(57)【要約】【課題】ロータリースケールのロータおよびステータ間のギャップの不均一や偏心が発生していても、検出精度を確保すること。【解決手段】ロータリースケール１００は、ロータ１と、ステータコイル２１，２２が設けられたステータ２と、ステータコイル２１，２２を励磁する励磁回路３１と、ステータコイル２１，２２の励磁によりロータコイル１１に誘起された電圧に基づいて電磁結合度に応じた角度であるオフセット値を得るオフセット検出部（３５）と、絶対角度に応じた補正値を設定する設定制御部３６とを備えている。ステータコイル２１，２２は、周方向に分布したセクタＳからなり、励磁回路３１は、複数のセクタＳのうちステータ２の径方向に対向している一対のセクタＳである対向セクタのみを励磁することが少なくとも可能である。設定制御部３６は、対向セクタのみの励磁により得られたオフセット値を用いて補正値ERRを設定する。【選択図】図１
2019168410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角度を検出するロータリースケールであって、
回転方向に所定のピッチでロータコイルが設けられたロータと、
交流の励磁電流の印加により励磁されるステータコイルが設けられたステータと、
前記ステータコイルを励磁する励磁回路と、
前記ステータコイルの励磁により前記ロータコイルに誘起された電圧に基づいて電磁結合度に応じた角度であるオフセット値を得るオフセット検出部と、
基準の角度からの絶対角度に応じた補正値を設定する設定制御部と、を備え、
前記ステータコイルは、前記ステータの周方向に分布したセクタからなり、
前記励磁回路は、前記周方向に分布した複数の前記セクタのうち前記ステータの径方向に対向している一対の前記セクタである対向セクタのみを励磁することが少なくとも可能であり、
前記設定制御部は、前記対向セクタのみの励磁により得られた前記オフセット値を用いて前記補正値を設定する、
ことを特徴とするロータリースケール。
【請求項２】
前記励磁回路は、
励磁する前記セクタの切り替えに用いられる回路素子群を前記セクタ毎に有する、
請求項１に記載のロータリースケール。
【請求項３】
前記励磁回路は、
前記励磁電流を前記セクタへ印加するための印加経路と、
前記励磁電流を前記セクタから迂回させる迂回経路と、を含む、
請求項１または２に記載のロータリースケール。
【請求項４】
前記励磁回路は、
前記ステータの前記周方向に分布した全ての前記セクタを励磁すること、
全ての前記セクタのうち前記対向セクタのみを励磁すること、
および、前記対向セクタをなす一対の前記セクタを個別に励磁すること、のいずれも可能である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のロータリースケール。
【請求項５】
前記設定制御部は、
前記ロータが特定の前記絶対角度に位置する状態において全ての前記セクタが励磁されることにより得られた前記オフセット値と、前記ロータが前記特定の絶対角度に位置する状態において前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタが共に、前記組み合わせ毎に励磁されることにより得られた前記オフセット値と、前記ロータが前記特定の前記絶対角度に位置する状態において前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタが個別に、前記組み合わせ毎に励磁されることにより得られた前記オフセット値とを用いて、
全ての前記セクタが励磁された場合に得られる前記オフセット値の誤差として、前記絶対角度に応じた前記補正値を設定する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のロータリースケール。
【請求項６】
前記補正値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正値を設定する補正値設定モード時に、前記設定制御部により設定された前記補正値が前記記憶部に記憶される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のロータリースケール。
【請求項７】
前記ステータコイルは、前記ロータコイルを基準として前記ピッチの1/4分、互いに前記周方向にシフトしている第１コイルおよび第２コイルからなり、
前記励磁回路は、前記第１コイルと前記第２コイルとに前記励磁電流を印加し、
前記オフセット検出部は、
前記第１コイルおよび前記第２コイルの励磁により前記ロータコイルに誘起された電圧のピーク値に基づいて前記励磁電流を制御することで、前記オフセット値を得る、
請求項１から６のいずれか一項に記載のロータリースケール。
【請求項８】
前記周方向において互いに隣接している複数の前記セクタが、一のセクタグループをなし、
前記セクタの励磁は、前記セクタグループの単位で行われる、
請求項１から７のいずれか一項に記載のロータリースケール。
【請求項９】
前記ステータコイルは、互いに前記周方向にシフトしている第１コイルおよび第２コイルからなり、
一の前記セクタグループは、前記第１コイルの１以上の前記セクタと、前記第２コイルの１以上の前記セクタとを含む、
請求項８に記載のロータリースケール。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のロータリースケールの前記補正値を設定する方法であって、
前記ロータが特定の前記絶対角度に位置する状態において前記特定の絶対角度に対応する前記補正値を設定する補正値設定ステップを、前記絶対角度を変えて繰り返し、
前記補正値設定ステップは、
前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタを共に、前記組み合わせ毎に前記励磁回路により励磁することで、前記オフセット検出部により前記組み合わせ毎の前記オフセット値を得て、かつ、
前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタを個別に、前記組み合わせ毎に前記励磁回路により励磁することで、前記オフセット検出部により前記組み合わせ毎で個別の前記オフセット値を得て、
前記組み合わせ毎に、前記対向セクタを共に励磁することにより得られた前記オフセット値である対向オフセット値、および、前記対向セクタを個別に励磁することによりそれぞれ得られた前記オフセット値である個別オフセット値に基づいて、前記対向オフセット値と前記個別オフセット値との差分が実質的に0である前記対向セクタを抽出し、
全ての前記セクタを前記励磁回路により励磁することで前記オフセット検出部により得られた前記オフセット値である全周オフセット値と、抽出された前記対向セクタの前記対向オフセット値との差分、あるいは、前記全周オフセット値と、抽出された前記対向セクタの前記個別オフセット値との差分に相当する前記補正値を設定する、
ことを特徴とするロータリースケールの補正値設定方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載のロータリースケールの前記補正値を設定可能な制御装置であって、
前記ロータが特定の前記絶対角度に位置する状態において前記特定の絶対角度に対応する前記補正値の設定を、前記絶対角度を変えて繰り返す設定制御部を備え、
前記設定制御部は、
前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタを共に、全ての前記組み合わせについて前記励磁回路により励磁することで、前記オフセット検出部により前記オフセット値を得て、かつ、
前記一対のセクタの組み合わせが異なる前記対向セクタを個別に、前記組み合わせ毎に前記励磁回路により励磁することで、前記オフセット検出部により前記組み合わせ毎の前記オフセット値を得て、
前記組み合わせ毎に、前記対向セクタを共に励磁することにより得られた前記オフセット値である対向オフセット値、および、前記対向セクタを個別に励磁することによりそれぞれ得られた前記オフセット値である個別オフセット値に基づいて、前記対向オフセット値と前記個別オフセット値との差分が実質的に0である前記対向セクタを抽出し、
全ての前記セクタを前記励磁回路により励磁することで前記オフセット検出部により得られた前記オフセット値である全周オフセット値と、抽出された前記対向セクタの前記対向オフセット値との差分、あるいは、前記全周オフセット値と、抽出された前記対向セクタの前記個別オフセット値との差分に相当する前記補正値を設定する、
ことを特徴とするロータリースケールの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータおよびステータ間の電磁誘導を利用して回転角度を検出するロータリースケール、ロータリースケールの補正値設定方法、およびロータリースケールの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示すような電磁誘導方式のロータリースケールは、精密加工が可能な工作機械等の回転軸の角度を制御するために使用されている。かかるロータリスケール（回転角度検出器）は、交流電流が印加されるコイルパターンが設けられた円環状のステータと、誘起電圧が発生するコイルパターンが設けられた円環状のロータとを備えている。ロータとステータとは、中心軸に対し直交した面に沿って配置される。これらのロータとステータとは、コイルパターンが設けられた面を内側に向けて配置されており、ロータとステータとの間には、間隙（ギャップ）が存在している。ロータのコイルパターンは、ロータの全周に亘り等しいピッチで形成されている。
【０００３】
ロータのコイルパターンとステータのコイルパターンとの位置関係に応じて、ロータとステータとの対向するコイルパターン同士の電磁結合度が、コイルパターンの１ピッチに相当する周期で変化する。したがって、電磁誘導方式のロータリースケールは、周期的に変化する電磁結合度に基づいて、ステータに対するロータの相対変位量（相対回転角度）を検出することができる。このロータリースケールは、必要に応じて、絶対角度を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−５８２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロータリースケールは、ロータとステータとの間のギャップ（間隙の寸法）が全周に亘り均一となるように、かつ、ロータおよびステータが同心となるように工作機械等に取り付けられるが、取り付けの誤差に起因して検出誤差が発生する。
【０００６】
検出誤差の一例を示すと、直径が12インチのロータおよびステータ間において、100mmあたり10μmの傾きと、10μmの芯ずれとが存在する場合、0.64秒（「秒」は１度の1/3600）の検出誤差が発生する。
【０００７】
精密加工に要求される検出精度を確保するため、現状では、工作機械等へのロータリースケールの取り付け後に、マイクロメーターによる計測値に基づいて、ロータおよびステータの取り付け位置や姿勢を調整する作業を行っている。しかし、調整作業には手間が掛かり、こうした調整作業による検出精度の確保が難しい場合もある。
【０００８】
以上より、本発明は、ロータリースケールのロータおよびステータ間のギャップの不均一や偏心が発生していても、検出精度を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
電磁誘導方式（所謂インダクトシン方式）のロータリースケールは、基本的には、以下で説明するように、電磁結合度の波形がそれぞれsin波、cos波となる２種類のコイルをステータに設け、それらのコイルを交流電流の印加により励磁する。そして、２種類のコイルのそれぞれとロータのコイルとの間の相互誘導によりロータのコイルに発生した誘起電圧によるフィードバック制御を行うことで、ステータに対するロータの１ピッチにおける相対回転角度であるオフセット値を検出している。
【００１０】
図１０（ａ）に示すように、ステータ２の２種類のコイル（第１コイル２１および第２コイル２２）は、ロータコイルを基準として1/4ピッチ分に相当する角度で互いにシフトしており、いずれも励磁される。例えば、第１コイル２１がロータのコイルと位相が一致するとき、第２コイル２２がロータのコイルに対して1/4ピッチ分シフトしている。第１コイル２１の少なくとも１ピッチに相当するセクタと、第２コイル２２の少なくとも１ピッチに相当するセクタとが、ステータ２の全周に亘り配置されている。第１コイル２１のセクタと第２コイル２２のセクタとがステータ２の周方向において交互に配置されることが好ましい。
【００１１】
第１コイル２１には、（１）に示す励磁電流I1が印加され、第２コイル２２には、（２）に示す励磁電流I2が印加されるものとする。
I1＝ Ｉsin(θ)sin(ωt)    ・・・（１）
I2＝-Ｉcos(θ)sin(ωt)    ・・・（２）
（Ｉ：励磁電流振幅、θ：オフセット値、ω：励磁電流の角周波数、t：時間）
（１）の励磁電流が印加される第１コイル２１と、ロータコイル１１との電磁結合度が、図１０（ｂ）に実線で示すように、ステータとロータとの１ピッチ内の相対回転角度をXとしてcosXで表されるとき、（２）の励磁電流が印加される第２コイル２２と、ロータコイル１１との電磁結合度は、破線で示すように、sinXで表される。
【００１２】
第１コイル２１および第２コイル２２が励磁されることによりロータコイル１１に誘起される電圧の信号Vは、（３）により表される。
V＝k・（Ｉsin(θ)cosX-Ｉcos(θ)sinX)sin(ωt)
＝ｋ・Ｉsin(θ-X) sin(ωt)                    ・・・（３）
ここで、ｋは、ギャップと励磁電流の角周波数ωとに関係する信号伝達強度係数である。
「オフセット値」は、電磁結合度を角度に変換した値であり、図１０（ｂ）に示す０〜Ｐ（１ピッチ）に相当する。ロータリースケールの電源投入時にも、電磁結合度に対応したオフセット値を得ることができる。
【００１３】
上記の電圧信号Vのピーク値Vpをサンプリングし、Vp＝0となるようにθを制御することにより、sin(θ-X)＝0、即ちθ＝Xとなる。そのため、係数ｋにかかわらず、つまり、ギャップの変化の影響を受けることなく、電磁結合度に対応した誘起電圧に基づいて、ステータとロータとの１ピッチ内の相対回転角度X（オフセット値）が検出されることとなる。
そして、オフセット値の変化量をサンプリングし、積算することで検出された１回転に対応する角度（0〜360度）が、ロータリースケールからＮＣ（Numerical Control）装置等へと出力される。
【００１４】
上記のフィードバック制御によれば、ロータとステータとの傾きに起因したギャップの変化による検出誤差のない検出値を得ることができる。
但し、上記のフィードバック制御では、ロータとステータとの偏心を想定していない。
【００１５】
次に、偏心による検出誤差について検討する。
図１１に示すように、ロータ１の軸心１Ａ（回転中心）とステータ２の軸心２Ａとは偏心量Δεだけ相互に偏心している。この場合、ステータ２の径方向に180度離れて対向している任意の位置Ａ，Ｂで見ると、軸心１Ａ，２Ａの偏心により位置ＡではΔθだけ角度が変化し、同様に位置Ｂでは逆向きに−Δθだけ角度が変化したと言える。Δθおよび−Δθのことを角度偏差Δθと称する。
上記に基づいて、ステータのコイルの位置Ａに存在するセクタと位置Ｂに存在するセクタとだけを選択的に励磁して検出誤差を相殺することを考える。位置Ａに存在するセクタと位置Ｂに存在するセクタとを共に励磁することにより、ロータ１とステータ２との相対回転角度を検出すると、角度偏差Δθ（Δθ，−Δθ）による検出誤差が相殺（キャンセル）される。但し、相殺されるのは、位置Ａにおけるギャップと位置Ｂにおけるギャップとが同一の場合である。
【００１６】
図１１に示す位置Ａ，Ｂを結ぶ方向Ｄ２は、ロータ１とステータ２との偏心方向Ｄ１に対して直交している。これら位置Ａ，Ｂにおいて、偏心による角度偏差Δθが最大となる。
一方、偏心方向Ｄ１に対向している位置Ｃ，Ｄにおいて角度偏差Δθは0である。
【００１７】
互いに径方向に対向している任意の位置Ａ，Ｂを励磁して角度を検出したときの検出誤差の相殺について具体的に説明する。
位置Ａに存在するコイルを励磁したときに誘起される電圧の信号Vaと、位置Ｂに存在するコイルを励磁したときに誘起される電圧の信号Vbとは、ロータとステータとの相対回転角度をXとすると、それぞれ次のように表わされる。
Va(θ)＝ｋa・Ｉsin(θ-X) sin(ωt)    ・・・（４）
Vb(θ)＝ｋb・Ｉsin(θ-X) sin(ωt)    ・・・（５）
ｋaは、位置Ａにおける信号伝達強度係数であり、同様に、ｋbは、位置Ｂにおける信号伝達強度係数である。位置Ａにおけるギャップと位置Ｂにおけるギャップとが同一の場合、ｋａ＝ｋｂとなる。
【００１８】
位置Ａ，Ｂのそれぞれのコイルを励磁した場合に誘起される電圧信号Vab(θ)は、（６）に示すようにVa+Vbとして得られる。
Vab(θ)=ｋa・Ｉsin(θ-(X+Δθ))sin(ωt) + ｋb・Ｉsin(θ-(X-Δθ))sin(ωt)
・・・（６）
（６）より、ｋａ＝ｋｂであるとき、Vab(θ)＝ｋa・Ｉ（sin(θ-(X+Δθ)) + sin(θ-(X-Δθ))）sin(ωt) が成立する。このとき、任意の角度偏差Δθについて、θ＝XとするとVab(X)＝0となるため、例えば、Vabのピーク値が0となるようにθを制御する（θ＝X）ことにより、Δθ＝0である場合と同一の相対回転角度Xを得ることができる。つまり、ロータとステータとが偏心していたとしても、角度偏差Δθによる検出誤差が相殺（キャンセル）された状態で、Xが一意に定まることとなる。
角度偏差Δθによる検出誤差の相殺は、偏心方向Ｄ１に対して直交する関係にある位置Ａ，Ｂ以外にも、径方向に対向している任意の２つの位置の組み合わせの全てについて成り立つ。
【００１９】
上述したように検出誤差が相殺されるが、ロータとステータとが相対的に傾いていると、ギャップの相違により、位置Ａおよび位置Ｂのそれぞれにおける信号伝達強度が異なるため、位置Ａ，Ｂのギャップの差をΔｇとすると、Δθ・Δｇに相当する検出誤差が発生する。
上述した（６）について言えば、位置Ａにおける信号伝達強度係数kaと位置Ｂにおける信号伝達強度係数kbとが異なると、Δθ＝0である場合のVabのピーク値が0になるときのθと、Δθ≠0である場合のVabのピーク値が0になるときのθとが異なるため、Δθによる検出誤差は相殺されないこととなる。
【００２０】
以上を踏まえ、本発明の発明者は、ロータとステータとの偏心および傾きに起因して発生する検出誤差について、以下で説明するように考察した。
図１１に示す位置Ａ，Ｂや位置Ｃ，Ｄのようにステータ２の径方向に対向している任意の位置の組み合わせのうち、角度偏差Δθは、ロータ１とステータ２との偏心方向Ｄ１に対向している位置Ｃ，Ｄにおいて0である。そのため、位置Ｃ，Ｄにそれぞれ存在するセクタを励磁した際の検出誤差は、位置Ｃ，Ｄのギャップ差にかかわらず、理論上は0となる。このように検出誤差がない場合は、位置Ｃ，Ｄを励磁した際のオフセット値、位置Ｃのみを励磁した際のオフセット値、および、位置Ｄのみを励磁した際のオフセット値のいずれも、誤差のない同様の値となる。
【００２１】
また、ロータ１とステータ２とが相対的に傾いていると、円周方向において、ロータ１とステータ２との間のギャップが最大となる位置と、最小となる位置とが存在する。これらの径方向に対向している位置を結ぶ方向のことを最大ギャップ差方向Ｄ３と称する。その最大ギャップ差方向Ｄ３に対して直交する方向（以下、傾き軸方向Ｄ４）に対向している位置Ｅ，Ｆにおいては、ギャップ差が0である。位置Ｅ，Ｆにそれぞれ存在するセクタを個別に励磁した場合は検出誤差があるが、位置Ｅ，Ｆにそれぞれ存在するセクタを同時に励磁すると検出誤差は相殺される。
【００２２】
偏心方向Ｄ１と、最大ギャップ差方向Ｄ３とが直交する場合に、直交方向Ｄ２に対向している位置Ａ，Ｂにそれぞれ存在するセクタを励磁したときの検出誤差を考える。このとき、角度偏差Δθおよびギャップ差Δｇのいずれも最大であるため、ロータ１とステータ２との相対的な偏心および傾きに関する全ての状態を通じて、Δθ・Δｇに相当する最大の検出誤差が発生する。
【００２３】
ここで、径方向に対向しているセクタ（以下、対向セクタ）を励磁した際の検出誤差は、コイルの半径に対して偏心量Δεが微小である場合、偏心および傾きの方向とセクタの対向する方向との位相差の関数として、正弦波の波形により表される。位相差に応じて振幅が異なる。
【００２４】
角度検出時には、全周に亘り配置された全てのセクタを励磁する。偏心方向Ｄ１と最大ギャップ差方向Ｄ３とが直交する場合に、全てのセクタを励磁して角度を検出したときの検出誤差は、一対のセクタ（対向セクタ）の全組み合わせのそれぞれの検出誤差を平均したものとなる。偏心方向Ｄ１と最大ギャップ差方向Ｄ３とが直交する場合の検出誤差は、最大誤差であるΔθ・Δｇの１／２となる。
検出誤差は、ロータの１回転（360度）を１周期とする正弦波により表される。
【００２５】
以上に基づいて、本発明は、角度を検出するロータリースケールであって、回転方向に所定のピッチでロータコイルが設けられたロータと、交流の励磁電流の印加により励磁されるステータコイルが設けられたステータと、ステータコイルを励磁する励磁回路と、ステータコイルの励磁によりロータコイルに誘起された電圧に基づいて電磁結合度に応じた角度であるオフセット値を得るオフセット検出部と、基準の角度からの絶対角度に応じた補正値を設定する設定制御部と、を備える。
ステータコイルは、ステータの周方向に分布したセクタからなる。
励磁回路は、周方向に分布した複数のセクタのうちステータの径方向に対向している一対のセクタである対向セクタのみを励磁することが少なくとも可能である。
設定制御部は、対向セクタのみの励磁により得られたオフセット値を用いて補正値を設定する。
【００２６】
本発明のロータリースケールにおいて、励磁回路は、励磁するセクタの切り替えに用いられる回路素子群をセクタ毎に有することが好ましい。
【００２７】
本発明のロータリースケールにおいて、励磁回路は、励磁電流をセクタへ印加するための印加経路と、励磁電流をセクタから迂回させる迂回経路と、を含むことが好ましい。
【００２８】
本発明のロータリースケールにおいて、励磁回路は、ステータの周方向に分布した全てのセクタを励磁すること、全てのセクタのうち対向セクタのみを励磁すること、および、対向セクタをなす一対のセクタを個別に励磁すること、のいずれも可能であることが好ましい。
【００２９】
本発明のロータリースケールの設定制御部は、ロータが特定の絶対角度に位置する状態において全てのセクタが励磁されることにより得られたオフセット値と、ロータが特定の絶対角度に位置する状態において一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタが共に、組み合わせ毎に励磁されることにより得られたオフセット値と、ロータが特定の絶対角度に位置する状態において一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタが個別に、組み合わせ毎に励磁されることにより得られたオフセット値とを用いて、全てのセクタが励磁された場合に得られるオフセット値の誤差として、絶対角度に応じた補正値を設定することが好ましい。
【００３０】
本発明のロータリースケールは、補正値を記憶する記憶部をさらに備え、補正値を設定する補正値設定モード時に、設定制御部により設定された補正値が記憶部に記憶されることが好ましい。
【００３１】
本発明のロータリースケールにおいて、ステータコイルは、ロータコイルを基準としてピッチの1/4分、互いに周方向にシフトしている第１コイルおよび第２コイルからなり、励磁回路は、第１コイルと第２コイルとに励磁電流を印加し、オフセット検出部は、第１コイルおよび第２コイルの励磁によりロータコイルに誘起された電圧のピーク値に基づいて励磁電流を制御することで、オフセット値を得ることが好ましい。
【００３２】
本発明のロータリースケールにおいては、周方向において互いに隣接している複数のセクタが、一のセクタグループをなし、セクタの励磁は、セクタグループの単位で行われることが好ましい。
【００３３】
本発明のロータリースケールにおいて、ステータコイルは、互いに周方向にシフトしている第１コイルおよび第２コイルからなり、一のセクタグループは、第１コイルの１以上のセクタと、第２コイルの１以上のセクタとを含むことが好ましい。
【００３４】
また、本発明のロータリースケールの補正値設定方法は、ロータが特定の絶対角度に位置する状態において特定の絶対角度に対応する補正値を設定する補正値設定ステップを、絶対角度を変えて繰り返し、補正値設定ステップは、一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタを共に、組み合わせ毎に励磁回路により励磁することで、オフセット検出部により組み合わせ毎のオフセット値を得て、かつ、一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタを個別に、組み合わせ毎に励磁回路により励磁することで、オフセット検出部により組み合わせ毎で個別のオフセット値を得て、組み合わせ毎に、対向セクタを共に励磁することにより得られたオフセット値である対向オフセット値、および、対向セクタを個別に励磁することによりそれぞれ得られたオフセット値である個別オフセット値に基づいて、対向オフセット値と個別オフセット値との差分が実質的に0である対向セクタを抽出し、全てのセクタを励磁回路により励磁することでオフセット検出部により得られたオフセット値である全周オフセット値と、抽出された対向セクタの対向オフセット値との差分、あるいは、全周オフセット値と、抽出された対向セクタの個別オフセット値との差分に相当する補正値を設定することを特徴とする。
【００３５】
さらに、本発明のロータリースケールの制御装置は、ロータが特定の絶対角度に位置する状態において特定の絶対角度に対応する補正値の設定を、絶対角度を変えて繰り返す設定制御部を備え、設定制御部は、一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタを共に、全ての組み合わせについて励磁回路により励磁することで、オフセット検出部によりオフセット値を得て、かつ、一対のセクタの組み合わせが異なる対向セクタを個別に、組み合わせ毎に励磁回路により励磁することで、オフセット検出部により組み合わせ毎のオフセット値を得て、組み合わせ毎に、対向セクタを共に励磁することにより得られたオフセット値である対向オフセット値、および、対向セクタを個別に励磁することによりそれぞれ得られたオフセット値である個別オフセット値に基づいて、対向オフセット値と個別オフセット値との差分が実質的に0である対向セクタを抽出し、全てのセクタを励磁回路により励磁することでオフセット検出部により得られたオフセット値である全周オフセット値と、抽出された対向セクタの対向オフセット値との差分、あるいは、全周オフセット値と、抽出された対向セクタの個別オフセット値との差分に相当する補正値を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、ロータおよびステータ間のギャップの不均一や偏心が発生していても、対向するセクタのみの励磁により得られたオフセット値等に基づいて、絶対角度に応じて設定される補正値により、検出精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリースケールの機能ブロックを示す模式図である。
【図２】（ａ）は、コイルが設けられたステータの表面を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）のIIｂ部の拡大図であり、コイルの１つのセクタを示している。
【図３】同じセクタグループに属する４つのセクタ（sin+,cos+,sin-,cos-）と、このセクタグループに対応する励磁回路の一部とを模式的に示す図である。
【図４】１２個のセクタグループを模式的に示す図である。
【図５】sin信号により励磁される第１コイルをセクタグループ毎に励磁可能な励磁回路を示す模式図である。
【図６】cos信号により励磁される第２コイルをセクタグループ毎に励磁可能な励磁回路を示す模式図である。
【図７】相対的に偏心し、かつ傾いているロータとステータとを示す模式図である。
【図８】相対的に偏心し、かつ傾いているロータおよびステータについて、偏心、傾き、および対向セクタの方向についての位相差を示す模式図である。
【図９】ロータリースケールの補正値を設定する方法の手順を示すフロー図である。
【図１０】（ａ）は、1/4ピッチ互いにシフトしている第１コイルおよび第２コイルと、ロータコイルとを模式的に示す図であり、（ｂ）は、第１コイルおよび第２コイルのそれぞれとロータコイルとの電磁結合度を示すグラフである。
【図１１】ロータとステータとが偏心している場合に、ステータの径方向に対向しているセクタのみを励磁して検出誤差を相殺することを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すロータリースケール１００は、それぞれに設けられたコイル１１とコイル２０とがそれぞれ電磁結合をなすロータ１およびステータ２と、回転角度の検出のための制御や補正値ERRの設定を行うコントローラ３（制御装置）とを備えている。
【００３９】
〔ロータおよびステータ、それぞれのコイル〕
まず、ロータ１およびステータ２の基本的な構成と、ロータ１およびステータ２のそれぞれに設けられているコイルの構成について説明する。
ロータ１およびステータ２を含むアセンブリは、図示しない工作機械等に取り付けられる。工作機械等の回転軸に設けられたロータ１の回転角度を示す信号がコントローラ３から出力される。コントローラ３から出力された検出角度は、図示しないＮＣ（Numerical Control）装置等の上流側の制御装置へと送られる。
【００４０】
ロータ１（図１）は、図示しない回転軸の外周部に設けられており、回転軸の軸回り方向への回転に伴って回転する。ロータ１は、円環の板状に形成されている。ステータ２も、円環の板状に形成されている。ロータ１とステータ２との間には、ギャップ（間隙）が存在している。ロータ１とステータ２とは、全体に亘り、互いに接触していない。
【００４１】
ステータ２は、工作機械に固定されて回転軸の周囲に配置されている。ステータ２の表面には、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、交流電流が印加されるコイル２０が設けられている。コイル２０は、ステータ２の周方向に、銅箔等によりステータ２の表面に設けられている。ステータ２のコイル２０は、ロータコイル１１との電磁結合度の位相が90度相違する２種類のコイル（第１コイル２１および第２コイル２２）からなる。
【００４２】
ロータ１の表面にも、ステータ２のコイル２０と同様にロータコイル１１（図１）が設けられている。ロータコイル１１は、ロータ１の回転方向の全周に亘り、一定のピッチで形成されている。図１に、ロータコイル１１の１ピッチをＰで示している。１ピッチＰは、例えば２度である。
ステータ２の第１コイル２１および第２コイル２２は、ロータコイル１１のピッチＰの1/4分、互いにシフトしている。
ロータ１においてロータコイル１１が設けられている円環状の領域と、ステータ２において第１コイル２１および第２コイル２２が設けられている円環状の領域とのそれぞれの半径は一致している。ロータ１とステータ２とは、それぞれのコイルが設けられている面を内側に向けて、回転軸に対し直交した面に沿って配置される。
【００４３】
ステータ２の第１コイル２１および第２コイル２２はそれぞれ、セクタＳ（Ｓ１，Ｓ２）と称する単位でステータ２の全周に亘り分布している。第１コイル２１および第２コイル２２のいずれも、コントローラ３に備わる励磁回路３１により、全てのセクタＳの励磁と、一部のセクタＳの励磁が可能である。
【００４４】
図２（ｂ）に第２コイル２２の１つのセクタＳ２を示すように、セクタＳ２は、第２コイル２２の少なくとも１つのピッチＰ（少なくとも１ピッチＰ分の第２コイル２２）に相当する。セクタＳ２は、全体として、扇形の領域に配置されている。
第１コイル２１のセクタＳ１も同様に構成されている。第１コイル２１のセクタＳ１と第２コイル２２のセクタＳ２とは、ステータ２の周方向において交互に配置されている。
【００４５】
本実施形態では、図３に示すように、セクタＳ１が、２種類のセクタsin＋，sin−からなる。セクタＳ２も、２種類のセクタcos＋，cos−からなる。
セクタsin＋に関する電磁結合の波形と、セクタsin−に関する電磁結合の波形とは、位相が逆、つまり180度相違する。セクタcos＋に関する電磁結合の波形と、セクタcos−に関する電磁結合の波形についても同様に位相が逆である。
周方向において隣接している４つのセクタsin＋，cos＋，sin−，cos−は、同じセクタグループＳｇをなしている。
【００４６】
図４に、No.1からNo.12までの12個のセクタグループＳｇを模式的に示している。これらのセクタグループＳｇは各々が識別されている。各セクタグループＳｇには、均等な角度（ここでは30度）の扇形の領域が与えられている。図５、図６に示すNo.1〜No.12は、図４に示すセクタグループＳｇのID（identification）であるNo.1〜No.12と対応している。
第１コイル２１のセクタＳ１と第２コイル２２のセクタＳ２とは、周方向の全体として、図３に示す順序（時計周りに、sin＋、cos＋、sin−、cos−の順序）で、交互に配置されている。
【００４７】
本実施形態では、セクタＳ毎に第１コイル２１および第２コイル２２の励磁が行われる場合は、セクタグループＳｇの単位により行われる。
セクタグループＳｇの数や、各セクタグループＳｇにおけるセクタＳの順序等は、本実施形態に限定されない。
【００４８】
〔コントローラ〕
次に、コントローラ３（図１）について説明する。コントローラ３は、ステータ２の第１コイル２１および第２コイル２２を励磁する励磁回路３１と、第１コイル２１および第２コイル２２への励磁によりロータコイル１１に誘起された電圧の信号を増幅する増幅回路３２と、フィルタ３３と、サンプリング回路３４と、検出制御部３５（オフセット検出部を含む）と、基準の角度からの絶対角度に応じた補正値ERRを設定する設定制御部３６と、記憶部３７とを備えている。
【００４９】
補正値ERRは、検出制御部３５により検出される角度の誤差量に相当する。かかる検出誤差の要因としては、図７に示すようにロータ１の軸心１Ａとステータ２の軸心２Ａとの位置がずれていたり（偏心）や、ロータ１とステータ２とが平行ではなく相対的に傾いており、それによってギャップｇが不均一であることを想定できる。こうした偏心や傾きは、例えば、工作機械等へのロータ１およびステータ２の取り付け時におけるロータ１やステータ２の位置や姿勢のずれ（取り付け誤差）によって起こりうる。また、ロータリースケール１００や、ロータリースケール１００が取り付けられた構造の経年変化等によっても、ロータ１とステータ２との偏心や傾きが起こりうる。
【００５０】
本実施形態によれば、ロータリースケール１００を工作機械等に取り付けた直後や、定期点検時等の適宜なタイミングで、コントローラ３に備わる補正値設定モードの下、ロータリースケール１００を作動させて、設定制御部３６により、検出誤差の解消に適切な補正値ERRを設定することができる。補正値設定モード時に、設定制御部３６により得られた補正値ERRを記憶部３７に記憶させることができる。
【００５１】
コントローラ３は、ステータ２の全周に亘り配置されている全てのセクタＳの励磁によりロータコイル１１に誘起された電圧に基づいて検出制御部３５により検出されたオフセット値（ステータ２に対するロータ１の１ピッチにおける相対回転角度）の変化量をサンプリングし、積算することで、ロータ１の１回転に対応する角度（0〜360度）を検出する。この補正前の検出角度（検出値）に、コントローラ３は補正値ERRを適用し、補正値ERRの適用により補正された検出角度を出力する。
【００５２】
ここで、オフセット値は、図１０（ｂ）に示すように、１ピッチ（Ｐ）におけるロータ１とステータ２との相対回転角度である。
補正値ERRは、ロータ１の１回転における基準の角度（0度）からの絶対角度に応じて設定される。
ロータリースケール１００は、ロータ１の１回転に亘り絶対回転角度を起動時も含めて常時、あるいは起動後の処理により検知可能に構成されている。
本実施形態では、検出制御部３５により検出された絶対角度としての補正前検出角度に、図１に示すように、検出角度に対応する補正値ERRを加算し、上位側の制御装置へと出力する。ロータリースケール１００から出力された検出角度は、上位側の制御装置におけるフィードバック制御等に使用される。
なお、ロータリースケール１００から出力される検出角度は、必ずしも絶対角度である必要はない。
【００５３】
（励磁回路）
励磁回路３１は、ステータ２の第１コイル２１および第２コイル２２にそれぞれ印加される励磁電流を生成するsin励磁部３１Ｓおよびcos励磁部３１Ｃと、角度の検出あるいは補正値ERRを設定するために必要なセクタＳにのみ励磁電流を選択的に印加可能なセクタ切替回路３１２とを備えている。
【００５４】
sin励磁部３１Ｓは、（１）に示す励磁電流I1を生成する。cos励磁部３１Ｃは、（２）に示す励磁電流I2を生成する。
I1＝ Ｉsin(θ)sin(ωt)    ・・・（１）
I2＝-Ｉcos(θ)sin(ωt)    ・・・（２）
【００５５】
図３および図５に示すように、セクタ切替回路３１２は、励磁電流I1を第１コイル２１のセクタＳ１（sin＋，sin−）へ印加するための印加経路Ｒ１ａと、励磁電流I1をセクタＳ１から迂回させる迂回経路Ｒ１ｂと、セクタグループＳｇ間を連結する連結経路Ｒ１ｃとを含んでいる。
励磁するセクタＳ１を必要に応じて切り替えるため、セクタ切替回路３１２は、in１、out１、およびskip１の３つの回路素子からなる回路素子群３１３（図５）をセクタＳ１毎に有している。これらの回路素子はそれぞれ、トランジスタやダイオード等のスイッチング素子により構成することができる。
【００５６】
セクタ切替回路３１２から回路素子in１およびout１へと送られる制御信号により、回路素子in１およびout１がオンの状態になると、印加経路Ｒ１ａを通じて、同一のセクタグループＳｇに属するセクタＳ１（sin＋，sin−）に励磁電流が印加される。励磁電流は、セクタsin＋へと流入した後、セクタsin＋から流出してセクタsin−へと流入し、セクタsin−から隣のセクタグループＳｇに向けて流出する。図３においてセクタsin＋には右側から左側に向けて励磁電流が流れ、セクタsin−には、逆向きに励磁電流が流れる。そのため、電磁結合度の波形の位相が、セクタsin＋とセクタsin−とでは逆になる。
【００５７】
回路素子in１は、印加経路Ｒ１ａにおいて、上流側のセクタsin＋に向けて励磁電流が流入する箇所に配置され、回路素子out１は、印加経路Ｒ１ａにおいて、下流側のセクタsin−から励磁電流が流出する箇所に配置されている。
そして、回路素子skip１は、回路素子in１よりも上流と回路素子out１よりも下流とを結ぶ迂回経路Ｒ１ｂに配置されている。セクタ切替回路３１２からの制御信号により回路素子skip１がオンでかつ回路素子in１およびout１がオフの状態になると、励磁電流がセクタＳ１から迂回するため、セクタＳ１に励磁電流が印加されない。
【００５８】
セクタ切替回路３１２は、回路素子in１およびout１がオンのときは回路素子skip１がオフとなり、逆に、回路素子in１およびout１がオフのときは回路素子skip１がオンとなるように各素子のオンとオフを切り替える。
３つの回路素子in１、out１、およびskip１に代えて、図５（ａ）に破線で○を示す箇所にそれぞれｃ接点の回路素子を配置してもよい。図５（ａ）にVbで示す箇所に配置されるｃ接点の回路素子を図５（ｂ）に示している。２つのｃ接点の回路素子からなる回路素子群により、回路素子群３１３を用いる場合と等価なセクタ切替回路を構成することができる。
【００５９】
セクタ切替回路３１２により、各セクタＳ１の回路素子skip１が全てオフの状態に、かつ各セクタＳ１の回路素子in１およびout１が全てオンの状態に切り替えられると、No.1からNo.12までの全周に亘り、連結経路Ｒ１ｃを介して印加経路Ｒ１ａが繋がり、全てのセクタグループＳｇのセクタＳ１に励磁電流が印加される。
【００６０】
励磁回路３１は、全てのセクタグループＳｇのセクタＳ１を励磁することも、一部のセクタグループＳｇのセクタＳ１のみを励磁することも可能である。
例えば、セクタ切替回路３１２により、図５に示すNo.1〜No.12のセクタグループＳｇのうちNo.1のセクタグループＳｇに対応する回路素子in１およびout１のみがオンの状態とされ、残りのセクタグループＳｇにそれぞれ対応する回路素子skip１が全てオンの状態とされた場合は、No.1のセクタグループＳｇのセクタＳ１のみが励磁される。励磁電流は、No.1のセクタグループＳｇのセクタＳ１のみを流れ、残りのセクタグループＳｇのセクタＳ１からは迂回経路Ｒ２ｂにより迂回する。
【００６１】
後述するように、ロータリースケール１００では、ステータ２の径方向に180度離れて対向している任意の一対のセクタグループＳｇ（例えば、No.1とNo.7）のセクタを励磁した際にロータ１に誘起された電圧に対応するオフセット値を検出する処理を少なくとも経て、補正値ERRを設定する。
【００６２】
図６は、第２コイル２２に印加される励磁電流I2を生成するcos励磁部３１Ｃと、励磁するセクタＳ２の切り替えに用いられる回路素子群３１４とを示している。回路素子群３１４は、セクタＳ１の切り替えに用いられる回路素子群３１３（図３、図５）と同様に、in２、out２、およびskip２の３つの回路素子からなる回路素子群３１４をセクタＳ２毎に有している。
セクタ切替回路３１２は、図３および図６に示すように、励磁電流I2を第２コイル２２のセクタＳ２（cos＋，cos−）へ印加するための印加経路Ｒ２ａと、励磁電流I2をセクタＳ２から迂回させる迂回経路Ｒ２ｂと、セクタグループＳｇ間を連結する連結経路Ｒ２ｃとを含んでいる。
【００６３】
回路素子群３１４の各回路素子in２、out２、およびskip２は、それぞれ、印加経路Ｒ２ａまたは迂回経路Ｒ２ｂに配置されている。セクタ切替回路３１２により、上述した回路素子群３１３と同様にオンまたはオフの状態に切り替えることができる。
そのため、励磁回路３１は、全てのセクタグループＳｇのセクタＳ２を励磁することも、一部のセクタグループＳｇのセクタＳ２のみを励磁することも可能である。
励磁回路３１は、同一のセクタグループＳｇに対応する回路素子群３１３の回路素子と回路素子群３１４の回路素子とにそれぞれ与える制御信号を同期して、同一セクタグループＳｇに属する第１コイル２１のセクタＳ１と第２コイル２２のセクタＳ２を共に励磁する。
【００６４】
本実施形態の励磁回路３１は、角度検出および補正値の設定に必要なセクタＳの励磁が可能である限りにおいて、適宜に構成することができる。セクタＳ毎に独立した励磁回路を構成することにより、励磁するセクタＳの切り替えに用いられる回路素子を用いることなく、必要なセクタＳのみを励磁することができる。
【００６５】
sin励磁部３１Ｓにより生成された励磁電流I1が、全てのセクタグループＳｇの各セクタＳ１に、あるいはセクタ切替回路３１２により選択された一部のセクタグループＳｇの第１コイル２１のセクタＳ１に印加される。また、cos励磁部３１Ｃにより生成された励磁電流I2が、全てのセクタグループＳｇの各セクタＳ２に、あるいはセクタ切替回路３１２により選択された一部のセクタグループＳｇの第２コイル２２のセクタＳ２に印加される。
そうすると、ロータコイル１１に誘起される電圧の信号Vは、（３）により表される。
V＝k・（Ｉsin(θ)cosX-Ｉcos(θ)sinX)sin(ωt)
＝ｋ・Ｉsin(θ-X) sin(ωt)                    ・・・（３）
ここで、ｋは、ロータ１とステータ２との間のギャップｇ（図７）と励磁電流の角周波数ωとに関係する信号伝達強度係数である。
【００６６】
（増幅回路３２）
増幅回路３２は、ロータコイル１１に発生した電圧信号Vを増幅する。
増幅回路３２により増幅された電圧は、ノイズに相当する周波数成分を低減するフィルタ３３を介してサンプリング回路３４へと送られる。
【００６７】
（サンプリング回路）
サンプリング回路３４は、増幅された電圧信号Vからピーク値Vpを抽出して検出制御部３５へと送る。
【００６８】
（検出制御部）
検出制御部３５は、誘起電圧に係る電圧信号Vのピーク値Vpに基づいて、Vp＝0となるようにθを制御することにより、第１コイル２１および第２コイル２２とロータコイル１１との電磁結合度に応じたオフセット値を検出する。
【００６９】
（設定制御部）
次に、検出値の誤差量に相当する補正値ERRを設定する設定制御部３６について説明する。設定制御部３６は、図１０または図９の処理を行うことにより、下記の技術思想を補正値ERRに具現化する。
【００７０】
＜誤差なしの対向セクタの抽出による補正値設定の方法＞
本明細書において既に説明したように、ステータ２の径方向に対向している任意の一対の位置に存在するセクタＳ（対向セクタ）の励磁により検出値を得る場合を考えると、特定の方向、つまり図８に示す偏心方向Ｄ１と、傾き軸方向Ｄ４の位置に関しては、検出誤差が0または0に近い値となる（検出誤差がない）。このとき、特定の方向に対向している一対のセクタＳの一方を励磁した際に得られる検出誤差も、他方のセクタＳを励磁した際に得られる検出誤差も0または0に近い値である。そのため、この特定の方向に関しては、対向セクタの励磁により得られた検出値、対向セクタの一方のセクタの励磁により得られた検出値、および対向セクタの他方のセクタの励磁により得られた検出値のいずれも同様の値となる。
以上に基づいて、検出誤差が実質的に0である対向セクタを抽出し、誤差なしの対向セクタの励磁により得られた検出値と、全セクタの励磁により得られた検出値との差分に相当する補正値ERRを設定することができる。
図８は、相対的に偏心し、かつ相対的に傾いているロータ１およびステータ２を模式的に示している。ロータ１を示す円の半径は、ロータコイル１１の半径に一致する。ステータ２を示す円の半径はステータのコイル２１，２２の半径に一致する。これらの円の径は同一である。ロータ１の回転中心である軸心１Ａとステータ２の軸心２Ａとは、偏心量Δεだけ偏心方向Ｄ１にずれている。
【００７１】
設定制御部３６は、上述した補正値設定方法に基づいて構成することができる。
設定制御部３６は、演算装置やメモリ、信号の入出力部を含んで構成されている。設定制御部３６による下記の処理は、コンピュータプログラムとして構成されていてもよい。その場合は、記憶部３７（記憶媒体）に格納したコンピュータプログラムを設定制御部３６に読み込んで実行することができる。かかるコンピュータプログラムは、検出制御部３５に関するコンピュータプログラムと統合されていてもよい。
【００７２】
以下、図９を参照し、設定制御部３６による処理の具体例について述べる。
【００７３】
〔補正値設定の例〕
設定制御部３６は、ロータ１が特定の絶対角度に位置する状態において、全てのセクタＳが励磁されることにより得られたオフセット値と、一対のセクタＳの組み合わせが異なる対向セクタが共に、全ての組み合わせについて励磁されることにより得られた対向オフセット値と、一対のセクタＳの組み合わせが異なる対向セクタが個別に、全ての組み合わせについて励磁されることにより得られた個別オフセット値とを用いて、全てのセクタＳが励磁された場合に得られるオフセット値の誤差として、絶対角度に対応する補正値ERRを設定する。
本実施形態では、第１コイル２１のセクタＳ１と第２コイル２２のセクタＳ２とを励磁回路３１によりセクタグループＳｇ毎に励磁する。
【００７４】
図９を参照し、設定制御部３６による具体的な処理の一例を説明する。処理の概要としては、ロータ１の絶対角度に応じた補正値を設定する補正値設定ステップＳｔ２００を繰り返す。
以下の処理では、ロータ１の絶対角度をｊで表すものとする。ｊは、0から始まり、30,60,90・・・300,330まで、ロータ１を回転させることで変化するものとする。ｊの変化する幅は、ここではセクタグループＳｇの中心角に相当する30度に対応している。ｊの変化する幅は、セクタグループＳｇの中心角に必ずしも対応している必要はなく、セクタグループＳｇの中心角よりも大きい角度や小さい角度であってもよい。
【００７５】
補正値設定ステップＳｔ２００では、まず、通常の角度検出を行うモードと同様に、全てのセクタグループＳｇのセクタＳ、つまり全セクタＳを励磁回路３１により励磁することで、検出制御部３５によりオフセット値を検出する（ステップＳｔ２１０）。設定制御部３６は、このオフセット値をPOS_All（全周オフセット値）としてメモリや記憶部３７に記録する。
【００７６】
続いて、ステータ２の径方向に対向している一対の対向セクタグループＳｇのセクタＳのみを励磁回路３１により励磁し、対向セクタグループＳｇの全ての組み合わせについて、検出制御部３５によりオフセット値（対向オフセット値）を得ることに加え、対向する一対のセクタグループＳｇのセクタＳを個別に励磁し、対向セクタの各セクタＳに個別に対応するオフセット値（個別オフセット値）も得る（対向セクタグループオフセット値取得ステップＳｔ２２０）。
このステップＳｔ２２０では、ロータ１が特定の絶対角度にある状態で、全ての組み合わせの対向セクタグループＳｇ毎に、かつ個別のセクタグループＳｇに関してもオフセット値を取得する。
【００７７】
対向するセクタグループＳｇは、ｉにより識別するものとする。本実施形態では、６組の対向するセクタグループＳｇが存在するため、ｉは、0,1,2,3,4,5と変化する。
対向セクタグループＳｇの組毎の対向オフセット値のことをPOS_8sc_iと称するものとする。
また、対向セクタグループＳｇの組毎であって、一対の対向セクタグループＳｇ（例えば、No.1とNo.７）の一方のセクタグループＳｇ（例えばNo.1）の４個のセクタＳのみ励磁した時の個別オフセット値のことをPOS_4sc_i1と称し、他方のセクタグループＳｇ（例えばNo.7）の４個のセクタＳのみ励磁した時の個別オフセット値のことをPOS_4sc_i2と称するものとする。
【００７８】
i＝0のとき、図４に示すNo.1とNo.7のセクタグループＳｇにそれぞれ属する合計８個のセクタＳのみを励磁する（ステップＳｔ２２１）。このとき検出された対向オフセット値を、対向セクタグループＳｇの組の識別番号ｉと対応付け、メモリや記憶部３７等に記録する（ステップＳｔ２２２）。
【００７９】
ここでは、iをカウントアップする（ステップＳｔ２２４）同じループに係る処理として、対向セクタグループＳｇ（例えば、No.1とNo.７）にそれぞれ属する合計８個のセクタＳの励磁により得られた対向オフセット値をPOS_8sc_iとして記録し（ステップＳｔ２２２）、対向セクタグループＳｇを個別に励磁した時の個別オフセット値をそれぞれPOS_4sc_i1，POS_4sc_i2として記録する（ステップＳｔ２２３）。
ｉをカウントアップすることで（ステップＳｔ２２４）、励磁対象が隣のセクタグループＳｇに移り、図４に示すNo.2とNo.8のセクタグループＳｇの合計８個のセクタＳを励磁する。
ｉ＝5となるまで（ステップＳｔ２２５）、ステップＳｔ２２２およびステップＳｔ２２３を繰り返すことにより、対向セクタグループＳｇの全ての組み合わせについての対向オフセット値および個別オフセット値の取得（ステップＳｔ２２０）を終了する。
【００８０】
次に、ステップＳｔ２２０により取得された対向セクタグループＳｇの組毎の対向オフセット値であるPOS_8sc_i（i＝0〜5）と個別オフセット値POS_4sc_i1，POS_4sc_i2（i＝0〜5）から、例えば（７）式の演算により誤差が実質的に0となる対向セクタグループＳｇの組をiにより抽出する（ステップＳｔ２３０）。
｜POS_4sc_i1−POS_8sc_i｜＋｜POS_4sc_i2−POS_8sc_i｜      ・・・（７）
対向セクタグループＳｇが図８に示す偏心方向Ｄ１あるいは傾きの軸方向Ｄ４に位置している場合は、POS_8sc_i, POS_4sc_i1, POS_4sc_i2のいずれも、理論上は同一の値となるため、（７）式の値は、実質的に0であり、つまり誤差がない。
【００８１】
したがって、誤差が実質的に0となるセクタグループＳｇの組の識別番号ｉがzero_err_iであるとすると、ステップＳｔ２１０で記録された全周オフセット値POS_Allから、絶対角度ｊにおける検出誤差POS_err_ｊを次式（８）の計算により得て、メモリや記憶部３７に記録する（ステップＳｔ２４０）。
POS_err_ｊ＝POS_All−POS_8sc_zero_err_i      ・・・（８）
なお、（８）に代えて（９）あるいは（１０）によりPOS_err_ｊを得てもよい。
POS_err_ｊ＝POS_All−POS_4sc_zero_err_ii      ・・・（９）
POS_err_ｊ＝POS_All−POS_4sc_zero_err_i2      ・・・（１０）
以上により、絶対角度ｊ＝0における補正値設定ステップＳｔ２００を終了する。
【００８２】
ロータ１を回転させてｊを進めつつ（ステップＳｔ２５０）、ｊ＝5となるまで（ステップＳｔ２６０）補正値設定ステップＳｔ２００を繰り返すことにより、絶対角度ｊ毎に、検出誤差POS_err_ｊが得られる。この検出誤差POS_err_ｊに相当する補正値ERRを設定する（ステップＳｔ２７０）。
【００８３】
ロータ１とステータ２との偏心や傾きの方向が反映された誤差量に相当する補正値ERRは、ロータ１の１回転（360度）を１周期とする正弦波により表すことができる。したがって、ステップＳｔ２７０では、図９に示す手順により得られた絶対角度ｊ毎の検出誤差POS_err_ｊを用いた演算処理により滑らかな正弦波波形を設定し、演算上の値により補正値ERRを設定することが好ましい。
【００８４】
絶対角度に応じて設定される補正値ERRの形式は、任意であり、絶対角度と補正値ERRとの対応関係を示す数式や、データテーブル等であってよい。
例えば、絶対角度が0度から1度未満までを補正値ERR0に対応付け、1度から2度未満までを補正値ERR1に対応付けるデータテーブルを構成することができる。このデータテーブルを記憶部３７に記憶しておき、記憶部３７から読み出した補正値を検出角度に加算すること等によって検出角度を補正するとよい。
【００８５】
上述した補正値設定の例に示す処理は、あくまで一例である。
上記の例（図９）において、対向セクタグループＳｇの励磁を全ての組み合わせについて行うことは必ずしも必要でない。
例えば、ｉをカウントアップしつつ（ステップＳｔ２２４）、ステップＳｔ２２２，Ｓｔ２２３において対向オフセット値および個別オフセット値による（７）の計算結果を監視して、閾値等を用いて実質的に0である値が検知された時点でステップＳｔ２２０を中断するようにしてもよい。
【００８６】
以上で説明した本実施形態によれば、絶対角度に応じて設定される補正値ERRにより、ロータ１とステータ２との偏心および傾きによる検出誤差を含む検出値を適切に補正することができる。したがって、ロータ１とステータ２との偏心および傾きが、ロータリースケール１００の取付誤差として不可避的に発生するとしても、検出誤差を許容値に収めるための調整作業を行う必要なく、ロータリースケール１００に要求される高い検出精度を確保することができる。
【００８７】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１００    ロータリースケール
１        ロータ
１Ａ      軸心
２        ステータ
２Ａ      軸心
３        コントローラ（制御装置）
１１      ロータコイル
２０      ステータコイル
２１      第１コイル
２２      第２コイル
３１      励磁回路
３１Ｃ    cos励磁部
３１Ｓ    sin励磁部
３２      増幅回路
３３      フィルタ
３４      サンプリング回路
３５      検出制御部
３６      設定制御部
３７      記憶部
３１２    セクタ切替回路
３１３，３１４      回路素子群
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ      位置
Ｄ１      偏心方向
Ｄ２      直交方向
Ｄ３      最大ギャップ差方向
Ｄ４      傾き軸方向
ｇ        ギャップ
in１，in２，out１，out２，skip１，skip２      回路素子
Ｐ        ピッチ
Ｒ１ａ    印加経路
Ｒ１ｂ    迂回経路
Ｒ１ｃ    連結経路
Ｒ２ａ    印加経路
Ｒ２ｂ    迂回経路
Ｒ２ｃ    連結経路
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２      セクタ
Ｓｇ      セクタグループ
【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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