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JP2010096503A - Absolute position detector and motor for mounting same - Google Patents

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JP2010096503A
JP2010096503A JP2008264785A JP2008264785A JP2010096503A JP 2010096503 A JP2010096503 A JP 2010096503A JP 2008264785 A JP2008264785 A JP 2008264785A JP 2008264785 A JP2008264785 A JP 2008264785A JP 2010096503 A JP2010096503 A JP 2010096503A
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Japan
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slit
absolute position
random number
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position detecting
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貞敏 井上
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve mechanical stiffness in a slit opening for detecting an absolute position, to reduce the amount of offset given to a signal for an incremental light reception section by leaked light transmitted through the slit for detecting an absolute position, and to improve absolute position detection accuracy. <P>SOLUTION: A recurring random number code having continuity is used, where bit trains detected by a slit for detecting an absolute position do not overlap mutually, and specific regions before and after the maximum slit opening in which slit openings continue in the recurring random code are thinned out. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転型またはリニア型エンコーダでの絶対位置を検出する絶対位置検出装置および絶対位置検出装置を搭載したモータに関するものである。   The present invention relates to an absolute position detection device for detecting an absolute position in a rotary type or linear type encoder and a motor equipped with the absolute position detection device.

モータなどに搭載されモータ回転軸などの絶対角度を検出する絶対角度検出用エンコーダに用いられる符号スリットは読み取りミスの防止や任意の分解能を得る目的から、エンコーダ板のスリット列符号の構成に工夫をこらしたものがある。例えば文献１に記載のエンコーダは使用されるガラスや透明樹脂からなるエンコーダ板での光の屈折や散乱に伴う読み取りミスを避けるために、金属板のエンコーダ板を用い、絶対角度を表すＢＣＤコードで表されるスリット列を回転円板に設け、これに隣接してインクリメンタル信号を発生する斜行スリットを設けている。このエンコーダでは、絶対角度を表すスリット列の開口部が回転円板の内周側と外周側で物理的に分離されるのを避けるためにスリットが角度方向にある一定以上連続しないパターンとなるように特定角度のコードを他の角度のＢＣＤコードと異なる方法でコード化することが記載されている。これにより特定角度のコードがスリットの角度方向で連続するのを防止し、回転円板の内周側と外周側で分離されないようにしている。   The code slit used in the absolute angle detection encoder that detects the absolute angle of the motor rotation shaft etc. mounted on the motor etc. is devised in the structure of the slit row code on the encoder plate for the purpose of preventing reading errors and obtaining arbitrary resolution. There is something that has been broken. For example, the encoder described in Document 1 is a BCD code that uses a metal encoder plate and represents an absolute angle in order to avoid reading errors associated with light refraction and scattering on the encoder plate made of glass or transparent resin. A slit row represented is provided on the rotating disk, and an oblique slit for generating an incremental signal is provided adjacent thereto. In this encoder, in order to avoid the physical separation of the opening portion of the slit row representing the absolute angle between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the rotating disk, the slit has a pattern that does not continue more than a certain amount in the angular direction. Describes coding a code at a specific angle differently from other angle BCD codes. This prevents cords having a specific angle from continuing in the angular direction of the slit so that they are not separated on the inner and outer peripheral sides of the rotating disk.

一方、上記のようなＢＣＤコード列ではなく、循環乱数コードを用い、円周方向のスリット列に絶対角度情報をもたせ、なおかつ２の（Ｎ−１）乗〜２のＮ乗（Ｎは整数）の範囲の任意の分解能を得るために循環乱数の一部を乱数コードが重複せずかつ連続したコードになるように循環乱数コードを間引くことで任意の分解能の絶対値エンコーダを得る方法が開示されている（例えば文献２、文献３）。
特公平07-074742（図１、２〜３頁） 特許第3184939号（段落１１） 特開2004-170221号（図２、段落１６） On the other hand, a cyclic random number code is used instead of the BCD code sequence as described above, and absolute angle information is given to the circumferential slit sequence, and 2 (N-1) to 2 N (N is an integer). In order to obtain an arbitrary resolution in the range, a method of obtaining an absolute value encoder with an arbitrary resolution by thinning out a cyclic random code so that a part of the random number code becomes a continuous code without overlapping the random number code is disclosed. (For example, Document 2 and Document 3).
JP 07-074742 (Figures 1, 2 and 3) Patent No. 3184939 (paragraph 11) JP 2004-170221 (FIG. 2, paragraph 16)

上記従来例での構成では特に文献１の構成ではスリット列の分離は避けられるものの、ごく一部でつながっているに過ぎず、機械的剛性が低い部分があり、またその開口からの漏れ光がインクリメンタル信号受光部に到達し、信号オフセットを発生させ、この結果機械的特性や光学的特性の悪さからエンコーダとしての位置検出精度が低下するといった問題があった。   In the configuration of the conventional example described above, the separation of the slit rows can be avoided, particularly in the configuration of Reference 1, but only a small portion is connected, there is a portion with low mechanical rigidity, and light leaking from the opening is There is a problem in that the position detection accuracy as an encoder is lowered due to poor mechanical characteristics and optical characteristics as a result of signal offset being generated by reaching the incremental signal light receiving section.

例えば２の（Ｎ−１）乗〜２のＮ乗の循環乱数コードでは、最大Ｎ個の連続する開口部を持つビット列（開口部をビット０とした場合）が存在し、同部位においては他と比較し局部的な機械的強度の低下や絶対位置検出用スリットを透過した漏れ光がインクリメンタル信号受光部に到達し出力信号のオフセットを発生させる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、機械的強度の低下を抑え、出力信号のオフセットを低減することができる絶対位置検出用エンコーダおよび絶対位置エンコーダを搭載したモータを提供することを目的とする。
For example, in a cyclic random number code of 2 (N-1) to 2 N power, there is a bit string having a maximum of N consecutive openings (when the opening is bit 0). Compared to the above, the local mechanical strength is reduced, or the leaked light that has passed through the absolute position detecting slit reaches the incremental signal light receiving unit, causing an offset of the output signal.
The present invention has been made in view of such problems, and provides an absolute position detection encoder capable of suppressing a decrease in mechanical strength and reducing an offset of an output signal, and a motor equipped with the absolute position encoder. The purpose is to do.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は回転シャフトと、前記回転シャフトに取り付けられ絶対位置検出用スリットを有する回転ディスクと、前記回転ディスクと対向して配置される複数個の受光素子からなる受光部と、前記回転ディスクを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とからなる絶対位置検出装置において、前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の回転位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる。
請求項２に記載の発明は、前記回転ディスクには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設ける。 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a rotating shaft, a rotating disk attached to the rotating shaft and having a slit for detecting an absolute position, a light receiving unit including a plurality of light receiving elements arranged to face the rotating disk, In the absolute position detecting device including a light emitting element arranged opposite to the light receiving element with the rotating disk interposed therebetween, the absolute position detecting slit constitutes one bit string with arbitrary N slits adjacent to each other. And each bit string at an address indicating an arbitrary rotational position is composed of a cyclic random code indicating the continuity of the address in which the bit string of the adjacent address is bit-shifted by the lower one bit, and the cyclic random code Consists of a cyclic random number code with the maximum slit opening continuously thinned.
According to a second aspect of the present invention, the rotary disk is provided with an incremental slit arranged in parallel with the absolute position detecting slit.

請求項３に記載の発明は、前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の回転位置を示すアドレスにおいて連続するスリットの最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引く。
請求項４に記載の発明は、前記回転ディスクが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、回転ディスクがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、回転ディスクが樹脂の場合には射出成型または打ち抜き、またはエッチング処理にて形成される。
請求項５に記載の発明は、前記請求項１または３記載の絶対位置値検出装置を搭載したモータとしている。 According to a third aspect of the present invention, the absolute position detecting slit is thinned out so that a maximum opening of a continuous slit at an address indicating the arbitrary rotational position is equal to or smaller than an N-2 slit.
According to a fourth aspect of the present invention, when the rotating disk is a metal plate, the slit is formed by punching or etching, and when the rotating disk is a glass plate, the slit is formed by etching. In this case, it is formed by injection molding, punching, or etching.
The invention described in claim 5 is a motor on which the absolute position value detecting device described in claim 1 or 3 is mounted.

請求項６に記載の発明は直線上に移動可能なスライダと、前記スライダを移動拘束するガイドと、前記スライダと対向して前記ガイドに配置され、絶対位置検出用スリットを有するリニアスケールと、前記リニアスケールと対向して配置されるＮ個の受光素子を有する受光部と、前記リニアスケールを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とから構成される絶対位置検出装置において、前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなる。
請求項７に記載の発明は、前記リニアスケールには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設ける。
請求項８に記載の発明は、前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の位置を示すアドレスにおいてそのビット列が連続する最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引かれた循環乱数コードからなる。
請求項９に記載の発明は、前記リニアスケールが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、リニアスケールがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、リニアスケールが樹脂の場合には射出成型またはは打ち抜き、またはエッチング処理にて形成される。
請求項１０に記載の発明は、前記請求項６記載の絶対位置値検出装置を搭載したモータとしている。
The invention according to claim 6 is a slider movable on a straight line, a guide for restraining movement of the slider, a linear scale disposed on the guide so as to face the slider, and having an absolute position detecting slit, In the absolute position detection device, which includes a light receiving unit having N light receiving elements arranged to face the linear scale, and a light emitting element arranged to face the light receiving element with the linear scale interposed therebetween, The slit for absolute position detection constitutes one bit string by arbitrary N slits adjacent to each other, each bit string at an address indicating an arbitrary position does not overlap with each other, and the bit string of the adjacent address is the lower 1 bit It consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the bit-shifted address, and the cyclic random number code is the maximum number of consecutive slit openings. Consisting circulation random code thinned out Tsu preparative opening.
According to a seventh aspect of the present invention, the linear scale is provided with an incremental slit provided in parallel with the absolute position detecting slit.
According to an eighth aspect of the present invention, the absolute position detection slit is a cyclic random number code that is thinned out so that the maximum opening in which the bit string continues in the address indicating the arbitrary position is equal to or less than the N-2 slit. Become.
According to the ninth aspect of the present invention, when the linear scale is a metal plate, the slit is formed by punching or etching, and when the linear scale is a glass plate, the slit is formed by etching. In this case, it is formed by injection molding or punching or etching.
The invention described in claim 10 is a motor on which the absolute position value detecting device described in claim 6 is mounted.

請求項１、３、６、８に記載の発明によると、絶対位置検出用スリットを透過した光がインクリメンタル信号に漏れ光としてオフセットを発生させるが、従来では出力信号のオフセットが大きく出ていた連続開口部の開口長をたとえば約半分以下の長さに短くすることが可能となるため、出力信号のオフセット発生量を抑えることができ、それによりオフセットによる精度低下を抑えることが可能となる。また、オフセットの量を抑えることができるため、従来と同レベルの位置精度を実現するのに必要な符号板と受光部との光学ギャップをより大きめに設定できることとなり、設計の自由度が増す。
また、開口部を短くすることによる機械的強度の低下を抑え、更にディスク全周にわたるスリット列全体での機械剛性を向上させることができる。またディスクと受光面までの光学ＧＡＰをより小さくとることが可能となり、更に前記漏れ光が減少することでオフセットが低減し、最終的には光学特性、精度を向上させることができる。 According to the first, third, sixth, and eighth aspects of the present invention, the light transmitted through the absolute position detecting slit generates an offset as a leaked light in the incremental signal, but the offset of the output signal has been large in the past. Since the opening length of the opening can be shortened to, for example, about half or less, the amount of offset generation of the output signal can be suppressed, and thereby the accuracy degradation due to the offset can be suppressed. In addition, since the amount of offset can be suppressed, the optical gap between the code plate and the light receiving portion necessary for realizing the same level of position accuracy as in the prior art can be set larger, and the degree of freedom in design increases.
Further, it is possible to suppress a decrease in mechanical strength due to shortening of the opening, and to improve the mechanical rigidity of the entire slit row over the entire circumference of the disk. Further, the optical gap between the disk and the light receiving surface can be made smaller, and further, the leakage light is reduced, thereby reducing the offset, and finally improving the optical characteristics and accuracy.

請求項２または7記載の発明によると、インクリメンタル用スリットを併設することによって高速時での位置計測をインクリメンタル方式で行うことが出来、幅広い用途での位置検出にも適用ができる。
請求項４または９記載の発明によると、回転ディスクやリニアスケールを種々の材料で製作でき、またその材質に適した方法でスリットの製作が出来るため精度良く、低コストで作成できる。
請求項５または１０記載の発明によると、精度が高く、剛性の高い絶対値エンコーダを搭載したモータのため、振動など発生しやすい高速運転までの動作範囲の広いモータを実現できる。
According to the second or seventh aspect of the invention, by providing an incremental slit, position measurement at a high speed can be performed by an incremental method, and the present invention can be applied to position detection in a wide range of applications.
According to the invention of claim 4 or 9, the rotating disk and the linear scale can be manufactured from various materials, and the slit can be manufactured by a method suitable for the material, so that it can be manufactured with high accuracy and at low cost.
According to the fifth or tenth aspect of the invention, since the motor is equipped with an absolute value encoder with high accuracy and high rigidity, it is possible to realize a motor with a wide operating range up to high-speed operation in which vibration is likely to occur.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は回転型絶対位置検出器１００の構成図である。
図において、１００は回転型位置検出器、１０１は発光素子、１０２は発光素子ホルダ、１０３は基板固定ネジ、１０４は位置検出用基板、１０５はスペーサ、１０６は基板取付けベース、１０７は符号板、１０８は検出素子、１０９は符号板ホルダ、１１０は符号板回転中心、１１１ａはインクリメンタル用スリット、１１１ｂは絶対位置検出用スリットである。位置検出器用基板１０４はスペーサ１０５を介して基板取付ベース１０６に基板固定ネジ１０３によって固定される。符号板１０７は符号板ホルダ１０９と共に符号板の回転中心軸１１０を中心として回転する。発光素子ホルダ１０２に固定された発光素子１０１から発した光は、符号板１０７に設けられたインクリメンタル用スリット１１１ａ、絶対位置検出用スリット１１１ｂを透過して検出素子１０８で受光され、位置信号として処理される。同絶対位置検出用スリット１１１ｂには循環乱数コードとなるスリットが設けられており、同循環乱数コードは相隣り合うＮ個のスリットで１つのビット列を構成する。従来の技術と異なるのは、前記符号板の絶対位置検出用スリットであり、前記循環乱数コードにおいて開口スリット長が長いスリットに対応するビット列前後の特定領域においてその領域を間引いた後も連続性（任意の相隣り合うアドレスのビット列は下位１ｂｉｔ分のビットシフトの関係にある）を失わず、かつ最大連続開口長を小さくしたことである。 FIG. 1 is a configuration diagram of a rotary absolute position detector 100.
In the figure, 100 is a rotary position detector, 101 is a light emitting element, 102 is a light emitting element holder, 103 is a board fixing screw, 104 is a board for position detection, 105 is a spacer, 106 is a board mounting base, 107 is a code plate, Reference numeral 108 denotes a detection element, 109 denotes a code plate holder, 110 denotes a code plate rotation center, 111a denotes an incremental slit, and 111b denotes an absolute position detection slit. The position detector substrate 104 is fixed to the substrate mounting base 106 by the substrate fixing screw 103 via the spacer 105. The code plate 107 rotates together with the code plate holder 109 around the rotation center axis 110 of the code plate. Light emitted from the light emitting element 101 fixed to the light emitting element holder 102 passes through the incremental slit 111a and the absolute position detecting slit 111b provided on the code plate 107 and is received by the detecting element 108 and processed as a position signal. Is done. The absolute position detecting slit 111b is provided with a slit serving as a cyclic random number code, and the cyclic random number code forms one bit string with N slits adjacent to each other. What is different from the prior art is a slit for detecting the absolute position of the code plate. In the cyclic random number code, the continuity (after thinning out the area in a specific area before and after the bit string corresponding to the slit having a long opening slit length) The bit strings of arbitrary adjacent addresses are in a bit shift relationship for the lower 1 bit) and the maximum continuous aperture length is reduced.

図２、図３は従来のエンコーダのスリット（図中Ｂ）と本発明における構成のスリット（図中Ａ）を比較表示したものである。本発明の構成（図中Ａ）では絶対位置検出用スリットの最大スリット開口長（開口部をハッチングで示す）が半減するようにスリット開口長の長い部分を非重複性と前記連続性を保ちながら特定領域のビット列を省き、最大スリット開口長を半減した例である。   2 and 3 show a comparative view of the slits (B in the figure) of a conventional encoder and the slits (A in the figure) of the configuration of the present invention. In the configuration of the present invention (A in the figure), while maintaining the non-overlapping and the continuity of the long slit opening length so that the maximum slit opening length of the absolute position detection slit (the opening is indicated by hatching) is halved. This is an example in which a bit string in a specific area is omitted and the maximum slit opening length is halved.

図４はスリット開口長が長い部分を間引く様子を示したものである。横軸はアドレス（絶対位置を表す）を、縦軸はスリット開口長を示す。図中Ａは間引きを行う前の様子を示す（この例では１２スリットを一つのアドレスにおけるビット列としている）。アドレスの所々にスリット開口長の長い部分（図中＊印）が現われる。この部分を間引くことにより図中Ｂに示すように、この例では開口長は７スリット以下に抑えるように間引いた例である。
前記に従い最大スリット開口長が半減した際のディスクの剛性をＦＥＭにより解析した結果、約２０％以上の剛性向上を確認し、また、絶対位置検出用スリットを透過しインクリメンタル信号に発生させていたオフセット量が約５〜１０％抑制できることを実測にて確認した。
もちろんスリット開口長が最大となる上記例では１２スリットが開口する部分を間引くだけでも剛性を上げる効果などがある。 FIG. 4 shows a state in which a portion having a long slit opening length is thinned out. The horizontal axis represents the address (representing the absolute position), and the vertical axis represents the slit opening length. A in the figure shows a state before thinning out (in this example, 12 slits are used as a bit string in one address). Long portions of the slit opening length (marked with * in the figure) appear at the addresses. By thinning out this portion, as shown in B in the figure, in this example, the opening length is thinned out so as to be suppressed to 7 slits or less.
As a result of FEM analysis of the rigidity of the disk when the maximum slit opening length is reduced by half according to the above, it was confirmed that the rigidity was improved by about 20% or more, and the offset was generated in the incremental signal through the absolute position detection slit. It was confirmed by actual measurement that the amount can be suppressed by about 5 to 10%.
Of course, in the above example where the slit opening length is the maximum, there is an effect of increasing the rigidity only by thinning out the portion where the 12 slits are opened.

図５は間引き方法の一例を示したものである。
２のＮ乗以下の循環乱数コードより構成される任意の循環乱数コードであり、前記相隣り合うＮ個（図５ではＮ＝１２）のビット列から構成されるスリット列と各ビット列のアドレスとの関係を示したものである。ビット列のアドレスは絶対位置を直接表しており、各アドレスのビット列は異なるアドレス間で重複しないように設定されている。
前記絶対位置検出用スリットは、２のＮ乗以下の循環乱数コードから構成されるビット列をもとにして、スリット開口長の長い部分を間引くことによりスリット開口長の小さい循環乱数コードを作成する。
ｉ番目アドレスのビット列のうち１２ｂｉｔ目から２ｂｉｔ目までは、ｉ＋１番目のビット列と１ｂｉｔ分のビットシフトの関係にあるため、ｉ＋１番目のアドレスの１１ｂｉｔ目から１ｂｉｔ目までと等しいため、相隣り合うアドレス間のビット列は連続である。
同様に、同図に示したようにｉ番目のアドレスのビット列のうち１２ｂｉｔ目から２ｂｉｔ目までと、ｊ（＞ｉ）番目のアドレスの１１ｂｉｔ目から１ｂｉｔ目までが等しい場合、ｉ＋１番目からｊ−１番目までのアドレスのビット列は間引いても、前記の通り、ｉ番目とｊ番目は１ｂｉｔ分のビットシフトの関係を維持することから、連続性を失わない。
FIG. 5 shows an example of the thinning method.
2 is an arbitrary cyclic random number code composed of N or less cyclic random number codes, and includes a slit string composed of N bit strings (N = 12 in FIG. 5) adjacent to each other and addresses of the respective bit strings. It shows the relationship. The address of the bit string directly represents the absolute position, and the bit string of each address is set so as not to overlap between different addresses.
The absolute position detecting slit creates a cyclic random number code having a small slit opening length by thinning out a portion having a long slit opening length based on a bit string composed of a cyclic random code of 2 N or less.
Since the 12th bit to the 2nd bit in the bit string of the i-th address are in a bit shift relationship of 1 bit with the i + 1-th bit string, they are equal to the 11th bit to the 1st bit of the i + 1th address. The bit string between them is continuous.
Similarly, when the 12th bit to the 2nd bit in the bit string of the i-th address and the 11th bit to the 1st bit of the j (> i) th address are equal as shown in FIG. Even if the bit string of the first address is thinned out, as described above, the i-th and j-th bits maintain the bit shift relationship of 1 bit, so that the continuity is not lost.

本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図６はリニア型位置センサに適用した場合の一実施例である。
２００はリニア型位置検出器、２０１は発光素子、２０２は発光素子ホルダ、２０３は基板固定ネジ、２０４は基板、２０５はスペーサ、２０６はスライダ、２０７は符号板、２０８は検出素子、２０９はガイド、２１０は符号板ホルダ、２１１ａはインクリメンタル用スリット、２１１ｂは絶対位置検出用スリットである。
位置検出器２００において、位置検出器用基板２０４はスペーサ２０５を介してスライダ２０６に基板固定ネジ２０３によって固定され、ガイド２０９に沿って並進移動する。
符号板２０７は符号板ホルダ２１０により固定される。発光素子ホルダ２０２に固定された発光素子２０１から発した光は、符号板２０７に設けられたインクリメンタル用スリット２１１ａ、絶対位置検出用スリット２１１ｂを同時に透過して検出素子２０８で受光され、位置信号として処理される。同絶対位置検出用スリット２１１ｂには循環乱数コードとなる絶対位置検出用スリットが設けられており、同循環乱数コードは相隣り合うＮ個のスリットで１つのビット列を構成する点は、実施例１と同じである。
実施例１と異なるのは、リニア型位置検出装置に適用したことである。前記符号板の絶対位置検出用スリットであり、乱数列から開口スリット長の長い特定領域においてその領域を間引いた後も前記連続性を失わず、かつ最大開口スリット長を小さくする。その他は実施例１と同じであるので説明は省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows an embodiment when applied to a linear position sensor.
200 is a linear position detector, 201 is a light emitting element, 202 is a light emitting element holder, 203 is a board fixing screw, 204 is a board, 205 is a spacer, 206 is a slider, 207 is a code plate, 208 is a detecting element, 209 is a guide , 210 is a code plate holder, 211a is an incremental slit, and 211b is an absolute position detecting slit.
In the position detector 200, the position detector substrate 204 is fixed to the slider 206 via the spacer 205 by the substrate fixing screw 203, and translates along the guide 209.
The code plate 207 is fixed by the code plate holder 210. The light emitted from the light emitting element 201 fixed to the light emitting element holder 202 is simultaneously transmitted through the incremental slit 211a and the absolute position detecting slit 211b provided on the code plate 207 and received by the detecting element 208 as a position signal. It is processed. The absolute position detecting slit 211b is provided with an absolute position detecting slit serving as a cyclic random number code, and the cyclic random number code forms one bit string with adjacent N slits in the first embodiment. Is the same.
The difference from the first embodiment is that it is applied to a linear type position detection apparatus. It is a slit for detecting the absolute position of the code plate, and does not lose the continuity even after thinning out the specific area having a long opening slit length from the random number sequence, and reduces the maximum opening slit length. Others are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

回転ディスクやリニアスケールは金属板、ガラス、樹脂モールド材など種々な材料で製作可能である。金属板を用いて製作する場合はスリットを打ち抜きやエッチング処理にて形成でき、またガラス板の場合にはエッチング処理にて、また樹脂モールドの場合には射出成型や打ち抜きまたはエッチング処理にて形成することにより精度良く、低コストで形成することができる。
また、上記の絶対位置エンコーダを搭載したモータに適用することにより振動の発生しやすい高速領域まで運転可能なモータを実現できる。
The rotating disk and the linear scale can be manufactured from various materials such as a metal plate, glass, and a resin molding material. In the case of manufacturing using a metal plate, the slit can be formed by punching or etching. In the case of a glass plate, it can be formed by etching. In the case of a resin mold, it can be formed by injection molding, punching or etching. Therefore, it can be formed with high accuracy and at low cost.
Further, by applying the present invention to a motor equipped with the absolute position encoder, it is possible to realize a motor that can be operated up to a high-speed region where vibration is likely to occur.

回転型絶対位置検出装置を示す図Diagram showing a rotary absolute position detector （Ａ）本発明第１実施例でのスリット列拡大模式図、（Ｂ）従来技術でのスリット列拡大模式図(A) Slit row enlarged schematic diagram in the first embodiment of the present invention, (B) Slit row enlarged schematic diagram in the prior art. （Ａ）本発明の第１実施例での符号板を示す図、（Ｂ）従来型の符号板を示す図(A) The figure which shows the code plate in 1st Example of this invention, (B) The figure which shows the conventional type code plate （Ａ）本発明の第１実施例での間引き実施前の連続スリット開口長を示す図、（Ｂ）本発明の第１実施例での間引き実施後の連続スリット開口長を示す図(A) The figure which shows the continuous slit opening length before thinning-out execution in 1st Example of this invention, (B) The figure which shows the continuous slit opening length after thinning-out execution in 1st Example of this invention 乱数列とスリットアドレスとの関係、および乱数間引きを示す図Diagram showing the relationship between random number sequence and slit address, and random number thinning リニア型絶対位置検出装置を示す図Diagram showing linear absolute position detector

符号の説明Explanation of symbols

１００ 回転型絶対位置検出器
１０１ 発光素子
１０２ 発光素子ホルダ
１０３ 基板固定ネジ
１０４ 位置検出用基板
１０５ スペーサ
１０６ 基板取付けベース
１０７ 符号板
１０８ 検出素子
１０９ 符号板ホルダ
１１０ 符号板回転中心
１１１ａ インクリメンタル用スリット
１１１ｂ 絶対位置検出用スリット
２００ リニア型絶対位置検出器
２０１ 発光素子
２０２ 発光素子ホルダ
２０３ 基板固定ネジ
２０４ 基板
２０５ スペーサ
２０６ スライダ
２０７ 符号板
２０８ 検出素子
２０９ ガイド
２１０ 符号板ホルダ
２１１ａ インクリメンタル用スリット
２１１ｂ 絶対位置検出用スリット DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Rotary type absolute position detector 101 Light emitting element 102 Light emitting element holder 103 Board fixing screw 104 Position detection board 105 Spacer 106 Board mounting base 107 Code plate 108 Detection element 109 Code plate holder 110 Code plate rotation center 111a Incremental slit 111b Absolute Position detection slit 200 Linear type absolute position detector 201 Light emitting element 202 Light emitting element holder 203 Substrate fixing screw 204 Substrate 205 Spacer 206 Slider 207 Code plate 208 Detection element 209 Guide 210 Code plate holder 211a Incremental slit 211b Absolute position detection slit

Claims (10)

回転シャフトと、前記回転シャフトに取り付けられ絶対位置検出用スリットを有する回転ディスクと、前記回転ディスクと対向して配置される複数個の受光素子からなる受光部と、前記回転ディスクを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とからなる絶対位置検出装置において、
前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の回転位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、
前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなることを特徴とする絶対位置検出装置。 A rotating shaft; a rotating disk attached to the rotating shaft and having a slit for detecting an absolute position; a light receiving unit including a plurality of light receiving elements disposed to face the rotating disk; and the light receiving unit sandwiching the rotating disk. In an absolute position detection device comprising a light emitting element disposed opposite to an element,
In the absolute position detection slit, arbitrary N slits adjacent to each other constitute one bit string, each bit string at an address indicating an arbitrary rotational position does not overlap each other, and the bit string of the adjacent address is lower It consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the address shifted by 1 bit,
The absolute position detecting device according to claim 1, wherein the cyclic random number code is a cyclic random number code obtained by thinning out a maximum slit opening portion having a continuous slit opening. 前記回転ディスクには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設けることを特徴とする請求項１記載の絶対位置検出装置。   2. The absolute position detecting device according to claim 1, wherein the rotating disk is provided with an incremental slit arranged in parallel with the absolute position detecting slit. 前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の回転位置を示すアドレスにおいて連続するスリットの最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引かれた循環乱数コードからなることを特徴とする請求項１記載の絶対位置検出装置。   2. The absolute position detection slit comprises a cyclic random code thinned out so that a maximum opening of a continuous slit at an address indicating the arbitrary rotation position is equal to or less than an N-2 slit. The absolute position detector described. 前記回転ディスクが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、回転ディスクがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、回転ディスクが樹脂の場合には射出成型または打ち抜き、またはエッチング処理にて形成されることを特徴とする請求項１または３記載の絶対位置検出装置。   When the rotating disk is a metal plate, the slit is formed by punching or etching process, when the rotating disk is a glass plate, it is formed by etching process, and when the rotating disk is resin, injection molding or punching, The absolute position detection device according to claim 1, wherein the absolute position detection device is formed by an etching process. 前記請求項１または３記載の絶対位置検出装置を搭載したモータ。   A motor equipped with the absolute position detection device according to claim 1 or 3. 直線上に移動可能なスライダと、前記スライダを移動拘束するガイドと、前記スライダと対向して前記ガイドに配置され、絶対位置検出用スリットを有するリニアスケールと、前記リニアスケールと対向して配置されるＮ個の受光素子を有する受光部と、前記リニアスケールを挟んで前記受光素子と対向して配置される発光素子とから構成される絶対位置検出装置において、
前記絶対位置検出用スリットは、互いに隣り合う任意のＮ個のスリットで１つのビット列を構成し、任意の位置を示すアドレスでの各ビット列は互いに重複せず、かつ隣り合うアドレスのビット列が下位１ビット分のビットシフトしたアドレスの連続性を示す循環乱数コードからなり、
前記循環乱数コードはスリット開口が連続して続く最大スリット開口部を間引いた循環乱数コードからなること特徴とする絶対位置検出装置。 A slider movable on a straight line; a guide for restraining movement of the slider; a linear scale disposed on the guide so as to face the slider; and a slit having an absolute position detecting slit; and opposed to the linear scale. In an absolute position detection device configured by a light receiving unit having N light receiving elements and a light emitting element disposed opposite to the light receiving element with the linear scale interposed therebetween,
In the absolute position detection slit, arbitrary N slits adjacent to each other constitute one bit string, each bit string at an address indicating an arbitrary position does not overlap with each other, and the bit string of the adjacent address is lower 1 It consists of a cyclic random number code indicating the continuity of the bit-shifted address for bits,
The absolute position detecting device according to claim 1, wherein the cyclic random number code comprises a cyclic random number code obtained by thinning out a maximum slit opening portion having a continuous slit opening. 前記リニアスケールには前記絶対位置検出用スリットに並設されたインクリメンタル用スリットを設けることを特徴とする請求項６記載の絶対位置検出装置。   The absolute position detecting device according to claim 6, wherein the linear scale is provided with an incremental slit arranged in parallel with the absolute position detecting slit. 前記絶対位置検出用スリットは、前記任意の位置を示すアドレスにおいてそのビット列が連続する最大開口部がＮ−２スリット以下になるよう間引かれた循環乱数コードからなることを特徴とする請求項６記載の絶対位置検出装置。   7. The absolute position detecting slit is formed of a cyclic random code thinned out so that a maximum opening in which the bit string continues in an address indicating the arbitrary position is equal to or smaller than an N-2 slit. The absolute position detector described. 前記リニアスケールが金属板の場合にはスリットは打ち抜きまたはエッチング処理にて形成され、リニアスケールがガラス板の場合にはエッチング処理にて形成され、リニアスケールが樹脂の場合には射出成型またはは打ち抜き、またはエッチング処理にて形成されることを特徴とする請求項６または８記載の絶対位置検出装置。   When the linear scale is a metal plate, the slit is formed by punching or etching. When the linear scale is a glass plate, the slit is formed by etching. When the linear scale is a resin, injection molding or punching is performed. The absolute position detecting device according to claim 6, wherein the absolute position detecting device is formed by etching. 前記請求項６または８記載の絶対位置値検出装置を搭載したモータ。
A motor equipped with the absolute position value detection device according to claim 6 or 8.
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