(57)【要約】【課題】位置検出装置などの動作状態検出装置側の通信インターフェース回路を外部制御装置側の通信インターフェース回路の通信規格に対応したものに比較的低コストで且つ容易に変更することが可能な動作状態検出装置を提供する。【解決手段】動作状態検出装置１を、回転子となるインナハウジング１０と、インナハウジング１０を被覆するように設けられた固定子となるアウタハウジング１１とによって形成される筐体内に、積層構造の軸受１２及び１３と、積層構造の単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、位置検出用基板４０とを設けた構成とし、この位置検出用基板４０に対して、所定の通信規格に対応した通信用基板６０を、エッジ・コネクタ６０ｃを介して着脱可能に接続する構成とした。【選択図】図１
2010004701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの駆動に伴って回転する回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するセンサの出力信号に基づき前記回転子の動作状態を検出する動作状態検出装置であって、
少なくとも、前記センサの出力信号に基づき前記回転子の動作状態を示す信号を生成する動作状態信号生成回路が形成された第１の回路基板と、
前記第１の回路基板に、該第１の回路基板に形成された回路と電気信号の送受信を可能に且つ着脱可能に接続され、少なくとも、前記第１の回路基板から受信した信号を所定の通信規格で前記アクチュエータを制御する制御装置に送信する通信インターフェース回路が形成された第２の回路基板とを備えることを特徴とする動作状態検出装置。
【請求項２】
前記第１の回路基板は、少なくとも前記動作状態信号生成回路の信号出力部と電気的に接続され且つ当該第１の回路基板に固定された第１の接続部を備え、
前記第２の回路基板は、少なくとも前記通信インターフェース回路の信号入力部と電気的に接続され且つ当該第２の回路基板に固定された、前記第１の接続部に接続されて当該第２の回路基板を前記第１の回路基板に電気的に且つ着脱可能に接続する第２の接続部を備えることを特徴とする請求項１に記載の動作状態検出装置。
【請求項３】
前記第２の回路基板は、当該第２の回路基板に形成された、当該第２の回路基板に係る情報である基板情報を格納するメモリと、該メモリに記憶された基板情報を前記第１の回路基板に送信する基板情報送信回路とを更に備え、
前記動作状態信号生成回路は、前記第２の回路基板から送信された前記基板情報に基づき、前記第２の回路基板の自己に対する適格性を判断する適格性判断部を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動作状態検出装置。
【請求項４】
前記動作状態信号生成回路は、前記センサの出力信号に基づき、少なくとも前記回転子の回転角度位置を示す位置信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の動作状態検出装置。
【請求項５】
前記動作状態信号生成回路は、前記センサの出力信号に基づき、少なくとも前記回転子のトルクの大きさを示すトルク信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の動作状態検出装置。
【請求項６】
前記センサは、レゾルバ、ホール素子、ロータリエンコーダのうちのいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の動作状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子の回転角度位置に応じて位相の異なる信号を出力するセンサの出力信号に基づき、回転子の動作状態を検出する動作状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子の動作状態を表す検出値の１つである回転角度を検出するセンサとしては、例えば、レゾルバ、ホール素子、ロータリエンコーダなどが用いられている。また、これらセンサの出力信号を用いて、回転子の回転角度位置やトルクなどの動作状態を検出する装置がある。
この動作状態を検出する装置としては、例えば、対となるレゾルバロータとレゾルバステータとから構成されるＶＲ（可変リラクタンス）型のレゾルバを備え、動作状態として回転子の回転角度位置を検出するレゾルバ装置がある。かかるレゾルバ装置は、レゾルバロータが固定された回転子をモータ等の検出対象のアクチュエータの回転軸に回転自在に取り付けて用いられる。つまり、アクチュエータの回転軸が回転するとそれに伴ってレゾルバロータが回転し、レゾルバロータとレゾルバステータの間のリラクタンスがレゾルバロータの位置により変化する。これによって、レゾルバからは、リラクタンスの変化に応じた電圧のレゾルバ信号が出力される。また、レゾルバからの多相出力（例えば、３相）信号は外部又は内部のレゾルバ制御装置内に取り込まれる。レゾルバ制御装置では、取り込んだ多相出力信号を相変換回路により２相出力（ＳｌＮ、ＣＯＳ）信号に変換し、このアナログの信号をＲ／Ｄコンバータ（ＲＤＣ）でデジタルの信号に変換する。そして、このデジタルの位置信号を、レゾルバ制御装置の備える所定の通信規格（通信プロトコル）に対応した通信インターフェース回路を介して外部のアクチュエータ制御装置に出力する。
【０００３】
ここで、レゾルバ制御装置とアクチュエータ制御装置との間の通信規格は、ユーザの利用形態などに応じて複数種類の規格が存在する。
レゾルバ制御装置を内蔵したレゾルバ装置としては、例えば、特許文献１に記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置がある。
かかるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、レゾルバの筐体内におけるレゾルバとは独立した部屋内に、ＲＤＣ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースが設けられた回路基板（レゾルバ制御装置）が設けられた構成をしている。
【特許文献１】特開２００５−３３１２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の従来技術においては、フィールドバスの通信規格がユーザの利用形態などに応じて複数種類存在するため、レゾルバ装置側の通信規格と外部制御装置側の通信規格とが異なる場合に、レゾルバ装置側に搭載されるフィールドバスインターフェース（通信インターフェース回路）を外部制御装置の通信規格に合わせたものに変更するか、外部制御装置側のフィールドバスインターフェースをレゾルバ装置側に合わせたものに変更する必要がある。特に、レゾルバ装置側の通信規格を外部制御装置の通信規格に合わせる場合は、回路基板に実装されたフィールドバスインターフェース自体を外部制御装置の通信規格に対応させる必要がある。そのため、複数種類の通信規格に対応させるためには、これら複数種類の通信規格にそれぞれ対応したフィールドバスインターフェースの実装された回路基板を設計するか、複数種類の通信規格にマルチに対応するフィールドバスインターフェースの実装された回路基板を設計する必要がある。前者は、通信規格の種類毎に回路基板を設計することになるため開発コスト及び量産コストの増加が生じる恐れがあり、後者は、フィールドバスインターフェース自体が高コストとなるため製品の高価格化につながる恐れがある。
【０００５】
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、位置検出装置などの動作状態検出装置側の通信インターフェース回路を外部制御装置側の通信インターフェース回路の通信規格に対応したものに比較的低コストで且つ容易に変更することが可能な動作状態検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の動作状態検出装置は、アクチュエータの駆動に伴って回転する回転子の回転角度に応じて位相の異なる複数の信号を出力するセンサの出力信号に基づき前記回転子の動作状態を検出する動作状態検出装置であって、少なくとも、前記センサの出力信号に基づき前記回転子の動作状態を示す信号を生成する動作状態信号生成回路が形成された第１の回路基板と、前記第１の回路基板に、該第１の回路基板に形成された回路と電気信号の送受信を可能に且つ着脱可能に接続され、少なくとも、前記第１の回路基板から受信した信号を所定の通信規格で前記アクチュエータを制御する制御装置に送信する通信インターフェース回路が形成された第２の回路基板とを備える。
【０００７】
このような構成であれば、センサからの出力信号に基づき回転子の動作状態を示す信号を生成する動作状態信号生成回路の形成された第１の回路基板に対して、所定の通信規格で外部の制御装置との信号通信を行う通信インターフェース回路の形成された第２の回路基板を、電気信号の送受信可能な状態で且つ着脱可能に第１の回路基板に接続することが可能である。
【０００８】
従って、複数種類の通信規格に応じて、各通信規格に対応した通信インターフェース回路を備える第２の回路基板を設計するだけで、第１の回路基板の設計変更を行うことなく、簡易に複数種類の通信規格に対応させることができる。
つまり、複数種類の通信規格に対して第１の回路基板を共通化することができるので、第１の回路基板及び第２の回路基板を、従来と比較して低コストで量産することができる。
【０００９】
ここで、上記動作状態信号生成回路は、例えば、相変換回路、ＲＤＣ、ＤＳＰ（Digital signal Processor）、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)などの回路を含んで構成されており、センサの出力信号に基づいて、回転子の回転角度位置を示す位置信号や回転子のトルクの大きさを示すトルク信号などの回転子の動作状態を示す信号を生成する。
【００１０】
また、上記通信規格は、RS-232、EIA/RS-485、EIA/TIA/RS-422、USB（Universal Serial Bus） On-The-Go、IEEE1394、CAN（Controller Area Network）、PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification）、 PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery）、Modbus Protocol、Modbus Protocol、TCP/IP、UDP/IP、WAP（Wireless Application Protocol）、BISS（Bidirectional Serial Sensor Interface）などが該当する。そして、上記通信インターフェース回路は、これらのいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせに対してその規格に準拠した信号を生成して、該信号を制御装置に向けて送信する。
【００１１】
〔発明２〕  更に、発明２の動作状態検出装置は、発明１に記載の動作状態検出装置において、前記第１の回路基板は、少なくとも、前記動作状態信号生成回路の信号出力部と電気的に接続され当該第１の回路基板に固定された第１の接続部を備え、前記第２の回路基板は、少なくとも、前記通信インターフェース回路の信号入力部と電気的に接続され且つ当該第２の回路基板に固定された、前記第１の接続部に接続されて当該第２の回路基板を前記第１の回路基板に電気的に且つ着脱可能に接続する第２の接続部を備える。
【００１２】
このような構成であれば、第１の接続部に第２の接続部を接続したり、第１の接続部から第２の接続部を取り外したりすることで、第２の回路基板を、第１の回路基板に第２の回路基板を接続したり、第１の回路基板から第２の回路基板を取り外したりすることが可能である。
ここで、上記第１の接続部及び第２の接続部は、例えば、一方がコネクタの雄側で、他方が雌側となる構成などが該当し、例えば、第１の接続部を第１の回路基板に固定したコネクタの雌側で構成し、第２の接続部を第２の回路基板に固定したコネクタの雄側で構成して、両者を直接接続したり、コネクタの雄側、雌側を電気ケーブルを介して接続したりするなど、第１の回路基板及び第２の回路基板間で相互に信号の送受信を可能に接続できれば、どのような接続形態であってもよい。なお、電気ケーブルを介して接続する場合は、ケーブル側がコネクタ側の雄又は雌に対応していれば、第１の接続部及び第２の接続部が両方とも雄側、雌側であってもよい。
【００１３】
〔発明３〕  更に、発明３の動作状態検出装置は、発明１又は２に記載の動作状態検出装置において、前記第２の回路基板は、当該第２の回路基板に形成された、当該第２の回路基板に係る情報である基板情報を格納するメモリと、該メモリに記憶された基板情報を前記第１の回路基板に送信する基板情報送信回路とを更に備え、前記動作状態信号生成回路は、前記第２の回路基板から送信された前記基板情報に基づき、前記第２の回路基板の自己に対する適格性を判断する適格性判断部を備える。
【００１４】
このような構成であれば、適格性判断部において、第２の回路基板からの基板情報に基づき、第２の回路基板の第１の回路基板に対する適格性を判断することができる。
これによって、未対応の第２の回路基板が接続されたときに、そのことを自動的に認識して、動作を停止させることができるので、誤動作による事故の発生などを防ぐことができる。
【００１５】
〔発明４〕  更に、発明４の動作状態検出装置は、発明１乃至３のいずれか１に記載の動作状態検出装置において、前記動作状態信号生成回路は、前記センサの出力信号に基づき、少なくとも前記回転子の回転角度位置を示す位置信号を生成する。
このような構成であれば、動作状態を示す信号として、回転子の回転角度位置を示す位置信号を生成して、該位置信号を所定の通信規格に準拠した通信方式で制御装置に送信することができる。
【００１６】
〔発明５〕  更に、発明５の動作状態検出装置は、発明１乃至４のいずれか１に記載の動作状態検出装置において、前記動作状態信号生成回路は、前記センサの出力信号に基づき、少なくとも前記回転子のトルクの大きさを示すトルク信号を生成する。
このような構成であれば、動作状態を示す信号として、回転子のトルクの大きさを示すトルク信号を生成して、該トルク信号を所定の通信規格に準拠した通信方式で制御装置に送信することができる。
【００１７】
〔発明６〕  更に、発明６の動作状態検出装置は、発明４に記載の動作状態検出装置において、前記センサは、レゾルバ、ホール素子、ロータリエンコーダのうちのいずれか１つである。
このような構成であれば、動作状態信号生成回路は、レゾルバ、ホール素子、ロータリエンコーダのいずれか１つから出力される信号に基づき、回転子の動作状態を示す信号を生成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の動作状態検出装置によれば、動作状態信号生成回路の形成された第１の回路基板に対して、通信インターフェース回路の形成された第２の回路基板を、電気信号の送受信可能な状態で且つ着脱可能に第１の回路基板に接続することができるので、複数種類の通信規格に対して第１の回路基板を共通化することができ、第１の回路基板及び第２の回路基板を、従来と比較して低コストで量産することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図６は、本発明に係る動作状態検出装置の実施の形態を示す図である。
本実施の形態では、本発明に係る動作状態検出装置をモータの回転角度位置の検出に適用した場合を説明する。
まず、本発明に係るモータ制御システム１００の構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明に係るモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２０】
モータ制御システム１００は、図１に示すように、動作状態検出装置１と、モータ２と、モータ２の動作を制御するモータ制御装置３とを含んで構成される。
動作状態検出装置１は、単極のＶＲ（可変リラクタンス）型レゾルバであって、回転子の回転角度位置に応じた単極レゾルバ（ＡＢＳ）信号を出力する単極レゾルバ２０と、多極のＶＲ型レゾルバであって、回転子の回転角度位置に応じた多極レゾルバ（ＩＮＣ）信号を出力するレゾルバ３０と、これらレゾルバからの信号に基づき回転子（モータの出力軸）の回転角度位置を示す角度位置信号を生成する回路などが形成された位置検出用基板４０と、位置検出用基板４０で生成した角度位置信号を含む各種信号を所定の通信規格でモータ制御装置３に送信する回路などが形成された通信用基板６０とを含んで構成される。  位置検出用基板４０と、通信用基板６０とはそれぞれ別体となっており、図１に示すように、位置検出用基板４０に設けられた雌型のコネクタであるエッジ・コネクタ・ソケット５３に、通信用基板６０に設けられた雄型のコネクタであるエッジ・コネクタ６０ｃを接続することで、両者が信号を送受信可能な状態で接続される。この接続された状態において、位置検出用基板４０及び通信用基板６０はレゾルバ制御装置を構成する。
【００２１】
モータ２は、図示しないモータロータとモータステータとを備え、モータステータは複数の歯列が形成されて熊手状に内側に突出した磁極を円周方向に等間隔に複数個有する電磁石を備えて構成され、隣接する磁極相互ではその歯列は所定ピッチずらした位相をもって配設されている。そして、モータステータの内側に、鉄心の歯を有するモータロータが同軸に配設されている。その鉄心の歯は前記モータステータの電磁石の磁極の歯列とは異なるピッチでロータ外側に均一に突出して形成され、両歯列が僅かのギャップを隔てて対向する構造のＶＲ形ステッピングモータを構成している。
【００２２】
モータロータはモータ回転軸に固定されており、モータステータのコイルにモータ制御装置３を介して電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
モータ制御装置３は、動作状態検出装置１から入力された位置出力信号に基づき、モータ２を制御する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をモータ２に出力して、該モータ２の動作を制御する。
【００２３】
次に、図２に基づき、動作状態検出装置１の構造を説明する。
ここで、図２は、動作状態検出装置１の縦断面図である。
図２に示すように、軸心に貫通孔１０ｈを有する、断面が略ｎ字状となる略円筒形状のインナハウジング１０と、該インナハウジング１０を被覆するように、インナハウジング１０と同心の、断面が略山字状となる略円筒形状のアウタハウジング１１とが形成され、これらによって動作状態検出装置１の筐体の大部分が構成されている。
【００２４】
インナハウジング１０の断面略ｎ字状の径方向内側（軸心側）の環状部１０ａの外周面には、クロスローラ軸受１２及び１３の内輪１２ａ及び１３ａが内輪間座８０を介して垂直方向に積層されて固定されている。このｎ字状の内側の空間Ｓ3内には、アウタハウジング１１の断面略山字状の左端の突部が形成する環状部分１１ａが配されており、この環状部分１１ａの内周面には、内輪１２ａ及び１３ａと対向してクロスローラ軸受１２及び１３の外輪１２ｂ及び１３ｂが外輪間座８１を介して積層されて固定されている。内輪１２ａ及び外輪１２ｂと、内輪１３ａ及び外輪１３ｂとの間には、それぞれ転動可能にクロスローラ１２ｃと１３ｃとがそれぞれ設けられている。この構造によって、インナハウジング１０は回転子として、固定子となるアウタハウジング１１に対してクロスローラ軸受１２及び１３を介して回転自在に構成されている。
【００２５】
更に、内輪１３ａの下端は、内輪押え１８によって支持され、外輪１３ｂの下端は外輪押え１９によって支持されている。
インナハウジング１０の断面略ｎ字状の径方向外側の環状部１０ｂと、アウタハウジング１１の断面略山字状の中央の突部の形成する環状部１１ｂとの間に形成される空間Ｓ1には、ロータ間座８２及びステータ間座８３を介して上下二段に積層された環状の単極レゾルバ２０と環状の多極レゾルバ３０とが配設されている。
【００２６】
具体的に、インナハウジング１０の環状部１０ｂの外周面側に、ロータ間座８２を介して積層されたレゾルバロータ２０ａ及び３０ａがボルトＢ1によって締結されて固定されている。更に、アウタハウジング１１の環状部１１ｂの内周面側には、レゾルバロータ２０ａ及び３０ａとわずかに隙間を空けて対向する位置に、ステータ間座８３を介して積層されたレゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂがボルトＢ2によって締結されて固定されている。
【００２７】
インナハウジング１０の貫通孔１０ｈにはモータ２の回転軸が挿通され、ボルト又は接着剤等でインナハウジング１０に固定される。従って、モータ２が駆動してモータ回転軸が回転すると、これと共に回転子の役割を担うインナハウジング１０も回転する。インナハウジング１０が回転すると、その環状部１０ｂに固定されたレゾルバロータ２０ａ及び３０ａも回転し、レゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂとの間隙のリラクタンスが変化する。なお、貫通孔１０ｈとモータ回転軸は、モータ回転軸を装着時に両者の軸心がずれないようにサイズや形状等を合わせる必要がある。
【００２８】
ここで、単極レゾルバ２０は、図示しないが、レゾルバロータ２１とレゾルバステータ２２との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ２１の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ２１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成された３相ＶＲ型レゾルバである。すなわち、レゾルバステータ２２の外径中心、内径中心、及びレゾルバロータ２１の外径中心はモータの回転中心Ｏ1と一致するが、レゾルバロータ２１の内径中心Ｏ2は回転中心Ｏ1に対してΔｘだけ偏心するように、レゾルバロータ２１の径方向の肉厚を連続的に変化させている。
【００２９】
レゾルバステータ２２の外周には１２０[°]間隔でＡ相、Ｂ相及びＣ相を構成する計１８個のステータポール２３が等間隔に外歯状に凸設されている。各々のステータポール２３にはステータコイルＣ1〜Ｃ18を巻回したコイルボビン２４が装着されている。コイルボビン２４の材質として、適度な弾力性のある非磁性体であれば、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの熱可塑性樹脂であれば、射出成形が容易である。
【００３０】
ステータコイルＣ1〜Ｃ18の共通端子に励磁信号が印加されると、レゾルバロータ２１が１回転する間にＡ相、Ｂ相及びＣ相の各ステータコイルＣ1〜Ｃ18からは１２０[°]位相がずれた１サイクルの電流信号が各々出力される。単極レゾルバ２０から出力される単極レゾルバ信号（ＡＢＳ信号）により絶対的な回転角度位置を検出することができる。
また、多極レゾルバ３０は、図示しないが、レゾルバロータ３１の内径中心Ｏはレゾルバステータ３２の内径中心Ｏと一致しており、レゾルバロータ３１とレゾルバステータ３２との間隙のリラクタンスがレゾルバロータ３１の回転角度位置により変化し、レゾルバロータ３１の１回転でリラクタンス変化の基本波成分が複数周期となる構造を備えている。レゾルバロータ３１の内周面には等間隔に径方向に向けて内歯状に凸設された極歯３５が計２４個形成されている。レゾルバステータ３２の外周面にはＡ相、Ｂ相及びＣ相が１２０[°]の電気角でずれるように計１８個のステータポール３３が等間隔に径方向に向けて外歯状に凸設されている。
【００３１】
各々のステータポール３３には、予めステータコイルＣa〜Ｃcが巻回されたコイルボビン３４が装着されている。ステータコイルＣa〜Ｃcの共通線に励磁信号が供給されると、レゾルバロータ３１が１回転する間に各相毎に２４サイクルの交流信号が出力される。
多極レゾルバ３０から出力される多極レゾルバ信号（ＩＮＣ信号）により相対的な回転角度位置を検出することができる。
【００３２】
図２に戻って、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の径方向外側に形成された、アウタハウジング１１の環状部１０ｂと断面略山字状の最外端の突部が形成する環状部１１ｃとの間の空間Ｓ4内には、位置検出用基板４０が、その回路形成面及びコネクタ形成面を垂直方向上側に向けた状態で、ボルトＢ3によってアウタハウジング１１に締結されて固定されている。
【００３３】
以上の構成によって、軸受１２及び１３と、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、位置検出用基板４０とは、この順番で軸心から径方向外側に向かう方向に並設される。
レゾルバステータ２０ｂ及び３０ｂからは、電気ケーブル７０が伸びており、アウタハウジング１１の環状部１１ｂの上端部を跨いで、位置検出用基板４０の信号入力端子（不図示）に電気的に接続されている。なお、環状部１１ｂは、電気ケーブル７０が上端部を跨げるように、環状部１１ｃよりも低く形成されている。
【００３４】
単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０の配設された空間Ｓ1と、位置検出用基板４０が配設された空間Ｓ4の上方には、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と位置検出用基板４０とを平面視してその全体を同時に臨むことが可能な略環状の開口部ＯＰ4が形成されている。更に、開口部ＯＰ4を被覆する、着脱可能な略環状の被覆カバー１４が、ボルトＢ4によって、アウタハウジング１１に締結されて固定されている。
【００３５】
動作状態検出装置１の上部には貫通孔１０ｈを覆うようにアッパーカバー１６がインナハウジング１０にボルトＢ6によって締結されて固定されている。このアッパーカバー１６は、ボルトＢ6を取り外すことで、容易に取り外すことができるようになっている。
次に、図３に基づき、位置検出用基板４０に設けられた回路部品及びコネクタ部品の構成を説明する。
【００３６】
ここで、図３は、位置検出用基板４０に設けられた回路部品及びコネクタ部品の構成を示すブロック図である。本実施の形態において、各回路部品やコネクタ部品の通電部は、位置検出用基板４０にプリントされたパターンにハンダ付けなどによって固定される。
位置検出用基板４０には、図３に示すように、レゾルバに励磁信号を供給する励磁回路４１と、励磁信号を供給するレゾルバを択一的に切り替える切替スイッチ４１ａと、単極レゾルバ２０からの３相のＡＢＳ信号を２相のＡＢＳ信号に変換する相変換回路４３ａと、多極レゾルバ３０からの３相のＩＮＣ信号を２相のＩＮＣ信号に変換する相変換回路４３ｂとが形成されている。なお、単極レゾルバ２０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各コイルには、抵抗Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3が接続されており、これらの抵抗によって、各コイルを介して流れ込む電流信号を電圧信号に変換する。また、多極レゾルバ３０のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各コイルには抵抗Ｒa、Ｒb、Ｒcが接続されており、これらの抵抗によって、各コイルを介して流れ込む電流信号を電圧信号に変換する。また、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０と、位置検出用基板４０との間の信号の送受信は、電気ケーブル７０を介して行われる。
【００３７】
励磁回路４１は、発振器を備え、絶対回転角を検出するための正弦波信号からなる交流信号を切替スイッチ４１ａ及び電気ケーブル７０を介して各レゾルバ２０、３０に出力する。
切替スイッチ４１ａは、励磁回路４１から単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０に励磁信号を出力するための経路上に配されており、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号によって、これらのレゾルバ２０、３０への励磁信号の出力経路を択一的に切り換える。具体的に、励磁回路４１の励磁信号の出力経路を単極レゾルバ２０の信号出力端子に電気ケーブル７０を介して電気的に接続されるケーブル端子ＣＯＭ１か、多極レゾルバ３０の信号出力端子に電気ケーブル７０を介して電気的に接続されるケーブル端子ＣＯＭ２かのいずれか一方に切り替える。
【００３８】
相変換回路４３ａは、単極レゾルバ２０からの信号電圧に変換された３相のＡＢＳ信号を、２相のＡＢＳ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換して、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４に出力する。励磁回路４１の発信角周波数をωとし、高次成分を無視すると、各相のレゾルバ信号は下式（１）〜（３）に示す通りとなる。
ここでは、説明の便宜上、Ａ相を基準としてＢ相及びＣ相の位相がそれぞれ１２０[°]遅れる場合を例示する。また、相変換回路４３ａで得られる２相信号を下式（４）〜（５）に示す。下式（５）において、ｓｑｒ（ｘ）は引数ｘの平方根を返す関数とする。
φＡ＝Ａ１＋Ａ２ｓｉｎθ）・ｓｉｎωｔ                            …（１）
φＢ＝｛Ｂ１＋Ｂ２ｓｉｎ（θ−２π／３）｝・ｓｉｎωｔ            …（２）
φＣ＝｛Ｃ１＋Ｃ２ｓｉｎ（θ−４π／３）｝・ｓｉｎωｔ            …（３）
ｓｉｎ信号＝φＡ−（φＢ＋φＣ）／２                              …（４）
ｃｏｓ信号＝ｓｑｒ（３／４）・（φＢ−φＣ）                      …（５）
相変換回路４３ｂは、多極レゾルバ３０からの信号電圧に変換された３相のＩＮＣ信号を、２相のＩＮＣ信号（ｓｉｎ信号，ｃｏｓ信号）に変換して、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４（後述）に出力する。
【００３９】
位置検出用基板４０には、更に、ＲＤＣ４５に出力する信号（ＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号）を切り替えるＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４と、アナログのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号をデジタルの信号に変換するＲＤＣ４５と、回転角度位置の分解能を切り替える分解能切替回路４６と、ＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号に基づき回転子（モータ回転軸）の回転角度位置を検出すると共に、各回路の動作を制御するＡＳＩＣ４７と、補正データに基づきＡＳＩＣ４７で検出された回転角度位置の誤差を補正すると共に、補正後の角度位置信号を通信用基板６０に送信するＤＳＰ（Digital Signal Processor）４８と、補正データを記憶するメモリ４９と、位置出力信号をモータ制御装置３に出力するためのラインドライバ５０と、異常出力信号をモータ制御装置３に出力するラインに設けられ、出力端子と外部制御装置の入力端子とを絶縁するフォトカプラ５１と、断線を検出する断線検出回路５２と、当該位置検出用基板４０と通信用基板６０とを角度位置信号を含む各種信号の送受信可能に接続するエッジ・コネクタ・ソケット５３とが形成されている。
【００４０】
ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４は、トランジスタなどのアナログスイッチを含んで構成されており、ＡＳＩＣ４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号に応じて、例えば、該切替信号がローレベルであれば相変換回路４３ａからのＡＢＳ信号をＲＤＣ４５に出力するようにスイッチを切り替える。一方、ＡＳＩＣ４７からのＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号がハイレベルであれば相変換回路４３ｂからのＩＮＣ信号をＲＤＣ４５に出力するようにスイッチを切り替える。
【００４１】
ＲＤＣ４５は、１２ビットのＡ／Ｄ変換器を有しており、分解能切替回路４６によって切り替えられた分解能で、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を介して入力される、アナログの２相のＡＢＳ信号又はアナログの２相のＩＮＣ信号を、デジタルの角度信号φに変換する。
分解能には、例えば、１２ビットの分解能と、１０ビットの分解能とがある。ＲＤＣ４５は、１２ビットの分解能に設定されているときは、モータ２の回転速度が最大速度１［rps］を超えない範囲において、レゾルバからのアナログのＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号を１２ビット（０〜４０９５）の精度で分解してデジタルの角度信号φを生成し、１０ビットの分解能に設定されているときは、モータ２の回転速度が最大速度３［rps］を超えない範囲において、レゾルバからのアナログのＡＢＳ信号、ＩＮＣ信号を１０ビット（０〜１０２３）の精度で分解してデジタルの角度信号φを生成する。
【００４２】
具体的に、分解能が１２ビットに設定されると、２相のＡＢＳ信号は、レゾルバロータ１回転あたり４０９６（＝２12）パルスのデジタル角度信号φに変換される。つまり、ＡＢＳ信号は単極レゾルバ２０が一回転する間に、０から４０９５までカウントアップされたデジタル値となる。一方、２相のＩＮＣ信号は、レゾルバロータ１回転あたり４０９６×２４（極歯３５の総数）＝９８３０４パルスのデジタル角度信号φに変換される。つまり、ＩＮＣ信号は、多極レゾルバ３０が一回転する間に、０から４０９５までのカウントアップが２４回繰り返されたデジタル値となる。
【００４３】
分解能切替回路４６は、ＡＳＩＣ４７からの分解能切替信号に基づき、ＲＤＣ４５のＡ／Ｄ変換器の分解能を１２ビットと１０ビットの２段階の分解能のうちの一方に切り替える。
ＡＳＩＣ４７は、カスタムのＩＣチップであって、位置検出用基板４０に形成された各回路の動作を制御する各種制御信号を生成して、これらを各回路に出力すると共に、ＲＤＣ４５からのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号のデジタルの角度信号φに基づき、回転子（モータ回転軸）の回転角度位置を検出し、該検出した回転角度位置をＤＳＰ４８に出力する。
【００４４】
具体的に、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を生成し、これをＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａ又はＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４に出力して各スイッチを切り替えさせる。スイッチの切替のタイミングとしては、先に単極レゾルバ２０に励磁信号を供給するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａのスイッチを切り替えると共に、相変換回路４３ａからのＡＢＳレゾルバ信号をＲＤＣ４５に出力するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４のスイッチを切り替える。そして、ＡＳＩＣ４７がＲＤＣ４５を介してＡＢＳ信号のデジタル角度信号φの値（ 後述するａｂｓ）を取得した後には、励磁信号を多極レゾルバ３０に供給するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａのスイッチを切り替えると共に、相変換回路４３ｂからのＩＮＣ信号をＲＤＣ４５に出力するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４のスイッチを切り替える。
【００４５】
更に、ＡＳＩＣ４７は、モータ制御装置３からの指令信号に基づき、指令された分解能に切り替えさせる分解能切替信号を生成し、これを分解能切替回路４６に出力する。本実施の形態においては、分解能はモータの回転速度に依存して切り替えられる。具体的に、回転速度が基準の回転速度を上まわったときに分解能が１０ビットに設定され、基準の回転速度以下のときは分解能が１２ビットに設定されるように切り替える。
【００４６】
更に、ＡＳＩＣ４７は、ＲＤＣ４５からのＡＢＳ信号及びＩＮＣ信号のデジタル角度信号φに基づき、モータ回転軸の回転角度位置を検出する。
ここで、ＡＢＳ信号の基本成分波の始点に相当する回転角０度を基準とし、ＩＮＣ信号の２４周期の基本波成分のうち一つの基本波成分とのずれの値をｏｆｆｓｅｔ値とする。  そして、２相のＡＢＳ信号がＲＤＣ４５でデジタル信号に変換されたデジタル角度信号φの値をａｂｓとし、２相のＩＮＣ信号がＲＤＣ４５でデジタル信号に変換されたデジタル角度信号φの値をｉｎｃとすれば、回転角度位置は、ａｂｓ×２４＋（２０４８−ｉｎｃ）＋ｏｆｆｓｅｔ値の演算により求めることができる。
【００４７】
更に、ＡＳＩＣ４７は、断線検出回路５２からの断線検出信号に基づき、断線が確認された場合に異常出力信号を生成し、これをＤＳＰ４８に出力する。
ＤＳＰ４８は、メモリ４９に記憶された補正データに基づき、ＡＳＩＣ４７から入力されるＡ相、Ｂ相、Ｚ相の回転角度位置を示す角度位置信号に含まれる誤差を補正する。更に、補正後の回転角度位置から位置出力信号を生成し、該生成した位置出力信号をラインドライバ５０又は通信用基板６０を介してモータ制御装置３に送信する。
【００４８】
なお、角度位置信号に含まれる誤差は、モータ２に固有の誤差であり、その補正データを予め用意して、メモリ４９に記憶しておく。
また、ＤＳＰ４８は、通信用基板６０に設けられたＡＳＩＣ６０ａ（後述）から通信用基板ＩＤを受信し、該受信した通信用基板ＩＤとメモリ４９のメモリ部に記憶された通信用基板の正規ＩＤリストとに基づき、位置検出用基板４０のエッジ・コネクタ・ソケット５３に装着された通信用基板６０が正規の基板であるか否かを判定する。そして、正規の基板であると判定した場合は、基板の種類に応じた制御内容となる初期化処理を実行する。初期化処理が完了すると、位置出力信号を含む各種信号をＡＳＩＣ６０ａに送信する。
【００４９】
つまり、本実施の形態の動作状態検出装置１は、ＤＳＰ４８の処理によって、モータ制御装置３が通信用基板６０の通信規格に対応したインターフェースを有しているときに、位置出力信号を含む各種信号を、通信用基板６０を介してモータ制御装置３に送信することが可能となっている。
一方、ＤＳＰ４８は、装着された通信用基板６０が正規の基板ではないと判定した場合は、エラー信号を出力して、通信用基板６０との信号通信を停止する。ここで、ユーザへのエラーの通知は、例えば赤色ＬＥＤの点灯などによって行う。
【００５０】
メモリ４９は、補正データや通信用基板の正規のＩＤリストなどを記憶する、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリから構成されたメモリ部と、メモリ部からＤＳＰ４８にデータを伝送するインターフェース回路とを含んで構成されている。
断線検出回路５２は、単極レゾルバ２０と相変換回路４３ａとの間の各相のラインの断線、及び多極レゾルバ３０と相変換回路４３ｂとの間の各相のラインの断線の有無を検出し、該検出結果を示す断線検出信号をＡＳＩＣ４７に出力する。
【００５１】
エッジ・コネクタ・ソケット５３（以下、単にソケット５３と称す）は、位置検出用基板４０に固着されており、ＤＳＰ４８の信号入出力端子のうち、通信用基板６０に送信する信号の端子及び通信用基板６０からの信号を受信する端子と電気的に接続された導電性の複数のピンと、位置検出用基板４０にプリント配線された電源ライン、ＧＮＤライン、リセットラインにそれぞれ電気的に接続されたピンとを備えている。更に、これら複数のピンが開口内に所定間隔で一列に配列された構成のエッジ・コネクタ６０ｃの挿入口を備えている。この挿入口は、エッジ・コネクタ６０ｃが挿入されると、エッジ・コネクタ６０ｃの有する導電性の各端子パッドと挿入口の内部に配列された各ピンとが一対一に接触し且つ内部のピンが端子パッドを押圧する構成となっている。この押圧力によって、通信用基板６０を位置検出用基板４０に抜き差し可能な状態で固定接続する。なお、抜け防止のために、エッジ・コネクタ６０ｃを挿入後に、更にネジなどの止め具によって固定して、固定力を高める構成としてもよい。
【００５２】
位置検出用基板４０には、更に、ＲＳ２３２Ｃドライバを有するＵＡＲＴ (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 回路５４が形成されている。
ＵＡＲＴ５４は、シリアル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号をシリアル信号に変換する機能を有しており、該変換により得られたシリアル信号をＲＳ２３２ＣドライバにおいてＲＳ２３２Ｃに準拠するレベルの信号に変換し、この信号を対応するインターフェースを備えた機器に電気ケーブル７２を介して送信する。
【００５３】
次に、図４に基づき、通信用基板６０に形成された回路部品及びコネクタ部品の構成を説明する。
ここで、図４（ａ）は、通信用基板６０に設けられた回路部品及びコネクタ部品の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、エッジ・コネクタ６０ｃの一部を拡大した図である。本実施の形態において、各回路部品やコネクタ部品の通電部は、位置検出用基板４０にプリントされたパターンにハンダ付けによって固定される。
【００５４】
通信用基板６０には、図４（ａ）に示すように、ＡＳＩＣ６０ａと、ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂと、エッジ・コネクタ６０ｃと、コネクタ６０ｄと、メモリ６０ｆとが形成されている。
ＡＳＩＣ６０ａは、位置検出用基板４０のＤＳＰ４８との間の信号通信と、モータ制御装置３との間の信号通信とを制御するもので、エッジ・コネクタ６０ｃを介してパラレルで送られてくるデータ信号をシリアルに変換して、ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂに出力したり、モータ制御装置３からシリアルで送られてきた信号を含む各種信号を、エッジ・コネクタ６０ｃを介してパラレルでＤＳＰ４８に送信したりする通信処理を行う。更に、電源投入時に、メモリ６０ｆに記憶された通信用基板ＩＤを読み出して、該読み出したＩＤをＤＳＰ４８に送信する。
【００５５】
ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂは、ＡＳＩＣ６０ａからシリアルで入力された信号を、ＲＳｘｘｘ（ｘｘｘは、２３２Ｃ、４２２、４８５などＲＳシリーズのいずれかの通信規格に対応）に準拠したレベルの信号に変換し、該変換した信号を、コネクタ６０ｄを介してＲＳｘｘｘドライバ６０ｂの信号入出力端子に接続された電気ケーブル７２を介して、モータ制御装置３に送信する機能を有した回路である。本実施の形態では、通信用基板６０に設けたドライバ回路を、ＲＳシリーズの通信規格に対応したものに限定したが、これに限らず、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４など他の通信規格に対応したドライバを搭載してもよい。但し、ＡＳＩＣ６０ａの動作は、ドライバの種類に応じて異なったものとなる場合がある。
【００５６】
エッジ・コネクタ６０ｃは、通信用基板６０に一体形成され、図４（ｂ）に示すように、位置検出用基板４０のソケット５３のピン数と同数（またはそれ以下）の導電性の端子パッド１２０を備えている。この端子パッド１２０は、ＡＳＩＣ６０ａの信号入出力端子などがハンダ付けされるパターンに電気的に接続されている。また、エッジ・コネクタ６０ｃは、位置検出用基板４０に固定されたソケット５３の挿入口に挿入可能なサイズ及び形状で構成されている。そして、ソケット５３の挿入口に挿入されることで、ソケット５３の各ピンとエッジ・コネクタ６０ｃの各端子パッドとが一対一で接触し、ソケット５３側のピンによる押圧力で、位置検出用基板４０側に固定される。ピンと端子パッドとの接触によって両者は通電するので、これらのピン及び端子パッドを通じて信号が伝達される。
【００５７】
コネクタ６０ｄは、ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂのモータ制御装置３との信号入出力端子と電気的に接続されたピンを備えた雌型のコネクタであり、電気ケーブル７２の一端に配設された雄型のコネクタが接続されることで、ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂの信号入出力端子と電気ケーブル７２とを電気的に接続する。なお、電気ケーブル７２は、その他端にも雄型のコネクタが配設されており、モータ制御装置３のＲＳｘｘｘドライバ６０ｂの通信規格に対応したインターフェース部に設けられた雌型コネクタに接続されることで、該インターフェース部の入出力端子と電気ケーブル７２とを電気的に接続すると共にＲＳｘｘｘドライバ６０ｂの入出力端子と電気的に接続する。
【００５８】
メモリ６０ｆは、通信用基板６０に設けられたＲＳｘｘｘドライバ６０ｂの種類（ＲＳ−４２２、ＲＳ−４８５など）などの通信用基板６０を識別する情報を含む通信用基板ＩＤ（３ビット）を記憶する不揮発性のメモリである。
次に、図５に基づき、ＤＳＰ４８とＡＳＩＣ６０ａとの間の信号のやりとりについて説明する。
【００５９】
ここで、図５は、ＤＳＰ４８とＡＳＩＣ６０ａとの間で送受信される信号の一例を示す図である。
位置検出用基板４０に設けられたＤＳＰ４８は、図５に示すように、位置出力信号と、位置検出用基板４０のステータスを示す位置検出用基板ステータス信号と、通信用基板６０に設けられたＡＳＩＣ６０ａを制御する制御クロック信号とを、ソケット５３及びエッジ・コネクタ６０ｃを介してＡＳＩＣ６０ａに出力する。
【００６０】
一方、ＡＳＩＣ６０ａは、図５に示すように、モータ制御装置３からの受信データの信号と、通信用基板のステータスを示す通信用基板ステータス信号と、通信用基板ＩＤを示す通信用基板ＩＤ信号とを、エッジ・コネクタ６０ｃ及びソケット５３を介してＤＳＰ４８に出力する。
また、位置検出用基板４０の、＋５Ｖ、＋３．３Ｖの電源ライン、ＧＮＤ（０Ｖ）ライン及びリセットラインが、ソケット５３及びエッジ・コネクタ６０ｃを介して、通信用基板６０に電気的に接続される。
【００６１】
位置検出用基板ステータス信号は、位置検出用基板４０の動作状態を示す信号であり、この信号がアクティブのときは、通信用基板６０との信号通信が可能な状態であることを示す。ＤＳＰ４８は、電源投入後の初期化中は、位置検出用基板ステータス信号をノンアクティブ（例えば、ハイレベル）にし、初期化が完了すると、位置検出用基板ステータス信号をアクティブ（例えば、ローレベル）にする。
【００６２】
また、通信用基板ステータス信号は、通信用基板６０の動作状態を示す信号であり、この信号がアクティブのときは、位置検出用基板４０との信号通信が可能な状態であることを示す。ＡＳＩＣ６０ａは、電源投入後の初期化中は、通信用基板ステータス信号をノンアクティブにし、初期化が完了すると、通信用基板ステータス信号をアクティブにする。
つまり、位置検出用基板４０及び通信用基板６０は、電源投入後に、初期化処理を行ない、位置検出用基板ステータス信号及び通信用基板ステータス信号の双方がアクティブになることで、信号通信が可能な状態へと移行する。
【００６３】
次に、図６に基づき、本実施の形態のモータ制御システム１００の実際の動作を説明する。
ここで、図６（ａ）〜（ｂ）は、通信用基板６０の付け替えの様子を示す図である。
以下、動作状態検出装置１の動作を中心に説明する。
ここでは、通信用基板６０として、ＲＳ４２２ドライバ６０ｂが設けられた通信用基板６０Ａと、ＲＳ４８５ドライバ６０ｂの設けられた通信用基板６０Ｂとの２種類の基板があるとする。
【００６４】
いま、位置検出用基板４０のソケット５３に、通信用基板６０Ａが装着されているとする。
このとき、モータ制御装置３の備える通信インターフェース部が、ＲＳ４２２に対応するドライバが設けられたものであれば、電気ケーブル７２によって、動作状態検出装置１とモータ制御装置３とを電気的に接続する。
【００６５】
ここでは、モータ制御装置３の通信インターフェース部が、ＲＳ４８５に対応したドライバを有するとして、通信用基板６０Ａを通信用基板６０Ｂに付け替えることとする。
通信用基板６０の付け替えは、図６（ａ）に示すように、まず、ソケット５３に装着されている通信用基板６０Ａを、図６（ｂ）に示すように、そのエッジ・コネクタ６０ｃをソケット５３から引き抜くことで取り外す。このとき、動作状態検出装置１の電源はオフにする。また、止め具などで通信用基板６０Ａが固定されている場合は、先に、止め具を取り外してから通信用基板６０Ａをソケット５３から引き抜く。
【００６６】
そして、通信用基板６０Ａを取り外したら、次に、通信用基板６０Ｂのエッジ・コネクタ６０ｃをソケット５３の挿入口に挿入し、止め具があれば止め具を取り付ける。これによって、通信用基板６０Ｂへの付け替えが完了する。付け替え完了後は、電気ケーブル７２によって、動作状態検出装置１と、モータ制御装置３とを接続する。
この状態において、動作状態検出装置１の電源が投入されると、動作状態検出装置１の位置検出用基板４０は、ＤＳＰ４８において電源投入を検知し、制御クロック信号と、ノンアクティブの位置検出用基板ステータス信号とをソケット５３を介して通信用基板６０に送信する。
【００６７】
一方、通信用基板６０Ｂには、位置検出用基板４０から、エッジ・コネクタ６０ｃを介して、＋５Ｖ、＋３．３Ｖの電源と、制御クロック信号と、リセット信号と、位置検出用基板ステータス信号とが供給される。これによって、通信用基板６０ＢのＡＳＩＣ６０ａが駆動する。
ＡＳＩＣ６０ａは、電源の投入を検知すると、まず、受信したリセット信号に応じた初期化動作として、ノンアクティブ状態の通信用基板ステータス信号（ハイレベルの信号）をエッジ・コネクタ６０ｃを介してＤＳＰ４８に送信すると共に、メモリ６０ｆから通信用基板ＩＤを読み出して、これをエッジ・コネクタ６０ｃを介してＤＳＰ４８に送信する。
【００６８】
ＤＳＰ４８は、通信用基板６０からソケット５３を介して送られてくる通信用基板ＩＤを受信すると、この受信した通信用基板ＩＤと、メモリ４９に記憶された正規の通信用基板ＩＤリストの各ＩＤとを比較して、通信用基板ＩＤが正規のＩＤであるか否かを判定する。正規のＩＤであると判定されると、該ＩＤによって特定される基板種類に応じた制御方法で通信を行うための初期化を行なう。初期化が完了すると、ＤＳＰ４８は、ノンアクティブ状態の位置検出用基板ステータス信号をアクティブな状態（ハイレベルの信号）に変更して、これをソケット５３を介してＡＳＩＣ６０ａに送信する。
【００６９】
ＡＳＩＣ６０ａは、初期化完了後に、ＤＳＰ４８からアクティブ状態の位置検出用基板ステータス信号を受信すると、ノンアクティブ状態の通信用基板ステータス信号（ハイレベルの信号）をアクティブな状態（ローレベルの信号）に変更して、これをエッジ・コネクタ６０ｃを介してＤＳＰ４８に送信する。
ＤＳＰ４８は、位置検出用基板ステータス信号及び通信用基板ステータス信号の両方がアクティブな状態であることを認識すると、モータ制御装置３との通信用基板６０Ｂを介した通信処理を開始する。
【００７０】
一方、位置検出用基板４０のＡＳＩＣ４７は、電源投入を検知すると、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａを、共通端子ＣＯＭ１に接続するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を出力する。共通端子ＣＯＭ１は、電気ケーブル７０を介して単極レゾルバ２０に電気的に接続されているため、励磁回路４１から出力される励磁信号はＣＯＭ１から電気ケーブル７０を介して単極レゾルバ２０に出力される。
【００７１】
一方、励磁信号が供給されたことによって、単極レゾルバ２０の各相からは、回転角度位置に対応したリラクタンス変化が電流信号として出力され、この３相の電流信号が、Ｒ1〜Ｒ3において３相の電圧信号に変換される。この電圧変換された３相の信号は、電気ケーブル７０を介して、相変換回路４３ａに入力される。そして、この３相の電圧信号を、相変換回路４３ａによって２相信号に変換し、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４に出力する。ＡＳＩＣ４７はＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を通過すべき信号として２相のＡＢＳ信号を選択するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を出力する。
【００７２】
２相のＡＢＳ信号はＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を通過してＲＤＣ４５でデジタル信号に変換され、デジタル角度信号φとしてＡＳＩＣ４７に出力される。ＡＳＩＣ４７はこのデジタル角度信号φの値をａｂｓとして取得する。
次いで、ＡＳＩＣ４７は、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａを多極レゾルバ３０に接続される共通端子ＣＯＭ２に接続するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を出力する。共通端子ＣＯＭ２は、電気ケーブル７０を介して多極レゾルバ３０に電気的に接続されているため、励磁回路４１から出力される励磁信号はＣＯＭ２から電気ケーブル７０を介して多極レゾルバ３０に出力される。
【００７３】
一方、励磁信号が供給されたことによって、多極レゾルバ３０の各相からは、回転角度位置に対応したリラクタンス変化が電流信号として出力され、この３相の電流信号が、Ｒa〜Ｒcにおいて３相の電圧信号に変換される。この電圧変換された３相の信号は、電気ケーブル７０を介して、相変換回路４３ｂに入力される。そして、この３相の電圧信号を、相変換回路４３ｂによって２相信号に変換し、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４に出力する。ＡＳＩＣ４７はＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を通過すべき信号として２相のＩＮＣ信号を選択するようにＩＮＣ／ＡＢＳ切替信号を出力する。
【００７４】
２相のＩＮＣ信号はＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を通過してＲＤＣ４５でデジタル信号に変換され、デジタル角度信号φとしてＡＳＩＣ４７に出力される。ＡＳＩＣ４７はこのデジタル角度信号φの値をｉｎｃとして取得する。
ＡＳＩＣ４７は、ｉｎｃを取得すると、該ｉｎｃと先に取得したａｂｓとに基づき、回転子の回転角度位置を上記した演算方法で算出し、該算出した回転角度位置を、ＤＳＰ４８に出力する。
【００７５】
ＤＳＰ４８は、ＡＳＩＣ４７からの回転角度位置を、メモリ４９のメモリ部に記憶された補正データに基づき補正し、該補正後の回転角度位置に基づき、Ａ相、Ｂ相、Ｚ相の位置出力信号を生成する。そして、該生成したＡ相、Ｂ相、Ｚ相の位置出力信号を、ソケット５３を介して、通信用基板６０ＢのＡＳＩＣ６０ａにパラレルで送信する。
通信用基板６０Ｂは、ＡＳＩＣ６０ａにおいて、ＤＳＰ４８からエッジ・コネクタ６０ｃを介してパラレルに受信した位置出力信号を、シリアルの信号に変換して、ＲＳ４８５ドライバ６０ｂに出力する。
【００７６】
ＲＳ４８５ドライバ６０ｂは、ＡＳＩＣ６０ａから入力されたシリアルの位置出力信号を、ＲＳ４８５の通信規格に準拠したレベルの信号に変換し、該変換して得られた信号をコネクタ６０ｄ及び電気ケーブル７２を介して、モータ制御装置３に送信する。
モータ制御装置３は、動作状態検出装置１からの位置出力信号を取得すると、該位置出力信号に基づき、モータ２の動作を制御する制御信号を生成し、これを内部のパワーアンプで増幅後に電気ケーブル７８を介してモータ２に出力する。
【００７７】
位置検出用基板４０では、電源がＯＦＦになるまでは、ＡＳＩＣ４７がＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ４１ａが共通端子ＣＯＭ２に接続したままの状態になるよう制御する一方で、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４を通過する信号が２相のＩＮＣ信号に維持されるように制御する。
一方、通信用基板６０Ｂから受信した通信用基板ＩＤが正規のＩＤではないと判定されると、ＤＳＰ４８は、エラー信号を出力して、不図示の赤色ＬＥＤを点灯させ、初期化処理を停止する。なお、通信用基板ＩＤが送られてこない場合なども、例えば、一定時間の経過をもって、適正じゃないと判定する。
【００７８】
以上、本実施の形態のモータ制御システム１００は、モータ回転軸の回転角度位置を検出する位置検出用基板４０に対して、モータ制御装置３との信号通信を行う通信インターフェースである通信用基板６０を、位置検出用基板４０に設けたエッジ・コネクタ・ソケット５３と、通信用基板６０に設けたエッジ・コネクタ６０ｃとによって、付け替え可能に装着する構成とした。
【００７９】
これによって、モータ制御装置３の備える通信インターフェース部の各通信規格に対応したドライバ回路（通信インターフェース回路）を備える通信用基板６０を設計するだけで、位置検出用基板４０の設計変更を行うことなく、動作状態検出装置１を、複数種類の通信規格に対応させることができる。
更に、電源投入後の初期化処理時において、通信用基板６０のＡＳＩＣ６０ａは、メモリ６０ｆに記憶された通信用基板ＩＤを位置検出用基板４０のＤＳＰ４８に送信するようにした。また、ＤＳＰ４８は、この通信用基板ＩＤを受信し、受信したＩＤとメモリ４９に記憶された正規のＩＤリストの各ＩＤとを比較して、受信したＩＤが正規のＩＤか否かを判定し、正規のＩＤであると判定した場合にのみ、通信用基板６０を介して、モータ制御装置３と通信処理を行うようにした。また、正規のＩＤはないと判定したときは、ＤＳＰ４８は、エラー信号を出力すると共に、赤色ＬＥＤを点灯してユーザに通知するようにした。
【００８０】
これによって、不適格な通信用基板が装着されたときに、これを検出して動作させないように制御することができるので、誤動作による故障や、危険の発生を防止することができる。
上記実施の形態において、単極レゾルバ２０及び多極レゾルバ３０は、発明１、４、５及び６のいずれか１に記載のセンサに対応し、位置検出用基板４０は、発明１乃至３のいずれか１に記載の第１の回路基板に対応し、通信用基板６０は、発明１乃至３のいずれか１に記載の第２の回路基板に対応し、位置検出用基板４０に設けられた、励磁回路４１、相変換回路４３ａ及び４３ｂ、ＩＮＣ／ＡＢＳ切替回路４４、ＲＤＣ４５、ＡＳＩＣ４７、ＤＳＰ４８、メモリ４９は、発明１乃至５のいずれか１に記載の動作状態信号生成回路に対応し、通信用基板６０に設けられた、ＡＳＩＣ６０ａ、ＲＳｘｘｘドライバ６０ｂは、発明１又は２に記載の通信インターフェース回路に対応し、メモリ６０ｆは、発明３に記載のメモリに対応し、ＡＳＩＣ６０ａは、発明３に記載の基板情報送信回路に対応し、ＤＳＰ４８は、発明３に記載の適格性判断部に対応し、位置出力信号は、発明４に記載の位置信号に対応する。
【００８１】
また、上記実施の形態において、エッジ・コネクタ・ソケット５３は、発明２に記載の第１の接続部に対応し、エッジ・コネクタ６０ｃは、発明２に記載の第２の接続部に対応する。
なお、上記実施の形態においては、動作状態検出装置１を、３相のレゾルバからの出力信号に基づいて、モータ回転軸の回転角度位置を検出する構成としたが、これに限らず、６相などの相数の異なるレゾルバを適用してもよいし、レゾルバに限らず、例えば、アナログホールＩＣ（ホール素子）を３つ備えた３相出力のセンサ、２相出力のロータリエンコーダ等を適用してもよい。
【００８２】
また、上記実施の形態においては、動作状態検出装置１を、動作状態として、モータ回転軸の回転角度位置を検出する構成としたが、これに限らず、レゾルバなどのセンサからの出力信号に基づき、動作状態として、モータ回転軸のトルクを検出する構成としてもよい。この場合に、動作状態検出装置１は、動作状態を示す信号として、トルクの大きさを示すトルク信号を生成する。
【００８３】
また、上記実施の形態においては、位置を検出するセンサとして単極レゾルバと多極レゾルバとの２つのレゾルバを含む構成としたが、これに限らず、単極レゾルバ単体や、単極レゾルバと極数の異なる複数の多極レゾルバとの組み合わせなど他の構成としてもよい。
また、上記実施の形態においては、モータ２としてＶＲ形ステッピングモータを例に挙げて説明したが、これに限らず、ＰＭ形，ＨＢ形等のステッピングモータやブラシレスＤＣモータ，ＡＣサーボモータ等のその他のモータや、モータ以外のロータリアクチュエータに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係るモータ制御システム１００の構成を示すブロック図である。
【図２】動作状態検出装置１の縦断面図である。
【図３】位置検出用基板４０に設けられた回路部品及びコネクタ部品の構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、通信用基板６０に設けられた回路部品及びコネクタ部品の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、エッジ・コネクタ６０ｃの一部を拡大した図である。
【図５】ＤＳＰ４８とＡＳＩＣ６０ａとの間で送受信される信号の一例を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、通信用基板の付け替えの様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１００                      モータ制御システム
１                          動作状態検出装置
２                          モータ
３                          モータ制御装置
１０                        インナハウジング
１１                        アウタハウジング
Ｓ1〜Ｓ4              空間
ＯＰ1〜ＯＰ4          開口部
１２，１３                  クロスローラ軸受
１４                        被覆カバー
１７                        アンダーカバー
２０                        単極レゾルバ
３０                        多極レゾルバ
４０                        位置検出用基板
４１                        励磁回路
４１ａ                      ＩＮＣ／ＡＢＳ切替スイッチ
４５                        ＲＤＣ
４６                        分解能切替回路
４７，６０ａ                ＡＳＩＣ
４８                        ＤＳＰ
４９，６０ｆ                メモリ
５０                        ラインドライバ
５１                        フォトカプラ
５２                        断線検出回路
６０                        通信用基板
６０ｂ                      ＲＳｘｘｘドライバ
６０ｃ                      エッジ・コネクタ
６０ｄ                      コネクタ
７０，７２，７４，７８      電気ケーブル
【図１】
2010004701.tif 000003
【図２】
2010004701.tif 000004
【図３】
2010004701.tif 000005
【図４】
2010004701.tif 000006
【図５】
2010004701.tif 000007
【図６】
2010004701.tif 000008