位置検出装置及びサーボモータ
【課題】アクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要のない位置検出装置を提供する。
【解決手段】レゾルバ２がモータ１の回転位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブル３で位置検出装置４のレゾルバデジタルコンバータ６に伝送し、レゾルバデジタルコンバータ６は電気信号からモータ１の回転位置情報を検出し、メモリ７に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて、演算装置８が検出されたモータ１の回転位置情報を補正することにより、レゾルバ２が設けられるモータ１毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。また、電気ケーブル３の長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶することにより、レゾルバ２で検出されるモータ１の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
【解決手段】レゾルバ２がモータ１の回転位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブル３で位置検出装置４のレゾルバデジタルコンバータ６に伝送し、レゾルバデジタルコンバータ６は電気信号からモータ１の回転位置情報を検出し、メモリ７に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて、演算装置８が検出されたモータ１の回転位置情報を補正することにより、レゾルバ２が設けられるモータ１毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。また、電気ケーブル３の長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶することにより、レゾルバ２で検出されるモータ１の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転位置を含む被検出体の位置を検出する位置検出装置及びサーボモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような位置検出装置としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この位置検出装置は、モータなどのアクチュエータ本体に、レゾルバなどの位置検出器と共にアクチュエータ固有の誤差を補正するための補正データを記憶するメモリを備え、位置検出器で検出された位置情報の電気信号と共にメモリに記憶された補正データをドライブユニットに伝送し、ドライブユニットは位置情報の電気信号から得られた位置情報を補正データに基づいて補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９８７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載される位置検出装置では、アクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、アクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要のない位置検出装置及びサーボモータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の位置検出装置は、回転体の回転位置を含む被検出体の位置の検出装置であって、被検出体の位置情報を電気信号として出力する位置検出器と、前記位置検出器から出力された電気信号を伝送する電気ケーブルと、前記電気ケーブルで伝送された電気信号から被検出体の位置情報を検出する位置検出手段と、前記電気ケーブルの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて前記位置検出手段で検出された被検出体の位置情報を補正する演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記位置検出器がレゾルバであり、前記電気ケーブルの情報は、当該電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報であることを特徴とするものである。
また、前記位置検出装置を備えたことを特徴とするサーボモータである。
【発明の効果】
【０００７】
而して、本発明の位置検出装置によれば、位置検出器が被検出体の位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブルで位置検出手段に伝送し、位置検出手段は電気信号から被検出体の位置情報を検出し、記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて演算手段が検出された被検出体の位置情報を補正する構成としたため、位置検出器が設けられるアクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。
また、位置検出器がレゾルバである場合、電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶する構成としたため、レゾルバで検出される被検出体の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の位置検出装置の概略構成図である。
【図２】レゾルバデジタルコンバータによる位置検出原理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の位置検出装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の位置検出装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の位置検出装置は、一般にダイレクトドライブモータと呼ばれるモータ（回転体、被検出体）１の回転位置を検出するものである。本実施形態のモータ１は、例えば永久磁石を使用しないインダクタ型のダイレクトドライブモータであり、中間に減速ギヤを介さず、高速から低速まで回転速度を調整することができる。更に、永久磁石を使用しないインダクタ型ダイレクトドライブモータはコストを低下できる。また、本実施形態では、このモータ１の回転位置をレゾルバ２で検出する構成としており、これによりオイルミストなどの影響を受けにくく、機械的に堅牢であり、検出器としての信頼性に優れる。即ち、本実施形態の位置検出器はレゾルバ２である。また、モータ１、レゾルバ２及び後述の位置検出装置によってサーボモータを構成することができる。
【００１０】
レゾルバは、周知のように、回転体と同期回転する一次側コイル（ロータコイル）と、互いに９０°ずらした２つの二次側コイルとで構成される。一次側コイルに交流電圧を印加すると、二次側コイルにも振幅電圧が生じる。ロータの回転角度をφとすると、二次側コイルの電圧振幅はcosφとsinφとなる。従って、二次側コイルの電圧振幅から回転体、即ちモータ１の回転位置（回転角度）を検出することができる。
レゾルバ２からは、モータ１の回転位置情報として前述した電圧信号が電気信号として出力される。このレゾルバ２の電気信号は電気ケーブル３を介して位置検出装置４に伝送される。なお、図中の符号５は、電気ケーブル３をレゾルバ２及び位置検出装置４に接続するためのコネクタである。
【００１１】
位置検出装置４内には、レゾルバデジタルコンバータ６、メモリ７、演算装置８が備えられている。レゾルバデジタルコンバータ６は、前記レゾルバ２から電気ケーブル３を介して伝送された電気信号を回転体、即ちモータ１の回転位置情報をデジタルデータとして検出するものである。メモリ７には、前記電気ケーブル３の長さと当該長さに相当する電気ケーブル３のインピーダンスの情報が記憶されている。演算装置８は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロコンピュータなどの演算処理装置で構成され、前記レゾルバデジタルコンバータ６で検出されたモータ１の回転位置情報をメモリ７に記憶されている電気ケーブルの長さに応じたインピーダンスで補正して、その補正されたモータ１の回転位置情報を出力する。
【００１２】
電気ケーブル３の長さが長くなる場合、ケーブル内の各銅線のインピーダンスの差が大きくなる傾向があり、電気ケーブル３の長さを長くした場合、レゾルバデジタルコンバータ６で検出される電気信号の振幅や位相が変化して検出値に誤差が生じる恐れがある。そのため、電気ケーブル３の長さに応じたインピーダンスの差による精度誤差情報をメモリ７に記憶しておき、例えばユーザが入力した電気ケーブル３の長さに関する情報から当該長さの電気ケーブル３のインピーダンスの差による精度誤差情報を演算装置８がメモリ７から読み込み、その電気ケーブル３の精度誤差情報に基づいて前記レゾルバデジタルコンバータ６で検出されたモータ１の回転位置情報を補正する。電気ケーブル３の長さに関する情報の入力は、例えば電気ケーブル３と位置検出装置４がセットである場合には、出荷時に行ってもよい。
【００１３】
ここで、レゾルバデジタルコンバータ６による位置検出原理について説明する。レゾルバデジタルコンバータ６は、図２に示すように、励磁発生部９と角度情報演算部１０を備えて構成される。レゾルバデジタルコンバータ６では、励磁発生部９から励磁信号、即ち交流信号を発生し、電気ケーブル３を介してレゾルバ２に励磁電流を印加する。励磁電流が印加されたレゾルバ２の各コイルは、モータの回転角（レゾルバ電気角）によって決まったインピーダンスとなり、各コイルから出力される電流はレゾルバ電気角に依存した電流となる。レゾルバ２の各コイルに流れる電流は再び電気ケーブル３を介してレゾルバデジタルコンバータ６の角度情報演算部１０に角度信号として入力される。角度情報演算部１０は、この角度信号（電流）を用いてモータの回転角、即ちレゾルバ電気角を演算する。
【００１４】
一般的に、電気ケーブル３の長さが長くなると、その電気ケーブルに流れる信号の伝搬時間（励磁発生部９からレゾルバ２を通り、各レゾルバ線を通ってレゾルバデジタルコンバータ６に戻るまでの時間）が長くなり、その結果、各信号線間の信号の伝搬時間差も大きくなる傾向にある。この各信号線間の信号の伝搬時間の差（信号間の差）により、角度検出信号波形に偏り（アンバランス）が発生し、その結果、角度検出誤差が発生する。保温実施形態では、この電気ケーブル３の長さにより発生する角度検出誤差を補正することで問題を解決する。
【００１５】
このように本実施形態の位置検出装置では、レゾルバ２がモータ１の回転位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブル３で位置検出装置４のレゾルバデジタルコンバータ６に伝送し、レゾルバデジタルコンバータ６は電気信号からモータ１の回転位置情報を検出し、メモリ７に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて、演算装置８が検出されたモータ１の回転位置情報を補正することとしたため、レゾルバ２が設けられるモータ１毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。
【００１６】
また、位置検出器がレゾルバ２である場合、電気ケーブル３の長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶することにより、レゾルバ２で検出されるモータ１の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
なお、前記実施形態では位置検出器としてレゾルバを用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の位置検出器は、これ以外にも、例えばエンコーダやリニアスケールなどの種々の位置検出器を用いることができる。また、位置を検出する被検出体も、前記実施形態のモータに限らず、種々の被検出体に適用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１はモータ（回転体、被検出体）
２はレゾルバ（位置検出器）
３は電気ケーブル
４は位置検出装置
５はコネクタ
６はレゾルバデジタルコンバータ
７はメモリ
８は演算装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転位置を含む被検出体の位置を検出する位置検出装置及びサーボモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような位置検出装置としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この位置検出装置は、モータなどのアクチュエータ本体に、レゾルバなどの位置検出器と共にアクチュエータ固有の誤差を補正するための補正データを記憶するメモリを備え、位置検出器で検出された位置情報の電気信号と共にメモリに記憶された補正データをドライブユニットに伝送し、ドライブユニットは位置情報の電気信号から得られた位置情報を補正データに基づいて補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９８７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載される位置検出装置では、アクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、アクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要のない位置検出装置及びサーボモータを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の位置検出装置は、回転体の回転位置を含む被検出体の位置の検出装置であって、被検出体の位置情報を電気信号として出力する位置検出器と、前記位置検出器から出力された電気信号を伝送する電気ケーブルと、前記電気ケーブルで伝送された電気信号から被検出体の位置情報を検出する位置検出手段と、前記電気ケーブルの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて前記位置検出手段で検出された被検出体の位置情報を補正する演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記位置検出器がレゾルバであり、前記電気ケーブルの情報は、当該電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報であることを特徴とするものである。
また、前記位置検出装置を備えたことを特徴とするサーボモータである。
【発明の効果】
【０００７】
而して、本発明の位置検出装置によれば、位置検出器が被検出体の位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブルで位置検出手段に伝送し、位置検出手段は電気信号から被検出体の位置情報を検出し、記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて演算手段が検出された被検出体の位置情報を補正する構成としたため、位置検出器が設けられるアクチュエータ毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。
また、位置検出器がレゾルバである場合、電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶する構成としたため、レゾルバで検出される被検出体の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の位置検出装置の概略構成図である。
【図２】レゾルバデジタルコンバータによる位置検出原理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の位置検出装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の位置検出装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の位置検出装置は、一般にダイレクトドライブモータと呼ばれるモータ（回転体、被検出体）１の回転位置を検出するものである。本実施形態のモータ１は、例えば永久磁石を使用しないインダクタ型のダイレクトドライブモータであり、中間に減速ギヤを介さず、高速から低速まで回転速度を調整することができる。更に、永久磁石を使用しないインダクタ型ダイレクトドライブモータはコストを低下できる。また、本実施形態では、このモータ１の回転位置をレゾルバ２で検出する構成としており、これによりオイルミストなどの影響を受けにくく、機械的に堅牢であり、検出器としての信頼性に優れる。即ち、本実施形態の位置検出器はレゾルバ２である。また、モータ１、レゾルバ２及び後述の位置検出装置によってサーボモータを構成することができる。
【００１０】
レゾルバは、周知のように、回転体と同期回転する一次側コイル（ロータコイル）と、互いに９０°ずらした２つの二次側コイルとで構成される。一次側コイルに交流電圧を印加すると、二次側コイルにも振幅電圧が生じる。ロータの回転角度をφとすると、二次側コイルの電圧振幅はcosφとsinφとなる。従って、二次側コイルの電圧振幅から回転体、即ちモータ１の回転位置（回転角度）を検出することができる。
レゾルバ２からは、モータ１の回転位置情報として前述した電圧信号が電気信号として出力される。このレゾルバ２の電気信号は電気ケーブル３を介して位置検出装置４に伝送される。なお、図中の符号５は、電気ケーブル３をレゾルバ２及び位置検出装置４に接続するためのコネクタである。
【００１１】
位置検出装置４内には、レゾルバデジタルコンバータ６、メモリ７、演算装置８が備えられている。レゾルバデジタルコンバータ６は、前記レゾルバ２から電気ケーブル３を介して伝送された電気信号を回転体、即ちモータ１の回転位置情報をデジタルデータとして検出するものである。メモリ７には、前記電気ケーブル３の長さと当該長さに相当する電気ケーブル３のインピーダンスの情報が記憶されている。演算装置８は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）やマイクロコンピュータなどの演算処理装置で構成され、前記レゾルバデジタルコンバータ６で検出されたモータ１の回転位置情報をメモリ７に記憶されている電気ケーブルの長さに応じたインピーダンスで補正して、その補正されたモータ１の回転位置情報を出力する。
【００１２】
電気ケーブル３の長さが長くなる場合、ケーブル内の各銅線のインピーダンスの差が大きくなる傾向があり、電気ケーブル３の長さを長くした場合、レゾルバデジタルコンバータ６で検出される電気信号の振幅や位相が変化して検出値に誤差が生じる恐れがある。そのため、電気ケーブル３の長さに応じたインピーダンスの差による精度誤差情報をメモリ７に記憶しておき、例えばユーザが入力した電気ケーブル３の長さに関する情報から当該長さの電気ケーブル３のインピーダンスの差による精度誤差情報を演算装置８がメモリ７から読み込み、その電気ケーブル３の精度誤差情報に基づいて前記レゾルバデジタルコンバータ６で検出されたモータ１の回転位置情報を補正する。電気ケーブル３の長さに関する情報の入力は、例えば電気ケーブル３と位置検出装置４がセットである場合には、出荷時に行ってもよい。
【００１３】
ここで、レゾルバデジタルコンバータ６による位置検出原理について説明する。レゾルバデジタルコンバータ６は、図２に示すように、励磁発生部９と角度情報演算部１０を備えて構成される。レゾルバデジタルコンバータ６では、励磁発生部９から励磁信号、即ち交流信号を発生し、電気ケーブル３を介してレゾルバ２に励磁電流を印加する。励磁電流が印加されたレゾルバ２の各コイルは、モータの回転角（レゾルバ電気角）によって決まったインピーダンスとなり、各コイルから出力される電流はレゾルバ電気角に依存した電流となる。レゾルバ２の各コイルに流れる電流は再び電気ケーブル３を介してレゾルバデジタルコンバータ６の角度情報演算部１０に角度信号として入力される。角度情報演算部１０は、この角度信号（電流）を用いてモータの回転角、即ちレゾルバ電気角を演算する。
【００１４】
一般的に、電気ケーブル３の長さが長くなると、その電気ケーブルに流れる信号の伝搬時間（励磁発生部９からレゾルバ２を通り、各レゾルバ線を通ってレゾルバデジタルコンバータ６に戻るまでの時間）が長くなり、その結果、各信号線間の信号の伝搬時間差も大きくなる傾向にある。この各信号線間の信号の伝搬時間の差（信号間の差）により、角度検出信号波形に偏り（アンバランス）が発生し、その結果、角度検出誤差が発生する。保温実施形態では、この電気ケーブル３の長さにより発生する角度検出誤差を補正することで問題を解決する。
【００１５】
このように本実施形態の位置検出装置では、レゾルバ２がモータ１の回転位置情報を電気信号として出力し、その電気信号を電気ケーブル３で位置検出装置４のレゾルバデジタルコンバータ６に伝送し、レゾルバデジタルコンバータ６は電気信号からモータ１の回転位置情報を検出し、メモリ７に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて、演算装置８が検出されたモータ１の回転位置情報を補正することとしたため、レゾルバ２が設けられるモータ１毎に補正データを記憶するメモリを備える必要がない。
【００１６】
また、位置検出器がレゾルバ２である場合、電気ケーブル３の長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報を電気ケーブルの情報として記憶することにより、レゾルバ２で検出されるモータ１の回転位置の位置情報を正確に補正することが可能となる。
なお、前記実施形態では位置検出器としてレゾルバを用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の位置検出器は、これ以外にも、例えばエンコーダやリニアスケールなどの種々の位置検出器を用いることができる。また、位置を検出する被検出体も、前記実施形態のモータに限らず、種々の被検出体に適用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１はモータ（回転体、被検出体）
２はレゾルバ（位置検出器）
３は電気ケーブル
４は位置検出装置
５はコネクタ
６はレゾルバデジタルコンバータ
７はメモリ
８は演算装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転位置を含む被検出体の位置の検出装置であって、被検出体の位置情報を電気信号として出力する位置検出器と、前記位置検出器から出力された電気信号を伝送する電気ケーブルと、前記電気ケーブルで伝送された電気信号から被検出体の位置情報を検出する位置検出手段と、前記電気ケーブルの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて前記位置検出手段で検出された被検出体の位置情報を補正する演算手段とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置検出器がレゾルバであり、前記電気ケーブルの情報は、当該電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置検出装置を備えたことを特徴とするサーボモータ。
【請求項１】
回転体の回転位置を含む被検出体の位置の検出装置であって、被検出体の位置情報を電気信号として出力する位置検出器と、前記位置検出器から出力された電気信号を伝送する電気ケーブルと、前記電気ケーブルで伝送された電気信号から被検出体の位置情報を検出する位置検出手段と、前記電気ケーブルの情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている電気ケーブルの情報に基づいて前記位置検出手段で検出された被検出体の位置情報を補正する演算手段とを備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置検出器がレゾルバであり、前記電気ケーブルの情報は、当該電気ケーブルの長さに対するインピーダンスの差による精度誤差情報であることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置検出装置を備えたことを特徴とするサーボモータ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２５１９９５（Ｐ２０１２−２５１９９５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９９１４９（Ｐ２０１２−９９１４９）
【出願日】平成２４年４月２４日（２０１２．４．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２４日（２０１２．４．２４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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