(57)【要約】【課題】本発明は、レゾルバの筐体内にＲ／Ｄコンバータ、コントローラ、フィールドバスインターフェース及び電源回路等を内蔵させ、形状を小型化し、省線化及び信頼性の向上を得ることを目的とする。【解決手段】本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、レゾルバ(1,1E)の筐体(10)内のこのレゾルバ(1,1E)とは独立した部屋(27)に回路基板(20)が設けられ、この回路基板(20)にＲ／Ｄコンバータ(6)、コントローラ(5)及びフィールドバスインターフェース(4)が設けられ、１個のセンサ(1B)に形成された構成である。【選択図】図３
2005331287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバ(1,1E)のレゾルバ信号(1a)をデジタル化するＲ／Ｄコンバータ(6)と、前記Ｒ／Ｄコンバータ(6)に接続されたコントローラ(5)と、前記コントローラ(5)に接続され上位の制御部(3)に接続されるフィールドバスインターフェース(4)とからなるフィールドバス対応型レゾルバ装置において、
前記レゾルバ(1,1E)の筐体(10)内に前記レゾルバ(1,1E)、Ｒ／Ｄコンバータ(6)、コントローラ(5)及びフィールドバスインターフェース(4)が内蔵されていることを特徴とするフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項２】
前記Ｒ／Ｄコンバータ(6)、コントローラ(5)及びフィールドバスインターフェース(4)は、前記筐体(10)内の回路基板(20)に設けられていることを特徴とする請求項１記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項３】
前記回路基板(20)は、前記筐体(10)内に設けられ前記レゾルバ(1,1E)とは隔壁(25)を介して形成された部屋(27)内に設けられていることを特徴とする請求項２記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項４】
前記回路基板(20)は、前記隔壁(25)に設けられた支持部材(28)と前記筐体(10)との間に支持されていることを特徴とする請求項２又は３記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項５】
前記レゾルバ(1,1E)は１対よりなり、前記各レゾルバ(1,1E)間には減速ギア(30)が設けられ、前記各レゾルバ(1,1E)は前記減速ギア(30)を介して接続されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項６】
前記レゾルバ(1,1E)は１対よりなり、前記各レゾルバ(1,1E)の入力側には減速ギア(30,31)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項７】
前記筐体(10)の部屋(27)にはバッテリー(60)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項８】
前記筐体(10)の部屋(27)内における少なくとも前記レゾルバ(1,1E)側には断熱部材(40)が設けられ、前記部屋(27)の後壁(26)には冷却部(41)が設けられ、前記冷却部(41)の背面にはヒートシンク(70)が設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項９】
前記レゾルバ(1,1E)の回転方向に対する少なくとも位置データの増減、位置のプリセット及び入力諸元のパラメータ設定が、前記制御部(3)より前記フィールドバスインターフェース(4)にて伝送され、前記コントローラ(5)の不揮発性メモリ(5a)に保存されるように構成したことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項１０】
前記１対のレゾルバ(1,1E)のレゾルバ信号(1a)を前記Ｒ／Ｄコンバータ(6)で変換し、前記各レゾルバ信号(1a)の２値を前記コントローラ(5)にてミキシングし、前記減速ギア(30,31)のギア比分の多回転量を絶対値検出することを特徴とする請求項５記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項１１】
前記１対のレゾルバ(1,1E)のレゾルバ信号(1a)をＲ／Ｄコンバータ(6)で変換し、前記各レゾルバ信号(1a)の２値を前記コントローラ(5)にてミキシングし、１対の前記各減速ギア(30,31)のギア比分の多回転量を絶対値検出することを特徴とする請求項６記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【請求項１２】
前記バッテリー(60)を用い、外部電源断時に定期的に前記Ｒ／Ｄコンバータ(6)を動作させて前記レゾルバ(1,1E)の多回転量の絶対値を検出することを特徴とする請求項７記載のフィールドバス対応型レゾルバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバの筐体内に、レゾルバ、Ｒ／Ｄコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースを内蔵させ、レゾルバ単体でフィールドバスインターフェースを介して外部の上位の制御部に絶対値信号を出力することができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のフィールドバス対応型レゾルバ装置としては、社内製作であるため、特に、特許文献は開示していないが、図１２に示される構成を挙げることができる。
すなわち、図１２において符号１で示されるものは、単体として構成され、入力軸１Ａを有するレゾルバであり、このレゾルバ１からのレゾルバ信号１ａはコンバータ２を介して上位のＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）等からなる制御部３に送信されるように構成されている。
【０００３】
前記コンバータ２は、フィールドバスインターフェース４、ＦＰＧＡ又はＣＰＵ等からなるコントローラ５及びＲ／Ｄコンバータ６とから構成されている。
前記レゾルバ１からのレゾルバ信号１ａは、Ｒ／Ｄコンバータ６にてＲ／Ｄ変換された後にコントローラ５を介してフィールドバスインターフェース４に送られ、このフィールドバスインターフェース４から上位の制御部３に伝送されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のフィールドバス対応型レゾルバ装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、コンバータとレゾルバ間が多芯センサケーブルで接続されているため、多線による組立て及びメンテナンスの不利、信頼性の低下、コストアップ等となり、多芯センサケーブル長による位相ずれ及び励磁電圧変動の発生もあり、高精度の絶対値信号を得ることは容易ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、レゾルバのレゾルバ信号をデジタル化するＲ／Ｄコンバータと、前記Ｒ／Ｄコンバータに接続されたコントローラと、前記コントローラに接続され上位の制御部に接続されるフィールドバスインターフェースとからなるフィールドバス対応型レゾルバ装置において、前記レゾルバの筐体内に前記レゾルバ、Ｒ／Ｄコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースが内蔵されている構成であり、また、前記Ｒ／Ｄコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースは、前記筐体内の回路基板に設けられている構成であり、また、前記回路基板は、前記筐体内に設けられ前記レゾルバとは隔壁を介して形成された部屋内に設けられている構成であり、また、前記回路基板は、前記隔壁に設けられた支持部材と前記筐体との間に支持されている構成であり、また、前記レゾルバは１対よりなり、前記各レゾルバ間には減速ギアが設けられ、前記各レゾルバは前記減速ギアを介して接続されている構成であり、また、前記レゾルバは１対よりなり、前記各レゾルバの入力側には減速ギアが設けられている構成であり、また、前記筐体の部屋にはバッテリーが設けられている構成であり、また、前記筐体の部屋内における少なくとも前記レゾルバ側には断熱部材が設けられ、前記部屋の部屋後壁には冷却部が設けられ、前記冷却部の背面にはヒートシンクが設けられている構成であり、また、前記レゾルバの回転方向に対する少なくとも位置データの増減、位置のプリセット及び入力諸元のパラメータ設定が、前記制御部より前記フィールドバスインターフェースにて伝送され、前記コントローラの不揮発性メモリに保存されるようにした構成であり、また、前記１対のレゾルバのレゾルバ信号を前記Ｒ／Ｄコンバータで変換し、前記各レゾルバ信号の２値を前記コントローラにてミキシングし、前記減速ギアのギア比分の多回転量を絶対値検出する構成であり、また、前記１対のレゾルバのレゾルバ信号をＲ／Ｄコンバータで変換し、前記各レゾルバ信号の２値を前記コントローラにてミキシングし、１対の前記各減速ギアのギア比分の多回転量を絶対値検出する構成であり、また、前記バッテリーを用い、外部電源断時に定期的に前記Ｒ／Ｄコンバータを動作させて前記レゾルバの多回転量の絶対値を検出する構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、レゾルバの筐体内に、Ｒ／Ｄコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースが内蔵されているため、レゾルバのレゾルバ信号を直接回路基板に接続することができ、従来、用いていたレゾルバとＲ／Ｄコンバータとを接続するための多芯ケーブルを必要とせず、省線、信頼性の向上、コスト低減、設計時間の短縮、配線チェック時間の短縮等を達成することができる。
【０００７】
また、減速ギアを１個又は２個用いた場合でも、レゾルバの筐体の部屋内に前述のＲ／Ｄコンバータ、コントローラ、フィールドバスインターフェースを内蔵しているため、センサとしてのレゾルバを１ユニットとして小型化でき、ＦＡ現場で多数設置する場合に、大幅な省スペース及び省配線化を達成することができる。
また、レゾルバの筐体に形成された部屋内に前述のＲ／Ｄコンバータ、コントローラ、フィールドバスインターフェースを設けた回路基板と共にバッテリーを設けているため、１ユニットのレゾルバでバックアップ機能を有する小型で高性能の構成を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、レゾルバの筐体内にレゾルバ、Ｒ／Ｄコンバータ、コントローラ及びフィールドバスインターフェースを内蔵させることにより、小型でかつ省線化を計り、信頼性を向上させることを目的とする。
【実施例】
【０００９】
以下、図面と共に本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１において符号１で示されるものは、入力軸１Ａを有するレゾルバであり、このレゾルバ１の筐体１０内には、Ｒ／Ｄコンバータ６、不揮発性メモリ５ａを有するコントローラ５及びフィールドバスインターフェース４とを内蔵している。
前述のレゾルバ、Ｒ／Ｄコンバータ６、コントローラ５及びフィールドバスインターフェース４とにより１ユニットのセンサ１Ｂを形成している。尚、このセンサ１Ｂと制御部３とはバスによって接続されている。
【００１０】
図２及び図３は、本発明の第１形態を示すための概略構成図と断面図である。
すなわち、図２は１個の第１レゾルバ１に対してＲ／Ｄコンバータ６、コントローラ５、フィールドバスインターフェース４及び電源回路１５が回路基板２０に設けられた状態を示し、前記フィールドバスインターフェース４はフィールドバス１６へ接続され、電源１７が前記電源回路１５に接続されている。
【００１１】
前記筐体１０には、図３で示されるように、１対の軸受２１、２２を介して入力軸１Ａが回転自在に設けられ、この入力軸１Ａの回転により第１レゾルバ１のロータ２３が回転し、周知の構成によって第１レゾルバ１からレゾルバ信号１ａが得られるように構成されている。
【００１２】
前記筐体１０の後部側には、前記第１レゾルバ１の後部が隔壁２５によって仕切られていることにより後壁２６によって空間からなる部屋２７が形成されている。
前記隔壁２５の内面には支持部材２８が設けられ、この支持部材２８と後壁２６との間には前記回路基板２０が前記部屋２７内に位置して配設されている。
【００１３】
次に、図４及び図５は本発明の第２形態を示しており、図２及び図３と同一部分には同一符号を付して説明を省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、１対の第１、第２レゾルバ１、１Ｅが設けられ、各レゾルバ１、１Ｅ間には第１減速ギア３０で接続され、第２レゾルバ１Ｅによって第１レゾルバ１の多回転が検出されるように構成されている。
【００１４】
次に、図６及び図７は、本発明の第３形態を示すもので、図４及び図５と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
すなわち、入力軸１Ａと第１レゾルバ１との間に第１減速ギア３０が設けられ、他の部分は図５の構成と同一である。
【００１５】
次に、図８及び図９は、本発明の第４形態を示すもので、前述の図２及び図３で示される第１形態と同一構成であり、異なる部分は、前記部屋２７内にバッテリー６０が設けられ、前記Ｒ／Ｄコンバータ６、コントローラ５及びフィールドバスインターフェース４の停電時のバックアップが行われるように構成されている。
【００１６】
次に、図１０及び図１１は、本発明の第５形態を示すもので、図８及び図９の構成とほぼ同一であり、異なる部分は部屋２７内に断熱部材４０と冷却部４１を設け、この冷却部４１をコントローラ５に接続されたサーモスイッチ４２で制御するように構成されている。
【００１７】
前記断熱部材４０は、前記部屋２７の内壁２７ａに沿って設けられていると共に、前記隔壁２５の内面にも延設されているが、図１１の構成に限らず、１対のレゾルバ１、１Ｅが設けられている場合でも、少なくともレゾルバ１、１Ｅ側の隔壁２５に設けられている必要がある。
前記部屋２７の後壁２７ｂには、前記冷却部４１が設けられ、この冷却部４１はペルチェ素子等で構成されていると共に、ヒートシンク７０が設けられ、前記サーモスイッチ４２は前記部屋２７の一部に設けられている。
【００１８】
次に、動作について述べる。前述の構成においては、第１レゾルバ１の入力軸１Ａの
回転運動（位置、速度）を第１レゾルバ１にてアナログ信号に変換し（尚、レゾルバが第１、第２レゾルバ１、１Ｅで減速ギア３０、３１で連結されている場合も同様）、この信号はＲ／Ｄコンバータ６にてデジタル変換される。
【００１９】
このデジタル変換された位置情報は、マイクロプロセッサ又はＦＰＧＡ等からなるコントローラ５にて必要な位置データ及び速度データにデジタル変換され、フィールドバスインターフェース４を介して上位のＰＬＣからなる制御部３に伝送される。
【００２０】
また、各レゾルバ１、１Ｅの回転方向に対する位置データの増減、位置のプリセット、入力諸元設定、等のパラメータ設定が、前記制御部３よりフィールドバスインターフェース４にて伝送され、コントローラ５に内蔵の不揮発性メモリ５ａに保存されると同時に、前記パラメータ設定通りの位置データ及び速度データを制御部３に伝送する。
【００２１】
本発明の基本構成は、前述の図２及び図３で示されるレゾルバ装置であり、入力軸１Ａの１回転の完全アブソリュート位置検出又は多回転量をコントローラ５にてカウントし、電源断時その多回転量を不揮発性メモリ５ａに記憶し、電源投入時以前の位置を生成する方式のセミアブソリュート位置検出が可能である。
【００２２】
図４及び図５の構成において、一対のレゾルバ１、１Ｅを１個の減速ギア３０を介して連結させ、この２個のレゾルバ１、１Ｅのレゾルバ信号１ａをＲ／Ｄコンバータ６でＲ／Ｄ変換し、コントローラ５にてこの２値をミキシングすることで、前記減速ギア３０のギア比分の多回転量を絶対値として検出が可能である。
【００２３】
図６及び図７の構成において、一対のレゾルバ１、１Ｅの前段に各々減速ギア３０、３１を設け、各レゾルバ１、１Ｅからのレゾルバ信号１ａをＲ／Ｄ変換し、コントローラ５にてこの２値をミキシングすることにより、各レゾルバ１、１Ｅの各減速ギア３０、３１の２段のギア比分の多回転量を絶対値として検出が可能である。
【００２４】
図８及び図９の構成において、レゾルバ１の筐体１０内にバッテリー６０を内蔵し、電源断時に定期的にＲ／Ｄコンバータ６を動作させ、多回転量を絶対値として検出可能である。
【００２５】
図１０及び図１１の構成において、通常の使用状態では、レゾルバ１と回路基板２０の設置部屋を別々に独立させているが、回路基板２０に電子回路を設けているため、最高使用温度が＋８０℃程度となる。
この最高使用温度を＋１５０℃程度迄改善するために、部屋２７の内側を断熱部材４０で覆い、サーモスイッチ４２で動作が制御される冷却部４１によって、部屋２７の内部温度が電子回路使用温度上限を超えることのないように制御されている。また、この冷却部４１の熱はヒートシンク７０によって外気に逃がすことができる。
従って、この冷却部４１を用いる構成は、図１１の構成のレゾルバに限らず、他の構成のレゾルバにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、レゾルバに限らず、エンコーダ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるフィールドバス対応型レゾルバ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１形態を示す構成図である。
【図３】図２の第１形態の断面図である。
【図４】本発明の第２形態を示す構成図である。
【図５】図４の第２形態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３形態を示す構成図である。
【図７】図６の第３形態を示す断面図である。
【図８】本発明の第４形態を示す構成図である。
【図９】図８の第４形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５形態を示す構成図である。
【図１１】図１０の第５形態を示す断面図である。
【図１２】従来のレゾルバ装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、１Ｅ    レゾルバ
１ａ    レゾルバ信号
２    コンバータ
３    制御部
１Ａ    入力軸
４    フィールドバスインターフェース
５    コントローラ
６    Ｒ／Ｄコンバータ
５ａ    不揮発性メモリ
１０    筐体
１５    電源回路
１６    フィールドバス
１７    電源
２０    回路基板
２５    隔壁
２６    後壁
２７    部屋
２８    支持部材
３０    第１減速ギア
３１    第２減速ギア
４０    断熱部材
４１    冷却部
４２    サーモスイッチ
６０    バッテリー
７０    ヒートシンク
【図１】
2005331287.tif 000003
【図２】
2005331287.tif 000004
【図３】
2005331287.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005331287.tif 000009
【図８】
2005331287.tif 000010
【図９】
2005331287.tif 000011
【図１０】
2005331287.tif 000012
【図１１】
2005331287.tif 000013
【図１２】
2005331287.tif 000014