(57)【要約】【課題】信号線数を削減し回路部品の低コスト化を図る。【解決手段】３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを出力するサーボモータ用エンコーダにおいて、磁極位置検出信号をその各相の信号状態に対応した８通りのアナログ電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路１１を設ける。ＣＰＵ６は、このアナログ信号をその電圧値に基づいて磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す３ビットのデジタル値からなる信号情報に変換する。磁極位置検出信号はアナログ信号に変換されて１本の信号線２４にてコントローラ２に伝送され、インターフェイス回路１２によるノイズフィルタ処理の後、ＣＰＵ６に入力される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを出力するサーボモータ用エンコーダであって、
前記磁極位置検出信号を、前記磁極位置検出信号の各相の信号状態に対応した電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路と、
前記アナログ信号の電圧値に基づいて、前記アナログ信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す信号情報に変換する制御手段とを有することを特徴とするサーボモータ用エンコーダ。
【請求項２】
請求項１記載のサーボモータ用エンコーダにおいて、前記Ｄ／Ａ変換出力回路は、前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を８通りのアナログ電圧値に変換し、前記制御手段は、前記アナログ電圧値を３ビットのデジタル値に変換することを特徴とするサーボモータ用エンコーダ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のサーボモータ用エンコーダにおいて、前記エンコーダと前記制御手段との間に、前記エンコーダと接続され、前記各インクリメンタル信号に対応するドライバ部を備えるラインドライバと、前記ラインドライバと接続され、前記各ドライバ部に対応して設けられ前記制御手段に対しインクリメンタル信号を出力するレシーバ部を備えるラインレシーバとを設けることを特徴とするサーボモータ用エンコーダ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のサーボモータ用エンコーダにおいて、前記Ｄ／Ａ変換出力回路と前記制御手段との間に、前記Ｄ／Ａ変換出力回路から出力されたアナログ信号のノイズを除去するインターフェイス回路を介設してなることを特徴とするサーボモータ用エンコーダ。
【請求項５】
３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを出力するエンコーダと、前記磁極位置検出信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態に対応した電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路と、前記アナログ信号の電圧値に基づいて前記アナログ信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す信号情報に変換する制御手段とを有してなるサーボモータ用エンコーダの制御方法であって、
前記制御手段は、前記エンコーダ始動前に前記磁極位置検出信号の組み合わせに基づいて前記サーボモータの電気角の初期値を推定することを特徴とするサーボモータ用エンコーダの制御方法。
【請求項６】
請求項５記載のサーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記電気角初期値の推定後、前記インクリメンタル信号中の原点信号（Ｚ）に基づき、前記サーボモータの電気角を補正することを特徴とするサーボモータ用エンコーダの制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のサーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記インクリメンタル信号中の前記原点信号が得られるまで、前記電気角の推定初期値を原点として前記インクリメンタル信号を用いてカウンタをインクリメント又はデクリメントして前記サーボモータの電気角を推定算出することを特徴とするサーボモータ用エンコーダの制御方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載のサーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記サーボモータの電気角を前記原点信号に基づいて補正した後、前記インクリメンタル信号に基づいて前記サーボモータを駆動制御することを特徴とするサーボモータ用エンコーダの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータ用エンコーダに関し、特に、信号線数の削減を図ったサーボモータ用エンコーダ及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、サーボモータの制御には、３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を出力するインクリメンタル型のエンコーダが使用されている。インクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）は、９０°位相を異にする２層の方形波信号（Ａ，Ｂ）と、原点位置にて出力される原点信号の方形波出力（Ｚ）から構成される。このインクリメンタル信号により、モータの回転方向、回転速度及び、回転位置が検出される。すなわち、Ａ，Ｂ何れの信号が先に出力されるかによって回転方向が、Ａ，Ｂ信号の周期により回転速度が検出される。また、Ｚ信号によりモータロータの基準位置が検出され、その時点からＡ，Ｂ信号を積算（又は減算）することにより、ロータ回転位置が検出される。
【０００３】
磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、電気角に対応した１２０°の位相差を持つ方形波出力信号である。モータの駆動に伴って３相の磁極位置検出信号が出力され、その組み合わせによりロータの磁極位置が検出される。この磁極位置に合わせてステータ側のコイルを適宜切り換えて励磁し、ロータ周囲に回転磁界を形成する。これにより、ロータが継続して回転しモータが所望の速度、方向に駆動される。
【０００４】
このようなエンコーダでは、従来より、各信号の検知に図１０のような回路構成が採用されている。図１０は、従来のサーボモータ用エンコーダの回路構成を示すブロック図である。サーボモータ用エンコーダは、モータ側に配置されるモータ部５１と、制御装置側に配置されるコントローラ５２とから構成される。モータ部５１には、エンコーダ５３と、ラインドライバ５４が設けられている。コントローラ５２はモータ制御に使用され、ラインレシーバ５５と、ＣＰＵ５６が設けられている。ラインドライバ５４とラインレシーバ５５との間の信号伝送には、ノイズに強いＲＳ−４２２等の差動による平衡型方式が使用される。
【０００５】
エンコーダ５３は、３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を出力するインクリメンタル信号出力部５７と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を出力する磁極位置検出信号出力部５８を備えている。インクリメンタル信号出力部５７と磁極位置検出信号出力部５８は、ラインドライバ５４に設けられたドライバ部５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｚ；６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗにそれぞれ接続されている。
【０００６】
ラインドライバ５４のドライバ部５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｚは、各インクリメンタル信号毎に設けられている。各ドライバ部５９Ａ等は、入力側が対応するインクリメンタル信号出力部５７に接続されると共に、出力側には１対の出力端子６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｚが設けられている。出力端子６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｚからは、位相の異なるインクリメンタル信号Ａ，Ａバー，Ｂ，Ｂバー，Ｚ，Ｚバーがそれぞれ出力される。インクリメンタル信号Ａ，Ａバー等は、モータのロータ位置検出に使用される。
【０００７】
ラインドライバ５４のドライバ部６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗもまた各磁極位置検出信号毎に設けられている。各ドライバ部６１Ｕ等は、入力側が対応する磁極位置検出信号出力部５８に接続されると共に、出力側には１対の出力端子６３Ｕ，６３Ｖ，６３Ｗが設けられている。出力端子６３Ｕ，６３Ｖ，６３Ｗからは、位相の異なる磁極位置検出信号Ｕ，Ｕバー，Ｖ，Ｖバー，Ｗ，Ｗバーがそれぞれ出力される。
【０００８】
ラインドライバ５４は、ラインレシーバ５５と信号線６４を介して接続されている。ラインレシーバ５５にはレシーバ部６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｚ；６６Ｕ，６６Ｖ，６６Ｗが設けられている。レシーバ部６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｚは、ラインドライバ５４のドライバ部５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｚからの信号を受ける。レシーバ部６６Ｕ，６６Ｖ，６６Ｗは、ラインドライバ５４のドライバ部６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗからの信号を受ける。レシーバ部６５Ａ等は、ドライバ部５９Ａ等からの信号を受けて、インクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）や磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）をＣＰＵ５６に対して出力する。
【０００９】
モータ部５１とコントローラ５２との間にはさらに、電源線６７，６８が設けられている。電源線６７は＋電源供給用（ＶＣＣ）、電源線６８はグランド接続用（ＧＮＤ）に使用される。これにより、モータ部５１のエンコーダ５３やラインドライバ５４に電源が供給される。
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１８４５５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなサーボモータ用エンコーダは、前述のような構成となっているため、図１０に示すように、モータ部５１とコントローラ５２との間に合計１４本の配線が使用される。すなわち、１２本の信号線６４（（Ａ，Ｂ，Ｚ；Ｕ，Ｖ，Ｗ）×２）と、２本の電源線６７，６８が配設される。このため、ラインドライバ５４とラインレシーバ５５の間のハーネス芯数が多くなり、部品点数や組付工数が増加し、製品コストが増大するという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、信号線を共通使用することにより信号線数を削減し回路部品の低コスト化を図ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のサーボモータ用エンコーダは、３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを出力するサーボモータ用エンコーダであって、前記磁極位置検出信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態に対応した電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路と、前記アナログ信号の電圧値に基づいて前記アナログ信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す信号情報に変換する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のサーボモータ用エンコーダにあっては、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）をアナログ信号に変換して出力するので、磁極位置検出信号に関する信号線を１本で賄うことが可能となる。従って、エンコーダの省線化が図られ、部品点数や組付工数が減少し、回路部品の低コスト化を実現できる。
【００１５】
前記サーボモータ用エンコーダにおいて、前記Ｄ／Ａ変換出力回路により前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を８通りのアナログ電圧値に変換し、前記制御手段により前記アナログ電圧値を３ビットのデジタル値に変換するようにしても良い。
【００１６】
また、前記サーボモータ用エンコーダにおいて、前記エンコーダと前記制御手段との間に、前記エンコーダと接続され、前記各インクリメンタル信号に対応するドライバ部を備えるラインドライバと、前記ラインドライバと接続され、前記各ドライバ部に対応して設けられ前記制御手段に対しインクリメンタル信号を出力するレシーバ部を備えるラインレシーバとを設けても良い。
【００１７】
さらに、前記サーボモータ用エンコーダにおいて、前記Ｄ／Ａ変換出力回路と前記制御手段との間に、前記Ｄ／Ａ変換出力回路から出力されたアナログ信号のノイズを除去するインターフェイス回路を介設しても良い。このインターフェイス回路によるノイズフィルタ処理により、アナログ信号に対するノイズの影響を抑えることができる。
【００１８】
一方、本発明のサーボモータ用エンコーダの制御方法は、３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とを出力するエンコーダと、前記磁極位置検出信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態に対応した電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路と、前記アナログ信号の電圧値に基づいて前記アナログ信号を前記磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す信号情報に変換する制御手段とを有してなるサーボモータ用エンコーダの制御方法であって、前記制御手段は、前記エンコーダ始動前に前記磁極位置検出信号の組み合わせに基づいて前記サーボモータの電気角の初期値を推定することを特徴とする。
【００１９】
本発明のサーボモータ用エンコーダの制御方法にあっては、ロータ電気角の推定をモータ始動前に行うため、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が変化せず、そこから得られるアナログ信号も変化しない。従って、ここではアナログ信号を高速伝送するが必要なく、アナログ信号でも問題なく磁極位置情報の伝達を行うことができる。
【００２０】
前記サーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記電気角初期値の推定後、前記インクリメンタル信号中の原点信号（Ｚ）に基づき、前記サーボモータの電気角を補正するようにしても良い。
【００２１】
また、前記サーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記インクリメンタル信号中の前記原点信号が得られるまで、前記電気角の推定初期値を原点として前記インクリメンタル信号を用いてカウンタをインクリメント又はデクリメントして前記サーボモータの電気角を推定算出するようにしても良い。
【００２２】
さらに、前記サーボモータ用エンコーダの制御方法において、前記サーボモータの電気角を前記原点信号に基づいて補正した後、前記インクリメンタル信号に基づいて前記サーボモータを駆動制御するようにしても良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるサーボモータ用エンコーダの回路構成を示すブロック図である。図１に示すように、当該サーボモータ用エンコーダは、モータ側に配置されるモータ部１と、制御装置側に配置されるコントローラ２とから構成される。モータ部１には、エンコーダ３とラインドライバ４に加えてＤ／Ａ変換出力回路１１が設けられている。コントローラ２には、ラインレシーバ５とＣＰＵ（制御手段）６に加えてインターフェイス回路１２が設けられている。モータ部１とコントローラ２との間は、信号線１６，２４を介して接続される。ラインドライバ４とラインレシーバ５との間の信号伝送には、ＲＳ−４２２等の差動による平衡型方式が使用される。
【００２４】
エンコーダ３は、３相のインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を出力するインクリメンタル信号出力部７と、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を出力する磁極位置検出信号出力部８を備えている。インクリメンタル信号出力部７はラインドライバ４と、磁極位置検出信号出力部８はＤ／Ａ変換出力回路１１とそれぞれ接続されている。
【００２５】
モータ部１とコントローラ２との間にはさらに電源線２５，２６が設けられている。電源線２５は＋電源供給用（ＶＣＣ）、電源線２６はグランド接続用（ＧＮＤ）に使用される。これにより、モータ部１のエンコーダ３やラインドライバ４、Ｄ／Ａ変換出力回路１１に電源が供給される。
【００２６】
ラインドライバ４には、ドライバ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｚが設けられている。ドライバ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｚはそれぞれ、インクリメンタル信号出力部７の各相の出力端子１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｚに接続されている。ドライバ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｚには、１対の出力端子１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｚが設けられている。出力端子１５Ａからは信号Ａと信号Ａバーが、出力端子１５Ｂからは信号Ｂと信号Ｂバーが、出力端子１５Ｚからは信号Ｚと信号Ｚバーがそれぞれ選択的に出力される。
【００２７】
ラインレシーバ５には、レシーバ部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｚが設けられている。ラインレシーバ５はラインドライバ４と信号線１６を介して接続されており、レシーバ部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｚはそれぞれ、ラインドライバ４のドライバ部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｚからの信号を受ける。レシーバ部１７Ａ等は、ドライバ部１３Ａ等からの信号を受けて、インクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）をＣＰＵ６に対して出力する。
【００２８】
Ｄ／Ａ変換出力回路１１は、エンコーダ３の磁極位置検出信号出力部８から出力された３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）をアナログ信号（アナログ電圧値）に変換して出力する。図２は、Ｄ／Ａ変換出力回路１１の構成を示すブロック図である。Ｄ／Ａ変換出力回路１１は、図２に示すように、抵抗ラダー方式のデジタル→アナログ変換器であり、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の組み合わせを８通りのアナログ電圧に変換して出力する。
【００２９】
磁極位置検出信号出力部８の各相の出力端子１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗから出力された信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、それぞれＣ−ＭＯＳタイプのバッファＩＣ（例えば、７４ＨＣ０４型）１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗに入力される。バッファＩＣ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗの後段には、抵抗２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗが接続される。抵抗２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗの後段は、抵抗２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗを介して接地されると共に、オペアンプ２３に接続される。オペアンプ２３はボルテージフォロワ接続され、片電源方式にてＶＣＣより電源が供給される。オペアンプ２３の出力信号は、信号線２４を介してコントローラ２のインターフェイス回路１２に入力される。
【００３０】
インターフェイス回路１２はＣＰＵ６に接続されており、ノイズフィルタとして使用される。Ｄ／Ａ変換出力回路１１から出力されたアナログ信号は、インターフェイス回路１２を介してＣＰＵ６に入力され、ＣＰＵ６に内蔵されたＡ／Ｄ変換器にてＵ，Ｖ，Ｗの状態に対応した３ビットのデジタル値に変換される。図３はエンコーダ３の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とＤ／Ａ変換出力回路１１の出力信号との関係を示す表、図４はＤ／Ａ変換出力回路１１の出力信号とそれに基づいて作成された３ビットのデジタル値（Ｕ，Ｖ，Ｗ）との関係を示す表である。
【００３１】
図３に示すように、エンコーダ３の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）は、バッファＩＣ１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗにて反転され（ＵＢ，ＶＢ，ＷＢ）、オペアンプ２３に入力される。このとき、オペアンプ２３からの出力電圧は、入力信号に応じて、図３のように０（Ｖ）〜７／８ＶＣＣ（Ｖ）に変化する。すなわち、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の３ビットの組み合わせは、Ｄ／Ａ変換出力回路１１によって各相の信号状態に対応した８通りの電圧値を有するアナログ信号に変換される。
【００３２】
一方、ＣＰＵ６側では、入力されたアナログ信号の電圧値に基づいて、このアナログ信号を磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す３ビットのデジタル値（信号情報）に変換する。例えば、入力電圧が１１／１６ＶＣＣ以上〜１３／１６ＶＣＣ未満の場合には、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が中心値１２／１６＝６／８ＶＣＣの状態と判断し、図３の関係を考慮して（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，０，１）とする。同様に、例えば５／１６ＶＣＣ以上〜７／１６ＶＣＣ未満の場合には、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）が中心値６／１６＝３／８ＶＣＣから（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（１，０，０）とする。なお、電圧値が１３／１６ＶＣＣ以上又は１／１６以下の場合は、（Ｕ，Ｖ，Ｗ）＝（０，０，０）又は（１，１，１）となり、モータ作動時には出現し得ない信号の組み合わせとなるため、異常（エラー）と判断する。
【００３３】
次に、当該サーボモータ用エンコーダの動作について説明する。図５は、図１のエンコーダにおける始動時の動作を示すフローチャートである。ここではまず、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を取得し、現在のロータ電気角を推定し、その値をＣＰＵ６のＲＡＭに記憶する（ステップＳ１）。ロータ電気角は、３個の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の組み合わせにより推定され、この際、Ｄ／Ａ変換出力回路１１のアナログ電圧値から変換された前述の（Ｕ，Ｖ，Ｗ）値が使用される。
【００３４】
図６はロータが反時計回りに回転する場合における磁極位置検出信号とロータ電気角との関係を示すタイムチャート、図７はロータが時計回りに回転する場合における磁極位置検出信号とロータ電気角との関係を示すタイムチャートである。例えば、アナログ電圧値が３／１６ＶＣＣ以上〜５／１６ＶＣＣ未満の場合は、図４に示すように（Ｕ，Ｖ，Ｗ）値は（１，０，１）となる。この場合、図６においてＵ，Ｖ，Ｗの組み合わせが（１，０，１）＝「Ｈ，Ｌ，Ｈ」となる位置を見ると、これは電気角０°〜６０°の間にロータが存在する場合であることが分かる。そこで、このときはロータがその中心値の電気角３０°の位置にあると推定すると共に、その値を電気角の初期値とし、これをＲＡＭに格納する。同様に、アナログ電圧値が１／１６ＶＣＣ以上〜３／１６ＶＣＣ未満の場合は（Ｕ，Ｖ，Ｗ）値は（１，１，０）となり、Ｕ，Ｖ，Ｗの組み合わせが「Ｈ，Ｈ，Ｌ」となる位置は電気角１２０°〜１８０°の場合であることから、このときは電気角の推定初期値を１５０°とする。
【００３５】
ここで、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）はモータが回転していない場合にも取得することができる。従って、このようなロータ電気角の推定は、モータ始動前に行うことができる。磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）はモータ停止時には変化しないため、そこから得られるアナログ信号も変化しない。すなわち、ここではＵ，Ｖ，Ｗ信号の高速伝送は必要なく、一般にデジタル信号に比して情報伝達速度が劣るアナログ信号でも何ら問題なく情報の伝達を行うことができる。また、アナログ信号はノイズの影響を受け易いが、モータ停止時にロータ電気角推定処理を行えるためノイズも少なく、さらに、インターフェイス回路１２やＣＰＵ６にてノイズフィルタ処理を行えるため、ノイズ対策も十分に採ることが可能である。
【００３６】
このようにして電気角の初期値を設定した後、ＲＡＭに書き込まれた電気角の値を原点付きプリセッタブルカウンタに書き込む（ステップＳ２）。例えば、前述の例で言えば、電気角の推定初期値が３０°の場合、その値に相当するカウント値をプリセッタブルカウンタに初期値として書き込む。
【００３７】
モータ駆動に伴い、信号Ａ，ＢがＣＰＵ６に入力される。図８はロータが反時計回りに回転する場合におけるインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を示すタイムチャート、図９はロータが時計回りに回転する場合におけるインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を示すタイムチャートである。図８，９に示すように、インクリメンタル信号のうち信号Ａと信号Ｂは、ロータの回転に伴い９０°位相がずれた状態で出力される。これに対し信号Ｚは、ロータ１回転につき１回出力される。信号Ｚが出力される位置は磁気検出素子の設置位置から予め分かっており、信号Ｚを得てから信号Ａ，Ｂの入力パルス数をカウントすることにより、ロータの回転角度を検出することができる。
【００３８】
信号Ａ，ＢがＣＰＵ６に入力されると、これによりプリセッタブルカウンタをインクリメント（反時計回り時）又はデクリメント（時計回り時）する（ステップＳ３）。この際、ＣＰＵ６はＺ相のインクリメンタル信号（原点信号）が入力されたか否かを監視する（ステップＳ４）。Ｚ信号が入力されるまではステップＳ３のカウントが継続され、この値に基づいてロータ回転角が推定され、コイル励磁相が制御される。なお、電気角の誤差をφとすると、モータトルクは電気角の誤差がない場合に比してｃｏｓφを掛けた値となる。このため、前述の推定値のようにφ＝−３０°〜＋３０°の場合、ｃｏｓφ≧（√３）／２≒０．８６６となり、モータの起動トルクは最大約１３．４％減少の範囲で制御される。
【００３９】
Ｚ信号が入力されるとステップＳ５に進み、カウンタがリセットされる。前述のように、Ｚ信号入力時のロータ回転角度は予め定まっており、それが入力されたときは、ロータ回転角度が正確に把握されるため、カウンタをその角度にリセットする。そして、ステップＳ６に進み、Ｚ信号によってリセットされた正確なロータ位置検出によってモータが制御される。
【００４０】
このように、当該サーボモータ用エンコーダでは、３相の磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を８通りの値を持つアナログ信号に変換して出力するので、磁極位置検出信号に関する信号線を１本で賄うことが可能となる。従って、図１に示すように、モータ部１とコントローラ２との間の配線を９本（６本のデジタル信号線１６，１本のアナログ信号線２４，２本の電源線２５，２６）に減らした構成にてサーボモータ用エンコーダを形成できる。この省線化により、ラインドライバ４とラインレシーバ５の間の回路数が半分に減らされており、信号線２４の追加を含めても、配線を５本減らすことが可能となっている。従って、モータ部１とコントローラ２の間のハーネス芯数を減らすことができ、部品点数や組付工数が減少する。また、Ｄ／Ａ変換出力回路１１には安価な抵抗ラダー方式の変換器が使用できるため、Ｄ／Ａ変換出力回路１１やインターフェイス回路１２が付加されるものの、全体として回路部品の低コスト化を図ることが可能となる。
【００４１】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述のサーボモータ用エンコーダにおいて、ＣＰＵ６に代えてＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ  ＩＣ：特定用途向け専用ＩＣ）を使用することも可能である。また、前述の実施の形態では、反時計回り時にカウンタをインクリメントする構成としたが、時計回り時にカウンタをインクリメントし、反時計回り時にカウンタをデクリメントするようにしても良い。さらに、Ｄ／Ａ変換出力回路１１として抵抗ラダー方式の変換器を用いる構成を示したが、他の種類のデジタル／アナログ変換器を用いることも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のサーボモータ用エンコーダによれば、磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）をその各相の信号状態に対応した電圧値を有するアナログ信号に変換し出力するＤ／Ａ変換出力回路と、このアナログ信号をその電圧値に基づいて磁極位置検出信号の各相の信号状態を示す信号情報に変換する制御手段とを設けたので、磁極位置検出信号を制御手段に伝送する信号線を１本で賄うことが可能となる。従って、エンコーダの省線化が図られ、部品点数や組付工数が減少し、回路部品の低コスト化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるサーボモータ用エンコーダの回路構成を示すブロック図である。
【図２】Ｄ／Ａ変換出力回路の構成を示すブロック図である。
【図３】エンコーダの磁極位置検出信号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）とＤ／Ａ変換出力回路の出力信号との関係を示す表である。
【図４】Ｄ／Ａ変換出力回路の出力信号とそれに基づいて作成された３ビットのデジタル値（Ｕ，Ｖ，Ｗ）との関係を示す表である。
【図５】図１のエンコーダにおける始動時の動作を示すフローチャートである。
【図６】ロータが反時計回りに回転する場合における磁極位置検出信号とロータ電気角との関係を示すタイムチャートである。
【図７】ロータが時計回りに回転する場合における磁極位置検出信号とロータ電気角との関係を示すタイムチャートである。
【図８】ロータが反時計回りに回転する場合におけるインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を示すタイムチャートである。
【図９】ロータが時計回りに回転する場合におけるインクリメンタル信号（Ａ，Ｂ，Ｚ）を示すタイムチャートである。
【図１０】従来のサーボモータ用エンコーダの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    モータ部
２    コントローラ
３    エンコーダ
４    ラインドライバ
５    ラインレシーバ
６    ＣＰＵ
７    インクリメンタル信号出力部
８    磁極位置検出信号出力部
１１    Ｄ／Ａ変換出力回路
１２    インターフェイス回路
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｚ    ドライバ部
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｚ    出力端子
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｚ    出力端子
１６    デジタル信号線
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｚ    レシーバ部
１８Ｕ，１８Ｖ，１８Ｗ    出力端子
１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ    バッファＩＣ
２１Ｕ，２１Ｖ，２１Ｗ    抵抗
２２Ｕ，２２Ｖ，２２Ｗ    抵抗
２３    オペアンプ
２４    信号線
２５    電源線
２６    電源線
５１    モータ部
５２    コントローラ
５３    エンコーダ
５４    ラインドライバ
５５    ラインレシーバ
５６    ＣＰＵ
５７    インクリメンタル信号出力部
５８    磁極位置検出信号出力部
５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｚ    ドライバ部
６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗ    ドライバ部
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｚ    出力端子
６３Ｕ，６３Ｖ，６３Ｗ    出力端子
６４    信号線
６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｚ    レシーバ部
６６Ｕ，６６Ｖ，６６Ｗ    レシーバ部
６７    電源線
６８    電源線
【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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