(57)【要約】【課題】位置が識別可能となるのに要する可動点の移動量又は遅延時間をより短縮できる位置検出装置、モータシステム及び位置検出方法を提供する。【解決手段】この位置検出装置は、第１分解能で可動点の絶対位置を検出するアブソリュートエンコーダと、第１分解能よりも高い第２分解能で可動点の変位を表わす変位信号（Ａ相信号、Ｂ相信号）、並びに、可動点が予め定められた基準位置に移動したことを表わす検出信号（Ｚ相信号）を生成するインクリメント形エンコーダと、を備える。そして、可動点の可動範囲のうち、アブソリュートエンコーダの信号により識別される複数の区間の各々に、複数の基準位置（Ｚ相信号が出力される位置）が設定されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１分解能で可動点の絶対位置を検出するアブソリュートエンコーダと、
前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を表わす変位信号、並びに、前記可動点が予め定められた基準位置に移動したことを表わす検出信号を生成するインクリメント形エンコーダと、
を備え、
前記可動点の可動範囲のうち、前記アブソリュートエンコーダの信号により識別される複数の区間の各々に、複数の前記基準位置が設定されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記複数の区間の少なくとも１区間において、前記複数の基準位置が非等間隔に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記複数の区間の少なくとも１区間において、前記複数の基準位置が等間隔に並んでいることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記複数の区間に含まれる全ての基準位置のうち、或る１つの基準位置から所定の変位方向に隣接した別の基準位置までの間隔を片側間隔と呼んだとき、
前記複数の区間のうちの少なくとも１つの区間である第１区間において、前記複数の基準位置に対応する複数の前記片側間隔が全て異なることを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記第１区間における前記複数の片側間隔の各大きさ及び並び順が、前記複数の区間で共通であることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記複数の片側間隔の各大きさ、並び順、又はこれら両方が、前記複数の区間のうち少なくとも２つの区間で異なることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１区間における前記複数の片側間隔の中で、前記第１区間と前記第１区間に隣接する区間との境界をまたぐ前記片側間隔が最も大きいことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記第１区間における前記複数の片側間隔は、前記複数の片側間隔を大きい方から小さい方へ順に並べた場合よりも、隣接する各一対の片側間隔の平均値の最大値と最小値との差が小さくなるように配列されていることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記変位信号に基づき可動点の変位量を計数するカウンタと、前記カウンタを制御するカウンタ制御部とを、更に備え、
前記カウンタ制御部は、前記アブソリュートエンコーダの出力の切り替わりと、前記可動点が前記基準位置に移動したことの検出信号とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記変位信号に基づき可動点の変位量を計数するカウンタと、前記カウンタを制御するカウンタ制御部とを、更に備え、
前記カウンタ制御部は、前記アブソリュートエンコーダの出力と、前記可動点が１つの前記基準位置に移動してから別の前記基準位置へ移動するまでの前記変位信号の計数値とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定することを
特徴とする請求項２、請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
モータ軸を回転駆動するモータと、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の位置検出装置と、
を備え、
前記位置検出装置は、前記モータ軸の回転角度を検出することを特徴とするモータシステム。
【請求項１２】
前記モータ軸と一体的に回転する歯車と、前記歯車の歯と係合することで前記モータ軸の回転を制限する係合部材とを含む制動装置を更に備え、
前記係合部材と前記歯とが係合する回転角度範囲に対応する前記可動点の移動範囲に含まれる前記基準位置の密度が、前記係合部材と前記歯とが係合しない回転角度範囲に対応する前記可動点の移動範囲に含まれる前記基準位置の密度よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載のモータシステム。
【請求項１３】
第１分解能で可動点の絶対位置を識別可能なアブソリュート信号と、前記アブソリュート信号により識別される複数の区間の各々に含まれる複数の基準位置のいずれかに前記可動点が移動したことを示す基準検出信号と、前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を示す変位信号とに基づいて、前記第２分解能で前記可動点の絶対位置を検出する位置検出方法であって、
前記アブソリュート信号の切り替わりと、前記基準検出信号とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定することを特徴とする位置検出方法。
【請求項１４】
第１分解能で可動点の絶対位置を識別可能なアブソリュート信号と、前記アブソリュート信号により識別される複数の区間の各々に含まれる複数の基準位置のいずれかに前記可動点が移動したことを示す基準検出信号と、前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を示す変位信号とに基づいて、前記第２分解能で前記可動点の絶対位置を検出する位置検出方法であって、
複数回の前記基準検出信号が出力される間の前記変位信号の計数値に基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定することを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブソリュートエンコーダとインクリメント形エンコーダとを有する位置検出装置、モータシステム及びこれらの位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、可動点の位置を検出可能なアブソリュートエンコーダ及びインクリメント形エンコーダが知られている。アブソリュートエンコーダでは、可動点の可動範囲に複数の区間が設定され、可動点が或る区間に移動したとき、区間ごとに異なる信号が生成される。この信号により、各区間を分解能として可動点の位置を識別することができる。
【０００３】
インクリメント形エンコーダは、可動点の相対的な変位を検出する第１検出部と、相対的な変位の信号を計数するカウンタと、予め定められた基準位置に可動点が移動したことを検出する第２検出部とを有する。カウンタの値は、積算された相対的な変位量を表わし、この値だけでは可動点の位置は識別できない。カウンタの値は第２検出部が検出する基準位置に対応づけられることで、その後、カウンタの値から可動点の位置が識別可能となる。例えば、可動点が基準位置に移動したときにカウンタの値がゼロになるように対応づけられることで、その後、カウンタの値から可動点が基準位置からどれだけの変位量移動した位置にあるのか識別できる。
【０００４】
特許文献１には、第１分解能で可動点の位置を検出するアブソリュートエンコーダと、第１分解能よりも高い第２分解能で可動点の位置を検出するインクリメント形エンコーダとが、組み合わされた位置検出装置が示されている。この位置検出装置においては、アブソリュートエンコーダにより識別可能な複数の区間の各々に１つずつインクリメント形エンコーダの基準位置が設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１８１２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
位置検出装置の起動時など、未だ、可動点が基準位置に移動したことの検出が行われていないと、その後、可動点が基準位置に移動するまで、インクリメント形エンコーダのカウンタの値から可動点の位置を識別することができない。仮に、基準位置が可動点の可動範囲に１つしか設定されておらず、可動点が基準位置から大きく離れていると、可動点が基準位置に移動するのに必要な移動量及び遅延が増す。例えば、可動点が３６０°回転移動する構成であり、基準位置が３６０°に１つのみ設定され、可動点が基準位置から１８０°離れていれば、可動点が１８０°回転移動するまで、インクリメント形エンコーダにより可動点の位置を識別することができない。
【０００７】
一方、特許文献１の位置検出装置のように、アブソリュートエンコーダにより識別可能な複数の区間の各々に１つずつ基準位置が設定されていることで、可動点が短い区間を移動するだけで、可動点が基準位置に到達する。さらに、複数の基準位置が設定されていても、位置検出装置の制御部は、アブソリュートエンコーダの出力から可動点が複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定できる。したがって、位置検出装置の起動時など、インクリメント形エンコーダのカウンタの値が基準位置に対応づけられていない場合に、可動点を少し移動させ、短い遅延時間を待機するだけで、その後、インクリメント形エンコ
ーダのカウンタの値から可動点の位置を識別することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、近年、位置が識別可能となるのに要する可動点の移動量（可動点が回転移動する構成の場合には回転量）又は遅延時間を、より短縮したいという要求がある。
【０００９】
本発明の目的は、位置が識別可能となるのに要する可動点の移動量又は遅延時間をより短縮できる位置検出装置、モータシステム及び位置検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る位置検出装置は、第１分解能で可動点の絶対位置を検出するアブソリュートエンコーダと、前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を表わす変位信号、並びに、前記可動点が予め定められた基準位置に移動したことを表わす検出信号を生成するインクリメント形エンコーダと、を備え、前記可動点の可動範囲のうち、前記アブソリュートエンコーダの信号により識別される複数の区間の各々に、複数の前記基準位置が設定されている構成とした。
【００１１】
このような構成によれば、可動点の可動範囲のうち、複数の区間の各々に複数の基準位置が設定されているので、各区間に１つずつ基準位置が設定されている場合と比較して、多くの場合、可動点が基準位置へ移動するまでの移動量又は遅延時間を短くできる。さらに、従来、各区間に複数の基準位置が設定されていると、個々の基準位置を識別できないと考えられる傾向があったところ、複数の基準位置が設定されていても所定の手法を用いることで基準位置の識別が可能であることが判明した。したがって、上記構成によれば、インクリメント形エンコーダは、短い移動で可動点の基準位置への移動を検出でき、かつ、この検出に基づいて変位信号の計数値と絶対位置との対応づけが可能となる。これにより、インクリメント形エンコーダの第２分解能の信号から可動点の位置を識別できるようになるのに要する可動点の移動量又は遅延時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
本発明に係る位置検出装置は、前記複数の区間の少なくとも１区間において、前記複数の基準位置が非等間隔に並んでいる構成としてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、２つの基準位置の間隔を変位信号の計数により判別することで、１区間中に設定された複数の基準位置のいずれに可動点が移動したのかを判定できる。そして、この判定に基づき、変位信号の計数値と絶対位置とを対応づけることができる。
【００１４】
本発明に係る位置検出装置は、前記複数の区間の少なくとも１区間において、前記複数の基準位置が等間隔に並んでいる構成としてもよい。
【００１５】
複数の基準位置が等間隔に並んでいる区間を、仮に等間隔区間と呼ぶ。上記の構成によれば、可動点が、隣接する区間から等間隔区間に移動し、その後に等間隔区間の基準位置へ移動したときに、アブソリュートエンコーダの信号の切り替わりと、基準位置の検出信号とに基づいて、可動点がいずれの基準位置に移動したのかを判定することができる。また、等間隔区間に設定された基準位置の数がｎ個とする。この場合、アブソリュートエンコーダの信号の切り替わりがないまま、可動点が等間隔区間で順にｎ個の基準位置に移動したことが検出さたとき、可動点が等間隔区間の最も端の基準位置に移動したことを判定することができる。そして、この判定に基づき、変位信号の計数値と絶対位置とを対応づけることができる。
【００１６】
本発明に係る位置検出装置は、前記複数の区間に含まれる全ての基準位置のうち、或る１つの基準位置から所定の変位方向に隣接した別の基準位置までの間隔を片側間隔と呼ん
だとき、前記複数の区間のうちの少なくとも１つの区間である第１区間において、前記複数の基準位置に対応する複数の前記片側間隔が全て異なる構成としてもよい。
【００１７】
このような構成によれば、可動点が第１区間のいずれか２つの基準位置へ順に移動したときに、片側間隔を変位信号の計数により判別することで、可動点がいずれの基準位置に移動したのか判定できる。そして、この判定に基づき、変位信号の計数値と絶対位置とを対応づけることができる。したがって、変位信号の計数値と絶対位置とが対応づけられていないときに、第１区間の基準位置が利用されることで、短い可動点の移動又は短い遅延時間で、可動点の位置を第２分解能で識別できるようになる。
【００１８】
上記の構成において、前記第１区間における前記複数の片側間隔の各大きさ及び並び順が、前記複数の区間で共通であってもよい。
【００１９】
このような構成によれば、可動点が複数の区間のいずれにあっても、短い可動点の移動又は短い遅延時間で、可動点の位置を第２分解能で識別できるようになる。さらに、複数の区間で、片側間隔の大きさ及び並び順が共通なので、複数の区間において基準位置の間隔を判定するパラメータを共通化でき、パラメータを記憶するのに必要な記憶容量の削減を図れる。
【００２０】
また、前記複数の片側間隔の各大きさ、並び順、又はこれら両方が、前記複数の区間のうち少なくとも２つの区間で異なっていてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、変位信号の計数と、基準位置の検出信号とに基づいて、片側間隔の並びを検出することで、上記２つの区間のどちらに可動点が位置するのか、あるいは、どちらに可動点が位置しないのかを判定することができる。したがって、例えば、これらの判定により、アブソリュートエンコーダの出力が正しいか検査することができる。また、上記の判定結果をアブソリュートエンコーダの出力の代わりに用いることで、アブソリュートエンコーダが故障したときに、可動点の大まかな位置を判定できる。
【００２２】
本発明に係る位置検出装置においては、さらに、前記１区間における前記複数の片側間隔の中で、前記第１区間と前記第１区間に隣接する区間との境界をまたぐ前記片側間隔が最も大きい構成としてもよい。
【００２３】
２つの区間の境界においては、アブソリュートエンコーダの出力が不安定な領域が生じる。一方、可動点が基準位置に移動したときに、アブソリュートエンコーダの出力が常に安定していれば、可動点が基準位置に移動したことの検出結果を、アブソリュートエンコーダの出力が安定していることの指標に使用することができて、好ましい。一方、１区間に多くの基準位置を設定した場合、アブソリュートエンコーダの出力が不安定な領域の近傍にも基準位置が設定されることとなる。そこで、上記の構成によれば、複数区間の境界をまたぐ片側間隔が最も大きく設定されるので、アブソリュートエンコーダの出力が不安定な領域に基準位置が重なってしまうことを抑制できる。
【００２４】
さらに、本発明に係る位置検出装置においては、前記第１区間における前記複数の片側間隔は、前記複数の片側間隔を大きい方から小さい方へ順に並べた場合よりも、隣接する各一対の片側間隔の平均値の最大値と最小値との差が小さくなるように配列されてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、可動点がいずれの基準位置に移動したのか判定するのに必要な可動点の移動量を均一化できる。例えば、仮に、複数の基準位置が片側間隔の大きい順に並んでいるとする。この構成では、１区間中の片側間隔の大きい方に位置する２つの基
準位置を用いて可動点がどの基準位置へ移動したのか判定されると、可動点の必要な移動量が長い傾向となる。一方、１区間中の片側間隔の小さい方に位置する２つの基準位置を用いて可動点がどの基準位置へ移動したのか判定されると、可動点の必要な移動量が短い傾向となる。すなわち、可動点がいずれの基準位置に移動したのか判定するのに必要な可動点の移動量のバラツキが大きくなる。一方、複数の基準位置が、隣接する各一対の片側間隔の平均値の最大値と最小値との差が小さくなるように並んでいることで、上記のようなバラツキを小さくできる。
【００２６】
本発明に係る位置検出装置は、前記変位信号に基づき可動点の変位量を計数するカウンタと、前記カウンタを制御するカウンタ制御部とを、更に備え、前記カウンタ制御部は、前記アブソリュートエンコーダの出力の切り替わりと、前記可動点が前記基準位置に移動したことの検出信号とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定する構成としてもよい。
【００２７】
このような構成によれば、可動点が、或る区間から隣接する区間へ移動し、その後、２つの区間の境界に近い基準位置まで移動した場合に、このことをカウンタ制御部が判別し、可動点がどの基準位置に移動したかのを速やかに判定することができる。
【００２８】
本発明に係る位置検出装置は、前記変位信号に基づき可動点の変位量を計数するカウンタと、前記カウンタを制御するカウンタ制御部とを、更に備え、前記カウンタ制御部は、前記アブソリュートエンコーダの出力と、前記可動点が１つの前記基準位置に移動してから別の前記基準位置へ移動するまでの前記変位信号の計数値とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定する構成としてもよい。
【００２９】
このような構成によれば、カウンタ制御部は、変位信号の計数値に基づいて、可動点がいずれの基準位置に移動したのか判定するので、１区間中の複数の基準位置が非等間隔に並んでいる場合に、可動点がこれらの基準位置のいずれに移動したのかを速やかに判定することができる。
【００３０】
本発明に係るモータシステムは、モータ軸を回転駆動するモータと、上述した位置検出装置と、を備え、前記位置検出装置は、前記モータ軸の回転角度を検出する構成とした。
【００３１】
このようなモータシステムによれば、モータ軸を小さな角度回転するだけで、インクリメント形エンコーダによる第２分解能のモータ軸の回転角度の検出が可能となる。
【００３２】
本発明に係るモータシステムは、前記モータ軸と一体的に回転する歯車と、前記歯車の歯と係合することで前記モータ軸の回転を制限する係合部材とを含む制動装置を更に備え、前記係合部材と前記歯とが係合する回転角度範囲に対応する前記可動点の移動範囲に含まれる前記基準位置の密度が、前記係合部材と前記歯とが係合しない回転角度範囲に対応する前記可動点の移動範囲に含まれる前記基準位置の密度よりも小さい構成としてもよい。
【００３３】
このような構成によれば、例えば位置検出装置の電源オフ時に制動装置がモータ軸の回転を制限し、位置検出装置の起動時等に制動装置によるモータ軸の回転の制限を解除できる。このような構成では、位置検出装置の起動時等、可動点がいずれの基準位置へ移動したかの判定が必要となる期間において、可動点を基準位置の密度の高い移動範囲に配置することができる。これにより、基準位置の設定数を無暗に増やすことなく、可動点がいずれの基準位置へ移動したかを判定するのに必要なモータ軸の回転量及び遅延の短縮化を図ることができる。
【００３４】
本発明に係る位置検出方法は、第１分解能で可動点の絶対位置を識別可能なアブソリュート信号と、前記アブソリュート信号により識別される複数の区間の各々に含まれる複数の基準位置のいずれかに前記可動点が移動したことを示す基準検出信号と、前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を示す変位信号とに基づいて、前記第２分解能で前記可動点の絶対位置を検出する位置検出方法であって、前記アブソリュート信号の切り替わりと、前記基準検出信号とに基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定する方法とした。
【００３５】
このような方法によれば、アブソリュート信号により識別可能な隣接する２つの区間の境界をまたいで、この境界に最も近い基準位置に可動点が移動したときに、いずれの基準位置に可動点が移動したのか判定できる。この判定によって、１区間に複数の基準位置が設定されていても、境界に近い基準位置を利用して可動点の絶対位置を確定することができ、この確定により、その後、可動点の位置を第２分解能で識別することが可能となる。１区間中に複数の基準位置を設定できることから、可動点の位置を第２分解能で識別できるようになるのに要する可動点の移動量又は遅延の短縮を図ることができる。
【００３６】
本発明に係る位置検出方法は、第１分解能で可動点の絶対位置を識別可能なアブソリュート信号と、前記アブソリュート信号により識別される複数の区間の各々に含まれる複数の基準位置のいずれかに前記可動点が移動したことを示す基準検出信号と、前記第１分解能よりも高い第２分解能で前記可動点の変位を示す変位信号とに基づいて、前記第２分解能で前記可動点の絶対位置を検出する位置検出方法であって、複数回の前記基準検出信号が出力される間の前記変位信号の計数値に基づいて、前記可動点が前記複数の基準位置のいずれに移動したのかを判定する方法とした。
【００３７】
このような方法によれば、１区間中に非等間隔に複数の基準位置が設定されている場合に、隣接する２つの基準位置の間隔を頼りに、可動点がいずれの基準位置に移動したかを判定し、可動点の絶対位置を確定することができる。その後、この確定により、可動点の位置を第２分解能で識別することが可能となる。１区間中に複数の基準位置を設定できることから、可動点の位置を第２分解能で識別できるようになるのに要する可動点の移動量又は遅延の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る位置検出装置及び位置検出方法によれば、インクリメント形エンコーダの変位信号の計数値を絶対位置に対応づけるのに必要な可動点の移動量又は遅延時間を短縮することができる。本発明に係るモータシステムによれば、インクリメント形エンコーダの変位信号の計数値を絶対位置に対応づけるのに必要なモータ軸の回転量又は遅延時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係るモータシステムの構造を示す断面図である。
【図２】図１のモータシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】図１のアブソリュートエンコーダの一例を示す平面図である。
【図４】モータ軸の回転位置とアブソリュートエンコーダの出力との関係を示す図である。
【図５】図１のインクリメント形エンコーダの一例を示す斜視図である。
【図６】図１のインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【図７】実施形態１における基準回転角度の判定方法（ａ）と、比較例の基準回転角度の判定方法（ｂ）とを比較する説明図である。
【図８】実施形態２に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【図９】実施形態２に係るカウンタ制御部により実行される計数値補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態３に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【図１１】実施形態４に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【図１２】実施形態５に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【図１３】実施形態６の係るモータシステムのブレーキ機構を示す斜視図である。
【図１４】実施形態６に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るモータシステムの構造を示す断面図である。図２は、実施形態１に係るモータシステムの機能構成を示すブロック図である。
【００４２】
実施形態１のモータシステム１は、図１に示すように、ステータ２１、ロータ２２、軸受２３、減速機２４及びケース２５を備えたモータ１ａと、モータ軸２６の回転角度及び回転数を検出する回転位置検出装置５と、モータ１ａを制御するモータ制御部９８（図２を参照）とを備える。モータ軸２６の回転角度とは、仮にモータ軸２６の外周面の一点を可動点とみなしたときに可動点が位置する回転角度に相当する。回転位置検出装置５は、本発明に係る位置検出装置の一例に相当する。
【００４３】
回転位置検出装置５は、第１分解能でモータ軸２６の回転角度を検出するアブソリュートエンコーダ７と、第１分解能よりも高い第２分解能でモータ軸２６の回転角度を識別可能な信号を生成するインクリメント形エンコーダ６とを備える。さらに、回転位置検出装置５は、アブソリュートエンコーダ７の信号とインクリメント形エンコーダ６の信号とを用いて、モータ軸２６の回転角度を計算するエンコーダ制御部８（図２を参照）とを備える。エンコーダ制御部８は、モータ軸２６の相対的な回転量が積算されるカウンタ８２と、カウンタ８２の計数値を補正するカウンタ制御部８３と、後述する複数の基準回転角度を記憶する基準位置記憶部８４と、モータ軸２６の回転数及び回転角度を記憶する不揮発性の回転数記憶部８６とを備える。アブソリュートエンコーダ７の分解能は、例えば３６０°を２４分割した１５°であり、インクリメント形エンコーダ６の分解能は、例えば０．０２°である。エンコーダ制御部８は、センサ基板７９に搭載されていてもよい。
【００４４】
図３は、図１のアブソリュートエンコーダの一例を示す平面図である。図４は、モータ軸の回転位置とアブソリュートエンコーダの出力との関係を示す図である。
【００４５】
アブソリュートエンコーダ７は、ディスク状の永久磁石７０と、永久磁石７０に対向配置されたセンサ基板７９（図１を参照）と、センサ基板７９に配置されたホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷとを有する（図３を参照）。永久磁石７０は、モータ軸２６と一体的に回転し、回転方向に連なる環状の第１トラック７０ａと、回転方向に連なる環状の第２トラック７０ｂとを有する。第１トラック７０ａには、例えば３６０°を２分割した各範囲にＳ極とＮ極とが配置されている。第２トラック７０ｂには、例えば３６０°を８分割した８つの範囲に順にＳ極とＮ極とが交互に配置されている。ホールセンサＨＡ、ＨＢは、第１トラック７０ａ上の２つの角度位置で、対向する磁極を検出する。ホールセンサＨＵ、ＨＶ、ＨＷは、第２トラック７０ｂ上の３つの角度位置で、対向する磁極を検出する。
【００４６】
このような構成により、モータ軸２６の回転に伴って永久磁石７０が回転することで、図４に示すように、ホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷの出力が、モータ軸２６の回転角度に応じて切り替わる。図４において、各ホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ
、ＨＷの出力値「１」は、各ホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷがＮ極と対向したときの出力値を示す。出力値がブランクの部分は、各ホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷがＳ極と対向したときの出力値を示す。５つのホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷの出力値の組み合わせは、３６０°の回転角を２４分割した０１区間〜２４区間の区間ごとに異なり、この出力値の組み合わせから、モータ軸２６の回転角度を第１分解能（１５°）で識別することができる。複数のホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷの複数の出力信号の組み合わせを、アブソリュート信号と呼ぶ。
【００４７】
図５は、図１のインクリメント形エンコーダの一例を示す斜視図である。図６は、インクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。図６の「区間」は、アブソリュートエンコーダ７により識別可能な区間に相当する。
【００４８】
インクリメント形エンコーダ６は、図１に示すように、モータ軸２６と一体的に回転するスリットディスク６０と、スリットディスク６０を挟みこんでスリットの通過を検出するセンサブロック６１とを有する。
【００４９】
スリットディスク６０は、図５に示すように、径方向に延びる複数のスリットが周方向に並んで設けられた環状の第１トラック６０ａと、径方向に延びる複数のスリットが周方向に並んで設けられた環状の第２トラック６０ｂとを有する。第１トラック６０ａには、Ａ相及びＢ相の信号を生成するための多数のスリットが等角度間隔に設けられている。スリットは、光を透過する性質を持てばよく、貫通している必要はない。
【００５０】
センサブロック６１には、第１トラック６０ａの片側から光を照射する発光部６２と、第１トラック６０ａのスリットを通過した光を検出する光センサ６１ａ、６１ｂとが設けられている。
【００５１】
２つの光センサ６１ａ、６１ｂは、回転方向において互いに異なる位置に配置され、スリットディスク６０が回転したときに、互いに異なる位相でスリットを検出する。これにより、２つの光センサ６１ａ、６１ｂから位相のずれたＡ相信号とＢ相信号とが出力される。なお、Ａ相信号を生成する１つの光センサ６１ａの代わりに、複数個の光センサを回転方向にずらして配置した構成が採用されてもよい。そして、スリットディスク６０が１単位角度（隣接する２つのスリットの中央から中央までの角度）回転する間に、複数個の光センサが、互いに位相の異なる複数パルスのＡ相信号を生成するように構成してもよい。Ｂ相信号を生成する光センサ６１ｂについても同様である。このような構成により、第１トラック６０ａのスリット間隔よりも、高い分解能でスリットディスク６０の回転を識別可能なＡ相信号及びＢ相信号を生成することができる。
【００５２】
Ａ相信号及びＢ相信号は、図６に示すように、非常に細かい回転角度ごとに出力されるパルス信号である。Ａ相信号又はＢ相信号のパルス間隔（隣接する２つのパルスの始端から始端までの間隔）が、インクリメント形エンコーダ６により識別可能な回転角度の第２分解能（例えば０．０２°）に相当する。Ａ相信号及びＢ相信号は、本発明に係る変位信号の一例に相当する。
【００５３】
エンコーダ制御部８のカウンタ８２は、Ａ相信号及びＢ相信号の出力パターンが、スリットディスク６０の順方向の回転を表わしている場合に、Ａ相信号又はＢ相信号の１パルスごとに計数値を１加算する。逆に、カウンタ８２は、Ａ相信号及びＢ相信号の出力パターンが、スリットディスク６０の逆方向の回転を表わしている場合に、Ａ相信号又はＢ相信号の１パルスごとに計数値を１減算する。さらに、カウンタ８２は、３６０°の回転ごとに値がゼロにリセットされる。このような計数により、カウンタ８２には、モータ軸２６の積算された回転量が計数される。
【００５４】
スリットディスク６０の第２トラック６０ｂには、図５に示すように、Ｚ相信号を生成するための複数のスリットが設けられている。センサブロック６１には、第２トラック６０ｂの片側から光を照射する発光部６３と、第２トラック６０ｂのスリットを通過した光を検出する光センサ６１ｃとが設けられている。
【００５５】
光センサ６１ｃは、第２トラック６０ｂのスリットの通過に基づきＺ相信号を出力する。光センサ６１ｃは、１つのスリットが通過したときに、１つのＺ相信号を生成する構成としてもよいし、周方向に所定のパターンで並んだ複数のスリットが通過したときに１つのＺ相信号を生成する構成としてもよい。前者の構成では、スペースの限られた第２トラック６０ｂに形成されるスリットにより、より多くの基準回転角度を設定することができる。後者の構成では、高い信頼性をもってＺ相信号を生成することができる一方、前者の構成と比較して、第２トラック６０ｂのスリットにより設定可能な基準回転角度の数が少なくなる。
【００５６】
なお、上記の例では、インクリメント形エンコーダ６として、スリットディスク６０に設けられたスリットを透過した光を検出してＡ相信号、Ｂ相信号及びＺ相信号を生成する構成を示した。しかし、インクリメント形エンコーダ６は、ディスク等に設けられたパターンを反射した光を検出してＡ相信号、Ｂ相信号及びＺ相信号を生成するように構成されてもよい。
【００５７】
Ｚ相信号は、図６に示すように、モータ軸２６が予め定められた複数の基準回転角度に回転したときに出力されるパルス信号である。図６のＺ相信号が出力される回転角度が、予め定められた基準回転角度に相当する。基準回転角度は、本発明に係る基準位置の一例に相当する。Ｚ相信号は、本発明に係る基準検出信号及び検出信号の一例に相当する。
【００５８】
実施形態１において、基準回転角度は、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に、複数個ずつ設定されている。各区間に３つ以上の基準回転角度が設定されている構成としてもよい。図６の例では、０１区間〜２４区間の各々において５つずつ基準回転角度が設定されている。
【００５９】
さらに、１つの区間に設定された複数の基準回転角度は、非等間隔に並んでいる。また、１つの基準回転角度から順方向（例えば図６の右方）に隣接する別の基準回転角度までの角度間隔を片側間隔と呼んだとき、０１区間に含まれる５つの基準回転角度の片側間隔は、“３．２°、３．４°、２．６°、２．８°、３．０°”のように、互いに全て異なる。さらに、０１区間の５つの基準回転角度の片側間隔と、０２区間の５つの基準回転角度の片側間隔とは、同じ大きさでかつ同じ並び順である。図には示していないが、０１区間〜２４区間の全区間において、各区間の５つの基準回転角度に対応する５つの片側間隔の大きさ及び並び順は同一である。
【００６０】
基準位置記憶部８４には、各区間に含まれる５つの基準回転角度の間隔“３．２°、３．４°、２．６°、２．８°、３．０°”を示すデータ（例えば、これらの角度に相当するＡ相信号のパルス数）を示すデータが記憶されている。さらに、基準位置記憶部８４には、各基準回転角度と絶対角度とを対応づけるデータが記憶されている。基準回転角度と絶対角度とを対応づけるデータとは、各基準回転角度を絶対角度で表したデータとしてもよいし、複数の基準回転角度のうち１つ又は幾つかの基準回転角度を絶対角度で表したデータとしてもよい。１つの基準回転角度の絶対角度が分かれば、この絶対角度と上記の複数の基準回転角度の間隔のデータとから、全ての基準回転角度の絶対角度を算出することができる。３６０°の全回転範囲に含まれる複数の基準回転角度のいずれか１つを、回転範囲の原点位置（絶対角度０°）と定めてもよい。基準位置記憶部８４に記憶されたデー
タにより、何番目の区間の何番目の基準回転角度であると判定したときに、モータ軸２６の絶対的な回転角度を計算することができる。
【００６１】
回転位置検出装置５の起動時など、カウンタ８２の計数値とモータ軸２６の絶対的な回転角度とが対応づけられていないと、カウンタ８２の計数値からは、モータ軸２６の相対的な回転量が分かるだけで、モータ軸２６の絶対的な回転角度を識別することはできない。カウンタ制御部８３は、基準回転角度で出力されるＺ相信号に基づいて、モータ軸２６がどの基準回転角度となったのかを判定し、この判定結果に基づいて、カウンタ８２の計数値を絶対的な回転角度に合わせる補正を行う。この補正後、カウンタ８２の計数値はモータ軸２６の回転角度を第２分解能で表した値となる。
【００６２】
＜基準回転角度の判定方法＞
図７は、実施形態１における基準回転角度の判定方法（ａ）と、比較例における基準回転角度の判定方法（ｂ）とを説明する図である。
【００６３】
図７（ａ）に示すように、実施形態１のモータシステム１では、起動時などカウンタ８２の計数値が回転角度に対応づけられていないとき、モータ制御部９８がモータ１ａを駆動して、起動時のモータ軸２６の回転角度（図７（ａ）に「初期位置」と示す）から、モータ軸２６を一方向に回転する。そして、この回転の間に、インクリメント形エンコーダ６から２つのＺ相信号が順次出力される。カウンタ制御部８３は、１つ目のＺ相信号が出力されたときから、２つ目のＺ相信号が出力されたときまでの角度間隔を、例えばこれらの間のカウンタ８２の計数値の差を計算することで求める。この角度間隔は、１つの区間に１つのみ含まれるため、カウンタ制御部８３は、求められた角度間隔と基準位置記憶部８４のデータとを照合し、１つの区間の何番目の基準回転角度か判定する。さらに、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号からＺ相信号が２４区間のいずれの区間のものを判定し、これらの結果、Ｚ相信号が何番目の区間の何番目の基準回転角度であるか判定する。そして、カウンタ制御部８３は、カウンタ８２の計数値を、判定した基準回転角度に対応する値に補正する。
【００６４】
このような基準回転角度の判定方法によれば、モータ軸２６を初期位置から２つのＺ相信号が出力されるまで回転させることで、その後、インクリメント形エンコーダ６のＡ相信号及びＢ相信号の計数により、第２分解能でモータ軸２６の回転角度が検出可能となる。
【００６５】
図７（ｂ）は、Ｚ相信号が出力される基準回転角度が、アブソリュート信号により識別可能な各区間に１つずつ設定されている構成に適用される判定方法を示す。この構成では、初期位置から１つめのＺ相信号が出力されたときに、アブソリュート信号からいずれの基準回転角度であるか判定でき、インクリメント形エンコーダのカウンタの計数値をモータ軸の回転角度に対応づけることができる。しかし、図７（ａ）、図７（ｂ）の比較から分かるように、実施形態１の回転位置検出装置５の方が、初期位置からカウンタ８２の計数値が補正されるのに必要なモータ軸２６の回転角度又は遅延をより短縮することができる。
【００６６】
以上のように、実施形態１に係る回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、アブソリュート信号により識別可能なモータ軸２６の複数の区間の各々に、複数個ずつ基準回転角度が設定されている。したがって、各区間に１つずつ基準回転角度が設定されている場合と比較して、小さい角度のモータ軸２６の回転でＺ相信号を得ることができる。さらに、１つの区間に複数の基準回転角度が設定されていても、上述したように、Ｚ相信号がいずれの基準回転角度に対応する信号であるのか、モータ軸２６を小さな角度回転させるだけで判定することができる。これらのことから、回転位置検出装置５の起動時など
、インクリメント形エンコーダ６の出力からモータ軸２６の回転角度が識別可能となるのに要するモータ軸２６の回転角度又は遅延を小さくすることができる。
【００６７】
さらに、実施形態１に係る回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、アブソリュート信号により識別可能な各区間において、複数の基準回転角度が、非等間隔に並んでいる。したがって、カウンタ制御部８３は、順次出力される２つのＺ相信号から、２つの隣接する基準回転角度の間隔を計算することで、いずれの基準回転角度を示すＺ相信号であるかを判定できる。したがって、インクリメント形エンコーダ６の出力からモータ軸２６の回転角度が識別可能となるのに要するモータ軸２６の回転角度又は遅延を、２つのＺ相信号が出力される小さな回転角度又はその遅延とすることができる。
【００６８】
さらに、実施形態１に係る回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、アブソリュート信号により識別可能な１つの区間に含まれる複数の基準回転角度について、複数の基準回転角度に対応する複数の片側間隔が互いに異なる。したがって、カウンタ制御部８３は、順次出力される２つのＺ相信号が、いずれの基準回転角度に対応する信号であっても、２つのＺ相信号の間隔と片側間隔とを照合して、どの基準回転角度なのかを判定することができる。
【００６９】
さらに、実施形態１に係る回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、複数の片側間隔の大きさ及び並び順が、０１区間から２４区間において共通である。したがって、カウンタ制御部８３は、０１区間から２４区間のいずれの区間においても、共通のパラメータを用いて複数のＺ相信号からモータ軸２６の回転角度がいずれの基準回転角度にあるのか判定できる。さらに、基準位置記憶部８４の記憶容量を小さくできるという利点が得られる。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態２に係るモータシステム１及び回転位置検出装置５は、インクリメント形エンコーダ６の基準回転角度の設定角度と、基準回転角度の判定方法とが異なり、他の構成要素は実施形態１とほぼ同様である。
【００７１】
図８は、実施形態２に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。実施形態２においても、Ｚ相信号が出力される基準回転角度は、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に複数個ずつ設定されている。さらに、実施形態２では、複数の基準回転角度は等間隔に設定されている。
【００７２】
図９は、実施形態２のカウンタ制御部により実行される計数値補正処理の手順を示すフローチャートである。計数値補正処理は、例えば回転位置検出装置５の起動時など、カウンタ８２の計数値がモータ軸２６の回転角度に対応づけられていないときに実行される。計数値補正処理の実行中、モータ制御部９８、モータ１ａを小さな角度、同一方向に回転駆動する。計数値補正処理が開始されると、まず、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号からカウンタ８２の計数値を仮決めし（ステップＳ１）、モータ回転方向を記憶し（ステップＳ２）、Ｚ相信号が検出されるのを待機する（ステップＳ３）。そして、Ｚ相信号が検出されたら、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号を記憶し（ステップＳ４）、再び、Ｚ相信号が検出されるのを待機する（ステップＳ５）。次に、Ｚ相信号が検出されたら、カウンタ制御部８３は、ステップＳ３で記憶した信号からアブソリュート信号が変化しているか判別し（ステップＳ６）、変化していれば、処理をステップＳ８に進める。一方、変化していなければ、カウンタ制御部８３は、ｎ回目（ｎは１区間に含まれる基準回転角度の数）のＺ相信号であるか判別し（ステップＳ７）、ｎ回目であれば処理をステップＳ８に進める一方、ｎ回目でなければ処理をステップＳ５に戻す。
【００７３】
ステップＳ６からステップＳ８へ進んだ場合、図８に示すように、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号の切り替わり直後にＺ相信号が出力されたことから、このＺ相信号が区間の境界に隣接する１番目又はｎ番目の基準回転角度の信号であると判定する。ここでは、各区間に含まれるｎ個の基準回転角度を、図８の右方向に順に１番目〜ｎ番目の基準回転角度と呼び、図８の例ではｎ＝３である。さらに、カウンタ制御部８３は、ステップＳ２で記憶した回転方向から、基準回転角度が１番目なのかｎ番目なのかを判別する。また、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号からどの区間の基準回転角度なのかを判別し、これらの結果、２４区間の全ての基準回転角度の中から、ステップＳ５で検出されたＺ相信号がいずれの基準回転角度を示すものかを確定する。そして、カウンタ制御部８３は、基準位置記憶部８４のデータに基づき、確定された基準回転角度に対応する計数値に、カウンタ８２の値を補正する（ステップＳ８）。そして、計数値補正処理を終了する。
【００７４】
ステップＳ７からステップＳ８へ進んだ場合、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号が切り替わらずに１区間に含まれる全ての基準回転角度に到達したことから、このＺ相信号が区間の境界に隣接する１番目又はｎ番目の基準回転角度の信号であると判定する。さらに、カウンタ制御部８３は、ステップＳ２で記憶した回転方向と、アブソリュート信号とから、どの区間のどの基準回転角度であるかを確定する。そして、カウンタ制御部８３は、基準位置記憶部８４のデータに基づき、確定された基準回転角度に対応する計数値にカウンタ８２の値を補正する（ステップＳ８）。そして、計数値補正処理を終了する。
【００７５】
以上のように、実施形態２に係る回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、１つの区間に複数の基準回転角度が設定されていても、アブソリュート信号の切り替わりの有無とＺ相信号とから、カウンタ制御部８３は、モータ軸２６の回転角度が複数区間の境界に隣接する基準回転角度に到達したことを判定できる。これにより、多くの場合、初期位置からカウンタ８２の計数値が補正されるのに必要なモータ軸２６の回転角度又は遅延の短縮を図ることができる。また、複数の基準回転角度が等間隔で配置されるので、基準位置記憶部８４の記憶容量をより小さくできるという利点が得られる。
【００７６】
なお、隣接する２つの基準回転角度の間隔が共通である組合せと、１つの区間中で単一の間隔を有する２つの基準回転角度とが混在するように、１つの区間に複数の基準回転角度が設定されていてもよい。このような場合、カウンタ制御部８３は、２つの基準回転角度の間隔が単一であるものについては、実施形態２の判定方法で、基準回転角度を判定し、２つの基準回転角度が１区間内で単一でないものについては、実施形態１の判定方法で、基準回転角度を判定してもよい。
【００７７】
（実施形態３）
実施形態３に係るモータシステム１及び回転位置検出装置５は、インクリメント形エンコーダ６の基準回転角度の設定角度が異なり、他の構成要素は実施形態１とほぼ同様である。
【００７８】
図１０は、実施形態３に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。実施形態３においても、Ｚ相信号が出力される基準回転角度は、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に、複数個ずつ設定されている。さらに、複数の基準回転角度は非等間隔に並んでいる。１つの基準回転角度から順方向（例えば図１０の右方）に隣接する別の基準回転角度までの角度間隔を片側間隔と呼ぶ。
【００７９】
実施形態３においては、０１区間に含まれる複数の基準回転角度の片側間隔“３．２°、３．４°、２．６°、２．８°、３．０°”と、０２区間に含まれる複数の基準回転角
度の片側間隔“３．２°、３．４°、２．９°、２．８°、２．７°”とが、一部異なる。図１０の例では、一部の片側間隔の大きさが異なるが、大きさ、並び順、又はこれら両方について異なっていればよい。さらに、図１０では０１区間と０２区間とにおいて、片側間隔の組み合わせが異なる例を示しているが、０１区間〜２４区間の全区間において、片側間隔の組み合わせが異なってもよいし、一部のみ異なっていてもよい。
【００８０】
実施形態３において、基準位置記憶部８４には、片側間隔の組み合わせが異なる区間ごとに、複数の基準回転角度を示すデータが格納される。片側間隔の組み合わせが同一の複数の区間については、複数の基準回転角度の間隔を示すデータが共通化されて、基準位置記憶部８４に記憶される。
【００８１】
このような構成においても、実施形態１と同様の方法で、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号から区間番号を判定できる。さらに、カウンタ制御部８３は、２つのＺ相信号の間隔の計数値と基準位置記憶部８４のデータとを照合することで、モータ軸２６の回転角度がいずれの基準回転角度に到達したのか判定することができる。
【００８２】
さらに、実施形態３の回転位置検出装置５によれば、１つの区間内で出力される複数のＺ相信号の片側間隔を計数し、これを基準位置記憶部８４のデータと照合することで、アブソリュート信号を用いなくても、２４区間のいずれの区間にモータ軸２６の回転角度があるのか、ある程度、判別することが可能となる。例えば、０１区間〜２４区間の全区間において、片側間隔の組み合わせが異なれば、全区間において、アブソリュート信号を用いずに、モータ軸２６の回転角度がどの区間にあるのか判別可能となる。また、０１区間〜２４区間の一部で片側間隔の組み合わせが異なり、一部で片側間隔の組み合わせが共通であっても、１つしか存在しない片側間隔の組み合わせが検出されれば、モータ軸２６の回転角度が該当する区間にあると判別できるし、幾つか存在する片側間隔の組み合わせが検出されれば、この組み合わせを有する幾つかの区間のいずれかにモータ軸２６の回転角度があると判別できる。
【００８３】
したがって、実施形態３の回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、Ｚ相信号の間隔の計数値に基づく区間の判別結果と、アブソリュート信号による区間の判別結果とを照合して、アブソリュートエンコーダ７を校正できるという利点が得られる。また、Ｚ相信号の間隔の計数値に基づく区間の判別結果をアブソリュート信号の代用として用いることで、アブソリュートエンコーダ７が故障したときに、例えばモータ軸２６を待機用の回転角度に回転させるような退避処理に利用することができる。
【００８４】
（実施形態４）
実施形態４に係るモータシステム１及び回転位置検出装置５は、インクリメント形エンコーダ６の基準回転角度の設定角度が異なり、他の構成要素は実施形態１とほぼ同様である。
【００８５】
図１１は、実施形態４に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。実施形態４においても、Ｚ相信号が出力される基準回転角度は、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に、複数個ずつ設定されている。さらに、複数の基準回転角度は非等間隔に並んでいる。１つの基準回転角度から順方向（例えば図１１の右方）に隣接する別の基準回転角度までの角度間隔を片側間隔と呼ぶ。
【００８６】
実施形態４において、０１区間に含まれる複数の基準回転角度の片側間隔は “２．６°、２．８°、３°、３．２°、３．４°”のように、隣接する２つの区間の境界をまたぐ片側間隔が一番大きいという特徴を有する。図１１では省略するが、このような特徴は、２４の全区間において共通である。しかし、このような特徴を有さない区間が含まれて
いてもよい。
【００８７】
このような構成においても、実施形態１と同様の方法で、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号から区間番号を判定できる。さらに、カウンタ制御部８３は、２つのＺ相信号の間隔の計数値と基準位置記憶部８４のデータとを照合することで、モータ軸２６の回転角度がいずれの基準回転角度に到達したのか判定することができる。
【００８８】
モータ軸２６の回転角度が隣接する２つの区間の境界近傍にあるとき、アブソリュートエンコーダ７のホールセンサＨＡ、ＨＢ、ＨＵ、ＨＶ、ＨＷは、永久磁石７０のＮ極とＳ極との境界近傍に対向し、アブソリュート信号の出力が安定しない。一方、アブソリュート信号は、Ｚ相信号が出力される基準回転角度において安定していると、Ｚ相信号に基づいてアブソリュート信号の値を確定できるので好ましい。
【００８９】
実施形態４の回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、アブソリュート信号が不安定となる境界近傍をまたぐ基準回転角度の片側間隔が最も大きく設定されている。これにより、アブソリュート信号が不安定となる回転角度に誤差が生じても、アブソリュート信号が不安定となる領域に基準回転角度が重なってしまうといった不都合を抑制できる。
【００９０】
（実施形態５）
実施形態５に係るモータシステム１及び回転位置検出装置５は、インクリメント形エンコーダ６の基準回転角度の設定角度が異なり、他の構成要素は実施形態１とほぼ同様である。
【００９１】
図１２は、実施形態５に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。実施形態５においても、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に、複数の基準回転角度が設定され、複数の基準回転角度が非等間隔に並んでいる。１つの基準回転角度から順方向（例えば図１２の右方）に隣接する別の基準回転角度までの角度間隔を片側間隔と呼ぶ。
【００９２】
実施形態５において、０１区間に含まれる複数の基準回転角度の片側間隔は、“３．２°、２．８°、３．４°、２．６°、３°”のように、片側間隔を大きい順に並べた場合と比較して、隣接する各一対の片側間隔の平均値の最大値と最小値の差が小さくなるという特徴を有する。例えば、“３．４°、３．２°、３°、２．８°、２．６°”のように複数の片側間隔を大きい順に並べた比較例の場合、隣接する各一対の片側間隔の平均値は、“３．３、３．１、２．９、２．７”である。実施形態５の基準回転角度の設定では、隣接する各一対の片側間隔の平均値は、“３．０、３．１、３．０、２．８”となり、上記の比較例の場合と比べて、平均値の最大値と最小値との差が小さい。図１２では省略するが、このような特徴は、２４つの全区間において共通である。しかし、このような特徴を有さない区間が含まれていてもよい。
【００９３】
このような構成においても、実施形態１と同様の方法で、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号から区間番号を判定できる。さらに、カウンタ制御部８３は、２つのＺ相信号の間隔の計数値と基準位置記憶部８４のデータとを照合することで、モータ軸２６の回転角度がいずれの基準回転角度に到達したのか判定することができる。
【００９４】
仮に、複数の基準回転角度が、片側間隔が大きい順に並んでいるとする。この場合、区間の始端側では２つの基準回転角度を検出するのに必要なモータ軸２６の回転角度が平均的に大きくなる一方、区間の半分より終端側では２つの基準回転角度を検出するのに必要なモータ軸２６の回転角度が平均的に小さくなる。したがって、平均的に見ると、カウン
タ８２の計数値を補正するのに必要なモータ軸２６の回転角度又は遅延が、モータ軸２６の回転角度の初期位置が区間の前半にあるか後半にあるかで大小変化してしまう。一方、実施形態５の回転位置検出装置５によれば、モータ軸２６の回転角度の初期位置が、区間の前半にあっても後半にあっても、カウンタ８２の計数値を補正するのに必要なモータ軸２６の回転角度又は遅延が、平均的に見て、均一化できるという利点が得られる。
【００９５】
（実施形態６）
図１３は、実施形態６のモータシステムに備わる制動装置を示す斜視図である。
【００９６】
実施形態６のモータシステム１には、実施形態１の構成に加えて、図１３に示す制動装置３が加えられている。制動装置３は、モータ軸２６と一体的に回転する歯車３１１と、制動位置に移動したときに歯車３１１の歯部３１０に係合してモータ軸２６の回転を制限する係合部材３２とを有する。係合部材３２が制動位置にある状態で、モータ軸２６の回転可能範囲は、１つの歯部３１０が係合部材３２に接触する回転角度から隣接する歯部３１０が係合部材３２に接触するまでの回転角度範囲である。
【００９７】
このような制動装置３によれば、例えば、モータシステム１の電源がオフされている間、制動装置３の係合部材３２が制動位置に配置されることで、外力等によりモータ軸２６が大きく回転してしまうことを抑制できる。これにより、電源がオフされる直前に回転数記憶部８６が記憶したモータ軸２６の回転数及び回転角度から、電源がオフされた後にも、モータ軸２６の回転数を求めることができ、電源のオフ中に、回転数が不明となることを抑制できる。
【００９８】
図１４には、実施形態６に係るインクリメント形エンコーダの出力の一例を示す図である。図１４において、「歯部」の行に示す凸部３１０Ａは、制動時における係合部材３２と歯部３１０とが重なるモータ軸２６の回転角度を意味する。したがって、凸部３１０Ａにより示される回転角度範囲は、係合部材３２があるため制動時にモータ軸２６の回転角度が位置することのない範囲である。
【００９９】
実施形態６においても、アブソリュート信号により識別可能な複数区間の各々に複数の基準回転角度が設定され、複数の基準回転角度は非等間隔に並んでいる。実施形態６においては、さらに、凸部３１０Ａの範囲に設定された基準回転角度の密度が、凸部３１０Ａ以外の範囲に設定された基準回転角度の密度よりも小さい。図１４の具体例では、凸部３１０Ａの範囲には基準回転角度の設定がなく、凸部３１０Ａ以外の範囲に複数の基準回転角度が設定されている。
【０１００】
このような構成においても、実施形態１と同様の方法で、カウンタ制御部８３は、アブソリュート信号から区間番号を判定できる。さらに、カウンタ制御部８３は、２つのＺ相信号の間隔の計数値と基準位置記憶部８４のデータとを照合することで、モータ軸２６の回転角度がいずれの基準回転角度に到達したのか判定することができる。
【０１０１】
ここで、制動装置３が制動状態にあるときに、モータ軸２６を微小回転させて、モータ軸２６の回転角度を確定する場合を想定する。あるいは、制動状態が解除された状態から、モータ軸２６を微小回転させて、モータ軸２６の回転角度を確定する場合を想定する。実施形態６の回転位置検出装置５及びモータシステム１によれば、これらの場合に、係合部材３２があってもモータ軸２６が回転可能な範囲で、多くのＺ相信号を出力させることができる。したがって、モータ軸２６の回転角度を確定するのに、使用頻度の少ない基準回転角度を減らし、モータ軸２６の回転角度の確定に有用な基準回転角度を多く設けることができる。使用頻度の少ない基準回転角度が減ることで、基準位置記憶部８４の記憶容量を小さくできる。
【０１０２】
以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の各実施形態では、アブソリュートエンコーダとして磁気式エンコーダを示したが、これに限られず、光学式エンコーダなど種々の方式のエンコーダを適用してもよい。同様に、インクリメントエンコーダとして、光学式エンコーダを示したが、これに限られず、磁気式エンコーダなど種々の方式のエンコーダを適用してもよい。また、上記の各実施形態では、位置検出装置が検出する位置の検出として、モータ軸の回転角度を検出する例を示したが、本発明に係る位置検出装置は、様々な回転軸の回転角度を検出する構成に適用してもよいし、可動点が任意の経路に沿って移動する構成においてその可動点の位置を検出する構成に適用してもよい。可動点が任意の経路に沿って移動する構成の場合など、実施形態の回転角度の表記は位置と読み替え、回転の表記は変位と読み替えてもよい。その他、アブソリュートエンコーダにより識別可能な区間数、インクリメントエンコーダの信号により識別可能な分解能、本発明に係る基準位置に相当する基準回転角度の設定角度（設定位置）など、実施形態で具体的に示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・モータシステム、１ａ・・・モータ、３・・・制動装置、３２・・・係合部材、３１１・・・歯車、３１０・・・歯部、５・・・回転位置検出装置、６・・・インクリメント形エンコーダ、７・・・アブソリュートエンコーダ、２６・・・モータ軸、８・・・エンコーダ制御部、８２・・・カウンタ、８３・・・カウンタ制御部、８４・・・基準位置記憶部、８６・・・回転数記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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