(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置に対して所定のデータを出力する機器においてオープンコレクタ接続され、ベースに入力される前記データを表すデジタル信号によりオン／オフされて、コレクタに接続された信号線を介して前記制御装置に対して、前記コレクタ側の第１電圧又はエミッタ側の第２電圧である２値電圧を出力するトランジスタと、
前記機器において、一端が前記コレクタ及び前記信号線に接続され、他端が第３電圧の電圧源に接続され、前記機器の温度により抵抗値が変化する温度検出素子と、
前記制御装置に配置され、一端が前記信号線を介して前記温度検出素子と直列に接続され、他端が前記第２電圧の電圧源に接続される分圧抵抗と、
を有し、
前記トランジスタがオフの場合に、前記温度検出素子の抵抗値の変化に応じて変化する前記第１電圧の電圧値を媒介にして、前記機器の温度を前記制御装置に伝達することを特徴とする温度検出回路。
【請求項２】
前記制御装置に配置され、前記トランジスタのオン／オフに応じた２値電圧に基づいて、前記トランジスタのオン／オフを検出するＨ／Ｌ検出手段と、
前記第２電圧の電圧源と前記分圧抵抗の他端との間の切断／接続を切替可能な開閉手段と、
を更に有し、
前記開閉手段は、
通常動作時には、前記制御装置が前記信号線の２値電圧から前記デジタル信号を読み出し可能なように、前記第２電圧の電圧源と前記分圧抵抗の他端との間を切断し
温度検出時には、前記トランジスタがオフとなった際に、前記制御装置が前記信号線の第１電圧から前記機器の温度を演算可能なように、前記第２電圧の電圧源と前記分圧抵抗の他端との間を接続することを特徴とする、請求項１に記載の温度検出回路。
【請求項３】
前記開閉手段は、前記温度検出時において前記トランジスタがオンであった場合には、該トランジスタがオフとなるまで、前記通常時と同様に、記第２電圧の電圧源と前記分圧抵抗の他端との間を切断する状態を維持することを特徴とする、請求項２に記載の温度検出回路。
【請求項４】
前記機器は、移動体の変位量に対応したパルス信号を出力するエンコーダであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度検出回路。
【請求項５】
制御装置に対して所定のデータを出力する機器においてオープンコレクタ接続され、ベースに入力される前記データを表すデジタル信号によりオン／オフされて、コレクタに接続された信号線を介して前記制御装置に対して、前記コレクタ側の第１電圧又はエミッタ側の第２電圧である２値電圧を出力するトランジスタと、
前記機器において、一端が前記コレクタ及び前記信号線に接続され、他端が第３電圧の電圧源に接続され、前記機器の温度により抵抗値が変化する温度検出素子と、
前記制御装置に配置され、一端が前記信号線を介して前記温度検出素子と直列に接続され、他端が前記第２電圧の電圧源に接続される分圧抵抗と、
を有する温度検出回路を使用し、
前記トランジスタがオフの場合に、前記温度検出素子の抵抗値の変化に応じて変化する前記第１電圧の電圧値を媒介にして、前記機器の温度を前記制御装置に伝達することを特徴とする温度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンコレクタによるデジタル信号出力をもつ機器の温度検出に関し、特に温度検出信号とデジタル信号を共通の信号線で送信する温度検出回路および温度検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来例１）
従来、モータの回転位置を検出するロータリエンコーダにおいて、モータ内に設けた温度センサによる温度センサ信号をデジタル信号に変換し、位置データと合成してシリアルデータに変換しモータコントローラ側に送信していた。（例えば特許文献１参照）
図４は従来のエンコーダにおけるモータ内温度センサの信号処理を示すブロック図である。
図４において、４１はモータ内温度センサ、４２はロータリエンコーダ、４３はモータコントローラである。
【０００３】
次に動作について説明する。
モータ内温度センサ４１からの温度センサ信号ｔｓは、ロータリーエンコーダ４２内に設けられた温度センサ入力端子に接続される。温度センサ入力端子より入力された温度センサ信号ｔｓは、デジタル変換回路であるＡ／Ｄ変換器によって、デジタル信号の温度データｔｄに変換される。一方、ロータリーエンコーダ４２の位置センサの信号ｐｓは、デジタル変換回路に入力されてデジタル信号ｐｄに変換され、マイクロコンピュータ内の位置データ変換手段により、内挿演算等の位置データ変換の処理がされる。デジタル化されている位置データｐｍｄと、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル化された温度データｔｄの両データは、マイクロコンピュータ内の位置データ・温度データ合成手段により合成される。そして、合成された位置データおよび温度データを含んだデジタル信号ｃｄは、通信回路によってシリアル信号ｓｐｔに変換され、モータコントローラ４３に送信される。
このようにロータリエンコーダ内で温度センサ信号をデジタルの温度データに変換し、この温度データと位置データを合成してシリアル信号に変換し、モータコントローラへ送信することで温度センサ線を不要にし、省線化を実現していた。
【０００４】
（従来例２）
また、従来オープンコレクタ方式の出力信号をもつエンコーダを適用した衣類乾燥機において、回転センサからのパルス信号とサーミスタによる衣類乾燥機のドラム内の温度の信号を合成にしてマイクロコンピュータに与えるように構成し、リード線の本数を少なくする方法が開示されている。（例えば特許文献２参照）
図５は従来の温度検出回路の回路図である。
図５において、５１はサーミスタで、図示しない衣類乾燥機のドラム内の空気の温度を検知するためのものである。サーミスタ５１は、抵抗５２と直列に接続され、その接続点Ｍの電圧レベルを検知することに基づいて温度を判定（検知）できる構成となっている。
また、５３は回転センサ（パルス発生手段）で図示しないモータの回転に応じてパルス信号を発生する。回転センサ５３は例えば図示しない永久磁石と、ホールＩＣ５４から構成された磁気式のロータリエンコーダである。
回転センサ５３は、モータが１回転する毎にホールＩＣ５４から例えば１個のパルス信号を発生するよう構成されている。回転センサ５３から発生するパルス信号の周期を検知することにより、モータ（図示せず）の回転速度ひいてはドラム（図示せず）の回転速度を検知することが可能な構成となっている。
また、図６はホールＩＣ５４の内部の電気回路図である。
図において６１はホール素子、６２は安定化電源回路、６３はアンプ、６４はＮＰＮ形のトランジスタである。このトランジスタ６４は、コレクタが信号端子３６ｂ（マイクロコンピュータ５５のアナログ入力ポート３７ａ）に接続され、エミッタがグランド端子３６ｃに接続されており、もってオープンコレクタ接続される構成となっている。
【０００５】
次に動作について説明する。
マイクロコンピュータ５５のアナログ入力ポート３７ａにはホールＩＣ５４から出力されるパルス信号Ｓａと、サーミスタ５１から出力される電圧信号Ｓｂとを重畳させて合成した、図７に示すような合成信号Ｓｃが与えられる。
これにより、マイクロコンピュータ５５は、上記合成信号Ｓｃのレベル変化、例えば立下りのエッジ（図７中において時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３………）を検知することに基づいてモータ（図示せず）の回転速度を検知することができる。また、マイクロコンピュータ５５は、合成信号Ｓｃのハイレベルの電圧レベルを検知することに基づいてサーミスタ５１の検知結果、即ち、検知温度を認識（検知）することができる。
【０００６】
このように、２つの信号（パルス信号Ｓａ及び電圧信号Ｓｂ）を一つの合成信号Ｓｃにしてマイクロコンピュータ５５の一つの入力ポート３７ａへ入力させることにより、省線化を実現していた。
【特許文献１】特許第３１６０４９１号
【特許文献２】特許第３２５１７８９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来例１に示した温度検出回路では、温度センサ信号をシリアルデータとして伝送するという手順をとっているので、オープンコレクタ方式の出力信号をもつ機器には適用できないという問題があった。
また、従来例２に示した温度検出回路は、オープンコレクタ方式の出力信号を持つ機器に適用できるが、合成信号Ｓｃは、パルス電圧の大きさが温度により変化する信号であるため、レベルが低くなった場合、この信号のエッジ位置の検出が難しくなり、ノイズによる誤検出が発生するという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、温度情報の伝送に伴う配線数の増加を伴わず、オープンコレクタ方式の出力信号をもつ機器に適用でき、ノイズに強い温度検出回路及び温度検出方法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】
【０００８】
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の温度検出回路は、機器側にオープンコレクタ接続されたトランジスタと、一端が前記トランジスタのコレクタに接続された温度検出素子とを備え、前記トランジスタのベースに入力されたデジタル信号と前記温度検出素子で検出した温度信号を合成し、前記トランジスタのコレクタに接続された信号線を通して制御装置側に送信する温度検出回路において、前記制御装置側に前記信号線を介して前記温度検出素子と直列に接続され分圧回路を形成する分圧抵抗と、前記信号線から検出される２値電圧から前記トランジスタのオン・オフを検出するＨ／Ｌ検出手段と、前記Ｈ／Ｌ検出手段の信号によって前記分圧抵抗を接続あるいは切断するための開閉手段と、を備えたことを特徴としている。
請求項２に記載の温度検出回路は、請求項１に記載の温度検出回路において、前記機器は移動体の変位量に対応したパルス信号を出力するエンコーダであることを特徴としている。
請求項３に記載の温度検出回路は、請求項１に記載の温度検出回路において、前記開閉手段はＣＰＵのポート処理であることを特徴としている。
請求項４に記載の温度検出方法は、機器側にオープンコレクタ接続されたトランジスタと、一端が前記トランジスタのコレクタに接続された温度検出素子とを備え、前記トランジスタのベースに入力されたデジタル信号と前記温度検出素子で検出した温度信号を合成し、前記トランジスタのコレクタに接続された信号線を通して制御装置側に送信する温度検出回路において、前記制御装置側に、前記信号線を介して前記温度検出素子と直列に接続され分圧回路を形成する分圧抵抗と、前記信号線から検出される２値電圧から前記トランジスタのオン・オフを検出するＨ／Ｌ検出手段と、前記Ｈ／Ｌ検出手段の信号によって前記分圧抵抗を接続あるいは切断するための開閉手段を配置し、前記信号線の２値電圧を前記Ｈ／Ｌ検出手段で検出し、Ｈレベルであれば、前記開閉手段によって前記分圧抵抗を接続し、前記信号線の電圧レベルから前記機器の温度を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一観点によると、機器側にオープンコレクタ接続されたトランジスタと、温度検出素子とを備え、制御装置側に分圧抵抗と、Ｈ／Ｌ検出手段と、分圧抵抗を接続あるいは切断するための開閉手段とを備えているので、動作モードに対して分圧抵抗接続あるいは切断が制御装置側で行え、分圧抵抗接続よる信号線の電圧レベルの変化が、デジタル信号検出に影響するのを防ぐことができる。従ってノイズに強いデジタル信号検出ができる温度検出回路が実現出来る。また、温度情報の伝送に伴う配線数の増加を伴わない。
また、前記機器をエンコーダとすれば、エンコーダのノイズに強い温度検出ができる。
また、開閉手段をＣＰＵのポート処理とすれば、部品の増加を伴わず、また、回路が簡単になる。
また本発明の他の観点によると、信号線の２値電圧をＨ／Ｌ検出手段で検出し、Ｈレベルを検出した後、開閉手段によって分圧抵抗を接続しているので、すなわち、Ｈ／Ｌ検出手段は分圧抵抗を接続する前に信号線のＨ／Ｌを検出するので、Ｈ／Ｌ検出（デジタル信号検出）は分圧抵抗接続による検出レベルの変化の影響を受けない。従って、ノイズに強い検出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例を示すエンコーダの温度検出回路の回路図である。
図１において、１はエンコーダ、２はエンコーダ１からの信号を受信し、モータの回転速度や回転角度を制御する制御装置である。エンコーダ１の出力部は、オープンコレクタ接続されたトランジスタ１２を備えており、トランジスタ１２のコレクタＣにはエンコーダ１の温度を検出する温度検出素子であるサーミスタ１１とエンコーダ１側の信号を制御装置２側に伝送するための信号線３が接続されている。
また、制御装置２はＣＰＵ２１を備え、ＣＰＵ２１のポート１およびＡ／Ｄ入力ポートには信号線３が接続されている。また、２２は分圧抵抗で信号線３を介して一方がサーミスタ１１と直列に接続され、もう一方はＣＰＵ２１のポート２に接続されている。また、２１１はポート１に入力された信号のＨ／Ｌを検出するＨ／Ｌ検出手段、２１２はポート２をシグナルグランド（ＳＧ）と接続あるいは開放するための開閉手段、２１３はアナログ電圧検出手段であるＡ／Ｄ変換回路、２１４はポート１に入力されたパルスをカウントするカウンタである。ＣＰＵ２１はＨ／Ｌ検出手段２１１、開閉手段２１２、Ａ／Ｄ変換回路２１３およびカウンタ２１４の機能を備えている。
【００１２】
次に本発明の動作について説明する。
通常動作時はエンコーダ１の出力部からはモータの回転角度に応じたパルスが出力され、信号線３によって制御装置側のＣＰＵ２１のポート１に送信される。ＣＰＵ２１はカウンタ２１４によってパルス数をカウントすることによってモータの回転角度を検出する。
図２は本発明の温度検出時の信号処理手順を示すフローチャートである。
図示しないシステムからＣＰＵ２１に対してエンコーダの温度検出が要求されると（温度検出時）、ＣＰＵ２１は信号線３を介してポート１に入力された信号の２値電圧を検出し（ステップ１）、ハイレベルであればポート２をＳＧと接続する（ステップ２）。ＣＰＵ２１はＡ／Ｄ入力ポートの電圧を測定し（ステップ３）、この電圧値からエンコーダの温度を演算する（ステップ４）。このときＣＰＵ２１のＡ／Ｄ入力ポートにはＶa＝Ｖcc×Ｒ２２／（Ｒth＋Ｒ２２）の電圧が入力される。ＣＰＵ２１はＶaの値からサーミスタ１１の抵抗値を計算し、図示しないサーミスタ１１の特性曲線からエンコーダ１の温度を演算する。ただし、Ｒthはサーミスタ１１の抵抗値、Ｒ２２は分圧抵抗２２の抵抗値である。演算後はＣＰＵ２１のポート２をＳＧから開放し（ステップ５）し、温度検出を完了する。もし、ステップ１において入力ポート１がロウレベルの場合、通常動作を実行し、モータを回転させてポート１がハイレベルになるのを待つ（ステップ６）。
【００１３】
このように、本実施例では、モータの回転を検出するパルス信号とエンコーダの温度を検出するアナログ電圧の２つの信号を１本の信号線で制御装置側に伝送しているので、省配線が実現できる。また、通常動作時はＣＰＵのポート２を使ってサーミスタと直列に接続した分圧抵抗を切り離すようにしているのでパルス信号検出時のパルス電圧のレベルがサーミスタの抵抗値に影響されないので、ノイズに強いパルス検出ができる。
【００１４】
なお、本実施例ではエンコーダの出力部にＮＰＮトランジスタを使った例を示したが、ＰＮＰトランジスタを使っても同様に構成できる。
図３は本発明のエンコーダの出力部にＰＮＰトランジスタを使った例を示す。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、産業用ロボットや工作機械などに使用されるモータの位置や速度を検出するエンコーダの温度検出回路に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例を示すエンコーダの温度検出回路の回路図
【図２】本発明の温度検出時の信号処理手順を示すフローチャート
【図３】本発明の実施例を示すエンコーダの温度検出回路の回路図
【図４】従来のエンコーダにおけるモータ内温度センサの信号処理を示すブロック図
【図５】従来の温度検出回路の回路図
【図６】ホールＩＣの内部の電気回路図
【図７】合成信号の波形を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００１７】
１      エンコーダ
２      制御装置
３      信号線
１１    サーミスタ
１２    トランジスタ
２１    ＣＰＵ
２２    分圧抵抗
２１１  Ｈ／Ｌ検出手段
２１２  開閉手段
２１３  アナログ電圧検出手段
２１４  カウンタ
【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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