(57)【要約】【課題】二次電池の充電回数を低減できるアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源を提供する。【解決手段】二次電池（３１１）と、二次電池を充電する充電回路（３１２）と、二次電池の出力電圧を検出する電圧検出回路（４１３）と、二次電池の充電が完了したときに発生する充電状態信号を保持する充電状態信号保持手段（３１４）とを備えており、電圧検出回路が所定電圧以下の電圧を検出した時に、充電状態信号保持手段はその出力レベルを第１のレベルに設定し、充電状態信号保持手段の出力が第１のレベルの状態で、かつ制御装置の電源またはバックアップ電源を充電するための充電用電源が充電回路に供給されている時に、充電回路は二次電池の充電を行い、二次電池の充電が完了した場合に充電状態信号保持手段はその出力を第１のレベルとは異なる第２のレベルに設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被制御装置を制御する制御装置の電源オフ時に、前記被制御装置の位置検出及び位置情報保持の少なくとも一方を行うアブソリュートエンコーダに電力を供給するバックアップ電源であって、二次電池と、前記二次電池を充電する充電回路と、前記二次電池の出力電圧を検出する電圧検出回路と、前記二次電池の充電状態を表わす充電状態信号を保持し出力する充電状態信号保持手段とを備えており、前記電圧検出回路が所定電圧以下の電圧を検出した時に、前記充電状態信号保持手段はその出力である前記充電状態信号のレベルを第１のレベルに設定し、前記充電状態信号保持手段の出力が前記第１のレベルの状態で、かつ前記制御装置の電源または前記バックアップ電源を充電するための充電用電源が前記充電回路に供給されている時に、前記充電回路は前記二次電池の充電を行い、前記二次電池の充電が完了した場合に前記充電状態信号保持手段はその出力である前記充電状態信号のレベルを前記第１のレベルとは異なる第２のレベルに設定することを特徴とするアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源。
【請求項２】
前記充電状態信号保持手段は、前記二次電池により電力を供給される請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源。
【請求項３】
前記バックアップ電源は前記アブソリュートエンコーダに内蔵されている請求項１または２に記載のアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブソリュートエンコーダ用バックアップ電源の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
アブソリュートエンコーダは、産業機械、工作機械または産業用ロボット等の回転部やモータ軸等の非制御装置に接続されて、非制御装置の各種回転部の位置または直線上の位置を検出し保持するものである。ここで、非制御装置を駆動する制御装置は常に稼動状態にあるわけではなく、例えば非制御装置による作業が終了した場合や停電が発生した場合には、制御装置への電力供給は断たれてしまい、したがってアブソリュートエンコーダへの電力供給も断たれてしまうので、アブソリュートエンコーダが検出した位置情報等が失われるという問題が発生する。このため、従来よりバックアップ電源を用意しておき、制御装置への電力供給が断たれるとバックアップ電源から電力をアブソリュートエンコーダに供給している。
【０００３】
図１は従来のアブソリュートエンコーダを含む全体システムの構成を示すブロック図である。同図において、１１は非制御装置の一例としてのサーボモータ１２を制御する制御装置、１３はアブソリュートエンコーダ、１４はバックアップ電源（充電不可である一次電池）、１５は動力ケーブル、１６は位置フィードバックケーブルである。
【０００４】
動作において、制御装置１１内の主電源が供給されている間は、制御装置１１から動力ケーブル１５を介してサーボモータ１２に駆動用電力が供給されるとともに、制御装置１１内の主電源及びバックアップ電源１４から位置フィードバックケーブル１６を介してアブソリュートエンコーダ１３に電力が供給される。アブソリュートエンコーダ１３に保持されている位置情報は位置フィードバックケーブル１６を介して制御装置１１に戻されてサーボモータ１２の制御に用いられる。
【０００５】
制御装置１１内の主電源がオフとなったときは、バックアップ電源１４のみから位置フィードバックケーブル１６を介してアブソリュートエンコーダ１３に電力が供給されてサーボモータ１２の回転位置の検出動作を継続し、それにより、モータシャフトの位置ひいては非制御装置である機械のテーブル位置の情報をアブソリュートエンコーダ１３内に保持し続けることを可能にしている。
【０００６】
このように、従来は、アブソリュートエンコーダのバックアップ電源として、アルカリ電池またはリチウム一次電池などの一次電池を使用しているが、一次電池は充電ができないので、アブソリュートエンコーダを使用するユーザは１年〜３年毎にこの電池交換を行わなければならず、特に大量にＣＮＣ工作機械を使用している大手ユーザでは大きな負担となっている。
【０００７】
また、一次電池に代えて、充電可能である二次電池を使用することが考えられるが、二次電池の充電用の電源として制御装置の電源を利用することにより構成要素をシンプルにできる。
【０００８】
【特許文献１】特開平10-227659号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、制御装置の電源は、元々、二次電池の充電用の出力電流容量を余分に確保していないため、充電電流を大きくできないことや、二次電池の充電の進捗にかかわらず制御装置の電源を落とされるケースもあり、必ずしも制御装置の一回の電源オン状態で二次電池のフル充電まで完了することが期待できない。
【００１０】
図２は従来のアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源における二次電池の充電動作を説明するグラフ図である。図示のように、二次電池１４の電圧がある閾値電圧VTH以下になったときで制御装置１１の電源がオンになった時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３から、制御装置１１の電源がオンになっている間に二次電池１４の充電が行われる。これらの時間の各々は、二次電池をフル充電するには十分な時間であるとは限らない。二次電池がフル充電されていないと、次回に二次電池の充電が必要となるまでの時間が短くなり、結果として、二次電池の充電回数が増え、充電回数の制限がある二次電池の劣化が早まるという問題点があった。なお、制御装置の電源のオン／オフ周期は例として一定周期として図示してあるが、この電源のオン／オフ周期は必ずしも一定ではない。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、二次電池の充電回数を低減できるアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様より提供されるものは、二次電池と、二次電池を充電する充電回路と、二次電池の出力電圧を検出する電圧検出回路と、二次電池の充電状態を表わす充電状態信号を保持し出力する充電状態信号保持手段とを備えており、電圧検出回路が所定電圧以下の電圧を検出した時に、充電状態信号保持手段はその出力である充電状態信号のレベルを第１のレベルに設定し、充電状態信号保持手段の出力が第１のレベルの状態で、かつ制御装置の電源またはバックアップ電源を充電するための充電用電源が充電回路に供給されている時に、充電回路は二次電池の充電を行い、二次電池の充電が完了した場合に充電状態信号保持手段はその出力である充電状態信号のレベルを第１のレベルとは異なる第２のレベルに設定することを特徴とするアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源である。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、充電状態信号保持手段は、二次電池により電力を供給される。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、バックアップ電源はアブソリュートエンコーダに内蔵されている。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成およびシーケンスを持つことで、二次電池の充電用の電流を低く設定でき、且つ、制御装置の電源断または充電用電源の接続のタイミングに影響されずに、二次電池のフル充電が可能となり、結果として二次電池への充電回数を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図３は本発明の実施例によるアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源の構成を示すブロック図である。同図において、アブソリュートエンコーダ用バックアップ電源３１は、二次電池３１１と、二次電池３１１を充電する充電回路３１２と、二次電池３１１の電圧を検出する電圧検出回路３１３と、二次電池３１１から電力を供給され充電回路３１２からの出力電圧に応じて充電状態信号を充電回路３１２に出力する充電状態信号保持手段３１４とを備えている。二次電池３１１は図示しないアブソリュートエンコーダに接続されている。
【００１７】
バックアップ電源３１はアブソリュートエンコーダの外部にあっても、内蔵されていてもよい。
【００１８】
図４は図３に示したアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源における二次電池３１３の充電動作を説明するグラフ図である。
動作において、時刻ｔ１で二次電池３１１の出力電圧が所定電圧VTH以下となったことを電圧検出回路３１３が検出すると充電状態信号保持手段３１４に第１の信号を送る。充電状態信号保持手段３１４はこの信号に応答して充電状態信号をレベル”０”にして出力する。
【００１９】
次いで時刻ｔ２で制御装置の電源がオンになると充電回路３１２は充電状態信号のレベル”０”に応答して二次電池３１１の充電を開始し、時刻ｔ３で制御装置の電源がオフになると二次電池３１１の充電動作を中断する。
しかし、時刻ｔ４からｔ５の間で制御装置の電源が再びオンになると充電回路３１２は充電状態信号のレベル”０”に応答して二次電池３１１の充電をその間で再開し、時刻ｔ５で制御装置の電源がオフになると二次電池３１１の充電動作を中断する。
【００２０】
同様に、時刻ｔ６で制御装置の電源が再びオンになると充電状態信号のレベル”０”に応答して二次電池３１１の充電が再開され、時刻ｔ７で二次電池３１１の電圧がフル充電電圧VFになったことを電圧検出回路３１３が検出すると、電圧検出回路３１３は充電状態信号保持手段３１４に対して第２の信号を送る。これに応じて充電状態信号保持手段３１４は充電状態信号をレベル”１”に変更して出力する。
【００２１】
この後は、電圧検出回路３１３が二次電池３１１の電圧が所定電圧VTH以下となることを検出するまでは、充電状態信号保持手段３１４に対して信号を送らないので、充電状態信号保持手段３１４は充電状態信号のレベルを”１”に保持し続ける。
充電状態信号のレベルは、上記のレベル”０”をレベル”１”にし、上記のレベル”１”をレベル”０”にしてもよい。
【００２２】
電圧検出回路３１３が二次電池３１１の電圧が所定電圧VTH以下になったことを検出すると、時刻ｔ１からの動作と同様の動作が繰り返される。図４でも制御装置の電源のオン／オフ周期は一定周期として図示してあるが、必ずしも一定であるとは限らない。
【００２３】
上記の説明では、制御装置の電源からバックアップ電源３１に電力が供給される場合について記載したが、充電用電源３２からバックアップ電源３１に電力が供給される場合も同様である。
【００２４】
本発明の上記実施例によれば、充電状態信号の状態は、制御装置の電源又は充電用電源が充電回路３１２に接続されていない時でも充電状態信号保持手段３１４に保持されている。換言すれば、充電が完了していない状態で制御装置の電源がオフになるか充電用電源が切断された後に、制御装置の電源がオンになるか充電用電源３２が再接続されると直ぐに充電を開始し、その後フル充電になるまでは、制御装置の電源がオンになるか充電用電源３２が充電回路３１２に接続される度に充電を行う。そして、充電が一度完了すると二次電池３１１の電圧がある規定の電圧VTH以下になるまでは、制御装置の電源がオンになるか充電用電源３２が充電回路３１２に接続されても充電を開始しない。これにより、二次電池３１１への充電回数の低減が可能となり、且つ、充電用電源３２の容量に制限がある場合に有効である。
【００２５】
また、充電開始時刻から充電完了時刻までを長くすれば、各充電期間における充電電流は低くなるので、制御装置の電源からの電力がバックアップ電源に供給される割合をアブソリュートエンコーダに供給される割合より少なくすることが可能になる。
なお、フル充電完了の判断方法自体は公知である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明により、アブソリュートエンコーダ用バックアップ電源において、二次電池の充電用の電流を低く設定でき、且つ、制御装置または充電用電源の電源断のタイミングに影響されずに、二次電池のフル充電が可能となり、結果として二次電池への充電回数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のアブソリュートエンコーダを含む全体システムの構成を示すブロック図である。
【図２】従来のアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源における二次電池の充電動作を説明するグラフ図である。
【図３】本発明の実施例によるアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示したアブソリュートエンコーダ用バックアップ電源における二次電池３１３の充電動作を説明するグラフ図である。
【符号の説明】
【００２８】
３１    アブソリュートエンコーダ用バックアップ電源
３２    充電用電源
３１１    二次電池
３１２    充電回路
３１３    電圧検出回路
３１４    充電状態信号保持手段
【図１】
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【図２】
2007292691.tif 000004
【図３】
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【図４】
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