JPH0367122A - 回転角検出装置 - Google Patents
回転角検出装置Info
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- JPH0367122A JPH0367122A JP1203519A JP20351989A JPH0367122A JP H0367122 A JPH0367122 A JP H0367122A JP 1203519 A JP1203519 A JP 1203519A JP 20351989 A JP20351989 A JP 20351989A JP H0367122 A JPH0367122 A JP H0367122A
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- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 28
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
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- Optical Transform (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、回転体の回転制御のため、あるいはこの回転
体に連動している可動部の動作制御のために、回転体の
回転角を検出する装置に関する。
体に連動している可動部の動作制御のために、回転体の
回転角を検出する装置に関する。
本発明の回転角検出装置は、回転体としてのカムの回転
角の検出、待に微小な回転角を検出する必要があるVT
Rのローディングカム等の回転角検出に好適であるが、
これに限定するものではない。
角の検出、待に微小な回転角を検出する必要があるVT
Rのローディングカム等の回転角検出に好適であるが、
これに限定するものではない。
〈従来の技術〉
以下、VTRのローディングカムを代表例として掲げ、
その回転角検出装置を説明する。
その回転角検出装置を説明する。
従来例の一般的なカム回転角検出装置は、接触式のもの
である。
である。
すなわち、第7図に示すように、カム溝1aが形成され
た回転体1の外周面の歯部にカム駆動ギア2を噛合する
とともに(回転体1の歯部およびカム駆動ギア2の歯部
は図示を省略)、回転体1の歯部にロータリスイッチ3
の受動ギア3aを噛合しである。ロータリスイッチ3の
内部には、受動ギア3aの回転に伴って順次的に切り換
えられていく多数のスイッチが内蔵されている。
た回転体1の外周面の歯部にカム駆動ギア2を噛合する
とともに(回転体1の歯部およびカム駆動ギア2の歯部
は図示を省略)、回転体1の歯部にロータリスイッチ3
の受動ギア3aを噛合しである。ロータリスイッチ3の
内部には、受動ギア3aの回転に伴って順次的に切り換
えられていく多数のスイッチが内蔵されている。
カム駆動ギア2を駆動してカム溝付き回転体1を回転す
るが、この回転体1の回転に連動して受動ギア3aを回
転させ、ロータリスイッチ3の内部のスイッチ群を次々
と切り換えていくというメカニカルな手法により、カム
溝付き回転体1の回転角を検出する。
るが、この回転体1の回転に連動して受動ギア3aを回
転させ、ロータリスイッチ3の内部のスイッチ群を次々
と切り換えていくというメカニカルな手法により、カム
溝付き回転体1の回転角を検出する。
使用されている割合は少ないが、第8図に示すような非
接触式のカム回転角検出装置もある。これは、カム溝付
き回転体1の外周面にペイントや磁性膜を用いて比較的
小さい角度(例えばl”)の等間隔で目盛り4(細かい
図示は省略)を付ける一方、回転体lから離して光学式
または磁気式のセンサ5を1個設け、回転体1の回転に
伴ってセンサ5が検出した目盛り4をカウンタ(図示せ
ず)で1つずつカウントすることによって、回転体1の
回転角を検出するものである。
接触式のカム回転角検出装置もある。これは、カム溝付
き回転体1の外周面にペイントや磁性膜を用いて比較的
小さい角度(例えばl”)の等間隔で目盛り4(細かい
図示は省略)を付ける一方、回転体lから離して光学式
または磁気式のセンサ5を1個設け、回転体1の回転に
伴ってセンサ5が検出した目盛り4をカウンタ(図示せ
ず)で1つずつカウントすることによって、回転体1の
回転角を検出するものである。
カウントは、原点位置にある回転体1が正方向に回転す
るときに、目盛り4を1個検出するごとに1ずつカウン
トアツプし、逆方向に回転するときに目盛り4を1個検
出するごとにlずつカウントダウンし、時々刻々のカウ
ント値(回転角〉をRAM (図示せず)に更新的にス
トアする。回転体lの現在の回転角を知るには、RAM
からカウント値を読み出せばよい。
るときに、目盛り4を1個検出するごとに1ずつカウン
トアツプし、逆方向に回転するときに目盛り4を1個検
出するごとにlずつカウントダウンし、時々刻々のカウ
ント値(回転角〉をRAM (図示せず)に更新的にス
トアする。回転体lの現在の回転角を知るには、RAM
からカウント値を読み出せばよい。
〈発明が解決しようとする課題〉
(A)第7図の接触式のカム回転角検出装置には、次の
ような問題がある。
ような問題がある。
すなわち、ロータリスイッチ3の構造が複雑でコストア
ップを招いているとともに、ロータリスイッチ3が占め
るスペースが大きく装置の大型化を招いている。また、
ローグリスインチ3の受動ギア3aが回転体lに接触(
噛合)しているために、回転体1の回転時の負荷となり
、トルク損失を避けることができない。
ップを招いているとともに、ロータリスイッチ3が占め
るスペースが大きく装置の大型化を招いている。また、
ローグリスインチ3の受動ギア3aが回転体lに接触(
噛合)しているために、回転体1の回転時の負荷となり
、トルク損失を避けることができない。
(B)第8図の非接触式のカム回転角検出装置において
は、構造が比較的簡単でスペース面でも有利であり、ま
た、トルク損失もない反面、次のような問題がある。
は、構造が比較的簡単でスペース面でも有利であり、ま
た、トルク損失もない反面、次のような問題がある。
■ 目盛り4のピッチが比較的小さい(1’)ことと、
目盛り4を1個ずつ検出していること、および、センサ
5やカウンタの応答性には一定の限界があることから、
回転体1を高速回転させることができない。
目盛り4を1個ずつ検出していること、および、センサ
5やカウンタの応答性には一定の限界があることから、
回転体1を高速回転させることができない。
■ 1個の目盛り4の幅が小さいため、ペイントや磁性
膜を塗布して目盛り4を付ける際に、あるいは使用継続
に伴って、目盛り4が薄くなったり欠けたりすることが
あり、センサ5で読み落とす場合がある。このような読
み落としの目盛り4が複数あると、回転量が大きくなる
につれて読み落とし数が増え、検出回転角の誤差が増大
していく。
膜を塗布して目盛り4を付ける際に、あるいは使用継続
に伴って、目盛り4が薄くなったり欠けたりすることが
あり、センサ5で読み落とす場合がある。このような読
み落としの目盛り4が複数あると、回転量が大きくなる
につれて読み落とし数が増え、検出回転角の誤差が増大
していく。
また、ノイズの影響で読み取り〔スが生じたときにも、
同様の問題がある。
同様の問題がある。
■ RAMがバンクアップ電源を有していない場合、電
源プラグがコンセントから抜けるとか、停電が生じた場
合には、RAMにストアしていたカウント値(回転角)
がクリアされてしまい、電源が復帰しても、現在の回転
体1の回転角が判らなくなくなってしまう。この状態で
回転体1を回転すると、目盛り4のカウントによって回
転した角度を知ることはできるが、それは、相対的な回
転角であるに過ぎず、原点位置からの絶対的な回転角で
はない。
源プラグがコンセントから抜けるとか、停電が生じた場
合には、RAMにストアしていたカウント値(回転角)
がクリアされてしまい、電源が復帰しても、現在の回転
体1の回転角が判らなくなくなってしまう。この状態で
回転体1を回転すると、目盛り4のカウントによって回
転した角度を知ることはできるが、それは、相対的な回
転角であるに過ぎず、原点位置からの絶対的な回転角で
はない。
回転体1の回転制御にとって重要なのは絶対的回転角で
あるから、上記のような事態が発生すれば、所期の回転
制御が不可能になってしまう。
あるから、上記のような事態が発生すれば、所期の回転
制御が不可能になってしまう。
電源復帰後において、絶対的回転角を検出するためには
、−旦、回転体1を必ず原点位置まで戻さなければなら
ないが、電源断時の回転角が大きいほど原点位置に戻す
のに時間がかかる。
、−旦、回転体1を必ず原点位置まで戻さなければなら
ないが、電源断時の回転角が大きいほど原点位置に戻す
のに時間がかかる。
RAMにバンクアンプ電源を設ければ、この問題は生じ
ないが、コストアップを招く。
ないが、コストアップを招く。
本発明は、このような事情に鑑み、従来例に見られた上
記の不都合を解消することを目的とする。
記の不都合を解消することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉
本発明の回転角検出装置は、
回転体の回転中心まわりの円弧上において前記回転体に
比較的小さなピッチで等間隔に目盛りが形成され、 その目盛り形成領域において比較的大きな間隔を隔てた
複数箇所に目盛りのない空白部が形成され、 それら複数の空白部の幅が互いに異なる状態にfI或さ
れているとともに、 前記目盛りおよび空白部を検出する少なくとも2個の非
接触式センサが互いに異なる位置に設けられていること
を特徴とするものである。
比較的小さなピッチで等間隔に目盛りが形成され、 その目盛り形成領域において比較的大きな間隔を隔てた
複数箇所に目盛りのない空白部が形成され、 それら複数の空白部の幅が互いに異なる状態にfI或さ
れているとともに、 前記目盛りおよび空白部を検出する少なくとも2個の非
接触式センサが互いに異なる位置に設けられていること
を特徴とするものである。
く作用〉
本発明の上記構成による作用は、次のとおりである。
■ 空白部が一方の非接触式センサによって検出された
ときに、他方の非接触式センサによって検出される目盛
りの数は、空白部の幅が互いに異なっていることから、
前記一方の非接触式センサで検出された空白部がいずれ
の空白部であるかによって相違する。
ときに、他方の非接触式センサによって検出される目盛
りの数は、空白部の幅が互いに異なっていることから、
前記一方の非接触式センサで検出された空白部がいずれ
の空白部であるかによって相違する。
@ 回転体の回転に伴って前記の検出された空白部が前
記他方の非接触式センサに検出されたときには、前記一
方の非接触式センサによって検出される目盛りの数は■
の場合と同数である。しかし、空白部を検出している非
接触式センサが■の場合とは異なっている。
記他方の非接触式センサに検出されたときには、前記一
方の非接触式センサによって検出される目盛りの数は■
の場合と同数である。しかし、空白部を検出している非
接触式センサが■の場合とは異なっている。
O以上の■および@から、空白部がいずれの非接触式セ
ンサによって検出されたかの判断〔夏〕と、空白部が検
出されたときにそれを検出した非接触式センサとは別の
非接触式センサが目盛りを幾つ検出したかの判断(n)
とによって、回転体が原点位置からその空白部検出位置
まで回転した絶対的回転角を知ることができる。
ンサによって検出されたかの判断〔夏〕と、空白部が検
出されたときにそれを検出した非接触式センサとは別の
非接触式センサが目盛りを幾つ検出したかの判断(n)
とによって、回転体が原点位置からその空白部検出位置
まで回転した絶対的回転角を知ることができる。
換言すれば、条件(1)、 (II)のAND条件に
基づいて絶対的回転角が一義的に定まるのである。
基づいて絶対的回転角が一義的に定まるのである。
0 回転体の目標とする絶対的回転角の位置は、空白部
検出位置のこともあれば、それ以外の位置のこともある
。前者の場合は、空白部検出位置で回転体を停止する等
の所定の制御を行えばよい。
検出位置のこともあれば、それ以外の位置のこともある
。前者の場合は、空白部検出位置で回転体を停止する等
の所定の制御を行えばよい。
後者の場合は、空白部検出位置(この位置の絶対的回転
角は判っている)から目標とする絶対的回転角までの差
の角度分に相当する数の目盛りを検出した位置で回転体
を停止する等の所定の制御を行えばよい。
角は判っている)から目標とする絶対的回転角までの差
の角度分に相当する数の目盛りを検出した位置で回転体
を停止する等の所定の制御を行えばよい。
■ 以上の■〜■を総合すると、次のような回転角検出
方式のもとで、回転制御することが可能となる。
方式のもとで、回転制御することが可能となる。
すなわち、目標とする絶対的回転角に最も近い回転角で
空白部が非接触式センサによって検出されることになる
その空白部を検出するまで、回転体を高速で回転させる
。空白部の幅は1個の目盛りに比べて充分に大きいから
、回転体を高速回転しても、空白部を検出することは可
能である。この高速回転においては、空白部を検出する
ことが目的であって、従来例のようにピッチの小さい目
盛りを1個ずつ検出する必要はない。
空白部が非接触式センサによって検出されることになる
その空白部を検出するまで、回転体を高速で回転させる
。空白部の幅は1個の目盛りに比べて充分に大きいから
、回転体を高速回転しても、空白部を検出することは可
能である。この高速回転においては、空白部を検出する
ことが目的であって、従来例のようにピッチの小さい目
盛りを1個ずつ検出する必要はない。
回転体が前記の空白部を検出した後は、その位置から目
盛りを1個ずつ本食出しながら目標とする絶対的回転角
まで回転させればよい。
盛りを1個ずつ本食出しながら目標とする絶対的回転角
まで回転させればよい。
したがって、全体として目標とする絶対的回転角までの
回転を高速に行える。
回転を高速に行える。
○ 目盛りの欠けやノイズが原因で読み取りミスが生し
検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、空
白部の検出位置で一義的に決まりている絶対的回転角を
確認することが可能であるので、その空白部検出位置に
おいて前記の検出角度誤差を補正することが比較的簡単
に行える。
検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、空
白部の検出位置で一義的に決まりている絶対的回転角を
確認することが可能であるので、その空白部検出位置に
おいて前記の検出角度誤差を補正することが比較的簡単
に行える。
■ 2Bプラグのコンセント抜けや停電のために、RA
Mにストアしていたカウントif! 、 (回転角)が
クリアされ現在の絶対的回転角が判らなくなってしまっ
た場合、電源復帰後に従来例のように回転体を大きく原
点位置まで戻す必要はない。
Mにストアしていたカウントif! 、 (回転角)が
クリアされ現在の絶対的回転角が判らなくなってしまっ
た場合、電源復帰後に従来例のように回転体を大きく原
点位置まで戻す必要はない。
原点位置と同様な意味で空白部はその絶対的回転角が一
義的に決まっているので、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すことにより、絶対的回転角が判る状態へ
の復帰が素早く行える。
義的に決まっているので、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すことにより、絶対的回転角が判る状態へ
の復帰が素早く行える。
それゆえにまた、RAMのバックアップ電源が不要とな
り、その分コストダウンが可能となる。
り、その分コストダウンが可能となる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図は回転角検出装置の要部の平面図、第2図はその
側面図である。
側面図である。
カム溝1aが形成された円板状の回転体1の外周面ば、
その上半部の平滑な目盛り形成領域1bと、下半部の歯
部が形成されたギア部ICとに区分されている。このカ
ム溝付き回転体lのギア部1cにはカム駆動ギア2が噛
合されている。また、目盛り形成領域1bには、カム溝
1aの中心角に合わせてO〜270°の範囲に、ペイン
トの塗布により、1@の等間隔で目盛り4が形成されて
いる。
その上半部の平滑な目盛り形成領域1bと、下半部の歯
部が形成されたギア部ICとに区分されている。このカ
ム溝付き回転体lのギア部1cにはカム駆動ギア2が噛
合されている。また、目盛り形成領域1bには、カム溝
1aの中心角に合わせてO〜270°の範囲に、ペイン
トの塗布により、1@の等間隔で目盛り4が形成されて
いる。
目盛り4は、白、黒のパターンが繰り返されたもので、
白黒パターンの1個分が1°の角度をもつ、 0.5
”の黒の部分が目盛り4となる。なお、目盛り4は、円
弧の目盛り形成領域1bに形成されていることから、回
転体1の回転中心まわりの円弧上において形成されてい
ることになる。
白黒パターンの1個分が1°の角度をもつ、 0.5
”の黒の部分が目盛り4となる。なお、目盛り4は、円
弧の目盛り形成領域1bに形成されていることから、回
転体1の回転中心まわりの円弧上において形成されてい
ることになる。
目盛り形成領域1bは、その全範囲に目盛り4が形成さ
れているのではなく、90°ずつ隔てた4箇所に百盛り
のない第1ないし第4の空白部E1〜E4が形成されて
いる。これら4つの空白部E1−E4は、周方向の幅を
互いに異にしている。
れているのではなく、90°ずつ隔てた4箇所に百盛り
のない第1ないし第4の空白部E1〜E4が形成されて
いる。これら4つの空白部E1−E4は、周方向の幅を
互いに異にしている。
すなわち、第1の空白部Elの幅は目盛り4についての
白黒パターン3個分、第2の空白部E2の幅は白黒パタ
ーン5個分、第3の空白部E3の幅は7個分、第4の空
白部E4の幅は9個分となっている。
白黒パターン3個分、第2の空白部E2の幅は白黒パタ
ーン5個分、第3の空白部E3の幅は7個分、第4の空
白部E4の幅は9個分となっている。
目盛り形成領域1bを平面に展開して示すと、第3図の
ようになる。
ようになる。
第1図はカム溝付き回転体lが原点位置(0’)にある
状態を示すが、この状態で第1の空白部Elの半径方向
外側位置と、第1の空白部Elと第4の空白部E4との
丁度真ん中の箇所(回転方向で原点位置から45°の箇
所〉の半径方向外側位置とに、それぞれ光学式で投受光
タイプの第1.第2の非接触式センサ5a、5bが回転
体1から小距離離して配置されている。これら非接触式
センサ5a、5bはともに目盛り4および空白部E1〜
E4を検出するものである。
状態を示すが、この状態で第1の空白部Elの半径方向
外側位置と、第1の空白部Elと第4の空白部E4との
丁度真ん中の箇所(回転方向で原点位置から45°の箇
所〉の半径方向外側位置とに、それぞれ光学式で投受光
タイプの第1.第2の非接触式センサ5a、5bが回転
体1から小距離離して配置されている。これら非接触式
センサ5a、5bはともに目盛り4および空白部E1〜
E4を検出するものである。
次の表は、回転体1の45’ごとの絶対的回転角(ただ
し、0〜270°の範囲)と、各々の絶対的回転角の位
置まで回転体1が回転したときの両非接触式センサ5a
、5bの出力との対応関係をまとめたものである。
し、0〜270°の範囲)と、各々の絶対的回転角の位
置まで回転体1が回転したときの両非接触式センサ5a
、5bの出力との対応関係をまとめたものである。
表〔絶対的回転角と両センサの出力〕
例えば、絶対的回転角が磁■のO″のとき、第1のセン
サ5aが第1の空白部Elを検出し、第2のセンサ5b
が3個分の目盛り4を検出する状態となる。また、絶対
的回転角が階■の45′のとき、第2のセンサ5bが第
1の空白部Elを検出し、第1のセンサ5aが3個分の
目盛り4を検出する状態となる。
サ5aが第1の空白部Elを検出し、第2のセンサ5b
が3個分の目盛り4を検出する状態となる。また、絶対
的回転角が階■の45′のとき、第2のセンサ5bが第
1の空白部Elを検出し、第1のセンサ5aが3個分の
目盛り4を検出する状態となる。
絶対的回転角が弘■の90”のとき、第1のセンサ5a
が第2の空白部E2を検出し、第2のセンサ5bが5個
分の目盛り4を検出する状態となり、絶対的回転角が隘
■の135@のとき、第2のセンサ5bが第2の空白部
E2を検出し、第1のセンサ5aが5個分の目盛り4を
検出する状態となる。
が第2の空白部E2を検出し、第2のセンサ5bが5個
分の目盛り4を検出する状態となり、絶対的回転角が隘
■の135@のとき、第2のセンサ5bが第2の空白部
E2を検出し、第1のセンサ5aが5個分の目盛り4を
検出する状態となる。
逆にいうと、ある空白部が第1のセンサ5aによって検
出されたときに、第2のセンサ5bが検出する目盛り4
の個数が例えば弘■の7個である場合には、その空白部
は第3の空白部E3であり、このときの回転体1の絶対
的回転角は180’であるということが判る。
出されたときに、第2のセンサ5bが検出する目盛り4
の個数が例えば弘■の7個である場合には、その空白部
は第3の空白部E3であり、このときの回転体1の絶対
的回転角は180’であるということが判る。
もし、この場合に、第2のセンサ5bが検出する目盛り
4の個数が弘■の9個であれば、その空白部は第4の空
白部E4であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は
270@であるということが判る。
4の個数が弘■の9個であれば、その空白部は第4の空
白部E4であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は
270@であるということが判る。
また、ある空白部が第2のセンサ5bによって検出され
たときに、第1のセンサ5aが検出する目盛り4の個数
が魚■の7個である場合には、その空白部は第3の空白
部E3であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は2
25°であるということが判る。
たときに、第1のセンサ5aが検出する目盛り4の個数
が魚■の7個である場合には、その空白部は第3の空白
部E3であり、そのときの回転体1の絶対的回転角は2
25°であるということが判る。
このように、空白部が第1.第2のセンサ5a。
5bのうちいずれのセンサによって検出されたかの判断
(1)と、空白部が検出されたときにそれを検出したセ
ンサとは違う方のセンサが目盛り4を幾つ検出したかの
判断(IT)とによって、回転体lの絶対的回転角を知
ることができ、絶対的回転角が一義的に定まるのである
。
(1)と、空白部が検出されたときにそれを検出したセ
ンサとは違う方のセンサが目盛り4を幾つ検出したかの
判断(IT)とによって、回転体lの絶対的回転角を知
ることができ、絶対的回転角が一義的に定まるのである
。
第4図は回転角検出装置の概略的なシステム構成図であ
る。
る。
第1.第2のセンサ5a、5bの検出信号と、絶対的回
転角目標値θ。bJの信号とが制御回路6に人力される
。制御回路6は、両センサ5a、5bの検出信号に基づ
き所定の演算を行って現在の回転体1の絶対的回転角θ
、を算出し、これをRAM7に更新的にストアするとと
もに、現在の絶対的回転角θ、が絶対的回転角目標値θ
。〜と一致するまで、カム駆動ギア2を駆動するモータ
8に対して増幅回路9を介して駆動信号を出力する。
転角目標値θ。bJの信号とが制御回路6に人力される
。制御回路6は、両センサ5a、5bの検出信号に基づ
き所定の演算を行って現在の回転体1の絶対的回転角θ
、を算出し、これをRAM7に更新的にストアするとと
もに、現在の絶対的回転角θ、が絶対的回転角目標値θ
。〜と一致するまで、カム駆動ギア2を駆動するモータ
8に対して増幅回路9を介して駆動信号を出力する。
以下に、より詳しい動作を第1図、第5図および第6図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
第1図に示す原点位置O″から100@まで回転体1を
回転させるものとする。
回転させるものとする。
100’までには、空白部がセンサによって検出される
回数が2回ある。すなわち、ぬ■の第1の空白部Elが
第2のセンサ5bによって検出される場合(45@)と
、弘■の第2の空白部E2が第1のセンサ5aによって
検出される場合(90°)とである。ioo ’に最も
近い回転角で空白部が検出されるのは、906の回転位
置である。この90″の回転角は制御回路6で算出され
る。
回数が2回ある。すなわち、ぬ■の第1の空白部Elが
第2のセンサ5bによって検出される場合(45@)と
、弘■の第2の空白部E2が第1のセンサ5aによって
検出される場合(90°)とである。ioo ’に最も
近い回転角で空白部が検出されるのは、906の回転位
置である。この90″の回転角は制御回路6で算出され
る。
したがって、制御回路6は、途中の456を無視して、
回転体lが一旦、90°まで高速回転されるように増幅
回路9に対して高い電圧を出力する。
回転体lが一旦、90°まで高速回転されるように増幅
回路9に対して高い電圧を出力する。
90°まで回転して停止するには次のようにする(第5
図参照)。
図参照)。
すなわち、狙■の90’は、第1のセンサ5aによって
空白部(第2の空白部E2)が検出され、第2のセンサ
5bによって目盛り4が5個分検出されたときに対応す
る。
空白部(第2の空白部E2)が検出され、第2のセンサ
5bによって目盛り4が5個分検出されたときに対応す
る。
第1のセンサ5aも第2のセンサ5bも、空白部を検出
するまでは、“12′、“H′、“L”“H”・・・・
のように1″進むごとに反転する。制御回路6は、第1
のセンサ5aが白黒パターンの白部を検出したときの“
L”の信号と、黒部を検出したときの“H”の信号とが
、“L”、“H”“L”、“■4”・・・・と繰り返さ
れている状態から、空白部を検出するようになり、その
検出信号が“1、”L”、′L”・・・・と連続するよ
うになったことをまず判断するとともに、“L゛が連続
し始めた時点から、第2のセンサ5bが@H”となる回
数のカウントを開始する。
するまでは、“12′、“H′、“L”“H”・・・・
のように1″進むごとに反転する。制御回路6は、第1
のセンサ5aが白黒パターンの白部を検出したときの“
L”の信号と、黒部を検出したときの“H”の信号とが
、“L”、“H”“L”、“■4”・・・・と繰り返さ
れている状態から、空白部を検出するようになり、その
検出信号が“1、”L”、′L”・・・・と連続するよ
うになったことをまず判断するとともに、“L゛が連続
し始めた時点から、第2のセンサ5bが@H”となる回
数のカウントを開始する。
そして、第1のセンサ5aが連続する“L″の状態から
“H”に反転するまでのカウント数が狙■の5個になっ
たときに、制御回路6から増幅回路9への出力を停止し
て回転体1の回転を停止する。これで、第5図に示すよ
うに、90″′の位置で一旦停止する。
“H”に反転するまでのカウント数が狙■の5個になっ
たときに、制御回路6から増幅回路9への出力を停止し
て回転体1の回転を停止する。これで、第5図に示すよ
うに、90″′の位置で一旦停止する。
回転体1を90°で停止してから、直ちに再び回転体1
を低速で回転する。このときは制御回路6から増幅回路
9への出力電圧は低くする。90°から1006までは
106であるから、第2のセンサ5bが“H”を10個
カウントするまで低速回転を続け、l0個をカウントし
たときに回転体1を停止する。
を低速で回転する。このときは制御回路6から増幅回路
9への出力電圧は低くする。90°から1006までは
106であるから、第2のセンサ5bが“H”を10個
カウントするまで低速回転を続け、l0個をカウントし
たときに回転体1を停止する。
これによって、第6図に示すように、回転体1を絶対的
回転角目標値θ。bJ= 100aまで回転して停止で
きる。また、制御回路6は、906に106を加算した
結果の1006を絶対的回転角θ、としてRAM7にス
トアする。
回転角目標値θ。bJ= 100aまで回転して停止で
きる。また、制御回路6は、906に106を加算した
結果の1006を絶対的回転角θ、としてRAM7にス
トアする。
なお、目標値θ。bjが丁度90″のときは低速回転の
必要はない。また、目標値θ。1が例えば86″のとき
は、モータ8を逆転して第2のセンサ5hが“H”を4
個ダウンカウントしたときに回転体1を停止すればよい
。
必要はない。また、目標値θ。1が例えば86″のとき
は、モータ8を逆転して第2のセンサ5hが“H”を4
個ダウンカウントしたときに回転体1を停止すればよい
。
なお、5個分の目盛り4の中央(3番目)を90″とす
る場合には、厳密には、カウント数が5個になったとき
の回転体1の絶対的回転角θ、は、1目盛りが1°であ
るので、中央の目盛りから4番目、5番目とカウントす
るので26プラスされて92°となる。
る場合には、厳密には、カウント数が5個になったとき
の回転体1の絶対的回転角θ、は、1目盛りが1°であ
るので、中央の目盛りから4番目、5番目とカウントす
るので26プラスされて92°となる。
したがって、前記の説明において、90″は92″と、
10°は8″と、4個は6個とそれぞれ読み替えて考え
ればよい。目標値θ、Jが丁度90″のときは2″分だ
け逆転する。
10°は8″と、4個は6個とそれぞれ読み替えて考え
ればよい。目標値θ、Jが丁度90″のときは2″分だ
け逆転する。
もう1つの例として、1006から210 ’まで回転
する場合を説明する。
する場合を説明する。
210 ’に最も近い回転角で空白部が検出されるのは
、M■の225°の回転位置である。制御回路6は、途
中の135”、 180”を無視して、回転体1が一
旦、225 ’まで高速回転されるように高い電圧を出
力する0M■の225°は、第2のセンサ5bによって
空白部(第3の空白部E3)が検出され、第1のセンサ
5aによって目盛り4が7個分検出されたときに対応す
る。
、M■の225°の回転位置である。制御回路6は、途
中の135”、 180”を無視して、回転体1が一
旦、225 ’まで高速回転されるように高い電圧を出
力する0M■の225°は、第2のセンサ5bによって
空白部(第3の空白部E3)が検出され、第1のセンサ
5aによって目盛り4が7個分検出されたときに対応す
る。
制御回路6は、第2のセンサ5bが1L”“H”、”L
”、”H”・・・・を繰り返している状態から、空白部
を検出するようになり、その検出信号が“L”の連続す
る状態になったことをまず判断するとともに、“L”が
連続し始めた時点から、第1のセンサ5aが“H”とな
る回数のカウントを開始する。
”、”H”・・・・を繰り返している状態から、空白部
を検出するようになり、その検出信号が“L”の連続す
る状態になったことをまず判断するとともに、“L”が
連続し始めた時点から、第1のセンサ5aが“H”とな
る回数のカウントを開始する。
そして、第2のセンサ5bが連続する“L”の状態から
“H”に反転するまでのカウント数が隠■の7個になっ
たときに、回転体1の回転を停止する。これで、225
’の位置で一旦停止する。
“H”に反転するまでのカウント数が隠■の7個になっ
たときに、回転体1の回転を停止する。これで、225
’の位置で一旦停止する。
回転体1を225 ’で停止してから、直ちに再び回転
体1を低速で逆方向に回転する。このときは制御回路6
からの出力電圧は低くする。225°から210°まで
は15@であるから、第1のセンサ5aが“H”を15
個カウントするまで低速の逆回転を続け、15個をカウ
ントしたときに回転体1を停止する。
体1を低速で逆方向に回転する。このときは制御回路6
からの出力電圧は低くする。225°から210°まで
は15@であるから、第1のセンサ5aが“H”を15
個カウントするまで低速の逆回転を続け、15個をカウ
ントしたときに回転体1を停止する。
これによって、回転体1を絶対的回転角目標値θ−bJ
= 210’まで回転して停止できる。また、制御回路
6は、2256から15″を減算した結果の2106を
絶対的回転角θ1としてRAM7にストアする。
= 210’まで回転して停止できる。また、制御回路
6は、2256から15″を減算した結果の2106を
絶対的回転角θ1としてRAM7にストアする。
なお、7個分の目盛り4の中央(4番目)を225°と
する場合には、厳密には、カウント数が7個になったと
きの回転体Iの絶対的回転角θtは、2296である。
する場合には、厳密には、カウント数が7個になったと
きの回転体Iの絶対的回転角θtは、2296である。
したがって、前記の説明において、225 ”は229
@と、15″は19″と、15個は19個とそれぞれ読
み替えて考えればよい。
@と、15″は19″と、15個は19個とそれぞれ読
み替えて考えればよい。
ところで、210 ’から215 ’まで回転するとき
は、RAM7から210°を読み出し、目標値θ。、J
= 215°との差56を求める。そして、回転体1を
正方向に低速で回転しながら第1のセンサ5a(または
第2のセンサ5b)のカウント数が5だけ増加した時点
で回転を停止す、ればよい。
は、RAM7から210°を読み出し、目標値θ。、J
= 215°との差56を求める。そして、回転体1を
正方向に低速で回転しながら第1のセンサ5a(または
第2のセンサ5b)のカウント数が5だけ増加した時点
で回転を停止す、ればよい。
停電等によってRAM7の内容がクリア、されたとする
と、現在の回転体1の絶対的回転角θ、が判らなくなる
が、電源が復帰してから、回転体1を正転または逆転さ
せて最初に見つかる空白部で停止する。
と、現在の回転体1の絶対的回転角θ、が判らなくなる
が、電源が復帰してから、回転体1を正転または逆転さ
せて最初に見つかる空白部で停止する。
その空白部が第1.第2のセンサ5a、5bのうちのい
ずれのセンサで検出されたか、そして、空白部を検出し
たのとは別のセンサで目盛り4を幾つ検出したかによっ
て、前出の表に基づきその空白部で停止させたときの回
転体1の絶対的回転角θ、を知ることができる。
ずれのセンサで検出されたか、そして、空白部を検出し
たのとは別のセンサで目盛り4を幾つ検出したかによっ
て、前出の表に基づきその空白部で停止させたときの回
転体1の絶対的回転角θ、を知ることができる。
従来例のように原点位置まで戻す必要はない。
もっとも、停電時の回転位置が原点位置に近い場合には
、原点位置に戻ることもある得る。
、原点位置に戻ることもある得る。
本発明は、次のような構成のものも実施例として含む。
(i)目盛り4のピッチは1″以外、任意に選択してよ
い。
い。
(ii )空白部のピッチおよび数は任意である。
(iii )空白部に対応した目盛りの数は奇数に限ら
ず、偶数でもよいし、1つずつ増えるのでもよい。
ず、偶数でもよいし、1つずつ増えるのでもよい。
(1v)目盛り形成領域1bを回転体1の外周面に形成
したが、回転体1の表面に形成してもよい。
したが、回転体1の表面に形成してもよい。
(v)非接触式センサとして磁気的センサを用いてもよ
い。この場合、目盛りは磁性膜で作る。
い。この場合、目盛りは磁性膜で作る。
(vl)非接触式センサの数は2個に限る必要はなく、
3個以上であっても実施できる。
3個以上であっても実施できる。
(vj)カムの回転角検出に限るものではなく、広く一
般の回転体の回転角検出に用いることができる。
般の回転体の回転角検出に用いることができる。
〈発明の効果〉
本発明によれば、次の効果が発揮される。
■ 非接触の検出方式であるため、構造が比較的簡単で
スペース面でも有利であり、トルク損失もない。
スペース面でも有利であり、トルク損失もない。
■ 空白部がいずれの非接触式センサによって検出され
たかの判断(1)と、空白部が検出されたときにそれを
検出した非接触式センサとは別の非接触式センサが目盛
りを幾つ検出したかの判断CI+)とに基づいて、回転
体が原点位置からその空白部検出位置まで回転した絶対
的回転角を知ることができる。換言すれば、条件(1)
、 C11)のAND条件に基づいて絶対的回転角を一
義的に定めることができる。
たかの判断(1)と、空白部が検出されたときにそれを
検出した非接触式センサとは別の非接触式センサが目盛
りを幾つ検出したかの判断CI+)とに基づいて、回転
体が原点位置からその空白部検出位置まで回転した絶対
的回転角を知ることができる。換言すれば、条件(1)
、 C11)のAND条件に基づいて絶対的回転角を一
義的に定めることができる。
したがって、目標とする絶対的回転角に最も近い回転角
で空白部が検出されることになるその空白部を検出する
まで回転体を高速で回転させ(空白部の幅は1個の目盛
りに比べて大きいから、高速回転しても空白部を検出漏
れすることはない)、その後は目盛りを1個ずつ検出し
ながら目標とする絶対的回転角まで回転させればよく、
全体として高速動作が可能となる。
で空白部が検出されることになるその空白部を検出する
まで回転体を高速で回転させ(空白部の幅は1個の目盛
りに比べて大きいから、高速回転しても空白部を検出漏
れすることはない)、その後は目盛りを1個ずつ検出し
ながら目標とする絶対的回転角まで回転させればよく、
全体として高速動作が可能となる。
■ 目盛りの欠けやノイズのために読み取り〔スを生し
、検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、
空白部の検出位置で一義的に決まっている絶対的回転角
を確認することにより、検出角度誤差を容易に補正する
ことができる。
、検出された絶対的回転角に誤差が発生した場合でも、
空白部の検出位置で一義的に決まっている絶対的回転角
を確認することにより、検出角度誤差を容易に補正する
ことができる。
■ 電源プラグのコンセント抜けや停電のためにRAM
等の揮発性メモリがクリアされ現在の絶対的回転角が判
らなくなってしまった場合、電源復帰後に回転体を原点
位置まで戻す必要がなく、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すだけで絶対的回転角を確定し得る状態に
素早く復帰させることができる。そして、揮発性メモリ
のハソクアノプ電源を不要化してコストダウンを図るこ
とができる。
等の揮発性メモリがクリアされ現在の絶対的回転角が判
らなくなってしまった場合、電源復帰後に回転体を原点
位置まで戻す必要がなく、現在の回転位置から最も近い
空白部まで戻すだけで絶対的回転角を確定し得る状態に
素早く復帰させることができる。そして、揮発性メモリ
のハソクアノプ電源を不要化してコストダウンを図るこ
とができる。
第1図ないし第6図は本発明の一実施例に係り、第1図
は回転角検出装置の要部の平面図、第2図はその側面図
、第3図は目盛り形Ifi pJl域の展開図、第4図
は回転角検出装置の概略的なシステム構成第3図 (目盛り形成領域の展開図) 角検出装置の平面図である。
は回転角検出装置の要部の平面図、第2図はその側面図
、第3図は目盛り形Ifi pJl域の展開図、第4図
は回転角検出装置の概略的なシステム構成第3図 (目盛り形成領域の展開図) 角検出装置の平面図である。
Claims (1)
- (1)回転体の回転中心まわりの円弧上において前記回
転体に比較的小さなピッチで等間隔に目盛りが形成され
、 その目盛り形成領域において比較的大きな間隔を隔てた
複数箇所に目盛りのない空白部が形成され、 それら複数の空白部の幅が互いに異なる状態に構成され
ているとともに、 前記目盛りおよび空白部を検出する少なくとも2個の非
接触式センサが互いに異なる位置に設けられていること
を特徴とする回転角検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203519A JPH0367122A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 回転角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203519A JPH0367122A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 回転角検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0367122A true JPH0367122A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16475499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1203519A Pending JPH0367122A (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | 回転角検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0367122A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064981A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | 統合インデックスチャネルを備える光学エンコーダ |
JP2008292483A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | エンコーダ用のスケール及びエンコーダ |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1203519A patent/JPH0367122A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064981A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | 統合インデックスチャネルを備える光学エンコーダ |
JP2008292483A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | エンコーダ用のスケール及びエンコーダ |
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