(57)【要約】【課題】  単純な構造で回転速度センサや回転速度センサの出力信号を伝送するための信号伝送回線の異常を検出できること。【解決手段】  回転ディスクに相ごとに対応付けられた同心円状に小孔が設けられ、該小孔の通過光によって、回転位置や回転速度を検出可能な回転速度信号を生成して出力する回転検出手段を有する回転速度センサであって、回転ディスクは２相以上の回転速度信号に対応する小孔を有すると共に、各相の回転速度信号に対して予め定められた論理関係により一意に決定できる冗長信号用の小孔を有し、回転検出手段は該冗長信号用の小孔の通過光によって生成された故障監視用信号を出力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ディスクに同心円状に小孔が設けられ、該小孔の通過光によって、回転位置や回転速度を検出可能な回転速度信号を生成して出力する回転検出手段を有する回転速度センサであって、
前記回転ディスクは２相以上の回転速度信号に対応する小孔を有すると共に、各相の回転速度信号に対して予め定められた論理関係により一意に決定できる冗長信号用の小孔を有し、前記回転検出手段は該冗長信号用の小孔の通過光によって生成された故障監視用信号を出力することを特徴とする回転速度センサ。
【請求項２】
前記冗長信号は、各相の回転速度信号の排他的論理和に相当する信号であることを特徴とする請求項１に記載の回転速度センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転速度センサにおいて、前記回転ディスクは一部分に回転の基準位置を含む基準区間を有し、前記回転検出手段は、前記基準区間以外の範囲においては前記回転速度信号の排他的論理和を前記故障監視用信号として出力し、前記基準区間においては前記回転速度信号の排他的論理和の反転信号を前記故障監視用信号として出力することを特徴とする回転速度センサ。
【請求項４】
請求項１または２に記載の回転速度センサにおいて、前記回転ディスクは一部分に回転の基準位置を含む基準区間を有し、前記回転検出手段は、前記基準区間以外の範囲においては前記回転速度信号の排他的論理和の反転信号を前記故障監視用信号として出力し、前記基準区間においては前記回転速度信号の排他的論理和を前記故障監視用信号として出力することを特徴とする回転速度センサ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の回転速度センサにおいて、前記基準区間の幅を前記回転速度信号の繰り返し周期に相当する区間の幅に対しN−1/4(Nは整数)倍とすることを特徴とする回転速度センサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転速度センサにおいて、さらに、前記回転速度信号と前記故障監視用信号との論理関係に基づいて故障の有無を判定する自己診断手段を備えたことを特徴とする回転速度センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の回転速度センサにおいて、前記自己診断手段は、故障なしと判定した場合にのみ前記回転速度信号の出力を許可することを特徴とする回転速度センサ。
【請求項８】
請求項６または７に記載の回転速度センサにおいて、さらに、回転速度の高低を判定する速度判定手段を備え、当該速度判定手段が予め定められた所定の値よりも低い回転速度であると判定しかつ前記自己診断手段が故障なしと判定した場合に低回転速度状態であることを示す低回転速度信号を出力することを特徴とする回転速度センサ。
【請求項９】
前記低回転速度信号として、低回転状態か否かを判定するための前記所定の値よりも長い周期の交流信号を使用することを特徴とする請求項８に記載の回転速度センサ。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転速度センサを用いて電動機の回転速度の監視を行う装置であって、信号伝送回線を介して前記回転速度センサから送られてくる前記回転速度信号と前記故障監視用信号を入力し、当該入力した回転速度信号と故障監視用信号とが前記予め定められた論理関係にある場合には故障なしと判定する故障監視手段を備えたことを特徴とする回転速度の監視装置。
【請求項１１】
請求項３または４に記載の回転速度センサを用いて電動機の回転速度の監視を行う装置であって、
信号伝送回線を介して前記回転速度センサから送られてくる前記回転速度信号と前記故障監視用信号を入力し、当該入力した回転速度信号と故障監視用信号とが前記予め定められた論理関係にある場合には故障なしと判定すると共に、前記回転速度信号と前記故障監視用信号の遷移過程から前記基準区間を特定する故障監視手段を備えたことを特徴とする回転速度の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータやサーボアンプなどの電力変換器から供給される電力により駆動される電動機の回転状態を検出して、優れた安全機能を実現することのできる回転速度センサおよび回転速度の監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化の必要性からインバータやサーボアンプなど電動機を可変速駆動する電力変換器の普及が進んでいる。一方、エレベータや回転ドアの事故などが社会問題化しており、電気・機械機器の異常動作が人体に大きな影響を与える場合があるので、特に装置の異常を監視して、異常検出時には安全かつ確実に機器を停止させる機能が重要になる。
【０００３】
電動機については、運転可能範囲を定めた安全機能の条件から逸脱していることを検出して安全に減速・停止させる必要がある。この検出方法として、回転速度センサを用いて回転速度を監視するという方法が一般に採られている。
【０００４】
しかし、回転速度センサによって電動機の回転速度の監視を行う場合は、使用する回転速度センサの故障についても考慮する必要がある。すなわち、電動機が停止または速度制限されているために回転速度センサの出力信号が変化しないのか、回転速度センサの故障あるいは出力信号を伝送する信号伝送回線の異常のために出力信号が変化していないのかを正確に判別しなければならない。
【０００５】
回転速度センサの故障を検出する技術として、例えば、特許文献１に記載の回転速度センサでは、３系統以上のセンサ出力を用い出力信号のパルスパターンやパルスパターンの変移からセンサの故障を検出している。
【０００６】
また、特許文献２に記載の回転速度センサでは、センサ出力にアナログ値を用い出力信号のピーク値の大小によりセンサの故障を検出している。また、正常動作時にはセンサ出力が電源やＧＮＤと異なる電圧値となっていることを利用し、出力端子が電源やＧＮＤの電位に固定している場合をセンサ出力端子や信号伝送回線の短絡故障・開放故障として検出するという技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１８４７７４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６６７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の技術では、回転速度センサの故障を検出するために、回転速度センサの複数使用、回転速度センサの出力端子数の増加による冗長化、あるいは回転速度センサのアナログ化等を行う必要がある。このため、装置が複雑化し、さらに部品点数の増加により装置のコストが上がるという問題がある。
【０００９】
本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、単純な構造で回転速度センサや回転速度センサの出力信号を伝送する信号伝送回線の異常を検出することのできる回転速度センサおよび回転速度の監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る回転速度センサは、回転ディスクに回転速度信号の相ごとに対応付けられた同心円状に小孔が設けられ、該小孔の通過光によって、回転位置や回転速度を検出可能な回転速度信号を生成して出力する回転検出手段を有する回転速度センサであって、回転ディスクは２相以上の回転速度信号に対応する小孔を有すると共に、各相の回転速度信号に対して予め定められた論理関係により一意に決定できる冗長信号用の小孔を有し、回転検出手段は該冗長信号用の小孔の通過光によって生成された故障監視用信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、冗長信号として各相の回転速度信号の排他的論理和に相当する信号を用いるようにすると良い。これにより、単純な構成で冗長信号を生成することができる。
【００１２】
本発明では、たとえばA/B相式のインクリメンタル型の回転速度センサについて、回転速度信号(A相，B相)を出力する回転検出手段とは別に故障監視用信号の出力手段を設ける。この故障監視用信号の出力手段は、A相信号とB相信号のEXOR(排他的論理和)に相当する信号(A^B相出力信号)を出力する。回転速度センサ内部の自己診断部や外部の故障監視部は、この回転速度信号(A相，B相)と故障監視用信号の論理関係が一致する場合に故障検知の対象範囲に故障がないと判定する。故障検知の対象範囲は、監視機能の位置によって異なるが、例えば自己診断部は、発光部、回転ディスク、受光部からなる回転速度検出部が対象範囲となり、故障監視部は、さらに信号伝送回線を含めた範囲が対象範囲となる。
【００１３】
また、本発明に係る回転速度センサでは、回転ディスクは一部分に回転の基準位置を含む基準区間を有し、回転検出手段は、基準区間以外の範囲においては回転速度信号の排他的論理和を故障監視用信号として出力し、基準区間においては回転速度信号の排他的論理和の反転信号を故障監視用信号として出力することを特徴とする。
【００１４】
なお、この回転検出手段は、基準区間以外の範囲で回転速度信号の排他的論理和の反転信号を故障監視用信号として出力し、基準区間で回転速度信号の排他的論理和を故障監視用信号として出力するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る回転速度の監視装置は、信号伝送回線を介して回転速度センサから送られてくる回転速度信号と故障監視用信号を入力し、当該入力した回転速度信号と故障監視用信号とが予め定められた論理関係にある場合には故障なしと判定すると共に、回転速度信号と故障監視用信号の遷移過程（状態遷移）から基準区間を特定する故障監視手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、基準区間の幅を回転速度信号の繰り返し周期に相当する区間の幅に対しN−1/4(Nは整数)倍とするのがよい。
【００１７】
本発明では、例えばA/B/Z相式のインクリメンタル型の回転速度センサについて、Z相の回転検出手段に故障監視用信号の出力手段としての機能を持たせる。Z相の回転検出手段は、A相信号とB相信号とZ相信号のEXOR(排他的論理和)に相当する信号(A^B^Z相出力信号)を出力する。故障監視部や自己診断部では、回転速度信号(A相，B相,Z相)の論理関係が一致する場合に対象範囲の故障がないと判定し、論理関係が一致しない場合には故障ありと判定する。
【００１８】
本発明によれば、回転速度センサおよび信号伝送回線の故障を確実に検出でき、信号伝送用の回線数を低減することにより装置コストを低減することができる。特に、回転ディスクの基準位置を示すZ相を利用して冗長信号用の小孔を設け、回転速度信号と故障監視用信号の遷移過程から基準位置を含む基準区間を特定することにより、冗長信号作成のための発光部、受光部の素子の増加を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明に係る回転速度センサは、さらに、回転速度の高低を判定する速度判定手段を備え、当該速度判定手段が予め定められた所定の値よりも低い回転速度であると判定しかつ自己診断手段が故障なしと判定した場合に低回転速度状態であることを示す低回転速度信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、低回転速度信号として、低回転状態か否かを判定するための所定の値よりも長い周期の交流信号を使用することにより、信号の短絡や混触等を正確に検出することができる。
【００２１】
本発明によれば、停止状態などの低回転速度状態であっても回転速度センサおよび信号伝送回線の故障を確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、回転ディスクに冗長信号用の小孔を設け、この信号を用いて回転速度信号との論理関係が正常か否かを判定するので、単純な構造で回転速度センサの異常を検出することができる。
【００２３】
特に、回転速度信号と故障監視用信号の遷移過程から回転ディスクの基準区間を特定し、基準区間と基準区間以外で冗長信号の論理を反転させることにより、冗長信号作成のための発光部、受光部の素子の増加や信号伝送用の回線数を抑制して、精度の高い故障検出が可能となる。
【００２４】
さらに、電動機の低回転状態検出時に出力される低回転速度信号として、低回転状態か否かを判定するための設定値よりも長い周期の交流信号を使用することにより、信号の短絡や混触等を確実に区別して低回転状態を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による回転速度の監視装置の機能ブロック図である。
【図２】図１の回転速度検出部４の構成図である。
【図３】図１の故障監視部８の一実施例による回路構成図である。
【図４】図１の故障監視部８の他の実施例による構成の状態遷移図である。
【図５】第１の実施の形態において故障が無い場合の動作波形図である。
【図６】第１の実施の形態において故障が有る場合の動作波形図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による回転速度の監視装置の機能ブロック図である。
【図８】図７の回転速度センサ１６の回路構成図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態による回転速度の監視装置の機能ブロック図である。
【図１０】図９の回転速度の監視装置の動作波形図である。
【図１１】図９の回転ディスク８５の小孔の配置例である。
【図１２】図９の自己診断部７と故障監視部８の状態遷移の説明図である。
【図１３】第３の実施の形態において故障が無く基準区間を通過するときの動作波形図である。
【図１４】第３の実施の形態において故障が無く基準区間近傍で反転するときの動作波形図である。
【図１５】第３の実施の形態において故障が発生した場合の動作波形図である。（その１）
【図１６】第３の実施の形態において故障が発生した場合の動作波形図である。（その２）
【図１７】第３の実施の形態において故障が発生した場合の動作波形図である。（その３）
【図１８】第３の実施の形態において故障が発生した場合の動作波形図である。（その４）
【図１９】第３の実施の形態において故障が発生した場合の動作波形図である。（その５）
【図２０】本発明の第４の実施の形態による回転速度の監視装置の機能ブロック図である。
【図２１】図２０の自己診断部７と故障監視部８の状態遷移の説明図である。
【図２２】図２０の比較部６の実施例１による回路構成例である。
【図２３】図２０の比較部６の実施例２による回路構成例である。
【図２４】図２０の比較部６の実施例３による回路構成例である。
【図２５】図２０の比較部６の実施例４による回路構成例である。
【図２６】第４の実施の形態において故障が無い場合の動作波形図である。
【図２７】第４の実施の形態において故障が有る場合の動作波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は第１の実施の形態による回転速度の監視装置（以下、単に「監視装置」という。）の機能ブロック図である。
【００２７】
図１において、監視装置１は、電動機の回転速度を検知する回転速度センサ(Encoder)１６、回転速度センサ１６から出力される回転速度信号や監視信号を伝送する信号伝送回線(Cable)１７、および監視信号によって異常を検知して出力する異常検出部（PowerAMP）１８から構成されている。図１において、Mは基準電位、Vccは電源を示している。    
【００２８】
また、回転速度センサ１６は、電動機の回転速度を検出して電動機の回転位置に応じた回転速度信号を出力する回転速度検出部４を備えている。この回転速度検出部４は、発光部８４、回転ディスク８５、および受光部８６を有し、受光部８６の出力回路を構成するトランジスタ３１〜３６の対ごとに、接続されている電動機の回転位置(回転ディスクの位置)に応じた回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)を出力する。
【００２９】
ここで、回転速度信号(A，B)は、回転速度検出部４から出力されるＡ相，Ｂ相の各出力信号を意味し、故障監視用信号(A^B)は、Ａ相，Ｂ相の出力信号の排他的論理和（EXOR）の出力信号を意味する。
【００３０】
故障監視部８は、信号伝送回線１７を介して伝達される回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係から回転速度センサ１６や信号伝送回線１７に故障がないと判定した場合に故障なし信号(non Fault)を出力する。
【００３１】
図２に、図１の回転速度検出部４の構成を示す。発光部８４から発せられた光は回転ディスク８５に配置された小孔（穴）８５ａを通り受光部８６に達する。回転ディスク８５には、２相の回転速度信号(A，B)とこれらの回転速度信号(A，B)に対応した故障監視用信号(A^B)が出力されるように発光部８４からの照射光通過用の小孔が設けられている。なお、小孔８５ａを光が通過し受光部８６がこの光を検知した場合は‘Ｈ’レベルを出力し、光が通過せず受光部８６が光を検知しなし場合は‘Ｌ’レベルを出力する。図２では、回転ディスク８５の外周から回転中心への直線上に信号(A，B)とこれに対応する信号(A^B)の関係になるように各相の小孔が配置されている。受光部８６は、Ａ相，Ｂ相，Ａ^Ｂ相の受光部８６の光検知結果に基づいて、回転速度信号(A，B)や故障監視用信号(A^B)として出力回路のトランジスタ３１〜３６を通して‘Ｈ’，‘Ｌ’を出力する。
【００３２】
発光部８４の各相に対応する発光素子も回転ディスク８５の回転中心から直線上に配置されているので、受光部８６は、任意の受光タイミングで常にＡ相，Ｂ相，Ａ^Ｂ相を正しい論理で受光することができる。    
【００３３】
図３に、図１の故障監視部８の回路構成例を示す。この図において、ＥＸＯＲ回路８１は回転速度信号のＡ相とＢ相の排他的論理和を演算する。ＥＸＮＯＲ回路８２は、故障監視用信号(A^B)とＥＸＯＲ回路８１の出力を比較して、一致している場合には‘Ｈ’を出力し、一致しない場合には‘Ｌ’を出力する。故障監視用信号(A^B)は、上記の構成によって回転速度信号のＡ相とＢ相の排他的論理和に相当する信号が出力されるようになっているので、故障監視部８では、この論理関係が一致する場合を故障なしと判定することができる。
【００３４】
以上より、ＥＸＮＯＲ回路８２の出力を故障なし信号(non Fault)として利用することで回転速度センサ１６や信号伝送回線１７の故障を監視することができる。
【００３５】
次に図５に故障がない場合の動作波形例、図６に故障がある場合の動作波形例を示す。なお、図５，図６において、ＥＸＯＲ８１はＥＸＯＲ回路８１の出力波形を示している。
【００３６】
図５において、故障監視用信号(A^B)とＥＸＯＲ８１は同一の波形形状となっている。故障監視部８は、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係が一致していることから正常に動作していると判定し、故障なし信号(non Fault)として‘Ｈ’を出力する。
【００３７】
図６は、回転速度センサの故障により回転速度信号のＡ相出力が‘Ｈ’に固定されている場合を想定した動作波形である。動作波形の後半でＡ相が故障し、故障監視用信号(A^B)とＥＸＯＲ８１が異なる波形形状となっている。故障監視部８は、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係が一致しないことから故障と判断し、故障なし信号(non Fault)として‘Ｌ’を出力する。
【００３８】
図４は、図１の故障監視部８の他の回路構成例である。図４において、円は回転速度信号(A，B)と故障監視信号(A^B)の組合せに対応する状態、各円を結ぶ実線矢印は正転時の状態遷移、破線矢印は逆転時の状態遷移、故障状態（Fault）へ向かう点線矢印は故障時の状態遷移をそれぞれ示している。回転速度センサ１６に故障がない場合は、回転速度信号(A，B)と故障監視信号(A^B)の組合せにより実線矢印や破線矢印に従った状態遷移を行う。実線矢印や破線矢印で記載した状態遷移以外の信号の組合せが発生した場合には、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係が一致しないと判定する。故障監視部８は、故障状態(Fault)に遷移した場合には、故障なし信号(non Fault)として‘Ｌ’を出力し、故障状態(Fault)にない場合には、故障なし信号(non Fault)として‘Ｈ’を出力する。
【００３９】
以上より、故障監視部８は、入力信号の組合せや切換わりパターンが論理的に一致しないことを検知することにより回転速度センサ１６や信号伝送回線１７の故障を検出することができる。動作波形は図５，図６と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
次に本発明の第２の実施の形態を図７，図８を用いて説明する。
図７は、第２の実施の形態による監視装置１の機能ブロック図である。図１との違いは、回転速度センサ１６に自己診断部７を追加して、自己診断結果により故障なし信号(non Fault)を出力し、異常検出部１８では、信号伝送回線１７を介して送られてきた故障なし信号(non Fault)と故障監視部８から出力される故障なし信号(non Fault)との論理積を演算するＡＮＤ回路９を追加していることである。
【００４１】
なお、図７，図８に示す回転速度検出部４の発光部８４から自己診断部７へ出力されるＯｐｔＯＫ信号は発光部８４に故障がないことを示す信号である。また図８のFlg(non Fault(1)，(2))は受光部に故障がないことを示す信号である。その他、第１の実施の形態と同じ要素については同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
自己診断部７は、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係から回転速度センサ１６に故障がないと判定した場合に故障なし信号(non Fault)を出力する。自己診断部７は、図３および図４で説明した故障検出原理により回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係を比較することで回転速度センサの故障を診断する。
【００４３】
自己診断部７は、回転速度センサ１６に故障がないと判定すると故障なし信号(non Fault)として‘Ｈ’を出力し、故障があると判定すると‘Ｌ’を出力する。これにより、故障監視部８の有無に関わらず、自己診断部７により回転速度センサ１６の故障を個別に検出することができる。
【００４４】
異常検出部１８側のＡＮＤ回路９は、自己診断部７が出力する故障なし信号(non Fault)と故障監視部８が出力する故障なし信号(non Fault)の両方が‘Ｈ’である場合のみ‘Ｈ’レベルを出力する。異常検出部１８側では、自己診断部７と故障監視部８とＡＮＤ回路９の出力を比較することで故障の発生箇所を調査することができる。例えば、自己診断部７の出力が‘Ｈ’故障監視部８の出力が‘Ｌ’であれば、信号伝送回線１７が故障していること判定できる。
【００４５】
図８は、図３で説明した故障診断回路に加えて、発光部の故障診断部２０と受光部出力の故障診断部４０を追加した回路構成例である。図８では、Ａ相を中心に記載しているが、他の相についても同様の回路構成になっている。図８において、発光部８４は、インピーダンス素子１１，１３と発光素子１２，１４を有し、インピーダンス素子１１，１３の一端は電源Ｖｃｃと繋がり、他端は夫々発光素子１２，１４のアノード側に繋がっている。発光素子１２，１４のカソード側は、基準電位（グランド）Ｍに繋がっている。
また、回転速度センサ１６の信号出力部の過電流を防止するために、受光部３の外部で、Ａ相，Ｂ相，Ｚ相の信号線にそれぞれインピーダンス素子３７〜３９が直列に挿入されている。なお、インピーダンス素子３７〜３９は回転速度センサ１６、信号伝送回線１７、または異常検出部１８のいずれに設けても良く、また、複数個の組合せを用いることも可能である。
【００４６】
図８において、ＥＸＯＲ８１とＥＸＮＯＲ８２は、図３と同様の方法で故障を診断する。故障がないと判定した場合には出力(Flg(non fault(1))に‘Ｈ’を出力し、故障があると判断した場合には出力(Flg(non fault(1))に‘Ｌ’を出力する。
【００４７】
発光部８４の故障診断部２０は、発光部８４の故障を検出する回路である。発光部８４の故障診断部２０は、インピーダンス素子２１〜２３で生成する基準電圧と発光素子１２，１４のアノード側端子電圧を比較器２４〜２７で比較する。故障診断部２０は、端子電圧が正常な範囲内である場合にはＡＮＤ回路２８，２９から発光部８４に故障がないことを示す信号(OptOK)として‘Ｈ’レベルを出力する。一方、端子電圧が正常範囲外の場合には、発光部８４に故障が無いことを示す信号(OptOK)として‘Ｌ’レベルを出力する。
【００４８】
受光部８６の出力信号を監視する故障診断部４０は、受光部８６の出力端における電圧がトランジスタ３１〜３６の電圧降下(MOSFETの場合は内部抵抗)とインピーダンス素子３７〜３９の分圧比で決まる端子電圧と等しいか否かを判定することで受光部８６の故障を検出する。
【００４９】
故障診断部４０では、インピーダンス素子４１〜４３で生成する‘Ｈ’レベルの基準電圧と回転速度信号(A，B，A^B)の出力電圧とを比較器４６，４７で比較し、出力電圧が正常な範囲内である場合にＡＮＤ回路５０が‘Ｈ’レベルを出力する。また、インピーダンス素子４３〜４５で生成する‘Ｌ’レベルの基準電圧と回転速度信号(A，B，A^B)の出力電圧とを比較器４８，４９で比較し、出力電圧が正常な範囲内である場合にＡＮＤ回路５１が‘Ｈ’レベルを出力する。ＡＮＤ回路５０とＡＮＤ回路５１の出力は、ＯＲ回路５２へ入力される。ＯＲ回路５２は、ＡＮＤ回路５０，５１のいずれか一方が‘Ｈ’レベルである場合に‘Ｈ’レベルを出力する。
【００５０】
また、ダイオード５３、コンデンサ５４、およびインピーダンス素子５５を図８のように接続することにより遅延回路を構成する。ＯＲ回路５２の出力と、遅延回路を経由した信号は、夫々ＯＲ回路５６へ入力され、回転速度信号(A，B，A^B)の立上り時間(Ｌ→Ｈ)や立下り時間(Ｈ→Ｌ)がコンデンサ５４とインピーダンス素子５５の時定数で決まる期間内に完了するか否かを判定する。回転速度信号(A，B，A^B)の立上り時間と立下り時間変化が設定期間内に完了する場合には、受光部出力の故障診断部４０の出力(Flg(non fault(2)))が‘Ｈ’レベルを維持し、回転速度信号の立上り時間と立下り時間が設定期間内に完了しない場合や回転速度信号(A，B，A^B)の出力電圧が基準電圧の範囲を逸脱した場合には、受光部出力の故障診断部４０の出力(Flg(non fault(2))が‘Ｌ’レベルとなる。
【００５１】
ＡＮＤ回路５９は、各故障診断部の故障なし信号、すなわち、ＡＮＤ回路５８から出力される(OptOK)，ＥＸＮＯＲ回路８２から出力されるFlg(non fault(1))，ＡＮＤ回路５７から出力されるFlg(non fault(2)))のすべてが‘Ｈ’である場合に自己診断部７の故障なし信号(non fault)として‘Ｈ’を出力する。
【００５２】
以上のように、本故障診断方式を他の故障診断方式と合わせて実施することで複数種類ある回転速度センサ１６の故障を検出することができる。また、各故障診断部の故障なし信号(OptOK，Flg(non fault(1))，Flg(non fault(2))等)を比較することで故障の発生箇所を調査することができる。なお、動作波形は図５，図６と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
なお、本発明は図３で説明した故障診断方式に限定するものではなく、例えばＥＸＯＲ回路８１とＥＸＮＯＲ回路８２の代わりに図４で説明したプログラムで実現する状態遷移を用いた故障診断方式を利用して同様の効果を達成するようにしても良い。
【００５４】
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。
図９は、第３の実施の形態による監視装置１の機能ブロック図である。図７との違いは、自己診断部７から出力される故障なし信号(non Fault)を信号伝送回線１７経由で送るのではなく、それぞれ信号（A,B,A^B）との論理積をとって、その信号を異常検出部１８へ送るようにしたことである。また、この結果、異常検出部１８側において、自己診断部７と故障監視部８で夫々検出した故障なし信号(non Fault)の論理積をとるＡＮＤ回路９は削除されている。
【００５５】
図９において、回転速度センサ１６の動作は基本的に第２の実施の形態と同様である。また、異常検出部１８の基本動作は第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
なお、本実施の形態において、信号（A^B^Z）は、第１および第２の実施の形態で定義された故障監視用信号(A^B)とは異なる論理により定義された別の故障監視用信号であることを表している。
【００５７】
図９において、ＡＮＤ回路９７〜９９は、自己診断部７の故障なし信号(non Fault)が‘Ｈ’である場合にのみ回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B，A^B^Z)の出力を許可する。自己診断部７の故障なし信号(non Fault)が‘Ｌ’である場合には、ＡＮＤ回路９７〜９９により、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B，A^B^Z)を‘Ｌ’レベルにすることで回転速度センサ１６が故障していることを異常検出部１８へ通知する。
【００５８】
図１０は、回転速度センサの故障により回転速度信号のＡ相出力が‘Ｈ’に固定されている場合を想定した動作波形である。この図において、Fault Diagnosis7は自己診断部７の出力波形を表している。
【００５９】
図１０の動作波形の前半では、故障監視用信号(A^B)とＥＸＯＲ８１は同一の波形形状となっている。自己診断部７は、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係が一致していることから回転速度センサ１６が正常に動作していると判定し、自己診断部７の故障なし信号(Fault Diagnosis7)として‘Ｈ’を出力する。自己診断部７の故障なし信号(Fault Diagnosis7)が‘Ｈ’であるため、ＡＮＤ回路９７〜９９は回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B，A^B^Z)をそのまま出力する。
【００６０】
図１０の動作波形の後半では、Ａ相が故障し故障監視用信号(A^B)とＥＸＯＲ８１が異なる波形形状となっている。自己診断部７は、回転速度信号(A，B)と故障監視用信号(A^B)の論理関係が一致しないことから回転速度センサ１６が故障していると判定し、自己診断部７の故障なし信号(Fault Diagnosis7)として‘Ｌ’を出力する。自己診断部７の故障なし信号(Fault Diagnosis7)が‘Ｌ’であるため、ＡＮＤ回路９７〜９９は‘Ｌ’を出力する。
【００６１】
これにより、故障なし信号(non Fault)を伝達するための専用の信号伝送回線を用いることなく、回転速度センサ１６側の故障なし信号(non Fault)を異常検出部１８へ伝達することができる。
【００６２】
ここで、第１および第２の実施の形態で定義した故障監視用信号(A^B)と異なる論理の故障監視用信号（A^B^Z）について説明する。
【００６３】
図１１は回転ディスク８５の小孔の配置例、図１２は自己診断部７と故障監視部８の動作説明図である。故障監視用信号には回転速度信号(A,B)と基準位置を示す信号(Z)の排他的論理和を利用する。
【００６４】
図１１において、一回転中の一箇所を回転位置の基準区間とし、この基準区間に光通過用の小孔を設け、発光部８４から発せられた光がこの基準区間にある小孔を通過したときに、Ｚ＝‘Ｈ’であるとする。また、その他の区間は、Ｚ＝‘Ｌ’と定義して、A^B^Zの論理で光通過用の小孔を設ける。すなわち、基準区間以外の区間ではＺ＝‘Ｌ’として、Ａ相，Ｂ相の小孔に対応させて、A^B^Zの論理が成立するように基準区間の小孔と同心円上に小孔を設けるのである。
【００６５】
図１２では、この基準区間を回転速度信号(A，B)の3/4周期分に設定した場合の状態遷移図である。図４と同様な部分は説明を省略する。図１２において右半面（Ｙ部）は回転位置の基準区間における状態遷移を示し、左半面（Ｘ部）は回転位置の基準区間以外における状態遷移を示す。なお、図１１における基準区間の選定においては、図１２の基準区間内から基準区間外へ、または、基準区間外から基準区間内へ遷移する際には一つの状態(図１２ではＡ＝‘Ｈ’，Ｂ＝‘Ｈ’，Ａ＾Ｂ＾Ｚ＝‘Ｌ’)を経由するように選定する。
【００６６】
図１２においても、回転速度センサ１６に故障がない場合は、回転速度信号(A，B)と故障監視信号(A^B^Z)の組合せにより実線矢印や破線矢印に従った状態遷移を行う。
【００６７】
これにより、自己診断部７や故障監視部８は、故障状態(Fault)に遷移するか否かで回転速度センサ１６や信号伝送回線１７の故障を検出することができる。また、図１１，図１２に示す故障検出原理を用いた自己診断部７や故障監視部８は、故障の検出機能に加えて基準区間内の基準位置を示す信号(Z相信号)を抽出することができる。
【００６８】
図１３に基準区間を通過する場合の動作波形、図１４に基準区間の近傍で回転方向が反転する場合の動作波形を示す。図１３では、状態(A,B,A^B^Z)＝(Ｈ,Ｈ,Ｌ)から(Ｌ,Ｈ,Ｌ)になると回転位置の基準区間に侵入したことを示す信号(Flg(Z))を‘Ｈ’レベルとする。その後、状態(Ｌ,Ｌ,Ｈ)になるとZ相信号出力に‘Ｈ’レベルを出力する。その後、状態(Ｈ,Ｌ,Ｌ)を経由し状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)に移行するとFlg(Z)を‘Ｌ’レベルとする。逆回転時の動作は、状態遷移における状態(Ｌ,Ｈ,Ｌ)と 状態(Ｈ,Ｌ,Ｌ)が入れ替わるだけでその他は同様である。
【００６９】
図１４では、基準区間への侵入、すなわち、状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)から(Ｌ,Ｈ,Ｌ)になることを検出しFlg(Z)が‘Ｈ’レベルとなるが、状態(Ｌ,Ｌ,Ｈ)に移行しないためZ相信号出力が‘Ｌ’レベルを維持する。その後、状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)に戻るとFlg(Z)が‘Ｌ’レベルに戻る。逆回転動作から回転方向が反転した場合も同様である。基準区間への侵入(状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)から(Ｈ,Ｌ,Ｌ)になること)を検出しFlg(Z)が‘Ｈ’レベルとなるが、状態(Ｌ,Ｌ,Ｈ)に移行する前に状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)に戻るためZ相信号出力が‘Ｌ’レベルを維持する。
【００７０】
基準区間以外における故障検出原理は、図４と同様である。したがって、状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)以外の状態からの故障検出動作波形は、図１０と同様である。ここでは、基準区間以外の動作については説明を省略し、基準区間への侵入を示す状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からの動作について説明する。
【００７１】
図１５〜図１９に回転速度センサ１６や信号伝送回線１７に故障が発生した場合の動作波形を示す。なお、A^B^Z相が故障により‘Ｈ’レベルに固定された場合は、状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)に遷移できないことが明らかである。よって、図４と同様の原理により故障があることを判定できるため説明を省略する。
【００７２】
図１５は、A^B^Z相が地絡等により‘Ｌ’レベルに固定された場合の動作波形例である。状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からA相が‘Ｌ’レベルになると、Flg(Z)が‘Ｈ’レベルとなるが、その後B相信号が‘Ｌ’レベルとなってもA^B^Z相が‘Ｈ’レベルにならない。この状態遷移の異常により、自己診断部７や故障監視部８はいずれかの相に故障が発生していると判定する。
【００７３】
図１６は、A相がスタックアット（'Ｌ'レベルまたは'Ｈ'レベルに固定される縮退故障）等により‘Ｈ’レベルに固定された場合の動作波形例である。状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からA^B^Z相が‘Ｈ’レベルなってもA相が‘Ｌ’レベルにならない。この状態遷移の異常によりいずれかの相に故障が発生していると判定する。
【００７４】
図１７は、A相が地絡等により‘Ｌ’レベルに固定された場合の動作波形例である。状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からA相が‘Ｌ’レベルになると、Flg(Z)が‘Ｈ’レベルとなるが、その後A^B^Z相信号が‘Ｈ’レベルとなってもB相は‘Ｌ’レベルにならない。この状態遷移の異常によりいずれかの相に故障が発生していると判定する。
【００７５】
図１８は、B相がスタックアット等により‘Ｈ’レベルに固定した場合の動作波形例である。状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からA相が‘Ｌ’レベルにA^B^Z相信号が‘Ｈ’レベルになる。その後、A^B^Z相信号が‘Ｌ’レベルとなってもB相は‘Ｌ’レベルにならない。この状態遷移の異常により、いずれかの相に故障が発生していると判定する。
【００７６】
図１９は、B相が地絡等により‘Ｌ’レベルに固定された場合の動作波形例である。状態(Ｈ,Ｈ,Ｌ)からA相が‘Ｌ’レベルにA^B^Z相信号が‘Ｈ’レベルとなる。その後、A^B^Z相信号が‘Ｌ’レベルとなってもB相は‘Ｈ’レベルにならない。この状態遷移の異常により、いずれかの相に故障が発生していると判定する。
【００７７】
図１５〜図１９のいずれの場合においても、故障が発生してから回転速度信号(A，B)の1/4周期以内の故障が発生していることを検出できる。
【００７８】
また、基準区間を回転速度信号(A，B)の7/4，11/4・・・周期分に設定した場合も、図１２の右半面（Ｙ部）の状態遷移が7状態，11状態・・・となるだけで同様の原理により故障を検出できる。
【００７９】
なお、故障監視用信号として、A^B^Z相の換わりにA^B^Z相の論理反転信号(-A^B^Z相)を使用しても同様の効果を得ることができる。また、A^B^Z相の設定においてZ相の替わりZ相の論理反転信号(-Z相)を利用しても同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、本実施の形態の回転ディスク８５では各相１種類ずつの３種類の小孔を設けているが、各相１種類の小孔配置に限定したものではない。１相に対し論理を反転した２種類の小孔配置を用い、３相合計で６種３対の小孔配置を利用しても良く、回転ディスクや回路の冗長化による故障診断性能の向上や故障確率の低減を図ることができる。
【００８１】
次に本発明の第４の実施の形態を説明する。
図２０は、第４の実施の形態による監視装置１の機能ブロック図である。図９の構成との主な違いは、回転速度センサ１６側に発振器５、回転速度の比較部６を追加し、異常検出部１８側に低回転速度信号の生成部１０を追加したことである。この低回転速度信号は、電動機が低回転状態または停止状態であることを示す信号である。また、符号９１〜９５を付した素子はＥＸＯＲ回路、ＳｔｏｐＯＫ信号は低回転速度かつ故障なしを示す信号である。図９と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図２０において、回転速度センサ１６と異常検出部１８の基本的な動作は第３の実施の形態と同様である。以下、第３の実施の形態との差異を中心に説明する。
【００８３】
回転速度の比較部６は発振器５の出力信号から得られる一定周期内に入力される回転速度信号(A，B)から電動機の回転速度の高低を比較する。比較部６は回転速度が設定値より低いと判定した場合には比較部６の出力(StopSig)に発振器５の出力信号から生成した一定周期の交流信号を出力する。一方、回転速度が設定値より高いと判断した場合には比較部６の出力(StopSig)として‘Ｌ’レベルを出力する。ＥＸＯＲ回路９１，９２は、比較部６の出力(StopSig)と回転速度信号(A，B)の排他的論理和を出力する。この出力信号は、それぞれＡＮＤ回路９７，９８に入力され、自己診断部７の故障なし信号(non Fault)
との論理積が出力される。
【００８４】
これにより、回転速度センサは、自己診断部７の故障なし信号(non Fault)が‘Ｈ’である場合にのみＥＸＯＲ回路９１，９２の出力(A/StopSig,B/StopSig)を回転速度信号として出力する。この信号およびＡＮＤ回路９９により故障なし信号(non Fault)と論理積をとられた信号（A^B^Z）は、信号伝送回線１７を介して異常検出部１８に入力される。
【００８５】
低回転速度信号の生成部１０は、異常検出部１８に入力される回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)が同時に論理反転したことを検出した場合、電動機は低回転速度であると判定する。低回転速度と判定した場合は、低回転速度信号(StopSig’)として‘Ｈ’レベルを出力する。
【００８６】
ＥＸＯＲ回路９４，９５は、低回転速度信号の生成部１０で生成した低回転速度信号(StopSig’)と異常検出部１８に入力される回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)の排他的論理和を出力する。ＥＸＯＲ回路９４，９５の出力を回転速度信号として使用することで従来どおりのA相/B相式の回転速度信号を得ることができる。
【００８７】
ＡＮＤ回路９は、故障監視部８が出力する故障なし信号(non Fault)と低回転速度信号(StopSig’)が共に‘Ｈ’である場合に低回転速度状態であり、かつ故障なし状態を示す信号(StopOK)として‘Ｈ’を出力する。
【００８８】
図２１に本実施の形態における自己診断部７と故障監視部８の動作説明図を示す。以下、図１２との差異を中心に説明する。図２１において、一点破線矢印は比較部６の出力(StopSig)に交流信号が出力されている場合の状態遷移を示す。
【００８９】
図２１においても、回転速度センサに故障がない場合は回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)と故障監視信号(A^B^Z)の組合せにより実線矢印や破線矢印および一点破線矢印に従った状態遷移を行う。このことから、自己診断部７や故障監視部８は、故障状態(Fault)に遷移するか否かで回転速度センサ１６や信号伝送回線１７の故障を検出することができる。また、自己診断部７や故障監視部８は、第３の実施の形態と同様に故障の検出機能に加え、基準区間を示す信号(Z相信号)を抽出することができる。
【００９０】
図２０に記載の回転速度の比較部６の構成回路例を図２２〜図２５に、故障がない場合の動作波形例を図２６に、故障がある場合の動作波形例を図２７にそれぞれ示す。
【００９１】
図２２において、エッジ検出回路６１，６２とＯＲ回路６３は発振器５の出力信号の立上り・立下りのエッジを検出し回転速度の検出タイミングを決めるクロック信号(Clk)を生成する。ＥＸＯＲ回路６４は回転速度信号(A，B)の排他的論理和を出力する。この排他的論理和出力(A^B)は、回転速度信号(A，B)のいずれか１つが変化した場合に反転する信号である。
【００９２】
カウント回路６５，６６はクロック信号(Clk)の１周期の間に、排他的論理和出力(A^B^Z)に立上りエッジや立下りエッジが存在したか否かを判定する。１周期の間に立上りエッジが存在した場合には、カウント回路６５の出力(Judge Up)が、‘Ｈ’レベルを出力する。１周期の間に立下りエッジが存在した場合には、カウント回路６６の出力(Judge Dn)が、‘Ｈ’レベルを出力する。ＡＮＤ回路６７の出力信号はクロック信号(Clk)の１周期の間に立上りエッジと立下りのエッジが共に存在した場合に‘Ｈ’レベルを出力し、立上りエッジと立下りのエッジの少なくともいずれか一方が存在しない場合に‘Ｌ’レベルを出力する。ＡＮＤ回路６７の出力が接続されるＤ−ＦＦ６８の反転出力はクロックの１周期の間に立上りエッジと立下りのエッジが共に存在した場合に‘Ｌ’レベルを出力し、立上りエッジと立下りのエッジの少なくともいずれか一方が存在しない場合に‘Ｈ’レベルを出力する。このＤ−ＦＦ６８の反転出力を回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))として使用する。
【００９３】
ＡＮＤ回路６９，７１とＴ−ＦＦ７０は、回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))が‘Ｈ’レベルである場合に発振器５の出力信号（Timer）を２分周した一定周期の交流信号を出力する。このＡＮＤ回路７１の出力を回転速度の比較部６の出力信号(StopSig)として使用する。
【００９４】
低回転速度信号(停止信号)(StopSig)の源信号として、発振器５の出力信号（Timer）の周期より低い周波数の信号を用いている。これにより、信号伝送回線１７の故障(地絡，混触，電磁誘導等)のため低回転速度信号(停止信号)(StopSig)の信号回線に回転速度信号(A，B)が印加された場合においても、低回転速度信号の生成部１０において交流信号の周波数を判別することで正常な低回転速度信号(停止信号)(StopSig)でないことを確認することができる。これにより、異常検出部１８側の低回転速度信号(停止信号)(StopOK)が出力される前に低回転速度信号(停止信号)(StopSig)の出力を停止することができる。
【００９５】
図２６の動作波形の前半期間において、カウント回路６５，６６の出力(Judge Up，Judge Dn)が両方ともクロック信号(Clk)のタイミングに‘Ｈ’レベルであるため、回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))および低回転速度信号(停止信号)(StopSig)は‘Ｌ’レベルを出力する。
【００９６】
図２６の動作波形後半の低回転速度状態継続期間(Stop(Low Speed))において、カウント回路６５，６６の出力(Judge Up，Judge Dn)の一方または両方がクロック信号(Clk)のタイミングに‘Ｌ’レベルであるため、回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))は‘Ｈ’レベルを出力し、回転速度の比較部６の出力(StopSig)はクロック信号(Clk)を分周した交流信号を出力する。
【００９７】
図２７の動作波形の前半期間は、図２６と同様の動作であるので説明を省略する。
図２７の動作波形後半の故障検出期間(Fault)においても、図２６と同様の動作により回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))は‘Ｈ’レベルを出力し、回転速度の比較部６の出力(StopSig)はクロック信号(Timer)を分周した交流信号を出力する。故障がない場合は、図２６と同様の動作によりＡＮＤ回路７１の出力である低回転速度信号(停止信号)(StopSig)は、一定周期の交流信号を出力する。一方、図２７の故障期間(Fault)においては、信号伝送回線上の回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)と故障監視用信号(A^B^Z)がすべて‘Ｈ’レベルとなる。この場合には、故障監視部８が出力する故障なし信号(non Fault)が‘Ｌ’となり、低回転速度信号(停止信号)(StopOK)も、‘Ｌ’レベルを出力する。他の故障モードにおいても同様の動作により故障を検出できる。また、自己診断部７が故障を検出した場合は、ＡＮＤ回路９７，９８，９９により回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)と故障監視用信号(A^B，A^B^Z)の出力を停止する。ＡＮＤ回路９７，９８，９９により信号出力を停止することで、故障監視部８に故障があることを伝達できる。
【００９８】
図２３においては、ＥＸＯＲ回路６４の出力の代わりに故障監視用信号(A^B，A^B^Z)を使用する。故障監視用信号(A^B，A^B^Z)には回転速度信号のＡ相とＢ相の排他的論理和に相当する信号が出力されるように予め設計してある。従って、回転速度センサに故障がない場合には図２２と同様の動作を行う。また、回転速度センサに故障がある場合には自己診断部７により故障を検出し、ＡＮＤ回路９７，９８，９９により回転速度信号(A/StopSig,B/StopSig)と故障監視用信号(A^B，A^B^Z)の出力を停止することで、低回転速度信号(停止信号)(StopSig)の伝達を停止させることができる。
【００９９】
図２４においては、回転速度信号(A，B)の排他的論理和であるＥＸＯＲ回路６４の出力をエッジ検出回路６１，６２に入力する。ＯＲ回路６３の入力にエッジ検出回路６１，６２の出力を接続することで、回転速度の検出タイミングを決めるクロック信号(Clk)を生成する。
【０１００】
カウント回路６５，６６はクロック信号(Clk)の１周期の間に、発振器５の出力（Timer）に立上りエッジや立下りエッジが存在したか否かを判定する。ＡＮＤ回路６７とＤ−ＦＦ６８はクロックの１周期の間に立上りエッジと立下りのエッジが共に存在した場合に‘Ｈ’レベルを出力し、立上りエッジと立下りのエッジの少なくともいずれか一方が存在しない場合に‘Ｌ’レベルを出力する。このＤ−ＦＦ６８の出力を回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))として使用する。
【０１０１】
ＡＮＤ回路６９，７１とＴ−ＦＦ７０は、回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))が‘Ｈ’レベルである場合に発振器５の出力信号を２分周した一定周期の交流信号を出力する。このＡＮＤ回路７１の出力を回転速度の比較部６の出力信号(StopSig)として使用する。
【０１０２】
図２５では、回転速度信号に同期した一定パルス幅の信号を出力する発振器５を用意する。回転速度の比較部６は、発振器５の出力パルス幅と回転速度信号のパルス幅を比較し回転速度が設定値以下であるかを判定する。回転速度の検出タイミングを決めるクロック信号(Clk)の生成方法は、第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。発振器５は、コンデンサ７２と定電流源７３からなる充電回路と、定電圧源７４と比較器７５からなる判定回路と、ＯＲ回路７６と定電流源７７からなる放電回路で構成される。比較器７５はコンデンサ７２の電圧と定電圧源７４を比較しコンデンサ７２の電圧の方が高い場合に‘Ｈ’レベルを出力し、コンデンサ７２の電圧の方が低い場合に‘Ｌ’レベルを出力する。定電流源７７は、ＯＲ回路６３の出力が‘Ｈ’レベルの場合と比較器７５の出力が‘Ｈ’レベルの場合にコンデンサ７２を放電し、発振器５をリセットする。ＯＲ回路６３の出力が‘Ｌ’レベルである場合において、発振器５はコンデンサ７２の静電容量と定電流源７３により設定された一定パルス幅の信号を出力する。ＲＳ−ＦＦ７８は、クロック信号(Clk)が入力されてから次のクロック信号(Clk)が入力されるまでに比較器７５の出力が‘Ｈ’レベルになったか否かを保持する。ＲＳ−ＦＦ７８の出力は、発振器５の出力信号よりもクロック信号(Clk)のパルス幅の方が広い場合に‘Ｈ’レベルを出力し、狭い場合に‘Ｌ’レベルを出力する。Ｄ−ＦＦ６８は、クロック信号(Clk)が入力されるタイミングにおけるＲＳ−ＦＦ７８の出力を保持する。このＤ−ＦＦ６８の出力を回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))として使用する。
【０１０３】
信号発生器７９とＡＮＤ回路７１は、回転速度が設定値以下であることを示す信号(Flg(stop))が‘Ｈ’レベルである場合に予め設定された一定周波数の交流信号を出力する。このＡＮＤ回路７１の出力を回転速度の比較部６の出力(StopSig)として使用する。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態によれば電動機の低回転速度状態(停止状態を含む)を検出することができる。また、停止状態などの低回転速度状態であっても回転速度センサおよび信号伝送回線の故障を確実に検出することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 回転速度の監視装置
４  回転速度検出部（回転検出手段）
５  発振器
６  比較部（速度判定手段）
７，２０，４０  故障診断部（自己診断手段）
８  故障監視部（故障監視手段）
９，２８，２９，５０，５１，５７〜５９，６７，６９，７１，９７〜９９  ＡＮＤ回路
１０  低回転速度信号の生成部
１１，１３，２１〜２３，３７〜３９，４１〜４５，５５  インピーダンス素子
１２，１４  発光素子
１６  回転速度センサ
１７  信号伝送回線
１８  異常検出部
２４〜２７，４６〜４９，７５  比較器
５３  ダイオード
５４，７２  コンデンサ
５６，６３，７６  ＯＲ回路
６１，６２  エッジ検出回路
６４，８１，９１，９２，９４，９５  ＥＸＯＲ回路
６５，６６  カウント回路
７３，７７  定電流源
７４  定電圧源
７９  信号発生器
８２  ＥＸＮＯＲ回路
８４  発光部
８５  回転ディスク
８６  受光部
【図１】
2011033484.tif 000003
【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７】
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【図８】
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【図９】
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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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図６】
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【図１０】
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【図１５】
2011033484.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２７】
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