りに90°の第3区間、及び位置11dから反時計回りに90°の第4区間において、磁石11の磁界の軸方向の向きは、それぞれ概ね磁石11の表面側から裏面側へ向かう向き、及び裏面側から表面側へ向かう向きである。 In the second section 90° counterclockwise from position 11b (the section where the S pole is located on the front side of magnet 11 and the N pole is located on the back side of magnet 11), the axial direction of the magnetic field of magnet 11 is generally from the back side of magnet 11 to the front side (for example, opposite to the axial direction AD1 (the direction of FIG. 3(C)). In the second section, the magnetic field strength is maximum halfway between positions 11b and 11c and minimum near positions 11b and 11c. Similarly, in the third section 90° counterclockwise from position 11c and the fourth section 90° counterclockwise from position 11d, the axial direction of the magnetic field of magnet 11 is generally from the front side to the back side of magnet 11 and from the back side to the front side, respectively.

このように、磁石11が形成する磁界の軸方向の向きは、位置11a~11dにおいて順次反転する。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の回転に伴って軸方向の磁界の向きが反転する交流磁界を形成する。電気信号発生ユニット31A,31Bは、磁石11の主たる面の法線方向と交差する方向における磁石11の外側面に配置されている。 In this way, the axial direction of the magnetic field generated by magnet 11 is reversed sequentially at positions 11a to 11d. Magnet 11 generates an AC magnetic field in which the axial direction of the magnetic field is reversed as magnet 11 rotates, relative to a coordinate system fixed outside magnet 11. Electrical signal generating units 31A and 31B are disposed on the outer surface of magnet 11 in a direction intersecting the normal direction of the main surface of magnet 11.

本実施形態において、電気信号発生ユニット31A,31Bは、それぞれ、回転軸SFに直交する磁石11の径方向(ラジアル方向とも称する。)又は該径方向に平行な方向に離れて、磁石11と非接触に設けられている。第1の電気信号発生ユニット31Aは、第1感磁性部41A、第1発電部42A、第1組の第1磁性体45A、及び第1組の第2磁性体46Aを備える。なお、第1磁性体45A及び第2磁性体46Aのうちの一方は省略可能である。第1感磁性部41A、第1発電部42A、第1磁性体45A、及び第2磁性体46A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電気信号発生ユニット31A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、電気信号発生ユニット31Aの近傍を位置11a,11d,11c,11bがこの順に通過する。 In this embodiment, the electric signal generating units 31A and 31B are provided in a radial direction (also called a radial direction) of the magnet 11 perpendicular to the rotation axis SF or in a direction parallel to the radial direction, and are not in contact with the magnet 11. The first electric signal generating unit 31A includes a first magnetically sensitive unit 41A, a first power generating unit 42A, a first set of first magnetic bodies 45A, and a first set of second magnetic bodies 46A. Note that one of the first magnetic body 45A and the second magnetic body 46A can be omitted. The first magnetically sensitive unit 41A, the first power generating unit 42A, the first magnetic body 45A, and the second magnetic body 46A are fixed to the outside of the magnet 11, and the relative positions with respect to each position on the magnet 11 change as the magnet 11 rotates. For example, in FIG. 2(B), position 11b of magnet 11 is located at a position 45° counterclockwise from first electrical signal generating unit 31A, and when magnet 11 rotates once in the forward direction (counterclockwise) from this state, positions 11a, 11d, 11c, and 11b pass near electrical signal generating unit 31A in that order.

第1感磁性部41Aは、ウィーガントワイヤなどの感磁性ワイヤである。第1感磁性部41A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(ウィーガント効果)が生じる。第1感磁性部41Aは、射影像が長方形で円柱状の部材であり、その軸方向が磁石11の周方向に設定されている。以下では、第1感磁性部41Aの軸方向、すなわち第1感磁性部41Aの円形(又は多角形状等でもよい)の断面に垂直な方向を第1感磁性部41Aの長さ方向ともいう。また、例えば、感磁性部(例えば、第1感磁性部41A)の断面に垂直な方向(軸方向、長さ方向、長手方向)における感磁性部の長さは、感磁性部の断面に平行な方向(短手方向)における感磁性部の長さより長く構成されている。第1感磁性部41Aは、その軸方向(長さ方向)に交流磁界が印加され、その交流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。このように、本実施形態における感磁性部(例えば、第1感磁性部41Aなど)の長さ方向(軸方向)は、磁化が向き易い方向である磁化容易方向ともいう。 The first magnetically sensitive portion 41A is a magnetically sensitive wire such as a Wiegand wire. In the first magnetically sensitive portion 41A, a large Barkhausen jump (Wiegand effect) occurs due to the change in the magnetic field accompanying the rotation of the magnet 11. The first magnetically sensitive portion 41A is a cylindrical member with a rectangular projection image, and its axial direction is set to the circumferential direction of the magnet 11. Hereinafter, the axial direction of the first magnetically sensitive portion 41A, that is, the direction perpendicular to the circular (or polygonal) cross section of the first magnetically sensitive portion 41A, is also referred to as the length direction of the first magnetically sensitive portion 41A. In addition, for example, the length of the magnetically sensitive portion in the direction perpendicular to the cross section of the magnetically sensitive portion (for example, the first magnetically sensitive portion 41A) (axial direction, length direction, longitudinal direction) is configured to be longer than the length of the magnetically sensitive portion in the direction parallel to the cross section of the magnetically sensitive portion (short direction). When an AC magnetic field is applied to the first magnetically sensitive portion 41A in its axial direction (length direction), and when the AC magnetic field is reversed, a magnetic wall is generated from one end of the magnetically sensitive portion to the other end of the magnetically sensitive portion. In this manner, the length direction (axial direction) of the magnetically sensitive portion (e.g., the first magnetically sensitive portion 41A, etc.) in this embodiment is also called the easy magnetization direction, which is the direction in which magnetization tends to be oriented.

第1、第2磁性体45A,46Aは例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性材料から形成されている。第1、第2磁性体45A,46Aはヨークともいうことができる。第1磁性体45Aは、磁石11の表面と第1感磁性部41Aの一端との間に設けられ、第2磁性体46Aは、磁石11の裏面と第1感磁性部41Aの他端との間に設けられている。第1、第2磁性体45A,46Aの先端部は、磁石11の表面及び裏面において、周方向の同じ角度位置に配置されている。第1、第2磁性体45A,46Aの先端部における磁石11の極性は互いに常に逆であり、第1磁性体45Aの先端部がN極16A(又はS極16B)の近傍にあるときは、第2磁性体46Aの先端部はS極17A(又はN極17B)の近傍にある。このため、第1、第2磁性体45A,46Aは、磁石11の周方向において同じ位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極17A)からの磁力線を第1感磁性部41Aの長さ方向に導いている。そして、磁石11、第1磁性体45A、第1感磁性部41A、及び第2磁性体46Aによって、第1感磁性部41Aの長さ方向に向かう磁力線を含む磁気回路MC1(図3(A)参照)が形成される。なお、図1の円板15の周縁部には段差(不図示)が設けられ、円板15の周縁部と磁石11の裏面との間には、第2磁性体46Aを差し込むことができるスペースが確保されている。 The first and second magnetic bodies 45A and 46A are made of ferromagnetic materials such as iron, cobalt, and nickel. The first and second magnetic bodies 45A and 46A can also be called yokes. The first magnetic body 45A is provided between the surface of the magnet 11 and one end of the first magnetically sensitive portion 41A, and the second magnetic body 46A is provided between the back surface of the magnet 11 and the other end of the first magnetically sensitive portion 41A. The tips of the first and second magnetic bodies 45A and 46A are arranged at the same angular positions in the circumferential direction on the surface and back surface of the magnet 11. The polarities of the magnet 11 at the tips of the first and second magnetic bodies 45A and 46A are always opposite to each other, and when the tip of the first magnetic body 45A is in the vicinity of the N pole 16A (or the S pole 16B), the tip of the second magnetic body 46A is in the vicinity of the S pole 17A (or the N pole 17B). Therefore, the first and second magnetic bodies 45A and 46A guide magnetic field lines from two parts of the magnet 11 with different polarities (e.g., the north pole 16A and the south pole 17A) that are located at the same circumferential position of the magnet 11 in the length direction of the first magnetically sensitive portion 41A. The magnet 11, the first magnetic body 45A, the first magnetically sensitive portion 41A, and the second magnetic body 46A form a magnetic circuit MC1 (see FIG. 3A) that includes magnetic field lines that run in the length direction of the first magnetically sensitive portion 41A. Note that a step (not shown) is provided on the periphery of the disk 15 in FIG. 1, and a space is provided between the periphery of the disk 15 and the back surface of the magnet 11 in which the second magnetic body 46A can be inserted.

第1発電部42Aは、第1感磁性部41A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42Aには、第1感磁性部41A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~11dが電気信号発生ユニット31A(磁性体45A,46Aの先端部)の近傍を通過する際に、第1発電部42Aにパルス状の電流(電気信号、電力)が発生する。 The first power generating unit 42A is a high-density coil wound around the first magnetically sensitive unit 41A. Electromagnetic induction occurs in the first power generating unit 42A as a magnetic domain wall is generated in the first magnetically sensitive unit 41A, and an induced current flows through the first power generating unit 42A. When positions 11a to 11d of the magnet 11 shown in FIG. 2(B) pass near the electrical signal generating unit 31A (the tips of the magnetic bodies 45A and 46A), a pulsed current (electrical signal, power) is generated in the first power generating unit 42A.

第1発電部42A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の表面側を向く磁界から裏面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きは、磁石11の裏面側を向く磁界から表面側を向く磁界への反転時に発生する電流の向きの反対になる。第1発電部42A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 generating unit 42A changes depending on the direction before and after the magnetic field is reversed. For example, the direction of the current generated when the magnetic field is reversed from facing the front side of the magnet 11 to facing the back side is opposite to the direction of the current generated when the magnetic field is reversed from facing the back side of the magnet 11 to facing the front side. The power (induced current) generated in the first power generating unit 42A can be set, for example, by the number of turns of the high-density coil.

図2(A)に示すように、第1感磁性部41A、第1発電部42A、及び第1、第2磁性体45A,46Aの第1感磁性部41A側の部分は、ケース43Aに収納されている。ケース43Aには端子42Aa,42Abが設けられている。第1発電部42Aの高密度コイルは、その一端及び他端がそれぞれ端子42Aa,42Abと電気的に接続されている。第1発電部42Aで発生した電力は、端子42Aa,42Abを介して、第1電気信号発生ユニット31Aの外部へ取り出し可能である。 As shown in FIG. 2(A), the first magnetically sensitive portion 41A, the first power generating portion 42A, and the portions of the first and second magnetic bodies 45A and 46A on the first magnetically sensitive portion 41A side are housed in a case 43A. The case 43A is provided with terminals 42Aa and 42Ab. One end and the other end of the high-density coil of the first power generating portion 42A are electrically connected to the terminals 42Aa and 42Ab, respectively. The power generated by the first power generating portion 42A can be taken out to the outside of the first electrical signal generating unit 31A via the terminals 42Aa and 42Ab.

第2電気信号発生ユニット31Bは、第1電気信号発生ユニット31A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。電気信号発生ユニット31A,31Bの間の角度は、例えば22.5°以上67.5°以下の範囲から選択され、図2(B)では約45°である。第2電気信号発生ユニット31Bは、第1電気信号発生ユニット31Aと同様の構成である。第2電気信号発生ユニット31Bは、第2感磁性部41B、第2発電部42B、第2組の第1磁性体45B、及び第2組の第2磁性体46Bを備える。第2感磁性部41B、第2発電部42B、及び第2組の第1、第2磁性体45B,46Bは、それぞれ第1感磁性部41A、第1発電部42A、及び第1組の第1、第2磁性体45A,46Aと同様であり、その説明を省略する。第2感磁性部41B、第2発電部42B、及び第1、第2磁性体45B,46Bの第2感磁性部41B側の部分は、ケース43Bに収納されている。ケース43Bには端子42Ba,42Bbが設けられている。第2発電部42Bで発生した電力は、端子42Ba,42Bbを介して、第2電気信号発生ユニット31Bの外部へ取り出し可能である。なお、感磁性部(例えば、第1感磁性部41A、第2感磁性部41B)の少なくとも一部は、磁石11の径方向又はその平行方向における磁石11の外側に離間して配置される。例えば、該感磁性部は、回転軸SFに直交する磁石11の面(すなわち、磁石の複数の極性が配列された面)をそれぞれ一面、他面とした場合、磁石11の一面又は他面に直交し、磁石の移動方向に沿った磁石11の側面(又は回転軸SFの軸方向に平行な側面)に対して外側に離間して配置されている。 The second electric signal generating unit 31B is disposed at an angle position that is greater than 0° and smaller than 180° from the angle position where the first electric signal generating unit 31A is disposed. The angle between the electric signal generating units 31A and 31B is selected, for example, from a range of 22.5° to 67.5°, and is approximately 45° in FIG. 2(B). The second electric signal generating unit 31B has a configuration similar to that of the first electric signal generating unit 31A. The second electric signal generating unit 31B includes a second magnetically sensitive portion 41B, a second power generating portion 42B, a second set of first magnetic bodies 45B, and a second set of second magnetic bodies 46B. The second magnetically sensitive portion 41B, the second power generating portion 42B, and the second set of first and second magnetic bodies 45B and 46B are similar to the first magnetically sensitive portion 41A, the first power generating portion 42A, and the first set of first and second magnetic bodies 45A and 46A, respectively, and their description will be omitted. The second magnetically sensitive portion 41B, the second power generating portion 42B, and the portions of the first and second magnetic bodies 45B and 46B on the second magnetically sensitive portion 41B side are housed in a case 43B. The case 43B is provided with terminals 42Ba and 42Bb. The electric power generated by the second power generating portion 42B can be taken out of the second electric signal generating unit 31B via the terminals 42Ba and 42Bb. At least a part of the magnetically sensitive portion (e.g., the first magnetically sensitive portion 41A, the second magnetically sensitive portion 41B) is disposed at a distance outside the magnet 11 in the radial direction of the magnet 11 or in a direction parallel thereto. For example, when the surface of the magnet 11 perpendicular to the rotation axis SF (i.e., the surface on which the multiple polarities of the magnet are arranged) is defined as one surface and the other surface, respectively, the magnetically sensitive portion is disposed at a distance outside the side surface of the magnet 11 (or the side surface parallel to the axial direction of the rotation axis SF) that is perpendicular to the one surface or the other surface of the magnet 11 and aligned in the direction of movement of the magnet.

磁気検出部12は、磁気センサ51,52を含む。磁気センサ51は、回転軸SFの回転方向において、第2感磁性部41B(第2電気信号発生ユニット31B)に対して0°より大きく180°未満の角度位置で配置される。磁気センサ52は、回転軸SFの回転方向において、磁気センサ51に対して22.5°より大きく67.5°未満の角度位置(図2(B)では約45°)で配置される。 The magnetic detection unit 12 includes magnetic sensors 51 and 52. The magnetic sensor 51 is disposed at an angular position greater than 0° and less than 180° relative to the second magnetically sensitive unit 41B (second electrical signal generating unit 31B) in the rotational direction of the rotation axis SF. The magnetic sensor 52 is disposed at an angular position greater than 22.5° and less than 67.5° (approximately 45° in FIG. 2(B)) relative to the magnetic sensor 51 in the rotational direction of the rotation axis SF.

図2(C)に示すように、磁気センサ51は、磁気抵抗素子56と、磁気抵抗素子56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56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56は、エレメント56a,56b,56c、及び56dを直列に結線したフルブリッジ形状である。エレメント56a,56cの間の信号線は、電源端子51pに接続され、エレメント56b,56dの間の信号線は、接地端子51gに接続されている。エレメント56a,56bの間の信号線は、第1出力端子51aに接続され、エレメント56c,56dの間の信号線は、第2出力端子51bに接続されている。磁気センサ52は、磁気センサ51と同様の構成であり、その説明を省略する。 2(C), the magnetic sensor 51 includes a magnetic resistance element 56, a bias magnet (not shown) that applies a magnetic field of a certain strength to the magnetic resistance element 56, and a waveform shaping circuit (not shown) that shapes the waveform from the magnetic resistance element 56. The magnetic resistance element 56 is a full bridge shape in which elements 56a, 56b, 56c, and 56d are connected in series. The signal line between elements 56a and 56c is connected to a power supply terminal 51p, and the signal line between elements 56b and 56d is connected to a ground terminal 51g. The signal line between elements 56a and 56b is connected to a first output terminal 51a, and the signal line between elements 56c and 56d is connected to a second output terminal 51b. The magnetic sensor 52 has the same configuration as the magnetic sensor 51, and a description thereof will be omitted.

次に、本実施形態の第1電気信号発生ユニット31Aの動作につき説明する。以下では、図2(B)の第1電気信号発生ユニット31Aの第1感磁性部41A及び第1発電部42Aを一体的に感磁性部材47として説明する。感磁性部材47の長さ方向は第1感磁性部41Aの長さ方向と同じであり、感磁性部材47の長さ方向の中心は第1感磁性部41Aの長さ方向の中心と同じである。なお、第2電気信号発生ユニット31Bの動作は第1電気信号発生ユニット31Aと同様であるため、その説明を省略する。 Next, the operation of the first electric signal generating unit 31A of this embodiment will be described. In the following, the first magnetically sensitive section 41A and the first power generating section 42A of the first electric signal generating unit 31A in FIG. 2(B) will be described as a single magnetically sensitive member 47. The length direction of the magnetically sensitive member 47 is the same as the length direction of the first magnetically sensitive section 41A, and the center of the length direction of the magnetically sensitive member 47 is the same as the center of the length direction of the first magnetically sensitive section 41A. Note that the operation of the second electric signal generating unit 31B is similar to that of the first electric signal generating unit 31A, and therefore a description thereof will be omitted.

図3(A)は図2(A)の磁石11及び電気信号発生ユニット31Aを示す平面図、図3(B)及び(C)は図3(A)の磁石11を断面で表した図である。図3(A)、(B)において、磁石11は回転軸SFの回りの回転方向(以下、θ方向ともいう)に沿って平板状で、θ方向に互いに異なる複数の極性(N極16A~S極16D)を有し、θ方向に直交する厚さ方向(本実施形態では回転軸SFの軸方向AD1(アキシャル方向)でもある)にも互いに異なる2つの極性(N極16A及びS極17A等)を有する。このため、軸方向AD1を磁石11の互いに異なる極性の部分(N極16A及びS極17A等)の配向方向(着磁方向)ということもできる。磁石11は、θ方向への回転によって、軸方向又は配向方向AD1における磁界の向き及び強さが変化する。 Figure 3 (A) is a plan view showing the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A of Figure 2 (A), and Figures 3 (B) and (C) are cross-sectional views of the magnet 11 of Figure 3 (A). In Figures 3 (A) and (B), the magnet 11 is flat along the direction of rotation around the rotation axis SF (hereinafter also referred to as the θ direction), has multiple polarities (N pole 16A to S pole 16D) that are different from each other in the θ direction, and also has two different polarities (N pole 16A and S pole 17A, etc.) in the thickness direction (which is also the axial direction AD1 (axial direction) of the rotation axis SF in this embodiment) that is perpendicular to the θ direction. Therefore, the axial direction AD1 can also be called the orientation direction (magnetization direction) of the parts of the magnet 11 that are different polarities from each other (N pole 16A and S pole 17A, etc.). The direction and strength of the magnetic field in the axial direction or orientation direction AD1 of the magnet 11 changes when the magnet 11 rotates in the θ direction.

また、感磁性部材47(又は感磁性部)は、その長さ方向が平板状の磁石11の表面(一面、又は裏面)に平行になるように、磁石11の外側面の近傍に配置されている。図3(A)において、感磁性部材47の長さ方向を方向LD1とすると、長さ方向LD1は磁石11の表面に平行である。本実施形態では、感磁性部材47の長さ方向LD1は、θ方向(周方向)に略平行であるとともに、磁石11の着磁方向(例えば、磁極の向きが固定された特定の方向)である軸方向(アキシャル方向)AD1に略直交している。さらに、図3(C)に示すように、磁石11の磁力線のうち、感磁性部材47の長さ方向の略中心(例えば、感磁性部材47又は感磁性部41A,41Bの長さ方向の長さの半分の位置)を通過する磁力線MF1の接線方向(ここでは軸方向AD1に平行な方向)に対して略直交するように、感磁性部材47の長さ方向が配置されている。なお、感磁性部材47の長さ方向LD1は、θ方向に直交する厚さ方向に略直交するように配置されている。また、第1、第2磁性体45A及び46Aは、θ方向において同じ角度位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極17A)からの磁力線を感磁性部材47の一端47a及び他端47bを介して感磁性部材47の長さ方向LD1に導いている。 The magnetically sensitive member 47 (or magnetically sensitive portion) is arranged near the outer surface of the magnet 11 so that its length direction is parallel to the surface (one side or back side) of the flat magnet 11. In FIG. 3A, if the length direction of the magnetically sensitive member 47 is the direction LD1, the length direction LD1 is parallel to the surface of the magnet 11. In this embodiment, the length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 is approximately parallel to the θ direction (circumferential direction) and is approximately perpendicular to the axial direction (axial direction) AD1, which is the magnetization direction of the magnet 11 (for example, a specific direction in which the orientation of the magnetic poles is fixed). Furthermore, as shown in FIG. 3C, the length direction of the magnetically sensitive member 47 is arranged so as to be approximately perpendicular to the tangential direction (here, a direction parallel to the axial direction AD1) of the magnetic field lines MF1 that pass through the approximate center of the length direction of the magnetically sensitive member 47 (for example, a position half the length of the magnetically sensitive member 47 or the magnetically sensitive portion 41A, 41B) of the magnetic field lines of the magnet 11. The length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 is arranged so as to be approximately perpendicular to the thickness direction perpendicular to the θ direction. The first and second magnetic bodies 45A and 46A also guide magnetic field lines from two parts of the magnet 11 with different polarities (e.g., the north pole 16A and the south pole 17A) that are at the same angular position in the θ direction to the length direction LD1 of the magnetically sensitive member 47 via one end 47a and the other end 47b of the magnetically sensitive member 47.

磁石11の側面に発生する磁力線を含む電気信号発生ユニット31Aにおけるパルス生成に不要な磁場成分は、感磁性部材47の長さ方向に直交しており、その不要な磁場成分は、磁石11の回転による交流磁界の反転によって生じる感磁性部材47の長さ方向の大バルクハウゼンジャンプ(ウィーガント効果)による感磁性部材47の一端から他端に向かう磁壁の発生には悪影響を与えない。このため、感磁性部材47を磁石11の近傍に配置して、電気信号発生ユニット31Aを小型化しても、その不要な磁場成分に影響されることなく、磁石11の回転による軸方向の交流磁界の反転によって、電気信号発生ユニット31Aを用いて効率的に安定した高出力のパルスを発生することができる。 The magnetic field components unnecessary for pulse generation in the electric signal generating unit 31A, including the magnetic field lines generated on the side of the magnet 11, are perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic sensitive member 47, and the unnecessary magnetic field components do not adversely affect the generation of a magnetic domain wall from one end of the magnetic sensitive member 47 to the other end due to a large Barkhausen jump (Wiegand effect) in the longitudinal direction of the magnetic sensitive member 47, which is caused by the reversal of the AC magnetic field due to the rotation of the magnet 11. Therefore, even if the magnetic sensitive member 47 is placed near the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A is made smaller, it is possible to efficiently generate stable high-output pulses using the electric signal generating unit 31A due to the reversal of the axial AC magnetic field caused by the rotation of the magnet 11, without being affected by the unnecessary magnetic field components.

図4は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECの電力供給系2及び多回転情報検出部3の回路構成を示す。図4において、電力供給系2は、第1電気信号発生ユニット31A、整流スタック61、第2電気信号発生ユニット31B、整流スタック62、及びバッテリ32を備える。また、電力供給系2は、図1に示した切替部33として、レギュレータ(平滑部)63を備える。 Figure 4 shows the circuit configuration of the power supply system 2 and multi-rotation information detection unit 3 of the encoder device EC according to this embodiment. In Figure 4, the power supply system 2 includes a first electrical signal generating unit 31A, a rectifier stack 61, a second electrical signal generating unit 31B, a rectifier stack 62, and a battery 32. The power supply system 2 also includes a regulator (smoothing unit) 63 as the switching unit 33 shown in Figure 1.

整流スタック61は、第1電気信号発生ユニット31A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電気信号発生ユニット31Aの端子42Aa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電気信号発生ユニット31Aの端子42Ab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3の動作時に、接地線GLの電位は、回路の基準電位になる。整流スタック61の出力端子61cは、バッファ回路74の入力部に接続され、バッファ回路74の出力部は、レギュレータ63の制御端子63a及びアンド回路72の第1入力部に接続されている。 The rectifier stack 61 is a rectifier that rectifies the current flowing from the first electrical signal generating unit 31A. The first input terminal 61a of the rectifier stack 61 is connected to the terminal 42Aa of the first electrical signal generating unit 31A. The second input terminal 61b of the rectifier stack 61 is connected to the terminal 42Ab of the first electrical signal generating unit 31A. The ground terminal 61g of the rectifier stack 61 is connected to the ground line GL to which the same potential as the signal ground SG is supplied. When the multi-rotation information detection unit 3 is in operation, the potential of the ground line GL becomes the reference potential of the circuit. The output terminal 61c of the rectifier stack 61 is connected to the input part of the buffer circuit 74, and the output part of the buffer circuit 74 is connected to the control terminal 63a of the regulator 63 and the first input part of the AND circuit 72.

整流スタック62は、第2電気信号発生ユニット31B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電気信号発生ユニット31Bの端子42Ba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電気信号発生ユニット31Bの端子42Bb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、バッファ回路74の入力部に接続されている。バッファ回路74の出力信号(以下、イネーブル信号という。)7Bは、入力部の信号が所定の閾値以下でLレベルとなり、その信号がその閾値より大きくなるとHレベルになる信号である。整流スタック61,62の出力端子61c,62cと接地線GLとの間に、出力端子61c,62cに生じるパルス信号(パルス電流)を一時的に蓄積するためのコンデンサ69Aが接続されている。以下では、出力端子61c,62cに生じるパルス信号をWW出力7A(ウィーガントワイヤの出力の意味)と称する。さらに、出力端子61c,62cと接地線GLとの間に、放電用のスイッチング素子70が接続され、計数器67からスイッチング素子70の制御端子に放電信号7Dが供給されている。スイッチング素子70が例えばMOS型FETである場合、出力端子61c,62cはドレイン電極Dに接続され、ソース電極Sが接地線GLに接続され、その制御端子はゲート電極Gになる。放電信号7Dがハイレベルになると、スイッチング素子70が導通して、出力端子61c,62cに生じるWW出力7A(コンデンサ69Aの電位)が急速に低下して基準電位になる。このようにスイッチング素子70を導通させてWW出力7Aを基準電位にすることを、以下では電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させる、又はWW出力7Aを放電させるともいう。 The rectifier stack 62 is a rectifier that rectifies the current flowing from the second electric signal generating unit 31B. The first input terminal 62a of the rectifier stack 62 is connected to the terminal 42Ba of the second electric signal generating unit 31B. The second input terminal 62b of the rectifier stack 62 is connected to the terminal 42Bb of the second electric signal generating unit 31B. The ground terminal 62g of the rectifier stack 62 is connected to the ground line GL. The output terminal 62c of the rectifier stack 62 is connected to the input part of the buffer circuit 74. The output signal (hereinafter referred to as the enable signal) 7B of the buffer circuit 74 is a signal that becomes L level when the signal of the input part is below a predetermined threshold value and becomes H level when the signal exceeds the threshold value. A capacitor 69A for temporarily storing the pulse signal (pulse current) generated at the output terminals 61c, 62c of the rectifier stacks 61, 62 is connected between the output terminals 61c, 62c of the rectifier stacks 61, 62 and the ground line GL. Hereinafter, the pulse signal generated at the output terminals 61c, 62c is referred to as the WW output 7A (meaning the output of the Wiegand wire). Furthermore, a discharging switching element 70 is connected between the output terminals 61c, 62c and the ground line GL, and a discharge signal 7D is supplied from the counter 67 to the control terminal of the switching element 70. If the switching element 70 is, for example, a MOS type FET, the output terminals 61c, 62c are connected to the drain electrode D, the source electrode S is connected to the ground line GL, and the control terminal is the gate electrode G. When the discharge signal 7D becomes high level, the switching element 70 becomes conductive, and the WW output 7A (potential of the capacitor 69A) generated at the output terminals 61c, 62c drops rapidly to the reference potential. In the following, making the switching element 70 conductive and setting the WW output 7A to the reference potential in this way is also referred to as discharging the electric signal generating units 31A, 31B, or discharging the WW output 7A.

レギュレータ63は、バッテリ32から位置検出系1へ供給される電力を調整(平滑化)する。レギュレータ63は、バッテリ32と位置検出系1との間の電力の供給経路に設けられるスイッチ64を含んでもよい。レギュレータ63は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号をもとにスイッチ64の動作を制御する。
レギュレータ63の入力端子63bは、電源切替器38を介してバッテリ32に接続されている。レギュレータ63の出力端子63cは、電源線PL及びアンド回路72の第2入力部に接続されている。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の入力端子63bと接地線GLとの間に入力側のコンデンサ69B(第2コンデンサ)が接続され、出力端子63cと接地線GLとの間に出力側のコンデンサ69C(第1コンデンサ)が接続されている。レギュレータ63の制御端子63aはイネーブル端子であり、レギュレータ63は、制御端子63aにバッファ回路74から閾値以上のイネーブル信号7B(電圧)が供給された状態で、出力端子63cの電位(電源線PL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、計数器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の不揮発性メモリ68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、一定の電圧値のことだけでなく、段階的に変化する電圧であってもよい。
The regulator 63 adjusts (smooths) the power supplied from the battery 32 to the position detection system 1. The regulator 63 may include a switch 64 provided in a power supply path between the battery 32 and the position detection system 1. The regulator 63 controls the operation of the switch 64 based on the electrical signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B.
The input terminal 63b of the regulator 63 is connected to the battery 32 via the power supply switch 38. The output terminal 63c of the regulator 63 is connected to the power supply line PL and the second input of the AND circuit 72. The ground terminal 63g of the regulator 63 is connected to the ground line GL. An input-side capacitor 69B (second capacitor) is connected between the input terminal 63b of the regulator 63 and the ground line GL, and an output-side capacitor 69C (first capacitor) is connected between the output terminal 63c and the ground line GL. The control terminal 63a of the regulator 63 is an enable terminal, and the regulator 63 maintains the potential of the output terminal 63c (potential of the power supply line PL) at a predetermined voltage when an enable signal 7B (voltage) equal to or higher than a threshold value is supplied from the buffer circuit 74 to the control terminal 63a. The output voltage of the regulator 63 (the above-mentioned predetermined voltage) is, for example, 3V when the counter 67 is composed of a CMOS or the like. The operating voltage of the non-volatile memory 68 of the storage unit 14 is set to, for example, the same voltage as the predetermined voltage. The predetermined voltage is a voltage required for power supply, and may be not only a constant voltage value but also a voltage that changes in stages.

スイッチ64は、第1端子64aが入力端子63bと接続され、第2端子64bが出力端子63cと接続される。レギュレータ63は、バッファ回路74(電気信号発生ユニット31A,31B)から制御端子63aに供給されるイネーブル信号7Bを制御信号として用いて、スイッチ64の第1端子64aと第2端子64bとの間の導通状態と絶縁状態とを切り替える。例えば、スイッチ64は、MOS,TFT,FETなどのスイッチング素子を含み、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、ゲート電極が制御端子63aと接続される。スイッチ64は、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号(電力)によってゲート電極が充電され、ゲート電極の電位が閾値以上になると、ソース電極とドレイン電極との間が導通可能な状態(オン状態)になる。なお、スイッチ64はレギュレータ63の外部に設けられてもよく、例えばリレー等の外付けであってもよい。 The switch 64 has a first terminal 64a connected to the input terminal 63b, and a second terminal 64b connected to the output terminal 63c. The regulator 63 uses an enable signal 7B supplied to the control terminal 63a from the buffer circuit 74 (electrical signal generating units 31A, 31B) as a control signal to switch between a conductive state and an insulating state between the first terminal 64a and the second terminal 64b of the switch 64. For example, the switch 64 includes a switching element such as a MOS, a TFT, or a FET, the first terminal 64a and the second terminal 64b are a source electrode and a drain electrode, and the gate electrode is connected to the control terminal 63a. The gate electrode of the switch 64 is charged by an electrical signal (power) generated by the electrical signal generating units 31A, 31B, and when the potential of the gate electrode becomes equal to or higher than a threshold value, the switch 64 is in a state (on state) in which the source electrode and the drain electrode can be conductive. The switch 64 may be provided outside the regulator 63, and may be an external device such as a relay.

また、アンド回路72は、イネーブル信号7BがHレベルで、かつレギュレータ63の出力信号が所定の閾値以上(Hレベル)のときにHレベルになる信号7E(第2信号)を遅延回路73に出力する。遅延回路73は、信号7Eを用いて生成したリセット信号7Rを計数器67及び不揮発性メモリ68に供給する。リセット信号7Rは、入力する信号7EがHレベルになってから所定の遅延時間をおいてHレベルになり、その後で信号7EがLレベルになるとLレベルになる信号である。リセット信号7Rは、信号7Eと同等に第2信号とみなすこともできる。計数器67及び不揮発性メモリ68は、リセット信号7RがLレベルの期間では、計数動作を停止する。計数器67及び不揮発性メモリ68が計数動作を停止することを以下では計数器67及び不揮発性メモリ68を初期化する、又はリセットするともいう。バッファ回路74、アンド回路72、及び遅延回路73から信号リレー回路75が構成されている。 The AND circuit 72 also outputs a signal 7E (second signal) to the delay circuit 73, which becomes H level when the enable signal 7B is H level and the output signal of the regulator 63 is equal to or higher than a predetermined threshold (H level). The delay circuit 73 supplies a reset signal 7R generated using the signal 7E to the counter 67 and the non-volatile memory 68. The reset signal 7R becomes H level after a predetermined delay time has elapsed since the input signal 7E becomes H level, and becomes L level when the signal 7E becomes L level after that. The reset signal 7R can also be regarded as a second signal equivalent to the signal 7E. The counter 67 and the non-volatile memory 68 stop counting during the period when the reset signal 7R is L level. Hereinafter, the counter 67 and the non-volatile memory 68 stop counting operation, which is also referred to as initializing or resetting the counter 67 and the non-volatile memory 68. The buffer circuit 74, the AND circuit 72, and the delay circuit 73 constitute a signal relay circuit 75.

多回転情報検出部3は、磁気検出部12として、磁気センサ51,52、及びアナログコンパレータ65,66を含む。磁気検出部12は、磁石11が形成する磁界を、バッテリ32から供給される電力を用いて検出する。また、多回転情報検出部3は、図1に示した検出部13として計数器67を含み、記憶部14として不揮発性メモリ68を含む。
磁気センサ51の電源端子51pは、電源線PLに接続されている。磁気センサ51の接地端子51gは、接地線GLに接続されている。磁気センサ51の出力端子51c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。本実施形態において、磁気センサ51の出力端子51cは、図2(C)に示した第2出力端子51bの電位と基準電位との差に相当する電圧を出力する。アナログコンパレータ65は、磁気センサ51から出力される電圧を所定電圧と比較する比較器である。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、計数器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、磁気センサ51の出力電圧が閾値以上である場合にHレベルとなりその出力電圧が閾値未満である場合にLレベルとなる信号を、出力端子65bから出力する。なお、アナログコンパレータ65を2つの入力端子を持つように構成し、その2つの入力端子に図2(C)の磁気センサ51の出力端子51a及び51bを接続し、アナログコンパレータ65では出力端子51a及び51bの電圧を比較してもよい。
The multiple rotation information detection unit 3 includes magnetic sensors 51, 52 and analog comparators 65, 66 as the magnetic detection unit 12. The magnetic detection unit 12 detects the magnetic field formed by the magnet 11 using power supplied from the battery 32. The multiple rotation information detection unit 3 also includes a counter 67 as the detection unit 13 shown in FIG. 1 and a non-volatile memory 68 as the storage unit 14.
The power supply terminal 51p of the magnetic sensor 51 is connected to the power supply line PL. The ground terminal 51g of the magnetic sensor 51 is connected to the ground line GL. The output terminal 51c of the magnetic sensor 51 is connected to the input terminal 65a of the analog comparator 65. In this embodiment, the output terminal 51c of the magnetic sensor 51 outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the second output terminal 51b shown in FIG. 2C and a reference potential. The analog comparator 65 is a comparator that compares the voltage output from the magnetic sensor 51 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 line GL. The output terminal 65b of the analog comparator 65 is connected to the first input terminal 67a of the counter 67. The analog comparator 65 outputs a signal from the output terminal 65b that is at H level when the output voltage of the magnetic sensor 51 is equal to or higher than a threshold value and is at L level when the output voltage is less than the threshold value. In addition, the analog comparator 65 may be configured to have two input terminals, and the output terminals 51a and 51b of the magnetic sensor 51 in FIG. 2C may be connected to these two input terminals, and the analog comparator 65 may compare the voltages of the output terminals 51a and 51b.

磁気センサ52及びアナログコンパレータ66は、磁気センサ51及びアナログコンパレータ65と同様の構成である。磁気センサ52の電源端子52p及び接地端子52gは、それぞれ電源線PL及び接地線GLに接続されている。磁気センサ52の出力端子52c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及び接地端子66gは、それぞれ電源線PL及び接地線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、計数器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、磁気センサ52の出力電圧が閾値以上である場合にHレベルとなりその出力電圧が閾値未満である場合にLレベルとなる信号を、出力端子66bから出力する。 The magnetic sensor 52 and the analog comparator 66 have the same configuration as the magnetic sensor 51 and the analog comparator 65. The power supply terminal 52p and the ground terminal 52g of the magnetic sensor 52 are connected to the power supply line PL and the ground line GL, respectively. The output terminal 52c of the magnetic sensor 52 is connected to the input terminal 66a of the analog comparator 66. The power supply terminal 66p and the ground terminal 66g of the analog comparator 66 are connected to the power supply line PL and the ground line GL, respectively. The output terminal 66b of the analog comparator 66 is connected to the second input terminal 67b of the counter 67. The analog comparator 66 outputs a signal from the output terminal 66b that is at H level when the output voltage of the magnetic sensor 52 is equal to or higher than the threshold value, and is at L level when the output voltage is less than the threshold value.

計数器67は、回転軸SFの多回転情報を、バッテリ32から供給される電力を用いて計数する。計数器67は、例えばCMOS論理回路などを含む。計数器67は、電源線PLに接続された電源端子67p、及び接地線GLに接続された接地端子67gを介して供給される電力を用いて動作する。計数器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検出信号として、計数処理を行う。さらに、計数器67は、計数処理及び不揮発性メモリ68への書き込み処理が完了した後、放電信号7DをHレベルに設定してスイッチング素子70を導通させて、コンデンサ69Aに蓄積された電荷を放電することにより電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させる(WW出力7Aのレベルを低下させる)。これによって、イネーブル信号7BがLレベルになり、レギュレータ63がオフになる。なお、以下では、電気信号発生ユニット31A,31Bを放電させることを、WW出力7Aをリセットするとも称する。 The counter 67 counts the multiple rotation information of the rotating shaft SF using the power supplied from the battery 32. The counter 67 includes, for example, a CMOS logic circuit. The counter 67 operates using the power supplied through the power supply terminal 67p connected to the power supply line PL and the ground terminal 67g connected to the ground line GL. The counter 67 performs counting processing using the voltage supplied through the first input terminal 67a and the voltage supplied through the second input terminal 67b as detection signals. Furthermore, after the counting processing and the writing processing to the non-volatile memory 68 are completed, the counter 67 sets the discharge signal 7D to the H level to conduct the switching element 70, and discharges the charge accumulated in the capacitor 69A to discharge the electric signal generating units 31A and 31B (lowers the level of the WW output 7A). As a result, the enable signal 7B becomes the L level, and the regulator 63 is turned off. In the following, discharging the electrical signal generating units 31A and 31B is also referred to as resetting the WW output 7A.

不揮発性メモリ68は、検出部13が検出した回転位置情報の少なくとも一部(例えば多回転情報)を、バッテリ32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)。不揮発性メモリ68は、検出部13が検出した回転位置情報として、計数器67による計数の結果(多回転情報)を記憶する。不揮発性メモリ68の電源端子68p及び接地端子68gは、それぞれ電源線PL及び接地線GLに接続されている。計数器67及び不揮発性メモリ68は、遅延回路73から出力されるリセット信号7RがLレベルの期間では、計数動作及び記憶部への書き込み動作を停止する。さらに、計数器67及び不揮発性メモリ68は、電源線PLの電圧が所定の閾値以上で、かつリセット信号7RがHレベルの期間に、計数動作及び記憶部への書き込み又は記憶部からの読み込みを行う。リセット信号7Rの遅延時間(アンド回路72の出力信号7Eが立ち上がってからリセット信号7Rが立ち上がるまでの時間)は、電源線PLの電圧がその所定の閾値以上となって、磁気検出部12及び計数器67が正確に動作するまでの時間をわずかに超える時間に設定されている。図1の記憶部14は、不揮発性メモリ68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 non-volatile memory 68 stores (performs a write operation) at least a part of the rotational position information (e.g., multi-rotation information) detected by the detection unit 13 using power supplied from the battery 32. The non-volatile memory 68 stores the result of counting by the counter 67 (multi-rotation information) as the rotational position information detected by the detection unit 13. The power supply terminal 68p and the ground terminal 68g of the non-volatile memory 68 are connected to the power line PL and the ground line GL, respectively. The counter 67 and the non-volatile memory 68 stop counting operations and writing operations to the memory unit during a period in which the reset signal 7R output from the delay circuit 73 is at an L level. Furthermore, the counter 67 and the non-volatile memory 68 perform counting operations and writing to the memory unit or reading from the memory unit during a period in which the voltage of the power line PL is equal to or higher than a predetermined threshold and the reset signal 7R is at an H level. The delay time of the reset signal 7R (the time from when the output signal 7E of the AND circuit 72 rises until the reset signal 7R rises) is set to a time that slightly exceeds the time it takes for the voltage of the power line PL to reach or exceed a predetermined threshold value and for the magnetic detection unit 12 and counter 67 to operate correctly. The storage unit 14 in FIG. 1 includes a non-volatile memory 68, and is capable of retaining information written while power is being supplied, even when power is not being supplied.

本実施形態において、整流スタック61,62と接地線GLとの間には、コンデンサ69Aが設けられている。コンデンサ69Aは、いわゆる平滑コンデンサであり、バッファ回路74への入力信号の脈動を低減する。また、レギュレータ63の入力端子63bと接地線GLとの間に入力コンデンサ69Bが接続され、レギュレータ63の出力端子63cと接地線GLとの間に出力コンデンサ69Cが接続されている。入力コンデンサ69B及び出力コンデンサ69Cはそれぞれレギュレータ63の動作の安定化(負荷応答性の改善、脈動(リッップル)の改善、及び発振防止等)を行うための平滑コンデンサである。コンデンサ69B,69Cの定数は、例えば、磁気検出部12により回転位置情報を検出して不揮発性メモリ68に回転位置情報を書き込むまでの期間に、バッテリ32から磁気検出部12及び不揮発性メモリ68への電力供給が維持されるように設定されてもよい。なお、入力コンデンサ69Bは省略可能である。また、出力コンデンサ69Cの電荷は、微少なリーク電流によって徐々に放電される。 In this embodiment, a capacitor 69A is provided between the rectifier stacks 61, 62 and the ground line GL. The capacitor 69A is a so-called smoothing capacitor, and reduces pulsation of the input signal to the buffer circuit 74. An input capacitor 69B is connected between the input terminal 63b of the regulator 63 and the ground line GL, and an output capacitor 69C is connected between the output terminal 63c of the regulator 63 and the ground line GL. The input capacitor 69B and the output capacitor 69C are smoothing capacitors for stabilizing the operation of the regulator 63 (improving load responsiveness, improving pulsation (ripple), and preventing oscillation, etc.). The constants of the capacitors 69B and 69C may be set so that power supply from the battery 32 to the magnetic detection unit 12 and the non-volatile memory 68 is maintained during the period from when the magnetic detection unit 12 detects rotational position information to when the magnetic detection unit 12 writes the rotational position information to the non-volatile memory 68. The input capacitor 69B can be omitted. The charge of the output capacitor 69C is gradually discharged by a minute leakage current.

出力コンデンサ69Cの電荷が空の状態の場合、電気信号発生ユニット31A,31Bによる間欠動作中のレギュレータ63のオン時には、出力コンデンサ69Cに充電を行う必要があり、そのためにバッテリ32の電圧が瞬間的に降下する。出力コンデンサ69Cが充電された後はバッテリ32の電圧は復帰し、レギュレータ63は安定に動作する。これに関して、例えば計数器67での計数動作が完了した後、出力コンデンサ69Cの出力を放電してリセット信号7Rをローレベルにする構成を採用することも可能である。しかしながら、この構成では、回転軸SFが高速回転してレギュレータ63がオンになる間隔が短くなった場合に、バッテリ32の電圧が十分に復帰する前に、次のWW出力7Aが立ち上がってレギュレータ63がオンになるようになり、徐々にバッテリ32の電圧が降下して、電源線PLの電圧が閾値より常時小さくなり、磁気検出部12等が正確に動作できなくなる恐れがある。また、バッテリ32の電圧が復帰する時間は、バッテリ32の内部抵抗が大きくなった場合にはさらに顕著になる。これに対して、本実施形態では、計数器67での計数動作が完了した後、スイッチング素子70によって電気信号発生ユニット31A,31BのWW出力7Aを放電しているため、回転軸SFが高速回転しても電源線PLの電圧が確実にHレベルになる(詳細後述)。 When the output capacitor 69C is empty, the output capacitor 69C must be charged when the regulator 63 is on during intermittent operation by the electric signal generating units 31A and 31B, and the voltage of the battery 32 drops instantaneously. After the output capacitor 69C is charged, the voltage of the battery 32 returns to normal and the regulator 63 operates stably. In this regard, it is also possible to adopt a configuration in which, for example, after the counting operation of the counter 67 is completed, the output of the output capacitor 69C is discharged and the reset signal 7R is set to a low level. However, in this configuration, when the rotating shaft SF rotates at high speed and the interval at which the regulator 63 turns on becomes shorter, the next WW output 7A rises and the regulator 63 turns on before the voltage of the battery 32 has fully returned, and the voltage of the battery 32 gradually drops, and the voltage of the power line PL becomes constantly lower than the threshold value, which may cause the magnetic detection unit 12 and the like to be unable to operate accurately. In addition, the time it takes for the voltage of the battery 32 to return to normal becomes even more noticeable when the internal resistance of the battery 32 becomes large. In contrast, in this embodiment, after the counting operation of the counter 67 is completed, the WW output 7A of the electrical signal generating units 31A and 31B is discharged by the switching element 70, so the voltage of the power line PL is reliably at H level even if the rotating shaft SF rotates at high speed (details will be described later).

また、バッテリ32は例えばボタン型電池等の一次電池36及び充電可能な二次電池37を備える。二次電池37は、モータ制御部MCの電源部MCEと電気的に接続されている。電源部MCEは、例えば交流電源(不図示)から得られる電力で図1のモータMを駆動するとともに、その電力から得られる直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給可能である。モー夕制御部MCの電源部MCEが電力を供給可能な期間(例えば主電源がオン状態の期間)の少なくとも一部において、電源部MCEから二次電池37へ電力が供給され、この電力によって二次電池37が充電される。モータ制御部MCの電源部MCEが電力を供給不能な期間(例えば主電源がオフ状態の期間)において、電源部MCEから二次電池37への電力の供給は絶たれる。 The battery 32 also includes a primary battery 36, such as a button battery, and a rechargeable secondary battery 37. The secondary battery 37 is electrically connected to a power supply unit MCE of the motor control unit MC. The power supply unit MCE drives the motor M in FIG. 1 with power obtained from, for example, an AC power supply (not shown), and can supply a DC voltage obtained from the power to the secondary battery 37 of the battery 32. During at least a portion of the period during which the power supply unit MCE of the motor control unit MC can supply power (for example, the period during which the main power supply is on), power is supplied from the power supply unit MCE to the secondary battery 37, and the secondary battery 37 is charged by this power. During the period during which the power supply unit MCE of the motor control unit MC cannot supply power (for example, the period during which the main power supply is off), the supply of power from the power supply unit MCE to the secondary battery 37 is cut off.

また、二次電池37は、電気信号発生ユニット31A,31Bからの電気信号の伝達経路にも電気的に接続されてもよい。この場合、二次電池37は、電気信号発生ユニット31A,31Bからの電気信号の電力により充電可能である。例えば、二次電池37は、整流スタック61とレギュレータ63との間の回路と電気的に接続される。二次電池37は、電源部MCEからの電力の供給が絶たれた状態において、回転軸SFの回転により電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号の電力によって、充電することが可能となる。なお、二次電池37は、モータMに駆動されて回転軸SFが回転することにより不図示の発電機で発生する電力によって充電されてもよい。 The secondary battery 37 may also be electrically connected to the transmission path of the electrical signal from the electrical signal generating units 31A and 31B. In this case, the secondary battery 37 can be charged by the power of the electrical signal from the electrical signal generating units 31A and 31B. For example, the secondary battery 37 is electrically connected to the circuit between the rectifier stack 61 and the regulator 63. When the supply of power from the power supply unit MCE is cut off, the secondary battery 37 can be charged by the power of the electrical signal generated by the electrical signal generating units 31A and 31B due to the rotation of the rotating shaft SF. The secondary battery 37 may also be charged by the power generated by a generator (not shown) when the rotating shaft SF is rotated by the motor M.

本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、外部からの電力の供給が絶たれた状態において、一次電池36と二次電池37とのいずれから位置検出系1へ電力を供給するかを選択する。電力供給系2は、電源切替器(電源選択部、選択部)38を備え、電源切替器38は、位置検出系1に対して一次電池36と二次電池37とのいずれから電力を供給するかを切り替える(選択する)。電源切替器38の第1入力端子は、一次電池36の正極と電気的に接続され、電源切替器38の第2入力端子は、二次電池37と電気的に接続される。電源切替器38の出力端子は、レギュレータ63の入力端子63bと電気的に接続される。 In the encoder device EC according to this embodiment, when the supply of power from the outside is cut off, the encoder device EC selects whether to supply power to the position detection system 1 from the primary battery 36 or the secondary battery 37. The power supply system 2 includes a power supply switch (power supply selection section, selection section) 38, which switches (selects) whether to supply power to the position detection system 1 from the primary battery 36 or the secondary battery 37. A first input terminal of the power supply switch 38 is electrically connected to the positive terminal of the primary battery 36, and a second input terminal of the power supply switch 38 is electrically connected to the secondary battery 37. An output terminal of the power supply switch 38 is electrically connected to an input terminal 63b of the regulator 63.

電源切替器38は、例えば、二次電池37の残量に基づいて、位置検出系1に対して電力を供給する電池を、一次電池36または二次電池37に選択する。例えば、二次電池37の残量が閾値以上である場合、電源切替器38は、二次電池37から電力を供給させ、一次電池36から電力を供給させない。この閾値は、位置検出系1で消費される電力に基づいて設定され、例えば位置検出系1へ対して供給すべき電力以上に設定される。例えば、電源切替器38は、位置検出系1で消費される電力を二次電池37からの電力でまかなうことが可能な場合、二次電池37から電力を供給させ、一次電池36から電力を供給させない。また、二次電池37の残量が閾値未満である場合、電源切替器38は、二次電池37から電力を供給させず、一次電池36から電力を供給させる。電源切替器38は、例えば、二次電池37の充電を制御する充電器を兼ねていてもよく、充電の制御に使われる二次電池37の残量の情報を用いて、二次電池37の残量が閾値以上であるか否かを判定してもよい。 The power supply switch 38 selects the battery that supplies power to the position detection system 1, the primary battery 36 or the secondary battery 37, based on, for example, the remaining charge of the secondary battery 37. For example, when the remaining charge of the secondary battery 37 is equal to or greater than a threshold, the power supply switch 38 causes the secondary battery 37 to supply power and does not cause the primary battery 36 to supply power. This threshold is set based on the power consumed by the position detection system 1, and is set to, for example, equal to or greater than the power to be supplied to the position detection system 1. For example, when the power consumed by the position detection system 1 can be covered by the power from the secondary battery 37, the power supply switch 38 causes the secondary battery 37 to supply power and does not cause the primary battery 36 to supply power. Also, when the remaining charge of the secondary battery 37 is less than the threshold, the power supply switch 38 causes the primary battery 36 to supply power and does not cause the secondary battery 37 to supply power. The power supply switch 38 may, for example, also function as a charger that controls the charging of the secondary battery 37, and may use information on the remaining charge of the secondary battery 37 used to control the charging to determine whether the remaining charge of the secondary battery 37 is equal to or greater than a threshold value.

このように二次電池37を併用することで、一次電池36の消耗を遅らせることができる。したがって、エンコーダ装置ECは、バッテリ32のメンテナンス(例、交換)がない、あるいはメンテナンスの頻度が低い。
なお、バッテリ32は、一次電池36と二次電池37の少なくとも一方を備えればよい。また、上述の実施形態においては、一次電池36または二次電池37から択一的に電力を供給するが、一次電池36及び二次電池37から並行して電力を供給してもよい。例えば、位置検出系1の各処理部(例えば磁気センサ51、計数器67、不揮発性メモリ68)の消費電力に応じて、一次電池36が電力を供給する処理部と、二次電池37が電力を供給する処理部とが定められてもよい。なお、二次電池37は、電源部MECから供給される電力と、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する電気信号の電力との少なくとも一方を用いて、充電されればよい。
By using the secondary battery 37 in this manner, it is possible to delay the consumption of the primary battery 36. Therefore, the encoder device EC does not require maintenance (e.g., replacement) of the battery 32, or requires maintenance only infrequently.
The battery 32 may include at least one of the primary battery 36 and the secondary battery 37. In the above embodiment, power is alternatively supplied from the primary battery 36 or the secondary battery 37, but power may be supplied from the primary battery 36 and the secondary battery 37 in parallel. For example, a processing unit to which power is supplied from the primary battery 36 and a processing unit to which power is supplied from the secondary battery 37 may be determined according to the power consumption of each processing unit (e.g., the magnetic sensor 51, the counter 67, the non-volatile memory 68) of the position detection system 1. The secondary battery 37 may be charged using at least one of the power supplied from the power supply unit MEC and the power of the electrical signals generated by the electrical signal generating units 31A and 31B.

次に、電力供給系2及び多回転情報検出部3の通常の基本的な動作について説明する。図5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3の動作を示すタイミングチャートである。回転軸SFが反時計回りに回転(逆回転)するときの多回転情報検出部3の動作を示すタイミングチャートは、図4のチャートを時間に沿って反転したものとなるため、その説明を省略する。 Next, the normal basic operation of the power supply system 2 and the multi-rotation information detection unit 3 will be described. Figure 5 is a timing chart showing the operation of the multi-rotation information detection unit 3 when the rotation shaft SF rotates counterclockwise (forward rotation). The timing chart showing the operation of the multi-rotation information detection unit 3 when the rotation shaft SF rotates counterclockwise (reverse rotation) is the time inverted version of the chart in Figure 4, so its description will be omitted.

図5の「磁界」において、実線は第1電気信号発生ユニット31Aの位置での磁界を示し、破線は第2電気信号発生ユニット31Bの位置での磁界を示す。「第1電気信号発生ユニット」、「第2電気信号発生ユニット」は、それぞれ、第1電気信号発生ユニット31Aの出力、第2電気信号発生ユニット31Bの出力を示し、一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、電気信号発生ユニット31A,31B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に印加されるイネーブル信号7B(電位)を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。「レギュレータ出力」は、レギュレータ63の出力(電源線PLの電位)を示し、Hレベルを「H」で表し、Lレベルを「L」で表した。 In the "magnetic field" of FIG. 5, the solid line indicates the magnetic field at the position of the first electric signal generating unit 31A, and the dashed line indicates the magnetic field at the position of the second electric signal generating unit 31B. The "first electric signal generating unit" and the "second electric signal generating unit" respectively indicate the output of the first electric signal generating unit 31A and the output of the second electric signal generating unit 31B, with the output of a current flowing in one direction being positive (+) and the output of a current flowing in the opposite direction being negative (-). The "enable signal" indicates the enable signal 7B (electric potential) applied to the control terminal 63a of the regulator 63 by the electric signals generated by the electric signal generating units 31A and 31B, with the H level represented by "H" and the L level represented by "L". The "regulator output" indicates the output of the regulator 63 (electric potential of the power line PL), with the H level represented by "H" and the L level represented by "L".

図5の「第1磁気センサ上の磁界」、「第2磁気センサ上の磁界」は、磁気センサ51及び52上に形成される磁界である。磁石11が形成する磁界を長破線で示し、バイアス磁石が形成する磁界を短破線で示し、これらの合成磁界を実線で示した。「第1磁気センサ」、「第2磁気センサ」は、それぞれ、磁気センサ51及び52を常時駆動したときの出力を示し、第1出力端子からの出力を破線で表し、第2出力端子からの出力を実線で表した。「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及び66からの出力を示す。磁気センサ及びアナログコンパレータが常時駆動された場合の出力を「常時駆動」に示し、磁気センサ及びアナログコンパレータが間欠駆動された場合の出力を「間欠駆動」に示した。 In FIG. 5, the "magnetic field on the first magnetic sensor" and the "magnetic field on the second magnetic sensor" are the magnetic fields formed on the magnetic sensors 51 and 52. The magnetic field formed by the magnet 11 is indicated by a long dashed line, the magnetic field formed by the bias magnet is indicated by a short dashed line, and the composite magnetic field is indicated by a solid line. The "first magnetic sensor" and the "second magnetic sensor" respectively indicate the output when the magnetic sensors 51 and 52 are constantly driven, the output from the first output terminal is indicated by a dashed line, and the output from the second output terminal is indicated by a solid line. The "first analog comparator" and the "second analog comparator" respectively indicate the output from the analog comparators 65 and 66. The output when the magnetic sensor and the analog comparator are constantly driven is indicated by "constant drive", and the output when the magnetic sensor and the analog comparator are intermittently driven is indicated by "intermittent drive".

回転軸SFが反時計回りに回転する場合、第1電気信号発生ユニット31Aは、角度位置45°及び225°において、順方向に流れる電流パルス(「第1電気信号発生ユニット」の+)を出力する。また、第1電気信号発生ユニット31Aは、角度位置135°及び315°において、逆方向に流れる電流パルス(「第1電気信号発生ユニット」の-)を出力する。第2電気信号発生ユニット31Bは、角度位置90°及び270°において、逆方向に流れる電流パルス(「第2電気信号発生ユニット」の-)を出力する。また、第2電気信号発生ユニット31Bは、角度位置180°及び0°(360°)において、順方向に流れる電流パルス(「第2電気信号発生ユニット」の-)を出力する。そのため、イネーブル信号は、角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及び0°のそれぞれにおいて、H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Hレベルに維持された状態に対応して、角度位置45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、及び0°のそれぞれにおいて、電源線PLに所定電圧を供給する。 When the rotation axis SF rotates counterclockwise, the first electrical signal generating unit 31A outputs a current pulse flowing in the forward direction (+ of the "first electrical signal generating unit") at angular positions 45° and 225°. The first electrical signal generating unit 31A also outputs a current pulse flowing in the reverse direction (- of the "first electrical signal generating unit") at angular positions 135° and 315°. The second electrical signal generating unit 31B outputs a current pulse flowing in the reverse direction (- of the "second electrical signal generating unit") at angular positions 90° and 270°. The second electrical signal generating unit 31B also outputs a current pulse flowing in the forward direction (- of the "second electrical signal generating unit") at angular positions 180° and 0° (360°). Therefore, the enable signal switches to H level at each of the angular positions 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, and 0°. In addition, the regulator 63 supplies a predetermined voltage to the power line PL at each of the angular positions 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, and 0° in response to the state in which the enable signal is maintained at H level.

本実施形態において、磁気センサ51の出力と磁気センサ52の出力は、90°の位相差を有しており、検出部13は、この位相差を利用して回転位置情報を検出する。磁気センサ51の出力は、角度位置22.5°から角度位置112.5°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°、90°において電力を出力する。磁気センサ51及びアナログコンパレータ65は、角度位置45°,90°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°,90°のそれぞれにおいてHレベルになる。 In this embodiment, the output of the magnetic sensor 51 and the output of the magnetic sensor 52 have a phase difference of 90°, and the detection unit 13 detects the rotational position information using this phase difference. The output of the magnetic sensor 51 is a positive sine wave in the range of angular positions from 22.5° to 112.5°. In this angular range, the regulator 63 outputs power at angular positions of 45° and 90°. The magnetic sensor 51 and the analog comparator 65 are driven by power supplied at each of the angular positions of 45° and 90°. The signal output from the analog comparator 65 (hereinafter referred to as the A-phase signal) is maintained at L level when no power is supplied, and becomes H level at each of the angular positions of 45° and 90°.

また、磁気センサ52の出力は、角度位置157.5から247.5°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180°,225°において電力を出力する。磁気センサ52及びアナログコンパレータ66は、角度位置180°,225°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180°,225°のそれぞれにおいてHレベルになる。 The output of the magnetic sensor 52 is a positive sine wave in the angular position range of 157.5° to 247.5°. In this angular range, the regulator 63 outputs power at angular positions of 180° and 225°. The magnetic sensor 52 and the analog comparator 66 are driven by the power supplied at each of the angular positions of 180° and 225°. The signal output from the analog comparator 66 (hereinafter referred to as the B-phase signal) is maintained at the L level when no power is being supplied, and becomes the H level at each of the angular positions of 180° and 225°.

ここで、計数器67に供給されるA相信号がHレベル(H)であり、計数器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5では、角度位置180°において信号レベルの組が(L、H)であり、角度位置225°において信号レベルの組が(H、H)、角度位置270°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 counter 67 is at H level (H) and the B-phase signal supplied to counter 67 is at L level, the pair of signal levels is represented as (H, L). In FIG. 5, the pair of signal levels at angular position 180° is (L, H), the pair of signal levels at angular position 225° is (H, H), and the pair of signal levels at angular position 270° is (H, L).

計数器67は、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、不揮発性メモリ68に信号レベルの組を記憶させる。計数器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不揮発性メモリ68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軸SFの回転方向を判定する。 When one or both of the detected A-phase and B-phase signals are at H level, the counter 67 stores a set of signal levels in the non-volatile memory 68. When one or both of the detected A-phase and B-phase signals are next at H level, the counter 67 reads the previous set of levels from the non-volatile memory 68 and compares the previous set of levels with the current set of levels to determine the direction of rotation of the rotating shaft SF.

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225°であり、今回の検出において角度位置270°であるので、反時計回り(順回転)であることがわかる。計数器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不揮発性メモリ68に供給する。不揮発性メモリ68は、計数器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。また、逆回転の場合には、計数器67は、カウンタをダウンすることを示すダウン信号を不揮発性メモリ68に供給する。この歳に、不揮発性メモリ68は記憶した多回転情報を1減少させた値に更新する。このように、本実施形態に係る多回転情報検出部3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, if the previous signal level set is (H, H) and the current signal level is (H, L), the previous detection had an angular position of 225° and the current detection has an angular position of 270°, so it can be seen that the rotation is counterclockwise (forward rotation). If the current level set is (H, L) and the previous level set is (H, H), the counter 67 supplies an up signal indicating that the counter is to be incremented to the non-volatile memory 68. When the non-volatile memory 68 detects the up signal from the counter 67, it updates the stored multi-rotation information to a value incremented by 1. In addition, in the case of reverse rotation, the counter 67 supplies a down signal indicating that the counter is to be decremented to the non-volatile memory 68. At this time, the non-volatile memory 68 updates the stored multi-rotation information to a value decremented by 1. In this way, the multi-rotation information detection unit 3 according to this embodiment can detect multi-rotation information while determining the rotation direction of the rotation axis SF.

次に、本実施形態のエンコーダ装置ECにおいて、回転軸SFを高速回転した場合の動作(間欠動作シーケンス)の一例につき図6のフローチャート及び図7の波形図を参照して説明する。回転軸SFを高速回転した場合には、図5のイネーブル信号の周期TE等が短くなる。
まず、図6のステップ102において、図4の電気信号発生ユニット31A又は31BのWW出力7Aが発生し、バッファ回路74のイネーブル信号7B(図7(C)参照)がHレベルになる。WW出力7Aは、図7(A)に示すように間欠的に短周期で発生するが、以下では図7(B)~(E)に示すように、WW出力7Aの1周期内での動作につき説明する。また、電気信号発生ユニット31A,31Bで発生する信号は図5に示すようにパルス状であるが、出力端子61c,62cと接地線GLとの間にコンデンサ69Aが設けられているため、WW出力7Aは比較的緩やかに基準電位に低下する。そして、ステップ104において、イネーブル信号7Bに応じてレギュレータ63がオン(作動)になり、レギュレータ63の出力端子63cに接続された電源線PLの電位が点線の波形で示すように上昇する(図7(B)参照)。このときにアンド回路72の信号7EがHレベルになる。
Next, an example of the operation (intermittent operation sequence) when the rotating shaft SF rotates at high speed in the encoder device EC of this embodiment will be described with reference to the flow chart of Fig. 6 and the waveform diagram of Fig. 7. When the rotating shaft SF rotates at high speed, the period TE of the enable signal in Fig. 5 becomes shorter.
First, in step 102 in FIG. 6, the WW output 7A of the electric signal generating unit 31A or 31B in FIG. 4 is generated, and the enable signal 7B (see FIG. 7C) of the buffer circuit 74 becomes H level. The WW output 7A is generated intermittently in a short cycle as shown in FIG. 7A, but the operation of the WW output 7A within one cycle will be described below as shown in FIG. 7B to FIG. 7E. The signal generated by the electric signal generating units 31A and 31B is a pulse as shown in FIG. 5, but since a capacitor 69A is provided between the output terminals 61c and 62c and the ground line GL, the WW output 7A drops to the reference potential relatively slowly. Then, in step 104, the regulator 63 is turned on (operated) in response to the enable signal 7B, and the potential of the power supply line PL connected to the output terminal 63c of the regulator 63 rises as shown by the dotted waveform (see FIG. 7B). At this time, the signal 7E of the AND circuit 72 becomes H level.

さらに、ステップ106において、所定時間δtの経過後に遅延回路73のリセット信号7RがHレベルになり(図7(B)参照)、ステップ108において計数器67及び不揮発性メモリ68が作動を開始し、ステップ110において、計数器67が回転情報(上述のアップ信号又はダウン信号)を不揮発性メモリ68に書き込む。図7(B)のデータ7RDは、計数器67と不揮発性メモリ68との間で交換される信号の一例を示す。そして、ステップ112において、計数器67は放電信号7DをHレベルに設定し(図7(E)参照)、これに応じてスイッチング素子70が導通してWW出力7Aが低下し(放電され)、ステップ114において、バッファ回路74のイネーブル信号7BがLレベルとなり、ステップ116において、アンド回路72の出力7EがLレベルになり(図7(D)参照)、レギュレータ63がオフ(作動停止)になり、電源線PLの電位が低下する。そして、ステップ118において、リセット信号7RがLレベルになり(図7(B)参照)、計数器67及び不揮発性メモリ68が作動停止になる。その後、WW出力7Aが立ち上がると、動作はステップ102に戻り、ステップ104~118の動作が繰り返される。 Furthermore, in step 106, after a predetermined time δt has elapsed, the reset signal 7R of the delay circuit 73 becomes H level (see FIG. 7(B)), the counter 67 and the non-volatile memory 68 start operating in step 108, and in step 110, the counter 67 writes the rotation information (the above-mentioned up signal or down signal) to the non-volatile memory 68. Data 7RD in FIG. 7(B) shows an example of a signal exchanged between the counter 67 and the non-volatile memory 68. Then, in step 112, the counter 67 sets the discharge signal 7D to H level (see FIG. 7(E)), and in response to this, the switching element 70 conducts and the WW output 7A decreases (is discharged), in step 114, the enable signal 7B of the buffer circuit 74 becomes L level, and in step 116, the output 7E of the AND circuit 72 becomes L level (see FIG. 7(D)), the regulator 63 turns off (stops operating), and the potential of the power line PL decreases. Then, in step 118, the reset signal 7R goes low (see FIG. 7B), and the counter 67 and non-volatile memory 68 stop operating. After that, when the WW output 7A rises, the operation returns to step 102, and the operations of steps 104 to 118 are repeated.

この動作によれば、図7(A)に示すように、WW出力7Aの各パルス信号が短い周期で間欠的に発生していても、計数器67の処理が終了する毎にWW出力7Aをリセットしてレギュレータ63をオフにすることによって、レギュレータ63の出力端子に接続されている電源線PLの電位(点線の曲線)はほとんど低下しない。このため、WW出力7Aのパルス信号が発生してレギュレータ63がオンになったときのバッテリ32の電圧低下を抑制でき、バッテリ32の電圧は確実に元の電圧に復帰できる。したがって、回転軸SFが高速回転していても、バッテリ32から位置検出系1(多回転情報検出部3)への電力の供給及び遮断を正確に行うことができ、バッテリ32の電力消費を小さくして、回転軸SFの回転情報を高精度に求めることができる。これによって、バッテリ32のメンテナンス(例えば交換)をなくすか、あるいはバッテリ32のメンテナンスの頻度を低くできる。 According to this operation, even if each pulse signal of the WW output 7A is generated intermittently at a short period, as shown in FIG. 7(A), by resetting the WW output 7A and turning off the regulator 63 every time the processing of the counter 67 is completed, the potential (dotted curve) of the power line PL connected to the output terminal of the regulator 63 hardly drops. Therefore, it is possible to suppress the voltage drop of the battery 32 when the pulse signal of the WW output 7A is generated and the regulator 63 is turned on, and the voltage of the battery 32 can be reliably restored to its original voltage. Therefore, even if the rotating shaft SF is rotating at high speed, the supply and cut-off of power from the battery 32 to the position detection system 1 (multiple rotation information detection unit 3) can be accurately performed, the power consumption of the battery 32 can be reduced, and the rotation information of the rotating shaft SF can be obtained with high accuracy. This makes it possible to eliminate maintenance (e.g., replacement) of the battery 32 or reduce the frequency of maintenance of the battery 32.

上述のように、本実施形態に係るエンコーダ装置ECは、回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出する位置検出系1(位置検出部)と、回転軸SFの回転(移動)によって回転する磁石11と、磁石11の回転による磁界の変化によってWW出力7A(電気信号)を発生する電気信号発生ユニット31A(電気信号発生部)と、位置検出系1からの放電信号7D(制御信号)によってコンデンサ69Aに蓄積された電荷を放電させたことによって電気信号発生ユニット31Aから出力されるWW出力7A又はイネーブル信号7B(第1信号)を位置検出系1へ出力する信号リレー回路5(回路部)と、を備えている。 As described above, the encoder device EC according to this embodiment includes a position detection system 1 (position detection section) that detects rotational position information of the rotation axis SF (movement section), a magnet 11 that rotates with the rotation (movement) of the rotation axis SF, an electric signal generating unit 31A (electric signal generating section) that generates a WW output 7A (electric signal) with a change in the magnetic field caused by the rotation of the magnet 11, and a signal relay circuit 5 (circuit section) that outputs the WW output 7A or enable signal 7B (first signal) output from the electric signal generating unit 31A to the position detection system 1 by discharging the charge accumulated in the capacitor 69A with a discharge signal 7D (control signal) from the position detection system 1.

本実施形態によれば、例えば位置検出系1での位置検出処理が終了した後、放電信号7Dによって電気信号発生ユニット31Aを放電させて(WW出力7Aを低下させて)、レギュレータ63をオフにすることによって、それ以降のバッテリ32の電力消費を防止できる。また、レギュレータ63の出力ではなく、電気信号発生ユニット31Aの出力を放電しているため、レギュレータ63の出力(位置検出系1の電源の電位)の低下を抑制できる。このため、回転軸SFが高速回転するときに、各WW出力7A(パルス信号)が発生する毎のレギュレータ63から位置検出系1への充電量を少なくすることができ、バッテリ32の電圧の落ち込み量を小さくして、バッテリ32の電圧の復帰時間を短縮できる。このため、回転軸SFが高速回転している場合でも、バッテリ32の電力消費を小さくして、位置検出系1に対する電力の供給を行うことができ、回転軸SFの回転情報を高精度に求めることができる。 According to this embodiment, for example, after the position detection process in the position detection system 1 is completed, the electric signal generating unit 31A is discharged by the discharge signal 7D (the WW output 7A is reduced) and the regulator 63 is turned off, thereby preventing further power consumption of the battery 32. In addition, since the output of the electric signal generating unit 31A is discharged instead of the output of the regulator 63, the reduction in the output of the regulator 63 (the potential of the power supply of the position detection system 1) can be suppressed. Therefore, when the rotating shaft SF rotates at high speed, the amount of charge from the regulator 63 to the position detection system 1 each time each WW output 7A (pulse signal) is generated can be reduced, the amount of voltage drop of the battery 32 can be reduced, and the recovery time of the voltage of the battery 32 can be shortened. Therefore, even when the rotating shaft SF is rotating at high speed, the power consumption of the battery 32 can be reduced and power can be supplied to the position detection system 1, and the rotation information of the rotating shaft SF can be obtained with high accuracy.

また、本実施形態においては、出力コンデンサ69Cを備えている。このコンデンサ69Aによって、レギュレータ63の動作が安定化(負荷応答性の改善等)される。さらに、出力コンデンサ69Cは放電されないため、回転軸SFが高速回転するときに、各WW出力7Aが発生する毎のレギュレータ63から出力コンデンサ69Cへの充電量を少なくすることができ、バッテリ32の電圧の落ち込み量を小さくして、バッテリ32の電圧の復帰時間を短縮できる。 In addition, this embodiment is provided with an output capacitor 69C. This capacitor 69C stabilizes the operation of the regulator 63 (improving load responsiveness, etc.). Furthermore, since the output capacitor 69C is not discharged, when the rotating shaft SF rotates at high speed, the amount of charge from the regulator 63 to the output capacitor 69C each time each WW output 7A is generated can be reduced, reducing the amount of voltage drop in the battery 32 and shortening the time it takes for the voltage of the battery 32 to return to normal.

また、信号リレー回路75は、位置検出系1の電源線PLの電位が低下した後のWW出力7Aによるリセット信号7R(信号7Eと同等の第2信号)を位置検出系1の計数器67及び不揮発性メモリ68に出力し、計数器67及び不揮発性メモリ68はリセット信号7Rにより初期化される(計数動作を停止する)。これによって、電位の低下による不安定な信号による誤動作が防止される。
また、本実施形態によれば、磁石11の側面に発生する磁力線を含む電気信号発生ユニット31Aにおけるパルス生成に不要な磁場成分は、感磁性部材47の長さ方向に直交しており、その不要な磁場成分は、磁石11の回転による交流磁界の反転による感磁性部材47の長さ方向の一端から他端に向かう磁壁の発生には悪影響を与えない。このため、感磁性部材47を磁石11の近傍に配置して、電気信号発生ユニット31Aを小型化しても、その不要な磁場成分に影響されることなく、磁石11の回転による軸方向の交流磁界の反転によって、電気信号発生ユニット31Aを用いて効率的に高い信頼性(安定した出力)で高出力のWW出力7A(パルス信号)を発生することができる。
Furthermore, the signal relay circuit 75 outputs a reset signal 7R (a second signal equivalent to the signal 7E) by the WW output 7A after the potential of the power line PL of the position detection system 1 drops to the counter 67 and non-volatile memory 68 of the position detection system 1, and the counter 67 and non-volatile memory 68 are initialized by the reset signal 7R (stopping the counting operation). This prevents malfunction due to an unstable signal caused by a drop in potential.
Furthermore, according to this embodiment, magnetic field components unnecessary for pulse generation in the electric signal generating unit 31A, including magnetic field lines generated on the side surface of the magnet 11, are perpendicular to the longitudinal direction of the magnet-sensitive member 47, and the unnecessary magnetic field components do not adversely affect the generation of a magnetic domain wall from one end to the other end in the longitudinal direction of the magnet-sensitive member 47 due to the reversal of the AC magnetic field caused by the rotation of the magnet 11. Therefore, even if the magnet-sensitive member 47 is disposed near the magnet 11 and the electric signal generating unit 31A is made smaller, it is possible to efficiently generate a high-output WW output 7A (pulse signal) with high reliability (stable output) using the electric signal generating unit 31A due to the reversal of the axial AC magnetic field caused by the rotation of the magnet 11 without being affected by the unnecessary magnetic field components.

また、エンコーダ装置ECは、電気信号発生ユニット31Aに電気信号が発生してから短時間のうちに、バッテリ32から多回転情報検出部3に電力が供給され、多回転情報検出部3がダイナミック駆動(間欠駆動)する。多回転情報の検出及び書き込みの終了後は、多回転情報検出部3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上の所定位置が電気信号発生ユニット31Aの近傍を通過するたびに繰り返される。また、記憶部14に記憶されている多回転情報は、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、電気信号発生ユニット31Aで発生する電気信号に応じて、位置検出系1で消費される電力の少なくとも一部をバッテリ32が供給するので、バッテリ32を長寿命にすることができる。このため、バッテリ32のメンテナンス(例えば交換)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32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32の交換を不要にすることもできる。 In addition, in the encoder device EC, power is supplied from the battery 32 to the multi-rotation information detection unit 3 within a short time after the electric signal is generated in the electric signal generating unit 31A, and the multi-rotation information detection unit 3 is dynamically driven (intermittently driven). After the detection and writing of the multi-rotation information is completed, the power supply to the multi-rotation information detection unit 3 is cut off, but the count value is stored in the memory unit 14 and is retained. This sequence is repeated every time a predetermined position on the magnet 11 passes near the electric signal generating unit 31A, even when the power supply from the outside is cut off. In addition, the multi-rotation information stored in the memory unit 14 is read out to the motor control unit MC, etc. when the motor M is next started, and is used to calculate the initial position of the rotation axis SF, etc. In such an encoder device EC, the battery 32 supplies at least a part of the power consumed by the position detection system 1 in response to the electric signal generated by the electric signal generating unit 31A, so that the battery 32 can have a long life. This makes it possible to eliminate maintenance (e.g., replacement) of the battery 32 or reduce the frequency of maintenance. For example, if the life of the battery 32 is longer than the life of other parts of the encoder device EC, it may be possible to eliminate the need to replace the battery 32.

ところで、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、電気信号発生ユニット31Aからパルス電流(電気信号)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、電気信号発生ユニット31Aの出力を電気信号として利用できる。なお、感磁性ワイヤ(第1感磁性部41A)としては、アモルファス磁歪線なども使用可能である。この場合、例えば、エンコーダ装置ECは、上記した電気信号発生ユニット(例、31A、31B)から発生した電気信号(電流)を上記した整流スタック(例、整流器)を用いて全波整流し、整流された電力を多回転情報検出部3などに供給するように構成してもよい。 By the way, when a magnetosensitive wire such as a Wiegand wire is used, a pulse current (electrical signal) can be output from the electric signal generating unit 31A even when the rotation of the magnet 11 is extremely slow. Therefore, for example, when the motor M is not supplied with power, the output of the electric signal generating unit 31A can be used as an electric signal even when the rotation of the rotating shaft SF (magnet 11) is extremely slow. Note that an amorphous magnetostrictive wire can also be used as the magnetosensitive wire (first magnetosensitive part 41A). In this case, for example, the encoder device EC may be configured to full-wave rectify the electric signal (current) generated from the above-mentioned electric signal generating unit (e.g., 31A, 31B) using the above-mentioned rectifier stack (e.g., rectifier), and supply the rectified power to the multi-rotation information detection unit 3, etc.

[第2の実施形態]
第2の実施形態につき図8から図10を参照して説明する。なお、図8、図9、図10において図4、図6、図7に対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。図8は、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAを示す。図8において、図4のバッファ回路74の代わりに3個の入力部を有するオア回路71が設けられている。そして、電気信号発生ユニット31A,31Bに接続された整流スタック61,62の出力端子61c,62cに生じるWW出力7Aがオア回路71の第1入力部に供給されている。また、モータ制御部MCの電源部MCEから、通常動作とバックアップ動作との切り替えを示す切り替え信号7NDがオア回路71の第2入力部及び計数器67の切り替え信号入力部に供給されている。さらに、計数器67から計数動作が終了したことを示すための処理完了信号7TCがオア回路71の第3入力部に供給されている。WW出力7A、切り替え信号7ND、及び処理完了信号7TCの少なくとも一つがHレベル(ハイレベル)になると、オア回路71の出力はHレベルになり、WW出力7A、切り替え信号7ND、及び処理完了信号7TCの全部がLレベル(ローレベル)になると、オア回路71の出力はLレベルになる。オア回路71の出力はイネーブル信号7Bとしてアンド回路72の第1入力部及びレギュレータ63の制御端子63aに供給されている。アンド回路72の出力信号7Eは遅延回路73を介してリセット信号7Rとして計数器67及び不揮発性メモリ68に供給される。オア回路71、アンド回路72、及び遅延回路73から信号リレー回路75Aが構成されている。
Second Embodiment
The second embodiment will be described with reference to Figs. 8 to 10. In Figs. 8, 9, and 10, the parts corresponding to Figs. 4, 6, and 7 are given the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Fig. 8 shows an encoder device ECA according to this embodiment. In Fig. 8, an OR circuit 71 having three inputs is provided instead of the buffer circuit 74 in Fig. 4. Then, a WW output 7A generated at the output terminals 61c, 62c of the rectifier stacks 61, 62 connected to the electric signal generating units 31A, 31B is supplied to a first input of the OR circuit 71. In addition, a switching signal 7ND indicating switching between normal operation and backup operation is supplied from the power supply unit MCE of the motor control unit MC to a second input of the OR circuit 71 and a switching signal input of the counter 67. In addition, a processing completion signal 7TC indicating the end of the counting operation is supplied from the counter 67 to a third input of the OR circuit 71. When at least one of the WW output 7A, the switching signal 7ND, and the processing completion signal 7TC becomes H level (high level), the output of the OR circuit 71 becomes H level, and when all of the WW output 7A, the switching signal 7ND, and the processing completion signal 7TC become L level (low level), the output of the OR circuit 71 becomes L level. The output of the OR circuit 71 is supplied as an enable signal 7B to a first input part of the AND circuit 72 and a control terminal 63a of the regulator 63. The output signal 7E of the AND circuit 72 is supplied as a reset signal 7R to the counter 67 and the non-volatile memory 68 via the delay circuit 73. The OR circuit 71, the AND circuit 72, and the delay circuit 73 constitute a signal relay circuit 75A.

電源部MCEは、基本的には第1の実施形態と同様に、例えば交流電源(不図示)から得られる電力で図1のモータMを駆動するとともに、その電力から得られる直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給する。さらに、本実施形態では一例として、電源部MCEは、通常動作では、切り替え信号7NDをHレベルに設定し、直流電圧をバッテリ32の二次電池37に供給し、二次電池37の電力が電源切替器38を介してレギュレータ63の入力端子63bに供給される。この際に、オア回路71のイネーブル信号7BがHレベルになっているため、レギュレータ63は連続的にオン状態となり、電源線PLの電位は連続的にHレベルになる。このため、磁気検出部12、計数器67、及び不揮発性メモリ68は連続的に作動している。また、切り替え信号7NDは計数器67にも供給されているため、計数器67では、切り替え信号7NDがHレベルであることから、現在の状態が通常動作であることを認識できる。この場合、計数器67では、一例として所定のサンプリングレートでアナログコンパレータ65,66の出力を取り込んで回転軸SFの多回転の回転情報を求め、求めた情報を不揮発性メモリ68に書き込む。 The power supply unit MCE basically drives the motor M in FIG. 1 with power obtained from, for example, an AC power supply (not shown), as in the first embodiment, and supplies a DC voltage obtained from the power to the secondary battery 37 of the battery 32. Furthermore, in this embodiment, as an example, in normal operation, the power supply unit MCE sets the switching signal 7ND to H level, supplies a DC voltage to the secondary battery 37 of the battery 32, and the power of the secondary battery 37 is supplied to the input terminal 63b of the regulator 63 via the power supply switch 38. At this time, since the enable signal 7B of the OR circuit 71 is at H level, the regulator 63 is continuously on, and the potential of the power line PL is continuously at H level. Therefore, the magnetic detection unit 12, the counter 67, and the non-volatile memory 68 are continuously operating. In addition, since the switching signal 7ND is also supplied to the counter 67, the counter 67 can recognize that the current state is normal operation because the switching signal 7ND is at H level. In this case, the counter 67, for example, captures the outputs of the analog comparators 65 and 66 at a predetermined sampling rate to obtain multiple rotations of the rotating shaft SF, and writes the obtained information to the non-volatile memory 68.

バックアップ動作では、一例として電源部MCE(主電源)がオフとなり、図1のモータM(回転軸SF)の駆動が停止され、電源部MCEからバッテリ32に対する電力の供給が停止される。この際に、電源部MCEでは切り替え信号7NDをLレベルに設定する。これによって、計数器67では通常動作からバックアップ動作に切り替わったことを認識できる。バックアップ動作では、バッテリ32の電力の消費量を抑制するため、電気信号発生ユニット31A,31BのWW出力7Aが所定の閾値以上になっている期間でレギュレータ63をオンにして、その期間内で磁気検出部12、計数器67、及び不揮発性メモリ68に電力を供給して回転軸SFの回転情報を求める。 In backup operation, as an example, the power supply unit MCE (main power supply) is turned off, the drive of the motor M (rotating shaft SF) in FIG. 1 is stopped, and the supply of power from the power supply unit MCE to the battery 32 is stopped. At this time, the power supply unit MCE sets the switching signal 7ND to the L level. This allows the counter 67 to recognize that the operation has switched from normal operation to backup operation. In backup operation, in order to suppress the consumption of power from the battery 32, the regulator 63 is turned on during the period when the WW output 7A of the electrical signal generating units 31A and 31B is equal to or higher than a predetermined threshold, and power is supplied to the magnetic detection unit 12, the counter 67, and the non-volatile memory 68 during that period to obtain rotation information of the rotating shaft SF.

ただし、通常動作からバックアップ動作に移行する際に、最初にWW出力7Aが立ち上がったタイミングで磁気検出部12等に電力を供給できない恐れがある。そこで、本実施形態では、切り替え信号7NDがLレベルに設定されたときに、計数器67では処理完了信号7TCをHレベルに設定して、レギュレータ63をオンにして、磁気検出部12等に電力を供給させる。なお、通常動作時には、一例として処理完了信号7TCは常にHレベルであってもよい。その後、回転情報が求められた後、計数器67では切り替え信号7NDをLレベルに設定する。この後は上述のバックアップ動作に円滑に移行できる。これ以外の本実施形態の構成は第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。 However, when switching from normal operation to backup operation, there is a risk that power may not be supplied to the magnetic detection unit 12 and the like at the timing when the WW output 7A first rises. Therefore, in this embodiment, when the switching signal 7ND is set to L level, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to H level, turns on the regulator 63, and supplies power to the magnetic detection unit 12 and the like. Note that during normal operation, as an example, the processing completion signal 7TC may always be at H level. After that, after the rotation information is obtained, the counter 67 sets the switching signal 7ND to L level. After this, a smooth transition to the above-mentioned backup operation can be made. The configuration of this embodiment other than this is the same as that of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

次に、本実施形態のエンコーダ装置ECAにおいて、例えば回転軸SFを高速回転している状態から電源部MCE(主電源)をオフにして、通常動作からバックアップ動作に移行する場合の動作の一例につき、図9のフローチャート及び図10の波形図を参照して説明する。この動作は、例えば電源部MCEがオンで回転軸SFが高速回転している状態で、非常停止等で電源部MCEがオフになり、その状態から回転軸SFが慣性で高速回転から停止状態に移行するような場合に発生する。 Next, an example of the operation of the encoder device ECA of this embodiment, for example when the rotating shaft SF is rotating at high speed and the power supply unit MCE (main power supply) is turned off to transition from normal operation to backup operation, will be described with reference to the flowchart in FIG. 9 and the waveform diagram in FIG. 10. This operation occurs, for example, when the power supply unit MCE is turned off due to an emergency stop or the like while the rotating shaft SF is rotating at high speed with the power supply unit MCE on, and the rotating shaft SF transitions from high speed rotation to a stopped state due to inertia.

まず、図9のステップ120において、電源部MCE(主電源)がオフになり、切り替え信号7NDがLレベルになる(図10(A)参照)。これに応じてステップ122で、計数器67は処理完了信号7TCをHレベルに設定する(図10(B)参照)。この後、ステップ104で、オア回路71のイネーブル信号7BがHレベルになり、レギュレータ63が作動し、電源線PLの電位がHレベルになり、アンド回路72の信号7EがHレベルになる。そして、ステップ106で、所定時間経過後にリセット信号7RがHレベルになり(図10(C)参照)、ステップ108において計数器67及び不揮発性メモリ68が作動を開始し、ステップ110において、計数器67が回転情報(上述のアップ信号又はダウン信号)を不揮発性メモリ68に書き込む。これによって電源オフ時の回転情報のバックアップが完了する。 First, in step 120 of FIG. 9, the power supply unit MCE (main power supply) is turned off, and the switching signal 7ND becomes L level (see FIG. 10(A)). In response to this, in step 122, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to H level (see FIG. 10(B)). After this, in step 104, the enable signal 7B of the OR circuit 71 becomes H level, the regulator 63 operates, the potential of the power line PL becomes H level, and the signal 7E of the AND circuit 72 becomes H level. Then, in step 106, after a predetermined time has elapsed, the reset signal 7R becomes H level (see FIG. 10(C)), and in step 108, the counter 67 and the non-volatile memory 68 start operating, and in step 110, the counter 67 writes the rotation information (the above-mentioned up signal or down signal) to the non-volatile memory 68. This completes the backup of the rotation information when the power is off.

その後、ステップ124で、計数器67は処理完了信号7TCをLレベルに設定し(図10(B)参照)、ステップ112において、計数器67は放電信号7DをHレベルに設定し(図10(E)参照)、これに応じてスイッチング素子70が導通してWW出力7Aが低下する(電気信号発生ユニット31A,31Bが放電される)。そして、オア回路71のイネーブル信号7BがLレベルになり、ステップ116において、レギュレータ63がオフ(作動停止)になり、アンド回路72の出力7EがLレベルになる。そして、ステップ118において、リセット信号7RがLレベルになり(図10(C)参照)、計数器67及び不揮発性メモリ68が作動停止になる。その後、動作は図6のステップ102に移行する。そして、WW出力7Aが立ち上がると、図6のステップ104~118の動作が繰り返される。 Then, in step 124, the counter 67 sets the processing completion signal 7TC to L level (see FIG. 10B), and in step 112, the counter 67 sets the discharge signal 7D to H level (see FIG. 10E), and in response to this, the switching element 70 becomes conductive and the WW output 7A drops (the electric signal generating units 31A and 31B are discharged). Then, the enable signal 7B of the OR circuit 71 becomes L level, and in step 116, the regulator 63 turns off (stops operation), and the output 7E of the AND circuit 72 becomes L level. Then, in step 118, the reset signal 7R becomes L level (see FIG. 10C), and the counter 67 and the non-volatile memory 68 stop operation. Then, the operation proceeds to step 102 in FIG. 6. Then, when the WW output 7A rises, the operations of steps 104 to 118 in FIG. 6 are repeated.

この動作によれば、回転軸SFが高速回転中に電源部MCE(主電源)がオフになった時点の直前又は直後等に、WW出力7Aが立ち上がったような場合でも、計数器67の処理完了信号7TCによってオア回路71のイネーブル信号7Bが確実にHレベルになり、レギュレータ63がオンになって磁気検出部12等に電力が供給され、回転軸SFの回転情報が求められて不揮発性メモリ68に書き込まれる。そして、この後でWW出力7Aが立ち上がると、第1の実施形態の間欠動作シーケンスと同様にバッテリ32の電力を効率的に使用して回転軸SFの回転情報が求められる。そのため、回転軸SFが高速回転していても、通常動作から間欠動作シーケンスに円滑に移行できる。 According to this operation, even if the WW output 7A rises just before or just after the power supply unit MCE (main power supply) is turned off while the rotating shaft SF is rotating at high speed, the enable signal 7B of the OR circuit 71 will reliably go to H level by the processing completion signal 7TC of the counter 67, the regulator 63 will turn on and power will be supplied to the magnetic detection unit 12, etc., and the rotation information of the rotating shaft SF will be obtained and written to the non-volatile memory 68. Then, when the WW output 7A rises after this, the rotation information of the rotating shaft SF is obtained by efficiently using the power of the battery 32, as in the intermittent operation sequence of the first embodiment. Therefore, even if the rotating shaft SF is rotating at high speed, a smooth transition from normal operation to the intermittent operation sequence can be made.

上述のように、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAは、電源部MCEから電力が供給されて回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出する位置検出系1(位置検出部)と、回転軸SFの回転によって回転する磁石11と、磁石11の回転に伴う磁界の変化によってWW出力7A(電気信号)を発生する電気信号発生ユニット31A(電気信号発生部)と、WW出力7Aによりバッテリ32(又は電源部MCE)からの電力を位置検出系1に供給するレギュレータ63(電力供給部)と、を備えている。さらに、エンコーダ装置ECAの位置検出系1は、電源部MCEからの電力の供給が絶たれると(その電力又は電源部MCEがオフになるときに)、WW出力7Aによるレギュレータ63からの電力が供給されるまでにその回転位置情報の検出を行うようにしている。 As described above, the encoder device ECA according to this embodiment includes a position detection system 1 (position detection section) that receives power from the power supply section MCE and detects rotational position information of the rotation axis SF (moving section), a magnet 11 that rotates with the rotation of the rotation axis SF, an electrical signal generating unit 31A (electrical signal generating section) that generates a WW output 7A (electrical signal) by a change in the magnetic field caused by the rotation of the magnet 11, and a regulator 63 (power supply section) that supplies power from a battery 32 (or the power supply section MCE) to the position detection system 1 via the WW output 7A. Furthermore, when the supply of power from the power supply section MCE is cut off (when the power or the power supply section MCE is turned off), the position detection system 1 of the encoder device ECA detects the rotational position information before power is supplied from the regulator 63 via the WW output 7A.

また、本実施形態に係るエンコーダ装置ECAの使用方法は、位置検出系1が、電源部MCEからの電力の供給が絶たれると(その電力がオフになるときに)、WW出力7Aによるレギュレータ63からの電力が供給されるまでにその回転位置情報の検出を行うステップ122,108,110,124を含んでいる。
本実施形態によれば、回転軸SFが高速回転中に電源部MCEがオフになった場合でも、例えば計数器67の処理完了信号7TCによってレギュレータ63がオンになって位置検出系1の磁気検出部12等に電力が供給され、回転軸SFの回転情報が求められて記憶される。そのため、電源部MCEがオフになっても、そのときの回転軸SFの回転情報を正確に求めて記憶した後、電気信号発生ユニット31AのWW出力7Aを用いてレギュレータ63の動作を制御する間欠動作シーケンスに円滑に移行できる。
また、電気信号発生ユニット31Aは、磁石11の回転に伴う磁界の変化によって磁気特性が変化する感磁性部41Aを有し、感磁性部41Aの磁気特性に基づいてWW出力7Aを発生しており、信号リレー回路75A(信号出力部)を備え、電源部MCEがオフになったときに、レギュレータ63を作動させて、バッテリ32の出力を平滑化して位置検出系1に供給している(ステップ120,122,104)。その感磁性部41A及び信号リレー回路75Aによる効果等は第1の実施形態と同様である。
In addition, the method of using the encoder device ECA according to this embodiment includes steps 122, 108, 110, and 124 in which the position detection system 1 detects its rotational position information when the power supply from the power supply unit MCE is cut off (when the power is turned off) and before power is supplied from the regulator 63 via the WW output 7A.
According to this embodiment, even if the power supply unit MCE is turned off while the rotating shaft SF is rotating at high speed, the regulator 63 is turned on by, for example, the processing completion signal 7TC of the counter 67, power is supplied to the magnetic detection unit 12 of the position detection system 1, and rotation information of the rotating shaft SF is obtained and stored. Therefore, even if the power supply unit MCE is turned off, after the rotation information of the rotating shaft SF at that time is accurately obtained and stored, a smooth transition to an intermittent operation sequence in which the operation of the regulator 63 is controlled using the WW output 7A of the electric signal generating unit 31A can be made.
The electric signal generating unit 31A has a magnetism-sensitive part 41A whose magnetic properties change with the change in the magnetic field caused by the rotation of the magnet 11, generates a WW output 7A based on the magnetic properties of the magnetism-sensitive part 41A, and includes a signal relay circuit 75A (signal output part), and when the power supply part MCE is turned off, operates the regulator 63 to smooth the output of the battery 32 and supply it to the position detection system 1 (steps 120, 122, 104). The effects of the magnetism-sensitive part 41A and the signal relay circuit 75A are the same as those of the first embodiment.

なお、本実施形態において、計数器67がレギュレータ63を作動させるための処理完了信号7TCを出力しているため、円滑に電気信号発生ユニット31A,31Bの出力を利用できる。なお、処理完了信号7TCを出力する素子は必ずしも計数器67である必要はない。
また、上述の各実施形態においては、図3(A)に示すように、電気信号発生ユニット31Aの第1、第2磁性体45A,46Aの先端部が、磁石11の表面(N極16A~S極16D)及び裏面(S極17A~N極17D)の同じ角度位置で互いに異なる極性の部分の近傍に配置されているため、電気信号発生ユニット31Aをさらに小型化できる。なお、図3(D)及び(E)に示す変形例の電気信号発生ユニット31Cのように、感磁性部材47の一端側の第1磁性体45Cの先端部を磁石11の表面のある極性の部分(例えばN極16A又はS極16B等)の近傍に配置し、感磁性部材47の他端側の第2磁性体46Cの先端部を磁石11の表面の異なる極性の部分(例えばS極16D又はN極16A等)の近傍に配置してもよい。この場合、第1、第2磁性体45C,46Cは、回転方向において異なる位置にある磁石11の互いに異なる極性の2つの部分(例えばN極16A及びS極16D)からの磁力線を感磁性部材47の長さ方向に導いている。電気信号発生ユニット31Cにおいても、磁石11から第1磁性体45C、感磁性部材47、及び第2磁性体46Cを通るように磁気回路MC2が形成されるため、磁石11の側面の不要な磁界に影響されることなく、磁石11の回転による交流磁界の反転によって、感磁性部材47が効率的に安定したパルスを出力できる。なお、磁石11の構成は任意であり、電気信号発生ユニット31A,31Bの構成も任意である。
In this embodiment, since the counter 67 outputs the process completion signal 7TC for operating the regulator 63, the outputs of the electric signal generating units 31A and 31B can be used smoothly. The element that outputs the process completion signal 7TC does not necessarily have to be the counter 67.
In each of the above-mentioned embodiments, as shown in Fig. 3(A), the tip portions of the first and second magnetic bodies 45A, 46A of the electric signal generating unit 31A are arranged near the portions of the opposite polarity at the same angular position on the front surface (N pole 16A to S pole 16D) and back surface (S pole 17A to N pole 17D) of the magnet 11, so that the electric signal generating unit 31A can be further miniaturized. Note that, as in the electric signal generating unit 31C of the modified example shown in Figs. 3(D) and (E), the tip portion of the first magnetic body 45C on one end side of the magnetically sensitive member 47 may be arranged near the portion of the surface of the magnet 11 with a certain polarity (e.g., N pole 16A or S pole 16B, etc.), and the tip portion of the second magnetic body 46C on the other end side of the magnetically sensitive member 47 may be arranged near the portion of the surface of the magnet 11 with a different polarity (e.g., S pole 16D or N pole 16A, etc.). In this case, the first and second magnetic bodies 45C, 46C guide magnetic field lines from two parts of the magnet 11 with different polarities (e.g., the north pole 16A and the south pole 16D) that are located at different positions in the rotation direction in the length direction of the magnetically sensitive member 47. In the electric signal generating unit 31C, a magnetic circuit MC2 is also formed so as to pass from the magnet 11 through the first magnetic body 45C, the magnetically sensitive member 47, and the second magnetic body 46C, so that the magnetically sensitive member 47 can efficiently output a stable pulse due to the reversal of the AC magnetic field caused by the rotation of the magnet 11 without being influenced by unnecessary magnetic fields on the side surfaces of the magnet 11. The configuration of the magnet 11 is arbitrary, and the configurations of the electric signal generating units 31A, 31B are also arbitrary.

また、上述の実施形態では2つの電気信号発生ユニット31A,31Bが設けられているが、エンコーダ装置EC,ECAは1つの電気信号発生ユニット31Aを備えるのみでもよい。さらに、エンコーダ装置EC,ECAは、3つ以上の電気信号発生ユニットを備えてもよい。
なお、上述の実施形態のように、複数の電気信号発生ユニットが設けられる場合に、電気信号発生ユニット31Aから出力される電力は、多回転情報を検出するための検出信号として利用されてもよいし、検出系などへの供給に利用されてもよい。
In addition, in the above-described embodiment, two electric signal generating units 31A and 31B are provided, but the encoder device EC, ECA may include only one electric signal generating unit 31 A. Furthermore, the encoder device EC, ECA may include three or more electric signal generating units.
In addition, when multiple electrical signal generating units are provided as in the above-described embodiment, the power output from the electrical signal generating unit 31A may be used as a detection signal for detecting multi-rotation information, or may be used to supply to a detection system, etc.

なお、上述の第1実施形態において、磁石11は、周方向に4極と厚さ方向に2極とを有する8極の磁石であるが、このような構成に限定されず適宜変更できる。例えば、磁石11は、周方向の極数が2極又は4極以上であってもよい。
なお、上述の実施形態において、位置検出系1は、位置情報として回転軸SF(移動部)の回転位置情報を検出するが、位置情報として所定方向の位置、速度、加速度の少なくとも一つを検出してもよい。エンコーダ装置EC,ECAは、ロータリーエンコーダを含んでもよいし、リニアエンコーダを含んでもよい。また、エンコーダ装置EC,ECAは、発電部及び検出部が回転軸SFに設けられ、磁石11が移動体(例えば回転軸SF)の外部に設けられることで、磁石と検出部との相対位置が移動部の移動に伴って変化するものでもよい。また、位置検出系1は回転軸SFの多回転情報を検出しなくてもよく位置検出系1の外部の処理部により多回転情報を検出してもよい。
In the first embodiment described above, the magnet 11 is an eight-pole magnet having four poles in the circumferential direction and two poles in the thickness direction, but this is not limited to the configuration and can be modified as appropriate. For example, the magnet 11 may have two poles or four or more poles in the circumferential direction.
In the above embodiment, the position detection system 1 detects the rotational position information of the rotating shaft SF (moving part) as the position information, but may detect at least one of the position, speed, and acceleration in a predetermined direction as the position information. The encoder device EC, ECA may include a rotary encoder or a linear encoder. In addition, the encoder device EC, ECA may be one in which the power generation unit and the detection unit are provided on the rotating shaft SF and the magnet 11 is provided outside the moving body (e.g., the rotating shaft SF), so that the relative position between the magnet and the detection unit changes with the movement of the moving part. In addition, the position detection system 1 does not need to detect the multiple rotation information of the rotating shaft SF, and the multiple rotation information may be detected by a processing unit outside the position detection system 1.

上述の実施形態において、電気信号発生ユニット31A,31Bは、磁石11と所定の位置関係となった際に電力(電気信号)を発生する。位置検出系1は電気信号発生ユニット31A,31Bに発生する電力(信号)の変化を検出信号に用いて、移動部(例、回転軸SF)の位置情報(例えば多回転情報又は角度位置情報を含む回転位置情報)を検出(計数)してもよい。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bをセンサ(位置センサ)として用いてもよく、位置検出系1は、電気信号発生ユニット31A,31B及び1つ以上のセンサ(例えば、磁気センサ、受光センサ)により、移動部の位置情報を検出してもよい。また、電気信号発生ユニットの数が2つ以上である場合、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用いて位置情報を検出してもよい。例えば、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用い、磁気センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよいし、受光センサを用いないで移動部の位置情報を検出してもよい。また、上記の磁気センサと同様に、位置検出系1は、2つ以上の電気信号発生ユニットをセンサとして用いて、2つ以上の電気信号に基づいて回転軸SFの回転方向を判別してもよい。 In the above embodiment, the electric signal generating units 31A and 31B generate electric power (electrical signal) when they are in a predetermined positional relationship with the magnet 11. The position detection system 1 may detect (count) position information (e.g., rotational position information including multiple rotation information or angular position information) of the moving part (e.g., the rotation axis SF) using the change in the electric power (signal) generated in the electric signal generating units 31A and 31B as a detection signal. For example, the electric signal generating units 31A and 31B may be used as sensors (position sensors), and the position detection system 1 may detect the position information of the moving part using the electric signal generating units 31A and 31B and one or more sensors (e.g., a magnetic sensor, a light receiving sensor). In addition, when the number of electric signal generating units is two or more, the position detection system 1 may detect the position information using two or more electric signal generating units as sensors. For example, the position detection system 1 may detect the position information of the moving part using two or more electric signal generating units as sensors without using a magnetic sensor, or may detect the position information of the moving part without using a light receiving sensor. Also, similar to the magnetic sensor described above, the position detection system 1 may use two or more electrical signal generating units as sensors to determine the rotation direction of the rotation axis SF based on two or more electrical signals.

また、電気信号発生ユニット31A,31Bは、位置検出系1で消費される電力の少なくとも一部を供給してもよい。例えば、電気信号発生ユニット31A,31Bは、位置検出系1のうち消費電力が相対的に小さい処理部に対して、電力を供給してもよい。また、電気供給系2は、位置検出系1の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系2は、検出部13に間欠的に電力を供給し、記憶部14へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系2の外部に設けられる電源、バッテリなどから記憶部14に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、大バルクハウゼンジャンプ以外の現象により電力が発生するものでもよく、例えば移動部(例えば回転軸SF)及び位置検出系1の一部に対して電力を供給しなくてもよい。例えば、電力供給系2は、検出部13に間欠的に電力を供給し、記憶部14へ電力を供給しなくてもよい。この場合、電力供給系2の外部に設けられる電源、バッテリなどから記憶部14に対して、間欠的または連続的に電力が供給されてもよい。発電部は、大バルクハウゼンジャンプ以外の現象により電力が発生するものでもよく、例えば移動部(例えば回転軸SF)の移動に伴う磁界の変化に伴う電磁誘導により、電力を発生するものでもよい。検出部の検出結果を記憶する記憶部は、位置検出系1の外部に設けられてもよく、エンコーダ装置EC,ECAの外部に設けられてもよい。 The electrical signal generating units 31A and 31B may also supply at least a portion of the power consumed by the position detection system 1. For example, the electrical signal generating units 31A and 31B may supply power to a processing unit in the position detection system 1 that consumes relatively little power. The electrical supply system 2 may not supply power to a portion of the position detection system 1. For example, the electrical supply system 2 may supply power intermittently to the detection unit 13 and not supply power to the memory unit 14. In this case, power may be supplied intermittently or continuously to the memory unit 14 from a power source, battery, or the like provided outside the electrical supply system 2. The power generating unit may generate power by a phenomenon other than the large Barkhausen jump, and may not supply power to the moving unit (e.g., the rotation axis SF) and a portion of the position detection system 1. For example, the electrical supply system 2 may supply power intermittently to the detection unit 13 and not supply power to the memory unit 14. In this case, power may be supplied intermittently or continuously to the memory unit 14 from a power source, battery, or the like provided outside the power supply system 2. The power generation unit may generate power by a phenomenon other than the large Barkhausen jump, for example, by electromagnetic induction accompanying a change in the magnetic field accompanying the movement of a moving part (e.g., the rotation axis SF). The memory unit that stores the detection results of the detection unit may be provided outside the position detection system 1, or may be provided outside the encoder devices EC and ECA.

[駆動装置]
駆動装置の一例について説明する。図11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。なお、エンコーダ装置ECの代わりにエンコーダ装置ECAを備えていてもよい。
[Drive unit]
An example of a drive device will be described. FIG. 11 is a diagram showing an example of a drive device MTR. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-mentioned embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified. This drive device MTR is a motor device including an electric motor. The drive device MTR has a rotating shaft SF, a main body part (drive unit) BD that rotates and drives the rotating shaft SF, and an encoder device EC that detects rotational position information of the rotating shaft SF. Note that an encoder device ECA may be provided instead of the encoder device EC.

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 rotating shaft SF has a load end SFa and an anti-load end SFb. The load end SFa is connected to another power transmission mechanism such as a reducer. The scale S is fixed to the anti-load end SFb via a fixing part. In addition to fixing the scale S, an encoder device EC is attached. The encoder device EC is an encoder device according to the above-mentioned embodiment, modified example, 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。 This drive unit MTR uses the detection results of the encoder device EC to control the main body unit BD via the motor control unit MC shown in FIG. 1. The drive unit MTR reduces maintenance costs because there is no or little need to replace the battery of the encoder device EC. Note that the drive unit MTR is not limited to a motor device, and may be another drive unit having a shaft that rotates using hydraulic or pneumatic pressure.

[ステージ装置]
ステージ装置の一例について説明する。図12は、ステージ装置STGを示す。このステージ装置STGは、図11に示した駆動装置MTRの回転軸SFのうち負荷側端部SFaに、回転テーブル(移動物体)TBを取り付けた構成である。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。
[Stage equipment]
An example of a stage device will be described. Fig. 12 shows the stage device STG. This stage device STG has a configuration in which a rotary table (moving object) TB is attached to the load side end SFa of the rotary shaft SF of the drive device MTR shown in Fig. 11. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-mentioned embodiment are given the same reference numerals, and description thereof 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を回転させると、この回転が回転テーブルTBに伝達される。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、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。 When the stage device STG drives the drive device MTR to rotate the rotation axis SF, this rotation is transmitted to the rotary table TB. At that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotation axis SF, etc. Therefore, the angular position of the rotary table TB can be detected by using the output from the encoder device EC. In addition, a 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。
[ロボット装置]
ロボット装置の一例について説明する。図13は、ロボット装置RBTを示す斜視図である。なお、図13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。
Since the stage device STG has little or no need to replace the battery of the encoder device EC, maintenance costs can be reduced. Note that the stage device STG can be applied to, for example, a rotary table provided in a machine tool such as a lathe.
[Robot device]
An example of a robot device will be described. FIG. 13 is a perspective view showing the robot device RBT. FIG. 13 shows a schematic view of a part (joint portion) of the robot device RBT. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. This robot device RBT has a first arm AR1, a second arm AR2, and a joint 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及び接続部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 has an arm 101, a bearing 101a, and a bearing 101b. The second arm AR2 has an arm 102 and a connection part 102a. The connection part 102a is disposed between the bearings 101a and 101b at the joint part JT. The connection part 102a is provided integrally with the rotating shaft SF2. The rotating shaft SF2 is inserted into both the bearings 101a and 101b at the joint part JT. The end of the rotating shaft SF2 that is inserted into the bearing 101b passes through the bearing 101b and is connected to the 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13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 reducer RG is connected to the drive unit MTR and reduces the rotation of the drive unit MTR, for example to 1/100, before transmitting it to the rotating shaft SF2. Although not shown in FIG. 13, the load side end SFa of the rotating shaft SF of the drive unit MTR is connected to the reducer RG. In addition, the scale S of the encoder device EC is attached to the non-load side end SFb of the rotating shaft SF of the drive unit 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。 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 reduction gear RG. The rotation of the rotation shaft SF2 causes the connection part 102a to rotate integrally, which causes the second arm AR2 to rotate relative to the first arm AR1. At that time, the encoder device EC detects the angular position of the rotation shaft SF, etc. Therefore, the angular position of the second arm AR2 can be detected from the output from the encoder device EC.

ロボット装置RBTは、エンコーダ装置ECのバッテリ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。
また、本明細書には以下の発明の態様も記載されている。
1)移動部の位置情報を検出する位置検出部と、前記移動部の移動によって移動する磁石と、前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、前記位置検出部からの制御信号によって変化する前記電気信号発生部の出力を前記位置検出部へ出力する回路部とを備えるエンコーダ装置。
2)前記電気信号発生部から出力された電荷を蓄積する蓄積部を有し、前記電気信号発生部の出力は、前記制御信号によって前記蓄積部の電荷を放電すると変化する1に記載のエンコーダ装置。
3)前記回路部は、前記電気信号発生部の出力によって前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部へ出力し、前記位置検出部は、前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号により初期化される1または2に記載のエンコーダ装置。
4)前記電気信号により、前記位置検出部に電力を供給する電力供給部を備え、前記回路部は、前記電力供給部の電位が基準値以上であると、前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部へ出力する3に記載のエンコーダ装置。
5)前記回路部は、前記電力供給部の電位が上昇して所定時間経過すると前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部に出力する遅延部を含む4に記載のエンコーダ装置。
6)前記位置検出部は、前記移動部の位置情報の検出処理が終わると、前記制御信号を出力して前記電気信号発生部の出力を変化させる1から4のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
7)前記電気信号は、前記移動部の移動によって間欠的に繰り返して出力される1から6のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
8)電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、前記移動部の移動によって移動する磁石と、前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、前記電気信号により前記位置検出部に電力を供給する電力供給部と、を備え、前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、前記電気信号による前記電力供給部からの電力が供給されるまでに前記位置情報の検出を行うエンコーダ装置。
9)前記位置検出部によって前記位置情報が検出されると、前記位置検出部からの制御信号によって変化する前記電気信号発生部からの出力を前記位置検出部へ出力する回路部を備える8に記載のエンコーダ装置。
The robot device RBT has no or low need for battery replacement of the encoder device EC, so that maintenance costs can be reduced. Note that the robot device RBT is not limited to the above configuration, and the drive unit MTR can be applied to various robot devices equipped with joints.
The present specification also describes the following aspects of the invention.
1) An encoder device comprising: a position detection unit that detects position information of a moving part; a magnet that moves due to the movement of the moving part; an electric signal generation unit that generates an electric signal due to a change in the magnetic field due to the movement of the magnet; and a circuit unit that outputs the output of the electric signal generation unit, which changes due to a control signal from the position detection unit, to the position detection unit.
2) The encoder device according to 1), further comprising a storage unit that stores the charge output from the electrical signal generating unit, the output of the electrical signal generating unit changing when the charge in the storage unit is discharged in response to the control signal.
3) An encoder device as described in 1 or 2, wherein the circuit unit outputs the electrical signal to the position detection unit after the potential of the position detection unit has decreased due to the output of the electrical signal generating unit, and the position detection unit is initialized by the electrical signal after the potential of the position detection unit has decreased.
4) An encoder device as described in 3) further comprising a power supply unit that supplies power to the position detection unit using the electrical signal, and the circuit unit outputs the electrical signal to the position detection unit after the potential of the position detection unit has dropped when the potential of the power supply unit is equal to or higher than a reference value.
5) The encoder device described in 4) wherein the circuit unit includes a delay unit that outputs to the position detection unit the electrical signal after the potential of the position detection unit has decreased when a predetermined time has elapsed since the potential of the power supply unit increased.
6) The encoder device according to any one of 1 to 4, wherein the position detection unit outputs the control signal to change the output of the electrical signal generation unit when the detection process for the position information of the moving unit is completed.
7) An encoder device according to any one of 1 to 6, wherein the electrical signal is output intermittently and repeatedly as the moving part moves.
8) An encoder device comprising a position detection unit that receives power from a power source and detects position information of a moving part, a magnet that moves with the movement of the moving part, an electric signal generating unit that generates an electric signal due to a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet, and a power supply unit that supplies power to the position detection unit using the electric signal, wherein when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit detects the position information until power is supplied from the power supply unit using the electric signal.
9) The encoder device according to 8), further comprising a circuit section that outputs, when the position information is detected by the position detection section, an output from the electrical signal generating section that changes in response to a control signal from the position detection section to the position detection section.

10)前記回路部は、前記電気信号発生部からの出力によって前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部へ出力し、前記位置検出部は、前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号により初期化される9に記載のエンコーダ装置。
11)前記回路部は、前記電力供給部の電位が上昇して所定時間経過すると前記位置検出部の電位が低下した後の前記電気信号を前記位置検出部に出力する遅延部を備える10に記載のエンコーダ装置。
12)前記電気信号は、前記移動部の移動によって間欠的に繰り返して出力される8から11のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
13)前記位置検出部は、前記移動部の移動によって互いの相対位置が変化する位置検出用磁石及び磁気検出部を含み、該位置検出用磁石が形成する磁界に基づいて前記位置情報を検出し、前記磁気検出部は、該位置検出用磁石が形成する磁界を前記電力供給部から供給される電力を用いて検出する、4、5、7、及び8から12のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
14)前記位置検出部は、前記移動部の移動によって移動するスケールと、前記スケールに光を照射する照射部と、前記スケールからの光を検出する光検出部と、を含む、1から13のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
15)前記移動部は回転軸を含み、前記磁石は輪帯状又は扇形の部分を含み、前記電気信号発生部は、前記磁石に沿って複数個配置される1から7のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
16)前記位置検出部は、前記回転軸の1回転以内の角度位置情報を検出する角度検出部と、前記位置情報として前記回転軸の多回転情報を検出する多回転情報検出部と、を備える15に記載のエンコーダ装置。
17)1から16のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、前記移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置。
18)移動物体と、前記移動物体を移動させる17に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
19)17に記載の駆動装置と、前記駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置。
20)電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、前記移動部の移動によって移動する磁石と、前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、前記電気信号により前記位置検出部に電力を供給する電力供給部と、を備えるエンコーダ装置の使用方法であって、前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、前記電気信号による前記電力供給部からの電力が供給されるまでに前記位置情報の検出を行うことを含む使用方法。
21)前記電源からの電力の供給が絶たれると、前記位置検出部が、前記位置情報を求めて記憶部に記憶させ、前記電気信号を放電すること、を含む20に記載の使用方法。
10) The encoder device described in 9), wherein the circuit unit outputs the electrical signal to the position detection unit after the potential of the position detection unit has decreased due to the output from the electrical signal generating unit, and the position detection unit is initialized by the electrical signal after the potential of the position detection unit has decreased.
11) The encoder device described in 10), wherein the circuit unit is provided with a delay unit that outputs the electrical signal to the position detection unit after the potential of the position detection unit has decreased when a predetermined time has elapsed since the potential of the power supply unit increased.
12) The encoder device according to any one of 8) to 11), wherein the electrical signal is output intermittently and repeatedly as the moving part moves.
13) An encoder device described in any one of claims 4, 5, 7, and 8 to 12, wherein the position detection unit includes a position detection magnet and a magnetic detection unit whose relative positions change as the moving unit moves, and detects the position information based on a magnetic field formed by the position detection magnet, and the magnetic detection unit detects the magnetic field formed by the position detection magnet using power supplied from the power supply unit.
14) An encoder device described in any one of 1 to 13, wherein the position detection unit includes a scale that moves due to movement of the moving unit, an irradiation unit that irradiates light onto the scale, and a light detection unit that detects light from the scale.
15) An encoder device described in any one of 1 to 7, wherein the moving part includes a rotation axis, the magnet includes a ring-shaped or sector-shaped portion, and the electrical signal generating part is arranged in multiple units along the magnet.
16) The encoder device described in 15), wherein the position detection unit includes an angle detection unit that detects angular position information within one rotation of the rotating shaft, and a multi-rotation information detection unit that detects multi-rotation information of the rotating shaft as the position information.
17) A drive device comprising the encoder device according to any one of 1 to 16, and a power supply unit that supplies power to the moving unit.
18) A stage device comprising a moving object and the drive device according to 17 for moving the moving object.
19) A robot device comprising: the driving device according to 17; and an arm that is moved relatively by the driving device.
20) A method of using an encoder device comprising a position detection unit that receives power from a power source and detects position information of a moving part, a magnet that moves with the movement of the moving part, an electric signal generating unit that generates an electric signal due to a change in the magnetic field caused by the movement of the magnet, and a power supply unit that supplies power to the position detection unit using the electric signal, wherein when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit detects the position information using the electric signal until power is supplied from the power supply unit.
21) The method of use according to 20), including, when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit determines the position information, stores it in a memory unit, and discharges the electrical signal.

1…位置検出系、3…多回転情報検出部、4…角度検出部、11,11A…磁石、12…磁気検出部、13…検出部、14…記憶部、21…発光素子(照射部)、22…受光センサ(光検出部)、31A,31B…電気信号発生ユニット、32…バッテリ、33…切替部、36…一次電池、37…二次電池、41A,41B…感磁性部、42A,42B…発電部、43A,43B…ケース、45A…第1磁性体、46A…第2磁性体、47…感磁性部材、51,52…磁気センサ、63…レギュレータ、67…計数器、70…スイッチング素、71…オア回路、72…アンド回路、73…遅延回路、75,75A…信号リレー回路、EC,ECA…エンコーダ装置、SF…回転軸、AR1…第1アーム、AR2…第2アーム、MTR…駆動装置、RBT…ロボット装置、STG…ステージ装置 1...position detection system, 3...multi-rotation information detection unit, 4...angle detection unit, 11, 11A...magnet, 12...magnetic detection unit, 13...detection unit, 14...storage unit, 21...light-emitting element (illumination unit), 22...light-receiving sensor (light detection unit), 31A, 31B...electrical signal generation unit, 32...battery, 33...switching unit, 36...primary battery, 37...secondary battery, 41A, 41B...magnetic sensing unit, 42A, 42B...power generation unit, 43A, 43B...case, 45A ...First magnetic body, 46A...Second magnetic body, 47...Magnetic sensitive member, 51, 52...Magnetic sensor, 63...Regulator, 67...Counter, 70...Switching element, 71...OR circuit, 72...AND circuit, 73...Delay circuit, 75, 75A...Signal relay circuit, EC, ECA...Encoder device, SF...Rotary axis, AR1...First arm, AR2...Second arm, MTR...Drive device, RBT...Robot device, STG...Stage device

Claims (18)

電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動によって移動する磁石と、
前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記位置検出部に、前記電源からの電力及び蓄積された電力の少なくとも一方を供給可能な電力供給部と、
前記電気信号に基づいて、前記電力供給部から前記位置検出部への電力の供給の有無を切り替える切替部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、
前記電気信号の状態にかかわらず前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部に電力を供給させ、前記位置情報の検出を行うエンコーダ装置。
a position detection unit that receives power from a power source and detects position information of the moving unit;
A magnet that moves due to the movement of the moving part;
an electric signal generating unit that generates an electric signal in response to a change in a magnetic field caused by the movement of the magnet;
a power supply unit capable of supplying at least one of power from the power source and stored power to the position detection unit;
a switching unit that switches between supplying and not supplying power from the power supply unit to the position detection unit based on the electrical signal;
Equipped with
When the supply of power from the power source is cut off,
An encoder device that causes the switching unit to supply power from the power supply unit to the position detection unit regardless of the state of the electrical signal, thereby detecting the position information.
前記位置検出部は、The position detection unit is
前記位置情報の検出が終了すると、前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部への電力供給を停止させるWhen the detection of the position information is completed, the switching unit stops the power supply from the power supply unit to the position detection unit.
請求項1に記載のエンコーダ装置。The encoder device according to claim 1 .
前記位置検出部は、前記位置情報の検出が終了すると前記電気信号を放電させ、前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部への電力供給を停止させるWhen the detection of the position information is completed, the position detection unit discharges the electric signal and causes the switching unit to stop the supply of power from the power supply unit to the position detection unit.
請求項2に記載のエンコーダ装置。The encoder device according to claim 2 .
前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、前記切替部が前記電気信号に基づいて前記電力供給部からの電力の供給を切り替えるまでに前記位置情報の検出を行う請求項1から3のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the power supply from the power source is cut off, the position detection unit detects the position information before the switching unit switches the power supply from the power supply unit based on the electrical signal . 前記位置検出部によって前記位置情報が検出されると、前記位置検出部から出力される制御信号によって前記電気信号を変化させる回路部を更に備え、
前記回路部は、前記電気信号を前記位置検出部へ出力する請求項1から4のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
a circuit section that changes the electrical signal in response to a control signal output from the position detection section when the position information is detected by the position detection section,
The encoder device according to claim 1 , wherein the circuit section outputs the electrical signal to the position detection section.
前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれた状態において、前記制御信号を出力することによって電位が低下した前記電気信号により初期化される請求項に記載のエンコーダ装置。 The encoder device according to claim 5 , wherein the position detector is initialized by the electric signal whose potential has been reduced by outputting the control signal when the supply of electric power from the power source is cut off. 前記回路部は、前記制御信号が出力された後の前記電気信号を所定の遅延時間をおいて前記位置検出部に出力する遅延部を備える請求項に記載のエンコーダ装置。 The encoder device according to claim 6 , wherein the circuit section includes a delay section that outputs the electric signal to the position detection section after a predetermined delay time has elapsed since the control signal was output. 前記電気信号は、前記移動部の移動によって間欠的に繰り返して出力される請求項1からのいずれか一項に記載のエンコーダ装置。 The encoder device according to claim 1 , wherein the electrical signal is outputted repeatedly and intermittently in accordance with the movement of the moving part. 前記位置検出部は、前記移動部の移動によって互いの相対位置が変化する位置検出用磁石及び磁気検出部を含み、該位置検出用磁石が形成する磁界に基づいて前記位置情報を検出し、
前記磁気検出部は、該位置検出用磁石が形成する磁界を前記電力供給部から供給される電力を用いて検出する、請求項1からのいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
the position detection unit includes a position detection magnet and a magnetic detection unit whose relative positions change with the movement of the moving unit, and detects the position information based on a magnetic field generated by the position detection magnet;
The encoder device according to claim 1 , wherein the magnetic detection section detects the magnetic field generated by the position detection magnet by using power supplied from the power supply section.
前記位置検出部は、
前記移動部の移動によって移動するスケールと、
前記スケールに光を照射する照射部と、
前記スケールからの光を検出する光検出部と、を含む、請求項1からのいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
The position detection unit is
A scale that moves due to the movement of the moving part;
An illumination unit that illuminates the scale with light;
The encoder device according to claim 1 , further comprising: a light detection unit that detects light from the scale.
請求項1から10のいずれか一項に記載のエンコーダ装置と、
前記移動部に動力を供給する動力供給部と、を備える駆動装置。
An encoder device according to any one of claims 1 to 10 ;
A drive device comprising: a power supply unit that supplies power to the moving unit.
移動物体と、
前記移動物体を移動させる請求項11に記載の駆動装置と、を備えるステージ装置。
A moving object,
A stage apparatus comprising: a drive apparatus according to claim 11 that moves the moving object.
請求項11に記載の駆動装置と、
前記駆動装置によって相対移動するアームと、を備えるロボット装置。
A drive device according to claim 11 ;
and an arm that is moved relatively by the driving device.
電源から電力が供給されて移動部の位置情報を検出する位置検出部と、
前記移動部の移動によって移動する磁石と、
前記磁石の移動による磁界の変化によって電気信号を発生する電気信号発生部と、
前記位置検出部に前記電源からの電力及び蓄積された電力の少なくとも一方を供給可能な電力供給部と、
前記電気信号に基づいて、前記電力供給部から前記位置検出部への電力の供給の有無を切り替える切替部と、を備えるエンコーダ装置の使用方法であって、
前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、前記電気信号の状態にかかわらず前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部に電力を供給させ、前記位置情報の検出を行うことを含む使用方法。
a position detection unit that receives power from a power source and detects position information of the moving unit;
A magnet that moves due to the movement of the moving part;
an electric signal generating unit that generates an electric signal in response to a change in a magnetic field caused by the movement of the magnet;
a power supply unit capable of supplying at least one of power from the power source and stored power to the position detection unit;
a switching unit that switches between supplying and not supplying power from the power supply unit to the position detection unit based on the electrical signal ,
A method of use including, when the power supply from the power source is cut off, causing the switching unit to supply power to the position detection unit from the power supply unit regardless of the state of the electrical signal, thereby detecting the position information.
前記位置検出部は、記位置情報の検出が終了すると、前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部への電力供給を停止させるWhen the detection of the position information is completed, the position detection unit causes the switching unit to stop the power supply from the power supply unit to the position detection unit.
請求項14に記載の使用方法。15. The method of use according to claim 14.
前記位置検出部は、前記位置情報の検出が終了すると前記電気信号を放電させ、前記切替部に前記電力供給部から前記位置検出部への電力供給を停止させるWhen the detection of the position information is completed, the position detection unit discharges the electric signal and causes the switching unit to stop the supply of power from the power supply unit to the position detection unit.
請求項15に記載の使用方法。16. The method of use according to claim 15.
前記位置検出部は、前記電源からの電力の供給が断たれると、前記電気信号による前記電力供給部からの電力が供給されるまでに前記位置情報の検出を行う請求項14から16のいずれか一項に記載の使用方法。 The method of claim 14 , wherein when the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit detects the position information by the electrical signal until power is supplied from the power supply unit. 前記電源からの電力の供給が絶たれると、前記位置検出部が、前記位置情報を求めて記憶部に記憶させ、
前記電気信号を放電させること、を含む請求項14から17のいずれか一項に記載の使用方法。
When the supply of power from the power source is cut off, the position detection unit obtains the position information and stores it in the storage unit;
The method of any one of claims 14 to 17 , comprising discharging the electrical signal.
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