(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ位置検出器および、＋側及び−側の１対の電線を有する電源ケーブルによりモータ位置検出器と接続されるモータドライバーを有し、モータドライバーからモータ位置検出器へ電源ケーブルを経由して制御電源を供給し、かつ、モータ位置検出器とモータドライバーの間で、モータ駆動のための情報を電源ケーブルを経由して伝送するモータ制御装置であり、
前記モータ位置検出器は、電源受け部、電源ケーブルと電源受け部の間を接続する＋側及び−側の電源受け通路、前記＋側及び−側の電源受け通路と交流結合する検出器側信号結合回路、モータ位置のパラレル情報を出力するモータ位置検出回路、モータ位置のパラレル情報をシリアル情報に変換するエンコード回路、および、モータ位置のシリアル情報を検出器側信号結合回路に出力するモータ位置送信回路を備え、
前記モータドライバーは、電源供給部、電源供給部と電源ケーブルの間を接続する＋側及び−側の電源供給通路、前記＋側及び−側の電源供給通路と交流結合するドライバー側信号結合回路、モータ位置のシリアル情報をドライバー側信号結合回路から受けるモータ位置受信回路、モータ位置のシリアル情報をパラレル情報に変換するデコード回路、および、モータ位置のパラレル情報にもとづいてモータを駆動するモータ駆動回路を備えているモータ制御装置。
【請求項２】
モータドライバーは、検出器制御信号をドライバー側信号結合回路に出力する制御信号送信回路を、
モータ位置検出器は、検出器制御信号を検出器側信号結合回路から受ける制御信号受信回路を備えている請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
モータドライバーは、ドライバー側信号結合回路と電源供給部の間で、電源供給通路の線間に接続されたコンデンサを備えている請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
モータ位置検出器は、検出器側信号結合回路と電源受け部の間で、電源受け通路の線間に接続されたコンデンサを備えている請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項５】
モータドライバーは、ドライバー側信号結合回路と電源ケーブルの間で、電源供給通路の線間に接続された抵抗または抵抗とコンデンサの直列接続を備え、前記抵抗は電源ケーブルの特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項６】
モータ位置検出器は、検出器側信号結合回路と電源ケーブルの間で、電源受け通路の線間に接続された抵抗または抵抗とコンデンサの直列接続を備え、前記抵抗は電源ケーブルの特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項７】
電源ケーブルとして、ツイストペア電線が使用される請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項８】
電源ケーブルとして、シールド付ツイストペア電線が使用される請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項９】
検出器側信号結合回路は、電源巻線と信号巻線を有する検出器側変圧器で構成され、
検出器側変圧器の電源巻線は、電源受け通路に挿入され、
モータ位置送信回路は、モータ位置のシリアル情報を検出器側変圧器の信号巻線に出力し、
ドライバー側信号結合回路は、電源巻線と信号巻線を有するドライバー側変圧器で構成され、
ドライバー側変圧器の電源巻線は、電源供給通路に挿入され、
モータ位置受信回路は、モータ位置のシリアル情報をドライバー側変圧器の信号巻線から入力する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
モータドライバーは、検出器制御信号をドライバー側変圧器の信号巻線に出力する制御信号送信回路を備え、
モータ位置検出器は、検出器制御信号を検出器側変圧器の信号巻線から入力する制御信号受信回路を備えている請求項９記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
検出器側信号結合回路は、検出器側チョークコイルと検出器側結合コンデンサで構成され、
検出器側チョークコイルは、電源受け通路に挿入され、
検出器側結合コンデンサは、電源ケーブルと検出器側チョークコイルの間で、一端を電源受け通路に結合し、
モータ位置送信回路は、モータ位置のシリアル情報を検出器側結合コンデンサの他端に出力し、
ドライバー側信号結合回路は、ドライバー側チョークコイルとドライバー側結合コンデンサで構成され、
ドライバー側チョークコイルは、電源供給通路に挿入され、
ドライバー側結合コンデンサは、電源ケーブルとドライバー側チョークコイルの間で、一端を電源供給通路に結合し、
モータ位置受信回路は、モータ位置のシリアル情報をドライバー側結合コンデンサの他端から入力する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
モータドライバーは、検出器制御信号をドライバー側結合コンデンサの他端に出力する制御信号送信回路を備え、
モータ位置検出器は、検出器制御信号を検出器側結合コンデンサの他端から入力する制御信号受信回路を備えている請求項１１記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
検出器側信号結合回路は、検出器側チョークコイルと検出器側結合コンデンサで構成され、
検出器側チョークコイルは、電源受け通路に挿入され、
検出器側結合コンデンサは、電源ケーブルと検出器側チョークコイルの間で、一端を電源受け通路に結合し、
モータ位置送信回路は、モータ位置のシリアル情報を検出器側結合コンデンサの他端に出力し、
ドライバー側信号結合回路は、電源巻線と信号巻線を有するドライバー側変圧器で構成され、
ドライバー側変圧器の電源巻線は、電源供給通路に挿入され、
モータ位置受信回路は、モータ位置のシリアル情報をドライバー側変圧器の信号巻線から入力する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
モータドライバーは、検出器制御信号をドライバー側変圧器の信号巻線に出力する制御信号送信回路を、
モータ位置検出器は、検出器制御信号を検出器側結合コンデンサの他端から入力する制御信号受信回路を備えた請求項１３記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
検出器側信号結合回路は、電源巻線と信号巻線を有する検出器側変圧器で構成され、
検出器側変圧器の電源巻線は、電源受け通路に挿入され、
モータ位置送信回路は、モータ位置のシリアル情報を検出器側変圧器の信号巻線に出力し、
ドライバー側信号結合回路は、ドライバー側チョークコイルとドライバー側結合コンデンサで構成され、
ドライバー側チョークコイルは、電源供給通路に挿入され、
ドライバー側結合コンデンサは、電源ケーブルとドライバー側チョークコイルの間で、一端を電源供給通路に結合し、
モータ位置受信回路は、モータ位置のシリアル情報をドライバー側結合コンデンサの他端から入力する請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
モータドライバーは、検出器制御信号をドライバー側結合コンデンサの他端に出力する制御信号送信回路を、
モータ位置検出器は、検出器制御信号を検出器側変圧器の信号巻線から入力する制御信号受信回路を備えた請求項１５記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業用ロボットなどに使用されるサーボモータの制御装置に関し、特にモータ位置検出器とモータドライバーの間のモータ位置情報の伝達に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータ制御装置は、大きく２つに分け構成される。１つは、モータの回転位置（以後モータ位置と言う）を検出するモータ位置検出器、もう１つは、モータドライバーである。図１３は、従来のモータ位置検出器１００の、構成およびモータドライバー１２０との接続を示す。モータドライバー１２０内の電源供給回路１２１は、１対（２本）の電線を有する電源ケーブル１１８を通してモータ位置検出器１００内の電源受け回路１０１に電源電圧を供給する。電源受け回路１０１は、供給された電源電圧をモータ位置検出器１００内の各回路に、図示しない給電線を通して給電する。モータ９０と結合する位置検出回路１０２はモータ位置を検出し、モータ位置のパラレル情報を出力する。エンコード回路１０３は、モータ位置のパラレル情報をシリアル情報に変換する。モータ位置送信回路１０４は、モータ位置のシリアル情報を差動形式で、１対（２本）の電線を有する信号ケーブル１１９に出力する。モータドライバー１２０内のモータ位置受信回路１２２は、このモータ位置のシリアル情報を、信号ケーブル１１９を通して受信する。デコード回路１２３は、モータ位置のシリアル情報をパラレル情報に変換する。モータ駆動回路１４０は、かくして得たモータ位置のパラレル情報にもとづいて、モータを駆動する。
【０００３】
図１４は、従来のモータ制御装置の全体構成、およびモータドライバー１２０内の、太線でかこんだモータ駆動回路１４０の詳細を示す。モータ駆動回路１４０は、位置指令形、速度指令形、およびトルク指令形の３つに大きく分けられる。位置指令形の場合、位置制御回路１２４は、モータ位置情報θと外部位置指令ｓ１によって位置制御を行い、内部速度指令ｓ４を出力する。速度制御回路１２６は、微分回路１２５でモータ位置情報θを微分して得た速度情報θ’と内部速度指令ｓ４によって速度制御を行い、内部トルク指令ｓ５を出力する。電流検出回路１２７は、モータ電流情報ｓ６を検出する。トルク制御回路１２８は、内部トルク指令ｓ５およびモータ位置情報θからゲートドライブ回路１２９に指令を出し、パワー回路１３０を流れるモータ電流を制御する。速度指令形の場合、位置制御回路１２４は不要で、速度制御回路１２６は、速度情報θ’と外部速度指令ｓ２によって速度制御を行なう。トルク指令形の場合、位置制御回路１２４と速度制御回路１２６は不要で、トルク制御回路１２８は、外部トルク指令ｓ３およびモータ位置情報θにもとづいてモータ電流を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のモータ制御装置では、モータ位置検出器とモータドライバーの間を、１対（２本）の電線を有する電源ケーブルと、１対（２本）の電線を有する信号ケーブルの、合計２対（４本）の電線で接続している。
【０００５】
本発明は、モータ位置検出器とモータドライバーの間を、１対（２本）の電線のみで接続するモータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のモータ制御装置は、モータ位置検出器、モータドライバー、およびモータドライバーからモータ位置検出器へ電源を供給する、１対（２本）の電線を有する電源ケーブルを備えている。モータ位置検出器は、モータ位置のパラレル情報を変換して得たシリアル情報を、変圧器巻線や結合コンデンサなどの交流結合の信号結合回路を介して電源ケーブルに重畳する。重畳されたシリアル情報は、電源ケーブルを経由してモータドライバーに伝わる。モータドライバーは、モータ位置のシリアル情報を変圧器巻線や結合コンデンサなどの交流結合の信号結合回路を介して受信し、パラレル情報に変換し、このパラレル情報にもとづいてモータを駆動する。モータ位置情報を電源ケーブルに重畳することにより、モータ位置検出器とモータドライバーの間の接続電線の本数は最少の２本である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本件発明は、モータ位置検出器および、１対の電線を有する電源ケーブルによりモータ位置検出器と接続されるモータドライバーを有し、モータドライバーからモータ位置検出器へ電源ケーブルを経由して制御電源を供給し、かつ、モータ位置検出器とモータドライバーの間で、モータ駆動のための情報を電源ケーブルを経由して伝送するモータ制御装置であり、
前記モータ位置検出器は、電源受け部、電源ケーブルと電源受け部の間を接続する電源受け通路、電源受け通路と交流結合する検出器側信号結合回路、モータ位置のパラレル情報を出力するモータ位置検出回路、モータ位置のパラレル情報をシリアル情報に変換するエンコード回路、および、モータ位置のシリアル情報を検出器側信号結合回路に出力するモータ位置送信回路を備え、
前記モータドライバーは、電源供給部、電源供給部と電源ケーブルの間を接続する電源供給通路、電源供給通路と交流結合するドライバー側信号結合回路、モータ位置のシリアル情報をドライバー側信号結合回路から受けるモータ位置受信回路、モータ位置のシリアル情報をパラレル情報に変換するデコード回路、および、モータ位置のパラレル情報にもとづいてモータを駆動するモータ駆動回路を備えているモータ制御装置であり、
モータ位置検出器は、モータ位置のパラレル情報を変換して得たシリアル情報を、変圧器巻線や結合コンデンサなどの交流結合の信号結合回路を介して電源ケーブルに重畳する。重畳されたシリアル情報は、電源ケーブルを経由してモータドライバーに伝わる。モータドライバーは、モータ位置のシリアル情報を変圧器巻線や結合コンデンサなどの交流結合の信号結合回路を介して受信し、パラレル情報に変換し、このパラレル情報にもとづいてモータを駆動する。モータ位置情報を電源ケーブルに重畳することにより、モータ位置検出器とモータドライバーの間の接続電線の本数は最少の２本である。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明のモータ制御装置の第１実施例である。１対（２本）の電線７−７を有する電源ケーブル３３は、モータドライバー３２からモータ位置検出器３１へ電源を供給する。
【０００９】
モータ位置検出器３１では、検出器側変圧器１は信号巻線２と２つの電源巻線３ａ、３ｂを有する。２つの電源巻線３ａ、３ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源受け回路２２の間を接続して電源受け通路を構成する。モータドライバー３２では、ドライバー側変圧器４は信号巻線５と２つの電源巻線６ａ、６ｂを有する。２つの電源巻線６ａ、６ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源供給回路２０の間を接続して電源供給通路を構成する。また、電源供給回路２０はドライバー側の制御電源としてモータドライバー３２内の各制御回路に図示しない給電線を通して給電する。
【００１０】
検出器側変圧器１とドライバー側変圧器４は、検出器側内回路基板、ドライバー側内回路基板に実装するため、１０ｍｍ角程度のＥ型分割フェライトコアとボビンから構成されたＳＭＤ（surfacemountedtype）タイプを使用し、前記ボビンに３本の電線を数回〜十数回巻き付けた構成である。３本の電線のうち１本は信号巻線、２本は電源巻線である。信号巻線は、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きなインダクタンスが必要である。信号巻線のインダクタンスを増加させるために信号巻線の電線だけを他の２本の電線より巻数を多くする場合もある。本実施例では、電源巻線の２本の電線は８回巻きであるが、信号巻線の電線は１６回巻きとして、例えば伝送レート５Ｍｂｐｓのマンチェスター符号を使用した場合、実用上必要なレベルである４０μＨ程度のインダクタンスを確保している。モータドライバー３２の電源供給回路２０は、ドライバー側変圧器４の電源巻線６ａ、６ｂ、電源ケーブル３３、検出器側変圧器１の電源巻線３ａ、３ｂを通して電源受け回路２２に制御電源として例えば直流５Ｖ−０Ｖを供給する。電源受け回路２２は、供給された直流電圧をモータ位置検出器３１内の各制御回路に図示しない給電線を通して給電する。
【００１１】
モータ位置検出器３１では、位置検出回路２４は、モータ９０の位置情報を構成するＡ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号、および３つのＣＳ（commutationsensor）信号の６つの信号をパラレルに出力する。エンコード回路２５は、上記パラレルなモータ位置情報をシリアルに変換する。すなわち、一定時間ごとの前記６つの信号を１つのシリアル情報にまとめて、１対の電線で伝送できるようにする。モータ位置送信回路１３は、ラインドライバー８により、シリアルなモータ位置情報を検出器側変圧器１の信号巻線２へ差動形式で出力する。本実施例では、ラインドライバー８には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。検出器側変圧器１の信号巻線２に出力されたモータ位置情報は、変圧器作用によって電源巻線３ａ、３ｂに伝わり、電源電圧と重畳され、電源ケーブル３３を通ってドライバー側変圧器４の電源巻線６ａ、６ｂに伝送される。
【００１２】
モータドライバー３２では、ラインレシーバー９を有するモータ位置受信回路１４は、ドライバー側変圧器４の信号巻線５を通してモータ位置情報を受信する。デコード回路２６は、シリアルなモータ位置情報をパラレルに変換する。モータ駆動回路２７は、かくして得たパラレルなモータ位置情報にもとづいてモータを駆動する。
【００１３】
本実施例では、差動形式の入力を処理するラインレシーバー９には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。電源受け回路２２へのノイズ侵入を防止するために、モータ位置検出器３１の電源受け回路２２と検出器側変圧器１の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２９を線間に接続する。また、電源供給部２０へのノイズ侵入を防止するために、モータドライバー３２の電源供給回路２０とドライバー側変圧器４の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２８を線間に接続する。高速、高周波で信号を伝送する場合に支障となる伝送線間の信号の反射を防止するために、電源ケーブル３３とドライバー側変圧器４の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４８を線間に接続する。本実施例では、終端抵抗４８の抵抗値は、電源ケーブル３３の特性インピーダンスの値と同じ１００Ωである。但し、電源に直流電圧を用いているため、終端抵抗４８に直列にコンデンサを接続し、信号の交流成分のみに効果がでるようにしている。抵抗のみの場合は、抵抗の発熱があり、また、伝送波形が歪む場合がある。
【００１４】
電源ケーブル３３にツイストペア電線やシールド付きツイストペア電線を使用することは、外来ノイズの除去、コモンモードノイズ耐量の向上に有効である。
【００１５】
（参考実施例１）
以上説明した図１の実施例は、１つの信号巻線２と２つの電源巻線３ａ−３ｂを有する検出器側変圧器１と、１つの信号巻線５と２つの電源巻線６ａ−６ｂを有するドライバー側変圧器４を備え、平衡伝送で信号を伝達する。モータ制御装置が良い環境に設置される場合は、不平衡伝送による信号伝達が可能である。図２は不平衡伝送の構成を示す。図２において、先行実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。図２の構成は、１つの信号巻線７２と１つの電源巻線７３を有する検出器側変圧器７１と、１つの信号巻線７５と１つの電源巻線７６を有するドライバー側変圧器７４を備え、不平衡伝送によって信号を伝達する。図２の構成は、図１の構成とくらべて小サイズかつ低コストである。
【００１６】
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例である。本実施例は図１に示す第１実施例に新たな構成を付加するものであるので、第１実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。本実施例のモータ制御装置は、モータドライバー３２のデコード回路２６とモータ位置検出器３１のエンコード回路２５の間で双方向に情報の伝達を行なう。
【００１７】
モータドライバー３２は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１１を有する送受信回路１８を使用することにより、モータ位置受信回路と制御信号送信回路の両方を備える。送受信回路１８は常時は受信モードであるが、デコード回路２６からの送信モード信号２６ａにより送信モードに切り替わる。デコード回路２６は、信号送信時は送信モード信号２６ａを出して送受信回路１８を送信モードにするが、信号送信が終了すると送信モード信号２６ａを消し、送受信回路１８は受信モードに戻る。
【００１８】
モータ位置検出器３１は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１０を有する送受信回路１７を使用することにより、モータ位置送信回路と制御信号信号受信回路の両方を備える。送受信回路１７は常時は受信モードであるが、エンコード回路２５からの送信モード信号２５ａにより送信モードに切り替わる。エンコード回路２５は、信号送信時は送信モード信号２５ａを出して送受信回路１７を送信モードにするが、信号送信が終了すると送信モード信号２５ａを消し、送受信回路１７は受信モードに戻る。
【００１９】
トランシーバ１０、１１は、双方向に差動入出力する回路であり、本実施例では市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。さらに、信号が反射するのを防止するため、電源ケーブル３３と検出器側変圧器１の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４９を線間に接続する。本実施例のモータ制御装置は、モータドライバー３２とモータ位置検出器３１の間で、モータ位置情報、検出器の動作状態情報、モータ固有の情報、制御用のパラメータなどさまざまな情報のやりとりが可能である。
【００２０】
以下に、モータ位置情報の伝達の１例を述べる。１）デコード回路２６は、図示しないタイマーが発する制御タイミングにしたがって、送信モード信号２６ａを出して送受信回路１８を送信モードに切り替え、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号１５を送受信回路１８に出力する、２）送受信回路１８は、検出器制御信号１５をドライバー側変圧器４の信号巻線５に送信する、送信が終了するとデコード回路２６は送信モード信号２６ａを消し、送受信回路１８は受信モードにもどる、３）検出器制御信号１５は、ドライバー側変圧器４の信号巻線５、電源巻線６ａ、６ｂ、電源ケーブル３３、検出器側変圧器１の電源巻線３ａ、３ｂ、および信号巻線２を通って送受信回路１７に受信される、送受信回路１７は受信した検出器制御信号１５をエンコード回路２５に送る、４）エンコード回路２５は、送信モード信号２５ａを出して送受信回路１７を送信モードに切り替え、その時点のシリアルなモータ位置情報を送受信回路１７に出力する、５）送受信回路１７は、シリアルなモータ位置情報を検出器側変圧器１の信号巻線２に送信する、送信が終了するとエンコード回路２５は送信モード信号２５ａを消し、送受信回路１７は受信モードにもどる、６）シリアルなモータ位置情報は、検出器側変圧器１の信号巻線２、電源巻線３ａ、３ｂ、電源ケーブル３３、ドライバー側変圧器４の電源巻線６ａ、６ｂ、および信号巻線５を通って送受信回路１８で受信される、送受信回路１８は受信したシリアルなモータ位置情報をデコード回路２６に送る、７）デコード回路２６は、シリアルなモータ位置情報をパラレルデータに変換し、モータ駆動回路２７に出力する、８）モータ駆動回路２７は、かくして得たモータ位置情報にもとづいてモータを制御する。
【００２１】
（第３実施例）
図４は、本発明のモータ制御装置の第３実施例である。先行実施例と同じ部材には同番号を付している。１対（２本）の電線７−７を有する電源ケーブル３３は、モータドライバー３２からモータ位置検出器３１へ電源を供給する。
【００２２】
モータ位置検出器３１では、検出器側チョークコイル４１の２つの巻線４０ａと４０ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源受け回路２２の間を接続して電源受け通路を構成する。また、電源供給回路２０はドライバー側の制御電源としてモータドライバー３２内の各制御回路に図示しない給電線を通して給電する。信号伝送用の２つの検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂはそれぞれ、一端を電源ケーブル３３と検出器側チョークコイル４１の間に結合する。結合コンデンサ４４ａ、４４ｂは、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きな容量を有する。検出器側チョークコイル４１は、伝送信号を電源受け回路２２と交流的に絶縁するように充分に大きなインダクタンスを有する。モータドライバー３２では、ドライバー側チョークコイル４３の２つの巻線４２ａ、４２ｂはそれぞれ、電源供給回路２０と電源ケーブル３３の間を接続して電源供給通路を構成する。信号伝送用の２つのドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂはそれぞれ、一端を電源ケーブル３３とドライバー側チョークコイル４３の間に結合する。結合コンデンサ４５ａ、４５ｂは、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きな容量を有する。ドライバー側チョークコイル４３は、伝送信号を電源供給回路２０と交流的に絶縁するように充分に大きなインダクタンスを有する。モータドライバー３２の電源供給回路２０は、ドライバー側チョークコイル４３、電源ケーブル３３、検出器側チョークコイル４１を通して電源受け回路２２に制御電源として例えば直流５Ｖ−０Ｖを供給する。電源受け回路２２は、供給された直流電圧をモータ位置検出器３１内の各制御回路に、図示しない給電線を通して給電する。
モータ位置検出器３１では、位置検出回路２４は、モータ９０の位置情報を構成するＡ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号、および３つのＣＳ信号の６つの信号をパラレルに出力する。エンコード回路２５は、上記パラレルなモータ位置情報をシリアルに変換する。すなわち、一定時間ごとの前記６つの信号を１つのシリアル情報にまとめて、１対の電線で伝送できるようにする。モータ位置送信回路１３は、ラインドライバー８により、シリアルなモータ位置情報を検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂへ差動形式で出力する。本実施例では、ラインドライバー８には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂに出力されたモータ位置情報は、検出器側チョークコイル４１によって電源受け回路２２へ流れるのを妨げられ、静電誘導作用によって電源ケーブルに重畳される。電源ケーブルを介してモータドライバー３２に達したモータ位置情報は、ドライバー側チョークコイル４３によって電源供給回路２０へ流れるのを妨げられる。ラインレシーバー９を有するモータ位置受信回路１４は、ドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂを通してモータ位置情報を受信する。デコード回路２６は、シリアルなモータ位置情報をパラレルに変換する。モータ駆動回路２７は、かくして得たパラレルなモータ位置情報にもとづいてモータを駆動する。。本実施例では、差動形式の入力を処理するラインレシーバー９には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。電源受け回路２２へのノイズ侵入を防止するために、検出器側チョークコイル４１と電源受け回路２２の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２９を線間に接続する。電源供給回路２０へのノイズ侵入を防止するために、ドライバー側チョークコイル４３と電源供給回路２０の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２８を線間に接続する。また、高速、高周波で信号を伝送する場合に支障となる伝送線間の信号の反射を防止するために、ドライバー側チョークコイル４３と電源ケーブル３３の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４８を線間に接続する。本実施例では、終端抵抗４８の抵抗値は、電源ケーブル３３の特性インピーダンスの値と同じ１００Ωである。但し、電源に直流電圧を用いているため、終端抵抗４８に直列にコンデンサを接続し、信号の交流成分のみに効果がでるようにしている。抵抗のみの場合は、抵抗の発熱があり、また、伝送波形が歪む場合がある。電源ケーブル３３にツイストペア電線やシールド付きツイストペア電線を使用することは、外来ノイズの除去、コモンモードノイズ耐量の向上に有効である。なお、チョークコイルの鉄心として、リング状のフェライトコアや角型の分割型フェライトコアが使用可能である。
【００２３】
（参考実施例２）
以上説明した図４の実施例は、２つの巻線４０ａ−４０ｂを有する検出器側チョークコイル４１、２つの巻線４２ａ−４２ｂを有するドライバー側チョークコイル４３、２つの検出器側結合コンデンサ４４ａ−４４ｂ、および２つのドライバー側結合コンデンサ４５ａ−４５ｂを有し、平衡伝送で信号を伝達する。モータ制御装置が良い環境に設置される場合は、不平衡伝送による信号伝達が可能である。図５は不平衡電送の構成を示す。図５において、先行実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。図５の構成は、１つの巻線８１を有する検出器側チョークコイル８０、１つの巻線８３を有するドライバー側チョークコイル８２、１つの検出器側結合コンデンサ８４、および１つのドライバー側結合コンデンサ８５、信号出力素子８を有するモータ位置送信回路１３、信号受信素子９を有するモータ位置受信回路１４を有し、不平衡伝送によって信号を伝達する。図５の構成は、図４の構成とくらべて小サイズかつ低コストである。
【００２４】
（第４実施例）
図６は、本発明の第４実施例である。本実施例は図４に示す第３実施例に新たな構成を付加するものであるので、第３実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。本実施例のモータ制御装置は、第２実施例と同様にモータドライバー３２とモータ位置検出器３１の間で双方向に情報の伝達ができる。
【００２５】
モータドライバー３２は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号をモータ位置検出器３１へ送信する制御信号送信回路をさらに備えている。具体的には、モータドライバー３２は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１１を有する送受信回路１８を使用することにより、モータ位置受信回路と制御信号送信回路の両方を備える。
【００２６】
モータ位置検出器３１は、制御信号送信回路をさらに備えている。具体的には、モータ位置検出器３１は、受信の両方が可能なトランシーバ１０を有する送受信回路１７を使用することにより、モータ位置送信回路と制御信号受信回路の両方を備える。
【００２７】
トランシーバ１０、１１は、双方向に差動入出力する回路であり、本実施例では市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。さらに、信号が反射するのを防止するため、電源ケーブル３３と検出器側チョークコイル４１の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４９を線間に接続する。送受信回路１８内の制御信号送信回路は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号１５を、ドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂに出力する。検出器制御信号１５は、電源ケーブル３３と検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂを経由して、送受信回路１７内の制御信号受信回路で受信される。
【００２８】
（第５実施例）
図７は、本発明のモータ制御装置の第５実施例である。先行実施例と同じ部材には同番号を付している。１対（２本）の電線７−７を有する電源ケーブル３３は、モータドライバー３２からモータ位置検出器３１へ電源を供給する。
【００２９】
モータ位置検出器３１では、検出器側チョークコイル４１の２つの巻線４０ａと４０ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源受け回路部２２の間を接続して電源受け通路を構成する。信号伝送用の２つの検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂはそれぞれ、一端を電源ケーブル３３と検出器側チョークコイル４１の間に結合する。結合コンデンサ４４ａ、４４ｂは、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きな容量を有する。検出器側チョークコイル４１は、伝送信号を電源受け回路２２と交流的に絶縁するように充分に大きなインダクタンスを有する。
モータドライバー３２では、ドライバー側変圧器４は信号巻線５と２つの電源巻線６ａ、６ｂを有する。２つの電源巻線６ａ、６ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源供給回路２０の間を接続して電源供給通路を構成する。また、電源供給回路２０はドライバー側の制御電源としてモータドライバー３２内の各制御回路に図示しない給電線を通して給電する。
【００３０】
ドライバー側変圧器４は、ドライバー側内回路基板に実装するため、１０ｍｍ角程度のＥ型分割フェライトコアとボビンから構成されたＳＭＤ（surfacemountedtype）タイプを使用し、前記ボビンに３本の電線を数回巻き付けた構成である。３本の電線のうち１本は信号巻線５、２本は電源巻線６ａ、６ｂである。信号巻線５は、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きなインダクタンスが必要である。信号巻線５のインダクタンスを増加させるために信号巻線の電線だけを他の２本の電線より巻数を多くする場合もある。本実施例では、電源巻線６ａ、６ｂの２本の電線は８回巻きであるが、信号巻線５の電線は１６回巻きとして、例えば伝送レート５Ｍｂｐｓのマンチェスター符号を使用した場合、実用上必要なレベルである４０μＨ程度のインダクタンスを確保している。
【００３１】
モータドライバー３２の電源供給回路２０は、ドライバー側変圧器４の電源巻線６ａ、６ｂ、電源ケーブル３３、検出器側チョークコイル４１を通して電源受け回路２２に制御電源として例えば直流５Ｖ−０Ｖを供給する。電源受け回路２２は、供給された直流電圧をモータ位置検出器３１内の各制御回路に、図示しない給電線を通して給電する。モータ位置検出器３１では、位置検出回路２４は、モータ９０の位置情報を構成するＡ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号、および３つのＣＳ信号の６つの信号をパラレルに出力する。エンコード回路２５は、上記パラレルなモータ位置情報をシリアルに変換する。すなわち、一定時間ごとの前記６つの信号を１つのシリアル情報にまとめて、１対の電線で伝送できるようにする。モータ位置送信回路１３は、ラインドライバー８により、シリアルなモータ位置情報を検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂへ差動形式で出力する。本実施例では、ラインドライバー８には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂに出力されたモータ位置情報は、検出器側チョークコイル４１によって電源受け回路２２へ流れるのを妨げられ、静電誘導作用によって電源ケーブルに重畳され、ドライバー側変圧器４の電源巻線６ａ、６ｂに伝達される。ラインレシーバー９を有するモータ位置受信回路１４は、ドライバー側変圧器４の信号巻線５を通してモータ位置情報を受信する。デコード回路２６は、シリアルなモータ位置情報をパラレルに変換する。モータ駆動回路２７は、かくして得たパラレルなモータ位置情報にもとづいてモータを駆動する。
【００３２】
本実施例では、差動形式の入力を処理するラインレシーバー９には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。
【００３３】
電源受け回路２２へのノイズ侵入を防止するために、検出器側チョークコイル４１と電源受け回路２２の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２９を線間に接続する。電源供給回路２０へのノイズ侵入を防止するために、ドライバー側変圧器４と電源供給回路２０の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２８を線間に接続する。また、高速、高周波で信号を伝送する場合に支障となる伝送線間の信号の反射を防止するために、ドライバー側変圧器４と電源ケーブル３３の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４８を線間に接続する。本実施例では、終端抵抗４８の抵抗値は、電源ケーブル３３の特性インピーダンスの値と同じ１００Ωである。但し、電源に直流電圧を用いているため、終端抵抗４８に直列にコンデンサを接続し、信号の交流成分のみに効果がでるようにしている。抵抗のみの場合は、抵抗の発熱があり、また、伝送波形が歪む場合がある。電源ケーブル３３にツイストペア電線やシールド付きツイストペア電線を使用することは、外来ノイズの除去、コモンモードノイズ耐量の向上に有効である。
【００３４】
なお、チョークコイルの鉄心として、リング状のフェライトコアや角型の分割型フェライトコアが使用可能である。
【００３５】
（参考実施例３）
以上説明した図７の実施例は、２つの巻線４０ａ−４０ｂを有する検出器側チョークコイル４１、２つの検出器側結合コンデンサ４４ａ−４４ｂ、および１つの信号巻線５と２つの電源巻線６ａ−６ｂを有するドライバー側変圧器４を備え、平衡伝送で信号を伝達する。モータ制御装置が良い環境に設置される場合は、不平衡伝送による信号伝達が可能である。図８は不平衡電送の構成を示す。図８において、先行実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。図８の構成は、１つの巻線８１を有する検出器側チョークコイル８０、１つの検出器側結合コンデンサ８４、信号出力素子８を有するモータ位置送信回路１３、および１つの信号巻線７５と１つの電源巻線７６を有するドライバー側変圧器７４を備え、不平衡伝送によって信号を伝達する。図８の構成は、図７の構成とくらべて小サイズかつ低コストである。
【００３６】
（第６実施例）
図９は、本発明の第６実施例である。本実施例は図７に示す第５実施例に新たな構成を付加するものであるので、第５実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。本実施例のモータ制御装置は、第２実施例と同様にモータドライバー３２とモータ位置検出器３１の間で双方向に情報の伝達ができる。
【００３７】
モータドライバー３２は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号をモータ位置検出器３１へ送信する制御信号送信回路をさらに備えている。具体的には、モータドライバー３２は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１１を有する送受信回路１８を使用することにより、モータ位置受信回路と制御信号送信回路の両方を備える。モータ位置検出器３１は、制御信号受信回路をさらに備えている。具体的には、モータ位置検出器３１は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１０を有する送受信回路１７を使用することにより、モータ位置送信回路と制御信号受信回路の両方を備える。
トランシーバ１０、１１は、双方向に差動入出力する回路であり、本実施例では市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。さらに、信号が反射するのを防止するため、電源ケーブル３３と検出器側チョークコイル４１の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４９を線間に接続する。送受信回路１８内の制御信号送信回路は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号１５を、ドライバー側変圧器４の信号巻線５に出力する。検出器制御信号１５は、電源ケーブル３３と検出器側結合コンデンサ４４ａ、４４ｂを経由して、送受信回路１７内の制御信号受信回路で受信される。
（第７実施例）
図１０は、本発明のモータ制御装置の第７実施例である。先行実施例と同じ部材には同番号を付している。１対（２本）の電線７−７を有する電源ケーブル３３は、モータドライバー３２からモータ位置検出器３１へ電源電圧を供給する。
【００３８】
モータ位置検出器３１では、検出器側変圧器１は信号巻線２と２つの電源巻線３ａ、３ｂを有する。２つの電源巻線３ａ、３ｂはそれぞれ、電源ケーブル３３と電源受け回路２２の間を接続して電源受け通路を構成する。
【００３９】
検出器側変圧器１は、検出器側内回路基板に実装するため、１０ｍｍ角程度のＥ型分割フェライトコアとボビンから構成されたＳＭＤ（surfacemountedtype）タイプを使用し、前記ボビンに３本の電線を数回巻き付けた構成である。３本の電線のうち１本は信号巻線２、２本は電源巻線３ａ、３ｂである。信号巻線２は、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きなインダクタンスが必要である。信号巻線２のインダクタンスを増加させるために信号巻線の電線だけを他の２本の電線より巻数を多くする場合もある。本実施例では、電源巻線３ａ、３ｂの２本の電線は８回巻きであるが、信号巻線２の電線は１６回巻きとして、例えば伝送レート５Ｍｂｐｓのマンチェスター符号を使用した場合、実用上必要なレベルである４０μＨ程度のインダクタンスを確保している。
【００４０】
モータドライバー３２では、ドライバー側チョークコイル４３の２つの巻線４２ａ、４２ｂはそれぞれ、電源供給回路２０と電源ケーブル３３の間を接続して電源供給通路を構成する。また、電源供給回路２０はドライバー側の制御電源としてモータドライバー３２内の各制御回路に図示しない給電線を通して給電する。信号伝送用の２つのドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂはそれぞれ、一端を電源ケーブル３３とドライバー側チョークコイル４３の間に結合する。結合コンデンサ４５ａ、４５ｂは、伝送信号中の最長パルスが伝送できるように充分に大きな容量を有する。ドライバー側チョークコイル４３は、伝送信号を電源供給回路２０と交流的に絶縁するように充分に大きなインダクタンスを有する。
【００４１】
モータドライバー３２の電源供給回路２０は、ドライバー側チョークコイル４３、電源ケーブル３３、検出器側変圧器１の電源巻線３ａ、３ｂを通して電源受け回路２２に制御電源として例えば直流５Ｖ−０Ｖを供給する。電源受け回路２２は、供給された直流電圧をモータ位置検出器３１内の各制御回路に、図示しない給電線を通して給電する。
【００４２】
モータ位置検出器３１では、位置検出回路２４は、モータ９０の位置情報を構成するＡ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号、および３つのＣＳ信号の６つの信号をパラレルに出力する。エンコード回路２５は、上記パラレルなモータ位置情報をシリアルに変換する。すなわち、一定時間ごとの前記６つの信号を１つのシリアル情報にまとめて、１対の電線で伝送できるようにする。モータ位置送信回路１３は、ラインドライバー８により、シリアルなモータ位置情報を検出器側変圧器１の信号巻線２へ差動形式で出力する。本実施例では、ラインドライバー８には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。検出器側変圧器１の信号巻線２に出力されたモータ位置情報は、変圧器作用によって電源巻線３ａ、３ｂに伝わり、電源電圧と重畳され、電源ケーブル３３を通ってモータドライバー３２に伝送される。
【００４３】
モータドライバー３２では、ラインレシーバー９を有するモータ位置受信回路１４は、ドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂを通してモータ位置情報を受信する。デコード回路２６は、シリアルなモータ位置情報をパラレルに変換する。モータ駆動回路２７は、かくして得たパラレルなモータ位置情報にもとづいてモータを駆動する。本実施例では、差動形式の入力を処理するラインレシーバー９には市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。電源受け回路２２へのノイズ侵入を防止するために、モータ位置検出器３１の電源受け回路２２と検出器側変圧器１の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２９を線間に接続する。また、電源供給回路２０へのノイズ侵入を防止するために、モータドライバー３２の電源供給回路２０とドライバー側チョークコイル４３の間で、１０〜１００μＦ程度のコンデンサ２８を線間に接続する。
【００４４】
高速、高周波で信号を伝送する場合に支障となる伝送線間の信号の反射を防止するために、電源ケーブル３３とドライバー側チョークコイル４３の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４８を線間に接続する。本実施例では、終端抵抗４８の抵抗値は、電源ケーブル３３の特性インピーダンスの値と同じ１００Ωである。但し、電源に直流電圧を用いているため、終端抵抗４８に直列にコンデンサを接続し、信号の交流成分のみに効果がでるようにしている。抵抗のみの場合は、抵抗の発熱があり、また、伝送波形が歪む場合がある。
【００４５】
電源ケーブル３３にツイストペア電線やシールド付きツイストペア電線を使用することは、外来ノイズの除去、コモンモードノイズ耐量の向上に有効である。
【００４６】
なお、チョークコイルの鉄心として、リング状のフェライトコアや角型の分割型フェライトコアが使用可能である。
【００４７】
（参考実施例４）
以上説明した図１０の実施例は、１つの信号巻線２と２つの電源巻線３ａ−３ｂを有する検出器側変圧器１、２つの巻線４２ａ−４２ｂを有するドライバー側チョークコイル４３、および２つのドライバー側結合コンデンサ４５ａ−４５ｂを備え、平衡伝送で信号を伝達する。モータ制御装置が良い環境に設置される場合は、不平衡伝送による信号伝達が可能である。図１１は不平衡電送の構成を示す。図１１において、先行実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。図１１の構成は、１つの信号巻線７２と１つの電源巻線７３を有する検出器側変圧器７１、１つの巻線８３を有する検出器側チョークコイル８２、および１つのドライバー側結合コンデンサ８５、信号受信回路９を有するモータ位置受信素子１４を備え、不平衡伝送によって信号を伝達する。図１１の構成は、図１０の構成とくらべて小サイズかつ低コストである。
【００４８】
（第８実施例）
図１２は、本発明の第８実施例である。本実施例は図１０に示す第７実施例に新たな構成を付加するものであるので、第７実施例と同じ部材には同番号を付して説明を省略する。本実施例のモータ制御装置は、第２実施例と同様にモータドライバー３２とモータ位置検出器３１の間で双方向に情報の伝達ができる。
【００４９】
モータドライバー３２は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号をモータ位置検出器３１へ送信する制御信号送信回路をさらに備えている。具体的には、モータドライバー３２は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１１を有する送受信回路１８を使用することにより、モータ位置受信回路と制御信号送信回路の両方を備える。モータ位置検出器３１は、制御信号受信回路をさらに備えている。具体的には、モータ位置検出器３１は、送信と受信の両方が可能なトランシーバ１０を有する送受信回路１７を使用することにより、モータ位置送信回路と制御信号受信回路の両方を備える。
【００５０】
トランシーバ１０、１１は、双方向に差動入出力する回路であり、本実施例では市販のインターフェイス用ＩＣを使用している。さらに、信号が反射するのを防止するため、電源ケーブル３３と検出器側変圧器１の間で、電源ケーブル３３の特性インピーダンスと同じ抵抗値を有する終端抵抗４９を線間に接続する。送受信回路１８内の制御信号送信回路は、モータ位置情報を要求するための検出器制御信号１５を、ドライバー側結合コンデンサ４５ａ、４５ｂに出力する。検出器制御信号１５は、電源ケーブル３３と検出器側変圧器１の信号巻線２を経由して、送受信回路１７内の制御信号受信回路で受信される。
【００５１】
【発明の効果】
モータ位置検出器とモータドライバーの間を接続する電線の本数を最少の２本にしているので、接続電線の本数に比例的な故障、コネクターの接触不良など、が少ない。また、モータを設置する手間が減少するので、本発明のモータ制御装置は、多くの用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例中の平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図２】  本発明の参考実施例１中の不平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図３】  本発明の第２実施例のモータ制御装置を示す図
【図４】  本発明の第３実施例中の平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図５】  本発明の参考実施例２中の不平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図６】  本発明の第４実施例のモータ制御装置を示す図
【図７】  本発明の第５実施例中の平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図８】  本発明の参考実施例３中の不平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図９】  本発明の第６実施例のモータ制御装置を示す図
【図１０】  本発明の第７実施例中の平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図１１】  本発明の参考実施例４中の不平衡伝送タイプのモータ制御装置を示す図
【図１２】  本発明の第８実施例のモータ制御装置を示す図
【図１３】  従来のモータ制御装置を示す図
【図１４】  従来のモータ制御装置のモータ駆動回路の詳細を示す図
【符号の説明】
３１  モータ位置検出器
３２  モータドライバー
３３  電源ケーブル
【図１】
0003702828.tif 000002
【図２】
0003702828.tif 000003
【図３】
0003702828.tif 000004
【図４】
0003702828.tif 000005
【図５】
0003702828.tif 000006
【図６】
0003702828.tif 000007
【図７】
0003702828.tif 000008
【図８】
0003702828.tif 000009
【図９】
0003702828.tif 000010
【図１０】
0003702828.tif 000011
【図１１】
0003702828.tif 000012
【図１２】
0003702828.tif 000013
【図１３】
0003702828.tif 000014
【図１４】
0003702828.tif 000015