電気機械装置及びロボット
【課題】簡便な方法で電気機械装置の移動量や位置を検知する。
【解決手段】電気機械装置１０あって、電磁コイル１００と、ローター磁石２００と、前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサー３００と、前記磁気センサーと前記原点センサーの出力を用いて、前記被駆動部材の現在位置を検知するための位置検知部７６０と、を備え、各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記ローター磁石の移動量を算出する。
【解決手段】電気機械装置１０あって、電磁コイル１００と、ローター磁石２００と、前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサー３００と、前記磁気センサーと前記原点センサーの出力を用いて、前記被駆動部材の現在位置を検知するための位置検知部７６０と、を備え、各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記ローター磁石の移動量を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モーターの回転位置制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダーの出力を用いて駆動を制御する電機機械装置（電動モーター、発電機）が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０７０１９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、エンコーダーは、電動モーターに外付けされるので、モーターシステム全体の小型化や、エンコーダーの駆動負荷が必要になる点等において不利であった。また、絶対位置が判るアブソリュート型エンコーダーは高価であった。
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも１つを解決し、簡便な方法で電動モーターなどの電気機械装置の移動量や位置を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
電気機械装置であって、電磁コイルと、ローター磁石と、前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサーと、前記磁気センサーの出力を用いて、前記ローター磁石の位置を検知するための位置検知部と、を備え、各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、移動前の位置である起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、容易にローター磁石の移動量を算出することができる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置において、前記磁気センサーは、前記ローター磁石からの磁束密度量を、アナログであるセンサー信号として出力する、電気機械装置。
【０００９】
［適用例３］
適用例１または２に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記磁気センサーが前記起点からの前記ローター磁石の移動にともなって前記センサー出力信号に発生した周期数ｍ（ｍは整数）を数え、前記周期数ｍと、前記起点と、移動後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、周期数ｍと、移動前後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を容易に算出することができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例３に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記起点における前記センサー出力信号の大きさから、前記起点から前記周期数ｍが最初に変化するまでの前記ローター磁石の移動量であるオフセットθｏｆｆｓｅｔを算出し、前記周期数ｍに基づいて前記ローター磁石の第１の移動量ｍθｏを算出し、移動後の前記センサー出力信号の大きさから、前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出し、前記第１の移動量ｍθｏと、前記第２の移動量Δθとを加えた値（ｍθｏ＋Δθ）と前記オフセットθｏｆｆｓｅｔとを用いて、前記起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、周期数ｍに依存する第１の移動量と、各周期内の移動量である第２にの移動量を加えてローター磁石の移動量を容易に算出することが出来る。
【００１１】
［適用例５］
適用例４に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記センサー出力信号を三角波信号に変換し、前記三角波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、センサー出力信号が飽和する場合であっても容易に第２の移動量Δθを算出することができる。
【００１２】
［適用例６］
適用例４に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記センサー出力信号を正弦波信号に変換し、前記正弦波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、センサー出力信号が飽和する場合であっても容易に第２の移動量Δθを算出することができる。
【００１３】
［適用例７］
適用例１〜６のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記複数の磁気センサーのうちの１つの磁気センサーは、前記起点において、前記センサー出力信号の極小値と極大値との中間値を出力する、電気機械装置。
この適用例によれば、起点のオフセットθｏｆｆｓｅｔをゼロとすることが出来る。
【００１４】
［適用例８］
適用例１〜７のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記磁気センサーの数ｎは２であり、前記磁気センサーは、電気角でπ／２の位相差の出力信号を生成するように配置されている、電気機械装置。
この適用例によれば、一方の磁気センサーのセンサー出力信号が、極大値または極小値のとき、他方の磁気センサー出力信号は、極小値と極大値との中間値を出力するので、第２の移動量Δθを容易に算出することができる。
【００１５】
［適用例９］
適用例１〜８のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記磁気センサーは、温度補償機能を備えている、電気機械装置。
この適用例によれば、電気機械装置の温度による磁気センサーのセンサー信号への影響を抑制することができる。
【００１６】
［適用例１０］
適用例１〜９のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記電気機械装置は、原点を検知する原点センサーを有する非駆動部材を駆動する装置であり、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記原点からの前記ローター磁石の移動量を算出する電気機械装置。
この適用例によれば、被駆動部材の原点からの移動量、すなわち、被駆動部材の絶対位置を容易に求めることが出来る。
【００１７】
［適用例１１］
ロボットであって、基部と、運動部と、前記基部と前記運動部とが、あらかじめ定められた位置にあるときに原点信号を発生する原点センサーと、前記基部と前記運動部との関節部に配置され、前記運動部を前記基部に対して相対的に移動させる電気機械装置と、を備え、前記電気機械装置は、適用例１〜１０のいずれか一つに記載の電気機械装置である、ロボット。
【００１８】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気機械装置の他、その電気機械装置を用いたロボット、ロボットアーム等様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施例にかかるロボットアームの構成を示す説明図である。
【図２】ロボットのモーターシステムの構成を示す説明図である。
【図３】モーターを詳しく説明する説明図である。
【図４Ａ】ロボットアームをｚ方向から見たときの原点センサーの構成を示す説明図である。
【図４Ｂ】原点位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。
【図４Ｃ】原点から離れた位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。
【図５】現在位置検知回路７００の構成を示す説明図である。
【図６Ａ】パルス生成回路７１０を示す。
【図６Ｂ】パルス生成回路７１５を示す。
【図７Ａ】Ａ相＋微分回路の一例を示す説明図である。
【図７Ｂ】Ａ相−微分回路の一例を示す説明図である。
【図８】電気角検知回路７６０の構成を示す説明図である。
【図９Ａ】三角波生成回路の一例を示す説明図である。
【図９Ｂ】三角波生成回路の一例を示す説明図である。
【図１０】ＡＤ変換回路７７０の一例を示す説明図である。
【図１１】ＣＰＵ７８１が検索する電気角マップ７８２の一例を示す説明図である。
【図１２】電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。
【図１３】現在位置検知回路におけるタイミングチャートである。
【図１４】ロボットの動作フローチャートを示す説明図である。
【図１５】第２の実施例における電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第１の実施例]
図１は、第１の実施例にかかるロボットアームの構成を示す説明図である。図１（Ａ）は、ロボットアーム１０００を図に示したｚ方向から見たときの図であり、図１（Ｂ）は、ロボットアーム１０００を図に示したｙ方向から見たときの図である。図１（Ｃ）は、ロボットアームが曲がったときの状態をｙ方向から見たときの図である。ロボットアーム１０００は、基部３１と、運動部３２と、モーター１０と、傘歯車４１、４２と、傘歯車支持板４４と、を備える。モーター１０は、基部３１と運動部３２とを繋ぐ関節部に配置されている。モーター１０は、回転軸２３０を備えており、回転軸２３０は、傘歯車４１に接続されている。傘歯車４２は回転軸４３を備えている。傘歯車４２は、傘歯車４１と噛み合うとともに、運動部３２に接続されている。傘歯車４２の回転軸４３は、傘歯車支持板４４に接続されており、傘歯車支持板４４は、基部３１と接続されている。傘歯車４２は、回転軸４３を軸に回転するが、基部３１に対して、移動しない。回転軸４３は、モーター１０の回転軸２３０と直交している。このロボットアーム１０００は、モーター１０が回転すると傘歯車４１が回転し、傘歯車４１が回転すると噛み合いにより傘歯車４２が回転軸４３を中心に回転し、傘歯車４２が回転すると運動部３２が基部３１に対し回転軸４３周りに回動する。
【００２１】
図２は、ロボットのモーターシステムの構成を示す説明図である。モーターシステムは、モーター１０と、制御部４００と、ＰＷＭ駆動回路５００と、現在位置検知回路７００と、原点センサー６００と、を備える。モーター１０は、電磁コイル１００と、ローター磁石２００と、磁気センサー３００と、を備える。電磁コイル１００に周期的な交流電流を印可すると、ローター磁石２００が移動（回転運動）し、回転軸２３０（図１）を回転させて、ロボットアーム１０００の運動部３２を回動させる。磁気センサー３００は、２つあり、ローター磁石２００からの磁束密度量に応じたアナログ信号であるセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを出力する。なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値は、電気角２πを周期とした信号である。磁気センサー３００としては、例えばホールセンサーを用いることができる。磁気センサー３００は、温度補償機能を備えていてもよい。原点センサー６００は、ロボットアーム１００に配置され、原点検知信号ＳＰＳを発生させる。原点検知信号は、ロボットアーム１０００が原点位置にある時にパスルが生じる信号である。
【００２２】
図３は、モーターを詳しく説明する説明図である。モーター１０は、ステーター１５と、ローター２０とを備える。ローター２０は、回転軸２３０と、ローター磁石２００と、磁石バックヨーク２１５と、を備える。ローター２０の中心に回転軸２３０がある。ローター磁石２００は複数あり、回転軸２３０を中心とする同心円筒状に円周沿って配置されている。ローター磁石２００の磁化の方向は、回転軸２３０を中心とする放射方向であり、ローター磁石２００は、磁束が中心方向を向くローター磁石と、外側方向を向くローター磁石とが、円周に沿って交互に配置されている。磁石バックヨーク２１５は、ローター磁石２００の回転軸２３０側に配置されている。なお、磁石バックヨーク２１５は、無くてもよい。
【００２３】
ステーター１５は、電磁コイル１００と、コイルバックヨーク１１５と、磁気センサー３００と、回路基板３１０と、を備える。電磁コイル１００は、ローター磁石２００と対向するように、円筒形に配置されている。本実施例では、電磁コイル１００を、２相備えている。コイルバックヨーク１１５は、電磁コイル１００のローター磁石２００と反対側に配置されている。ステーター１５は、磁気センサー３００を、電磁コイル１００の各相に対応して２個備える。２つの磁気センサー３００は、周期が電気角で２πのセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを発生する。センサー信号ＳＳＡとＳＳＢは、互いに位相がπ／２ずれるように配置されている。センサー信号ＳＳＡとＳＳＢは、電磁コイル１００を駆動するための制御信号を生成するために用いられる。
【００２４】
なお、電磁コイル１００は、２相以外の単相、あるいは３相であってもよい。電磁コイル１００が単相の場合、磁気センサー３００の数は１個となる。しかし、磁気センサー３００を１個しか無い場合、回転方向の検知が困難である。そのため、電磁コイル１００が単相の場合であっても、ステーター１５は、磁気センサー３００を２個備えることが好ましい。この場合、２つのセンサー信号は、互いに位相がπ／２ずれるように配置されていることが好ましい。また、電磁コイル１００が３相の場合、磁気センサー３００は、各相に対応して３個必要となるが、ステーター１５は、３相のうちの２相の電磁コイル１００に対応する２個の磁気センサー３００のみを備える構成であってもよい。３相の場合、２つの磁気センサー３００の出力から、残りの１つの磁気センサー３００の出力を演算により算出することができるからである。
【００２５】
図４Ａは、ロボットアームをｚ方向から見たときの原点センサーの構成を示す説明図である。図４Ｂは、原点位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。図４Ｃは、原点から離れた位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。ロボットアーム１０００は、原点センサー６００を備える。原点センサー６００は、発光部６２０と、受光部６３０と、反射板６４０と、を有している。なお、図４Ａ〜４Ｃでは、図が見難くなるため、図１に示したモーター１０や、傘歯車４１、４２、回転軸２３０、４３の記載を省略している。発光部６２０と、受光部６３０とは、基部３１に配置され、反射板６４０は、運動部３２に配置されている。なお、図４Ａにおいては、受光部６３０は、発光部６２０の陰に隠れているため、見えていない。また、本実施例では、基部３１と運動部３２とが一直線になる状態を原点としている。
【００２６】
原点では、図４Ｂに示すように、発光部６２０から照射された光は、反射板６４０で反射し、受光部６３０に照射される。そして、受光部６３０は、原点検知信号ＳＰＳをＨとする。一方、モーター１０（図１）が駆動して、運動部３２が原点から回動した場合、図４Ｃに示すように、発光部６２０から反射板６４０に照射され、反射した反射光は、受光部６３０に当たらない。したがって、受光部６３０は、反射光を受光できず、原点検知信号ＳＰＳはＨとならない。
【００２７】
図２の現在位置検知回路７００は、ローター磁石２００の現在位置を検知する。現在位置検知回路７００は、磁気センサー３００からのセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢと、原点センサーからの原点検知信号ＳＰＳと、オフセットθoffsetと、を用いて、ローター磁石２００の現在位置情報θｘを算出する。ここで、オフセットθoffsetは、ローター磁石２００の移動後にセンサー信号ＳＳＢが最初に極小になる位相（センサー信号ＳＳＡが増加する領域の位相であって、かつ、ＶＤＤ／２となる位相）と、原点検知信号ＳＰＳが生じる位相との差である。なお、センサー信号ＳＳＢが最初に極小になる位相と、原点検知信号ＳＰＳが生じる位相と、を合わせれば、オフセットθoffsetをゼロとすることができる。
【００２８】
図５は、現在位置検知回路７００の構成を示す説明図である。現在位置検知回路７００は、２πカウント回路７０５と、電気角検知回路７６０と、合成回路７９０と、を備える。センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、上述したように、電気角２πを周期とする出力信号である。２πカウント回路７０５は、原点からの、この電気角２πの周期の数をカウントし、このカウント値に基づく第１の移動量θE2πを算出する。電気角２πの周期の数をＣＮＴとすると、θE2π＝２π×ＣＮＴとなる。電気角検知回路７６０は、センサー信号ＳＳＢが極小になる位相から、現在の位置までの第２の移動量Δθｘ（０≦Δθｘ＜２π）を算出する。合成回路７９０は、第１の移動量θE2πと、第２の移動量Δθｘと、オフセットθoffsetと、を加算し、ローター磁石２００の原点からの移動量（回転量）を算出する。
【００２９】
２πカウント回路７０５は、パルス生成回路７１０、７１５と、Ａ相＋微分回路７２０と、Ａ相−微分回路７２５と、パルスカウンター回路７３０と、を備える。パルス生成回路７１０、７１５は、いわゆるＡＤ変換回路であり、判定値を閾値として、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値が判定値以上のときＨを出力し、判定値未満のときＬを出力する。なお、この判定値は、Ｈの期間とＬの期間の長さが同じになるような値に設定することが好ましい。
【００３０】
図６Ａは、パルス生成回路７１０を示し、図６Ｂは、パルス生成回路７１５を示す。パルス生成回路７１０、７１５は、入力信号が異なるだけで同じ回路であるので、パルス生成回路７１０を用いて説明する。パルス生成回路７１０はオペアンプ回路７１１を備える。オペアンプ回路の一方の入力にはセンサー信号ＳＳＡが入力され、他方の入力には抵抗分割により設定された判定電圧（判定値）が入力されている。センサー信号ＳＳＡ≧判定電圧のとき、オペアンプ回路７１１の出力ＥＳＡはＨとなり、センサー信号ＳＳＡ＜判定電圧のとき、オペアンプ回路７１１の出力ＥＳＡはＬとなる。
【００３１】
図５のＡ相＋微分回路７２０は、ローター２０（図２など）が正方向に回転する時にパスルを発生させる回路であり、Ａ相−微分回路７２５は、ローター２０が逆方向に回転するときにパルスを発生させる回路である。
【００３２】
図７Ａは、Ａ相＋微分回路の一例を示す説明図である。Ａ相＋微分回路７２０は、ＮＡＮＤ回路７２１と、インバーター回路７２２と、ＮＯＲ回路７２３と、を備える。パルス生成回路７１０（図６Ａ）の出力ＥＳＡは、ＮＡＮＤ回路７２１の２つの入力の一方の入力ａａに入力されている。また、出力ＥＳＡは、インバーター回路７２２に入力され、インバーター回路７２２の出力は、ＮＡＮＤ回路７２１の２つの入力の他方の入力ａｂに入力されている。ＮＯＲ回路７２３の２つの入力には、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃと、パルス生成回路７１５（図６Ｂ）の出力ＥＳＢが入力されている。ＮＯＲ回路７２３の出力は加算信号ＥＳＡＤ１である。
【００３３】
出力ＥＳＡが遷移しない状態では、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂは、いずれかがＨのとき、他方はＬとなる関係にあるので、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃはＨである。出力ＥＳＡが遷移する状態を考える。出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａはＬからＨに遷移する。一方、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、ＨからＬに遷移する。このとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、インバーター回路７２２があるため、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａの遷移に比べて若干遅れて遷移する。その結果、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂとがいずれもＨとなる期間が一瞬生じ、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃは一瞬Ｌとなる。このとき、出力ＥＳＢがＬであれば、加算信号ＥＳＡＤ１は、一瞬だけＨとなる。なお、出力ＥＳＢがＬであれば、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃは一瞬Ｌとなっても、加算信号ＥＳＡＤ１は、Ｌのままである。一方、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａはＨからＬに遷移し、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、少し遅れてＬからＨに遷移する。このときは、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂとがいずれもＨとなる期間が生じないため、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃがＬとなることはない。したがって、加算信号ＥＳＡＤ１は、Ｌのままである。すなわち、このＡ相＋微分回路７２０は、出力ＥＳＢがＬであって、出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するときに、加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスを生じさせる。
【００３４】
図７Ｂは、Ａ相−微分回路の一例を示す説明図である。Ａ相＋微分回路７２０は、ＮＡＮＤ回路７２１を備えていたが、Ａ相−微分回路７２５では、ＮＡＮＤ回路７２１の代わりにＯＲ回路７２６を備える点が異なる。Ａ相−微分回路７２５の出力は、減算信号ＥＳＡＤ２である。このＯＲ回路７２６では、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するとき、入力ｂａはＨからＬに遷移し、入力ｂｂは、少し遅れてＬからＨに遷移する。このときは、ＯＲ回路７２６の入力ｂａとｂｂとが共にＬとなる期間が一瞬生じるため、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃは、一瞬Ｌとなる。このとき、出力ＥＳＢがＬであれば、減算信号ＥＳＡＤ２は、一瞬だけＨとなる。なお、なお、出力ＥＳＢがＬであれば、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃは一瞬Ｌとなっても、減算信号ＥＳＡＤ２は、Ｌのままである。一方、出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するとき、ＯＲ回路７２６の入力ｂａとｂｂとがいずれもＬとなる期間が生じないため、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃがＬとなることはない。したがって、減算信号ＥＳＡＤ２は、Ｌのままである。すなわち、このＡ相−微分回路７２５は、出力ＥＳＢがＬであって、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するときに、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスを生じさせる。加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じるか、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じるか、により、ローター２０（図３）の回転方向が正方向か、逆方向か、を判断することが出来る。なお、正回転の時に加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じる位相と、逆回転の時に減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じる位相は同じ位相であることが好ましい。加算信号ＥＳＡＤ１あるいは減算信号ＥＳＡＤ２は、次に説明するパルスカウンター回路７３０のカウンター値ＣＮＴを上げ下げするために用いられるため、位相がずれていると、カウンター値ＣＮＴの上げ下げのタイミングが異なってしまうからである。
【００３５】
図５のパルスカウンター回路７３０は、加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じたときにカウンター値ＣＮＴを１つ上げ、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じたときにカウンター値ＣＮＴを１つ下げる。なお、カウンター値ＣＮＴが変化するタイミングは、センサー信号ＳＳＡ，ＳＳＢとの関係では、センサー信号ＳＳＢが極小になる位相である。カウンター値ＣＮＴは、原点からのセンサー信号ＳＳＡ（ＳＳＢ）の電気角２πの数に相当する。例えば、カウンター値ＣＮＴがｍのとき、現在位置は、原点から（２π×ｍ＋Δθｘ＋θoffset）の位置にあることになる。ここで電気角Δθｘ（０≦Δθｘ＜２π）は、カウンター値ＣＮＴが増加するときに現在のカウンター値ｍとなった位置から現在位置までのローター２０（図３）の移動量（回転量）である。次に、電気角Δθｘを算出する電気角検知回路７６０について説明する。
【００３６】
図８は、電気角検知回路７６０の構成を示す説明図である。ここで、図８（Ａ）は、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが正弦波などの飽和しない波形である場合の回路例であり、図８（Ｂ）は、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和する場合にも適用可能な回路例である。図８（Ａ）に示す電気角検知回路７６０は、ＡＤ変換回路７７０、７７５と、電気角決定回路７８０と、を備えており、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが、直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力されている。一方、図８（Ｂ）に示す電気角検知回路７６０は、図８（Ａ）に示す電気角検知回路７６０のＡＤ変換回路７７０、７７５の前段に、パルス生成回路７６１、７６６と、三角波生成回路７６２、７６７と、を備える点が異なっている。具体的には、後述するが、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和する場合、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力されると、同じデジタル値ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤに対応する電気角が複数存在することになり、電気角が一意に決定できない場合がありえる。そのため、パルス生成回路７６１、７６６と、三角波生成回路７６２、７６７と、を備えている。以下、図８（Ｂ）の電気角決定回路７６０を例にとり、説明する。
【００３７】
パルス生成回路７６１、７６６はセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢをパルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰに変換する。三角波生成回路７６２、７６７は、パルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰを三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴに変換する。ＡＤ変換回路７７０、７７５は、三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴをＡＤ変換してデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成する。電気角決定回路７８０は、ＣＰＵ７８１と、電気角マップ７８２と、を備えており、ＣＰＵ７８１は、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤとを用いて、電気角マップ７８２を検索し、電気角Δθｘを取得する。なお、三角波は、直線なので、ＣＰＵ７８１は、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤから演算によりΔθｘを算出してもよい。
【００３８】
パルス生成回路７６１、７６６は、図６Ａ、図６Ｂで説明したパルス生成回路７１０、７１５と同じ構成でよい。したがって、パルス生成回路７６１、７６６の代わりに、パルス生成回路７１０、７１５を兼用させて、パルス生成回路７１０、７１５の出力を三角波生成回路７６２、７６７の出力としてもよい。
【００３９】
図９Ａ、図９Ｂは、三角波生成回路の一例を示す説明図である。三角波生成回路７６２、７６７として、積分回路を用いることができる。三角波生成回路７６２、７６７は同じ回路であるので、三角波生成回路７６２を例にとり説明する。三角波生成回路７６２は、オペアンプ７６３と、抵抗Ｒと、コンデンサＣと、を備える。三角波生成回路７６２の一方の入力（−）には、抵抗Ｒを介してパルス生成回路７６１の出力信号ＳＳＡＤが入力されている。三角波生成回路７６２の他方の入力（＋）には、グランド電位が入力されている。三角波生成回路の出力である出力信号ＳＳＡＴ（三角波信号ＳＳＡＴ）は、コンデンサＣを介して、三角波生成回路７６２の一方の入力（−）に接続されている。かかる構成の場合、三角波生成回路の出力信号ＳＳＡＴの電位ＶSSATは、パルス波信号ＳＳＡＰの電位をＶSSAPとすると、次の式（１）（２）で示される。
【数１】
【数２】
電位ＶSSAPは、ＨかＬの２値であるので、電位ＶSSATは、三角波形状となる。
【００４０】
図１０は、ＡＤ変換回路７７０の一例を示す説明図である。ＡＤ変換回路７７０は、直列に接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の抵抗Ｒ１〜Ｒｎと（ｎ―１）個の比較器７７１と、デコーダー７７４と、を備える。抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、同じ抵抗値を有しており、電圧ＶＤＤをｎ等分する。各抵抗の接続点（ｎ−１個）は、比較器７７１の一方の入力に入力されている。比較器７７１の一方の他方の入力には、三角波生成回路の出力である三角波信号ＳＳＡＴが入力されている。比較器７７１は、抵抗の接続点の電位（「判定電位」と呼ぶ）と、三角波信号ＳＳＡＴの電位とを比較し、三角波信号ＳＳＡＴの電位が判定電位以上の場合Ｈを出力し、三角波信号ＳＳＡＴの電位が判定電位未満の場合には、Ｌを出力する。デコーダー７７４には、各比較器７７１の出力が入力されている。デコーダー７７４は、これらを合成してｍビットのデジタル信号ＳＳＡＤを出力する。なお、比較器７７１や抵抗は、デジタル信号ＳＳＡＤの出力ビット数に依存し、例えば、デジタル信号ＳＳＡＤが１０ビットであれば、比較器７７１は１０２４個必要であり、抵抗は１０２５個必要である。ＡＤ変換器７７５についても、ＡＤ変換器７７１と同様の構成を備えており、出力信号ＳＳＢＴを入力として、デジタル信号ＳＳＢＤを出力する。
【００４１】
図１１は、ＣＰＵ７８１が検索する電気角マップ７８２の一例を示す説明図である。ここでは、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤの最大値を１０Ｖ、最小値を０Ｖとしている。デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤの値が定まれば、ＣＰＵ７８１は、電気角マップ７８２を検索する事により、電気角Δθｘを容易に取得することができる。例えば、ＳＳＡＤの値が６．６７の場合、電気角Δθｘの値としては３０°と１５０°の２つが考えられるが、ＳＳＢＤが、１．６７であれば電気角Δθｘは３０°に一意に決まり、ＳＳＢＤが８．３３であれば電気角Δθｘは１５０°に一意に決まる。
【００４２】
なお、図８（Ｂ）において、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢからパルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰを生成し、該パルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰから三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴを生成し、該三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴからデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成しているのは、以下の理由による。すなわち、磁気センサー３００が出力するセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、必ずしも正弦波をシフトした信号ではなく、磁気センサー３００の位置によっては、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが極大部分で飽和し、あるいは極小部分でほぼゼロになる（以下「飽和等する」と呼ぶ。）場合もある。センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、飽和等していなければ、極大点、極小点を除き、センサー信号の値と電気角は１対２で対応する。なお極大点では、１対１である。したがって、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値が判れば、電気角を求めることが出来る。しかし、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和等する場合には、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値と電気角は１対ｍ（ｍは２超の値）で対応するので、電気角を１つに決めることが出来ない場合があり得る。このようなセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和等する場合であっても、図８（Ｂ）に示すように変換することにより、電気角Δθｘを容易に求めることが出来る。
【００４３】
本実施例では、三角波生成回路７６２、７６７を用い、出力信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤから三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴを生成しているが、三角波生成回路７６２、７６７の代わりにサインコンバーター回路を用い、三角波の代わりに正弦波信号ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳを生成し、正弦波の値に対応した電気角マップを用いてもよい。
【００４４】
なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和しないように磁気センサー３００を配置すれば、図８（Ａ）に示すように、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力し、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成してもよい。かかる場合、電気角マップ７７２は、このデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤと電気角Δθｘの関係を示すマップとなる。
【００４５】
また、一般に、ＡＤ変換回路は回路規模が大きくなるので、Ｂ相用の三角波生成回路７６７とＡＤ変換器７７５とを備えない構成であってもよい。かかる場合、センサー信号ＳＳＡの極大点、極小点以外は、デジタル信号ＳＳＡＤの値に対して２つの位相の値が考えられる。この場合、パルス生成回路７６６の出力信号ＳＳＢＰが、Ｈか、Ｌか、により、どちらの位相かを判断することができる。なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、位相が電気角でπ／２ずれていることが好ましい。
【００４６】
図１２は、電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。ここでは、三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴに加えて正弦波信号ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳを記載している。
【００４７】
図１３は、現在位置検知回路におけるタイミングチャートである。ここで図に示したＳＰは原点（Ｓｔａｒｔ Ｐｏｉｎｔ）を示し、ＰＰは現在位置（Ｐｒｅｓｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）を示している。オフセットθoffsetは、モーター１０が正方向に回転し、原点検知信号ＳＰＳがＨとなった後、最初に加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなるまでの位相を示す。本実施例では、最初に加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなったときに、カウンター値ＣＮＴが０となるようにパルスカウンター回路７３０（図５）が設定されている。パルスカウンター回路７３０は、モーター１０が正方向に回転し、加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなるごとに、カウンター値ＣＮＴを１つずつ増加させていく。図１３の例では、現在位置ＰＰのとき、カウンター値ＣＮＴは２となっている。３つ目の加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなってから現在位置ＰＰまでの位相（電気角Δθｘ）は、図８〜１０で説明したように算出することができる。したがって、原点ＳＰから現在位置ＰＰまでの移動量（回転量）Δθは、θoffset＋２π×ＣＮＴ＋Δθｘで求めることが出来る。なお、モーター１０が逆方向に回転するときは、減算信号ＥＳＡＤ２により、カウンター値ＣＮＴを１つずつ減少させていく。
【００４８】
図１４は、ロボットアームの動作フローチャートを示す説明図である。 図１４のステップＳ１００においてロボットアーム１０００は、目的位置（目的位置の位置情報を「目的位置情報θｒ」と呼ぶ。）への動作指令を受けると、制御部４００（図２）は、処理をステップＳ１１０に移行し、モーター１０の現在位置の位相θｘ（以下、「現在位置情報θｘ」とも呼ぶ。）を有しているか判断する。ここで、現在位置情報θｘとは、原点（基準点）に対してモーター１０がどれくらい回転しているかを示す情報であり、基部３１に対して運動部３２がどの程度回動しているかを示す情報である。ここで、現在位置情報θｘは、θｘ＝θoffset＋２π×ＣＮＴ＋Δθｘで示されるが、このうち、オフセットθoffsetはモーター１０の設計段階で既知であり、電気角Δθｘは、制御部４００は、現在のセンサー出力ＳＳＡ、ＳＳＢから容易に取得することができる。したがって、制御部４００は、カウンター値ＣＮＴがいくつであるか判れば現在位置情報θｘが判る。なお、この現在位置情報θｘは、モーター１０の電気角で表した値なので、制御部４００は、現在位置情報θｘを機械角に換算して、原点からの運動部３２の移動角度を算出する。なお、原点位置検知回路７００は、２π×ＣＮＴの代わりに機械角ＣＮＴ×θｏで算出し、電気角マップ７８２も、電気角ではなく機械角を算出するように構成しておいてもよい。
【００４９】
制御部４００は、モーター１０の現在位置情報θｘを有していない場合には、ステップＳ１２０に処理を移行し、モーター１０を正方向または逆方向に回転させてモーター１０の原点ＳＰを探索する。原点ＳＰとは、原点検知信号ＳＰＳがＨとなる点であり、ロボットアーム１０００の動作の基準となる点である。なお、原点ＳＰにおける基部３１と、運動部３２との状態は、ロボットアーム１０００の設計により様々に決めることができる。例えば、原点ＳＰとしては、例えば、基部３１と、運動部３２とが一直線になる状態や、を原点ＳＰとしてもよい。また、基部３１に対し、運動部３２が一直線状態から最も大きく回動した状態を原点ＳＰとしてもよい。
【００５０】
ステップＳ１３０では、制御部４００は、現在位置情報θｘあるいは原点ＳＰの位置を基準として、目的方向に移動させるように、モーター１０を駆動させる。制御部４００は、目的位置情報θｒから現在位置情報θｘを引いたθｒ−θｘが０よりも大きければ、正方向にモーター１０を駆動させ、０よりも小さければ逆方向に駆動させる。制御部４００は、目的方向に動かすための駆動信号ＤＲＳをＰＷＭ駆動回路５００（図２）に対し送る。ＰＷＭ駆動回路５００は、駆動信号ＤＲＶを用いて電磁コイル１００を駆動する。
【００５１】
制御部４００は、モーター１０を駆動させるとともに、ステップＳ１４０において、ローター２０の現在位置情報θｘを取得する。そして、制御部４００は、目的位置情報θｒと現在位置情報θｘとを比較する。制御部４００は、θｒ＝θｘとなり、モーター１０のローター２０が目的位置に達したことを検知すると（ステップＳ１５０）、処理をステップＳ１６０に移行し、ＰＷＭ駆動回路５００に対し、モーター１０の駆動を停止させる。
【００５２】
以上、第１の実施例においては、原点検知信号ＳＰＳを生成する原点センサーと、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを用いて現在位置情報θｘを算出する現在位置検知回路７００とを備えているので、エンコーダーを備えなくても、現在位置を容易に取得し、モーター１０を駆動制御する事が出来る。
【００５３】
また、現在位置情報θｘは、制御部は、２πカウント回路７０５（図５）からのカウンター値ＣＮＴと、電気角検知回路７６０からの電気角Δθｘとから、容易に求めることが出来る。
【００５４】
本実施例によれば、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢがπ／２だけずれているので、電気角を容易に取得することができる。
【００５５】
［第２の実施例］
図１５は、第２の実施例における電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。第１の実施例は２相モーターであったのに対し、第２の実施例は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）モーターである。第２の実施例では、Ｕ相、Ｖ相にのみ磁気センサーを備えている。Ｕ相、Ｖ相の磁気センサーは、２π／３の位相差のセンサー信号ＳＳＵ、ＳＳＷを生成する。ここでは、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶは正弦波とする。正弦波でない場合には、第１の実施例でしめしたように波形変換を行い、最期にサインコンバーター回路を用いることで容易に正弦波を生成することができる。
【００５６】
図１５に示したセンサー信号ＳＳＷは、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶから算出したものである。センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶの極小値をゼロ、極大値をＶＤＤとすると、ＳＳＵ＋ＳＳＶ＋ＳＳＷ＝（３／２）×ＶＤＤとなる。したがって、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶが判ると、残りのセンサー信号ＳＳＷは、容易に算出することができる。
【００５７】
次に、３つのセンサー信号を用いて、ＵＶＷの３相をＡＢの２相に変換する。具体的には、以下の式（３）に示す行列演算を行うことにより、センサー信号ＳＳＵ〜ＳＳＷから２相変換後のセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを算出することができる。
【数３】
【００５８】
制御部４００は、２相変換後のセンサー出力ＳＳＡ、ＳＳＢを算出した後は、第１の実施例と同様の処理を行うことにより、ローター２０の現在位置を検知し、目的位置ＧＰに向かってモーター１０を制御することが出来る。このように３相モーターであっても、２相モーターと同様に、制御部４００は現在位置情報θｘを取得し、モーター１０の動作を制御することができる。
【００５９】
上記実施例では、原点からの回転量を求める例として説明したが、制御部４００が、現在位置（起点）からの相対回転量を求める場合にも適用することが出来る。すなわち、制御部４００は、起点及び現在位置の電気角Δθｘを上述した方法で算出することができる。カウンター値ＣＮＴは不明であるが、制御部は、現在位置のカウンター値ＣＮＴ２をゼロとする。カウンター値ＣＮＴ２は、カウンター値ＣＮＴと同じタイミングで値が上下する。制御部４００は、移動前後のカウンター値ＣＮＴ２の差分と、移動前後の電気角Δθｘの差分を用いることにより、相対移動量を容易に算出することができる。なお、この場合、起点におけるΔθｘと、２πと、の差がθｏｆｆｓｅｔに相当すると考えることが出来る。このθｏｆｆｓｅｔは、起点からカウンター値ＣＮＴ２が最初に変化するまでの移動量である。なお、起点において、センサー出力信号ＳＳＡが、極小値と極大値との中間値を出力する状態であれば、θｏｆｆｓｅｔをゼロとすることができる。また、第２の実施例における起点を、第１の実施例の原点とすれば、ローター２０の相対移動量とローター２０の位置とを対応させることができる。
【００６０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…モーター
１５…ステーター
２０…ローター
３１…基部
３２…運動部
４１、４２…傘歯車
４３…回転軸
４４…傘歯車支持板
１００…電磁コイル
１１５…コイルバックヨーク
２００…ローター磁石
２１５…磁石バックヨーク
２３０…回転軸
３００…磁気センサー
３１０…回路基板
４００…制御部
６００…原点センサー
６２０…発光部
６３０…受光部
６４０…反射板
７００…現在位置検知回路
７１０…パルス生成回路
７１１…オペアンプ回路
７１５…パルス生成回路
７２０…微分回路
７２２…インバーター回路
７３０…パルスカウンター回路
７６０…電気角検知回路
７６１、７６６…パルス生成回路
７６２、７６７…三角波生成回路
７６３…オペアンプ
７７０、７７５…ＡＤ変換回路
７７１…比較器
７７４…デコーダー
７８０…電気角決定回路
７８１…ＣＰＵ
７８２…電気角マップ
７９０…合成回路
１０００…ロボットアーム
θoffset…オフセット
θｘ…現在位置情報
θｒ…目的位置情報
Δθｘ…電気角
ＥＳＡＤ１…加算信号
ＥＳＡＤ２…減算信号
ＳＳＡ、ＳＳＢ…センサー信号
ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰ…パルス波信号
ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴ…三角波信号
ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤ…デジタル号
ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳ…正弦波信号
Ｒ、Ｒ１…抵抗
Ｃ…コンデンサ
ＶＳＳＡＴ…電位
ＶＳＳＡＰ…電位
ＧＰ…目的位置
ＰＰ…現在位置
ＳＰ…原点
ａａ…入力
ｂａ…入力
ａｂ…入力
ｂｂ…入力
ａｃ…出力
ｂｃ…出力
ＶＤＤ…電圧
ＥＳＡ、ＥＳＢ…出力
ＣＮＴ、ＣＮＴ２…カウンター値
ＳＰＳ…原点検知信号
ＤＲＳ…駆動信号
ＤＲＶ…駆動信号
ＳＳＵ…センサー信号
ＳＳＶ…センサー信号
ＳＳＷ…センサー信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モーターの回転位置制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンコーダーの出力を用いて駆動を制御する電機機械装置（電動モーター、発電機）が知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０７０１９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、エンコーダーは、電動モーターに外付けされるので、モーターシステム全体の小型化や、エンコーダーの駆動負荷が必要になる点等において不利であった。また、絶対位置が判るアブソリュート型エンコーダーは高価であった。
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも１つを解決し、簡便な方法で電動モーターなどの電気機械装置の移動量や位置を検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
電気機械装置であって、電磁コイルと、ローター磁石と、前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサーと、前記磁気センサーの出力を用いて、前記ローター磁石の位置を検知するための位置検知部と、を備え、各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、移動前の位置である起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、容易にローター磁石の移動量を算出することができる。
【０００８】
［適用例２］
適用例１に記載の電気機械装置において、前記磁気センサーは、前記ローター磁石からの磁束密度量を、アナログであるセンサー信号として出力する、電気機械装置。
【０００９】
［適用例３］
適用例１または２に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記磁気センサーが前記起点からの前記ローター磁石の移動にともなって前記センサー出力信号に発生した周期数ｍ（ｍは整数）を数え、前記周期数ｍと、前記起点と、移動後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、周期数ｍと、移動前後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を容易に算出することができる。
【００１０】
［適用例４］
適用例３に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記起点における前記センサー出力信号の大きさから、前記起点から前記周期数ｍが最初に変化するまでの前記ローター磁石の移動量であるオフセットθｏｆｆｓｅｔを算出し、前記周期数ｍに基づいて前記ローター磁石の第１の移動量ｍθｏを算出し、移動後の前記センサー出力信号の大きさから、前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出し、前記第１の移動量ｍθｏと、前記第２の移動量Δθとを加えた値（ｍθｏ＋Δθ）と前記オフセットθｏｆｆｓｅｔとを用いて、前記起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、周期数ｍに依存する第１の移動量と、各周期内の移動量である第２にの移動量を加えてローター磁石の移動量を容易に算出することが出来る。
【００１１】
［適用例５］
適用例４に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記センサー出力信号を三角波信号に変換し、前記三角波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、センサー出力信号が飽和する場合であっても容易に第２の移動量Δθを算出することができる。
【００１２】
［適用例６］
適用例４に記載の電気機械装置において、前記位置検出部は、前記センサー出力信号を正弦波信号に変換し、前記正弦波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
この適用例によれば、センサー出力信号が飽和する場合であっても容易に第２の移動量Δθを算出することができる。
【００１３】
［適用例７］
適用例１〜６のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記複数の磁気センサーのうちの１つの磁気センサーは、前記起点において、前記センサー出力信号の極小値と極大値との中間値を出力する、電気機械装置。
この適用例によれば、起点のオフセットθｏｆｆｓｅｔをゼロとすることが出来る。
【００１４】
［適用例８］
適用例１〜７のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記磁気センサーの数ｎは２であり、前記磁気センサーは、電気角でπ／２の位相差の出力信号を生成するように配置されている、電気機械装置。
この適用例によれば、一方の磁気センサーのセンサー出力信号が、極大値または極小値のとき、他方の磁気センサー出力信号は、極小値と極大値との中間値を出力するので、第２の移動量Δθを容易に算出することができる。
【００１５】
［適用例９］
適用例１〜８のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記磁気センサーは、温度補償機能を備えている、電気機械装置。
この適用例によれば、電気機械装置の温度による磁気センサーのセンサー信号への影響を抑制することができる。
【００１６】
［適用例１０］
適用例１〜９のいずれか一つに記載の電気機械装置において、前記電気機械装置は、原点を検知する原点センサーを有する非駆動部材を駆動する装置であり、前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記原点からの前記ローター磁石の移動量を算出する電気機械装置。
この適用例によれば、被駆動部材の原点からの移動量、すなわち、被駆動部材の絶対位置を容易に求めることが出来る。
【００１７】
［適用例１１］
ロボットであって、基部と、運動部と、前記基部と前記運動部とが、あらかじめ定められた位置にあるときに原点信号を発生する原点センサーと、前記基部と前記運動部との関節部に配置され、前記運動部を前記基部に対して相対的に移動させる電気機械装置と、を備え、前記電気機械装置は、適用例１〜１０のいずれか一つに記載の電気機械装置である、ロボット。
【００１８】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電気機械装置の他、その電気機械装置を用いたロボット、ロボットアーム等様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施例にかかるロボットアームの構成を示す説明図である。
【図２】ロボットのモーターシステムの構成を示す説明図である。
【図３】モーターを詳しく説明する説明図である。
【図４Ａ】ロボットアームをｚ方向から見たときの原点センサーの構成を示す説明図である。
【図４Ｂ】原点位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。
【図４Ｃ】原点から離れた位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。
【図５】現在位置検知回路７００の構成を示す説明図である。
【図６Ａ】パルス生成回路７１０を示す。
【図６Ｂ】パルス生成回路７１５を示す。
【図７Ａ】Ａ相＋微分回路の一例を示す説明図である。
【図７Ｂ】Ａ相−微分回路の一例を示す説明図である。
【図８】電気角検知回路７６０の構成を示す説明図である。
【図９Ａ】三角波生成回路の一例を示す説明図である。
【図９Ｂ】三角波生成回路の一例を示す説明図である。
【図１０】ＡＤ変換回路７７０の一例を示す説明図である。
【図１１】ＣＰＵ７８１が検索する電気角マップ７８２の一例を示す説明図である。
【図１２】電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。
【図１３】現在位置検知回路におけるタイミングチャートである。
【図１４】ロボットの動作フローチャートを示す説明図である。
【図１５】第２の実施例における電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[第１の実施例]
図１は、第１の実施例にかかるロボットアームの構成を示す説明図である。図１（Ａ）は、ロボットアーム１０００を図に示したｚ方向から見たときの図であり、図１（Ｂ）は、ロボットアーム１０００を図に示したｙ方向から見たときの図である。図１（Ｃ）は、ロボットアームが曲がったときの状態をｙ方向から見たときの図である。ロボットアーム１０００は、基部３１と、運動部３２と、モーター１０と、傘歯車４１、４２と、傘歯車支持板４４と、を備える。モーター１０は、基部３１と運動部３２とを繋ぐ関節部に配置されている。モーター１０は、回転軸２３０を備えており、回転軸２３０は、傘歯車４１に接続されている。傘歯車４２は回転軸４３を備えている。傘歯車４２は、傘歯車４１と噛み合うとともに、運動部３２に接続されている。傘歯車４２の回転軸４３は、傘歯車支持板４４に接続されており、傘歯車支持板４４は、基部３１と接続されている。傘歯車４２は、回転軸４３を軸に回転するが、基部３１に対して、移動しない。回転軸４３は、モーター１０の回転軸２３０と直交している。このロボットアーム１０００は、モーター１０が回転すると傘歯車４１が回転し、傘歯車４１が回転すると噛み合いにより傘歯車４２が回転軸４３を中心に回転し、傘歯車４２が回転すると運動部３２が基部３１に対し回転軸４３周りに回動する。
【００２１】
図２は、ロボットのモーターシステムの構成を示す説明図である。モーターシステムは、モーター１０と、制御部４００と、ＰＷＭ駆動回路５００と、現在位置検知回路７００と、原点センサー６００と、を備える。モーター１０は、電磁コイル１００と、ローター磁石２００と、磁気センサー３００と、を備える。電磁コイル１００に周期的な交流電流を印可すると、ローター磁石２００が移動（回転運動）し、回転軸２３０（図１）を回転させて、ロボットアーム１０００の運動部３２を回動させる。磁気センサー３００は、２つあり、ローター磁石２００からの磁束密度量に応じたアナログ信号であるセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを出力する。なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値は、電気角２πを周期とした信号である。磁気センサー３００としては、例えばホールセンサーを用いることができる。磁気センサー３００は、温度補償機能を備えていてもよい。原点センサー６００は、ロボットアーム１００に配置され、原点検知信号ＳＰＳを発生させる。原点検知信号は、ロボットアーム１０００が原点位置にある時にパスルが生じる信号である。
【００２２】
図３は、モーターを詳しく説明する説明図である。モーター１０は、ステーター１５と、ローター２０とを備える。ローター２０は、回転軸２３０と、ローター磁石２００と、磁石バックヨーク２１５と、を備える。ローター２０の中心に回転軸２３０がある。ローター磁石２００は複数あり、回転軸２３０を中心とする同心円筒状に円周沿って配置されている。ローター磁石２００の磁化の方向は、回転軸２３０を中心とする放射方向であり、ローター磁石２００は、磁束が中心方向を向くローター磁石と、外側方向を向くローター磁石とが、円周に沿って交互に配置されている。磁石バックヨーク２１５は、ローター磁石２００の回転軸２３０側に配置されている。なお、磁石バックヨーク２１５は、無くてもよい。
【００２３】
ステーター１５は、電磁コイル１００と、コイルバックヨーク１１５と、磁気センサー３００と、回路基板３１０と、を備える。電磁コイル１００は、ローター磁石２００と対向するように、円筒形に配置されている。本実施例では、電磁コイル１００を、２相備えている。コイルバックヨーク１１５は、電磁コイル１００のローター磁石２００と反対側に配置されている。ステーター１５は、磁気センサー３００を、電磁コイル１００の各相に対応して２個備える。２つの磁気センサー３００は、周期が電気角で２πのセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを発生する。センサー信号ＳＳＡとＳＳＢは、互いに位相がπ／２ずれるように配置されている。センサー信号ＳＳＡとＳＳＢは、電磁コイル１００を駆動するための制御信号を生成するために用いられる。
【００２４】
なお、電磁コイル１００は、２相以外の単相、あるいは３相であってもよい。電磁コイル１００が単相の場合、磁気センサー３００の数は１個となる。しかし、磁気センサー３００を１個しか無い場合、回転方向の検知が困難である。そのため、電磁コイル１００が単相の場合であっても、ステーター１５は、磁気センサー３００を２個備えることが好ましい。この場合、２つのセンサー信号は、互いに位相がπ／２ずれるように配置されていることが好ましい。また、電磁コイル１００が３相の場合、磁気センサー３００は、各相に対応して３個必要となるが、ステーター１５は、３相のうちの２相の電磁コイル１００に対応する２個の磁気センサー３００のみを備える構成であってもよい。３相の場合、２つの磁気センサー３００の出力から、残りの１つの磁気センサー３００の出力を演算により算出することができるからである。
【００２５】
図４Ａは、ロボットアームをｚ方向から見たときの原点センサーの構成を示す説明図である。図４Ｂは、原点位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。図４Ｃは、原点から離れた位置においてロボットアームをｙ方向から見たときの説明図である。ロボットアーム１０００は、原点センサー６００を備える。原点センサー６００は、発光部６２０と、受光部６３０と、反射板６４０と、を有している。なお、図４Ａ〜４Ｃでは、図が見難くなるため、図１に示したモーター１０や、傘歯車４１、４２、回転軸２３０、４３の記載を省略している。発光部６２０と、受光部６３０とは、基部３１に配置され、反射板６４０は、運動部３２に配置されている。なお、図４Ａにおいては、受光部６３０は、発光部６２０の陰に隠れているため、見えていない。また、本実施例では、基部３１と運動部３２とが一直線になる状態を原点としている。
【００２６】
原点では、図４Ｂに示すように、発光部６２０から照射された光は、反射板６４０で反射し、受光部６３０に照射される。そして、受光部６３０は、原点検知信号ＳＰＳをＨとする。一方、モーター１０（図１）が駆動して、運動部３２が原点から回動した場合、図４Ｃに示すように、発光部６２０から反射板６４０に照射され、反射した反射光は、受光部６３０に当たらない。したがって、受光部６３０は、反射光を受光できず、原点検知信号ＳＰＳはＨとならない。
【００２７】
図２の現在位置検知回路７００は、ローター磁石２００の現在位置を検知する。現在位置検知回路７００は、磁気センサー３００からのセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢと、原点センサーからの原点検知信号ＳＰＳと、オフセットθoffsetと、を用いて、ローター磁石２００の現在位置情報θｘを算出する。ここで、オフセットθoffsetは、ローター磁石２００の移動後にセンサー信号ＳＳＢが最初に極小になる位相（センサー信号ＳＳＡが増加する領域の位相であって、かつ、ＶＤＤ／２となる位相）と、原点検知信号ＳＰＳが生じる位相との差である。なお、センサー信号ＳＳＢが最初に極小になる位相と、原点検知信号ＳＰＳが生じる位相と、を合わせれば、オフセットθoffsetをゼロとすることができる。
【００２８】
図５は、現在位置検知回路７００の構成を示す説明図である。現在位置検知回路７００は、２πカウント回路７０５と、電気角検知回路７６０と、合成回路７９０と、を備える。センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、上述したように、電気角２πを周期とする出力信号である。２πカウント回路７０５は、原点からの、この電気角２πの周期の数をカウントし、このカウント値に基づく第１の移動量θE2πを算出する。電気角２πの周期の数をＣＮＴとすると、θE2π＝２π×ＣＮＴとなる。電気角検知回路７６０は、センサー信号ＳＳＢが極小になる位相から、現在の位置までの第２の移動量Δθｘ（０≦Δθｘ＜２π）を算出する。合成回路７９０は、第１の移動量θE2πと、第２の移動量Δθｘと、オフセットθoffsetと、を加算し、ローター磁石２００の原点からの移動量（回転量）を算出する。
【００２９】
２πカウント回路７０５は、パルス生成回路７１０、７１５と、Ａ相＋微分回路７２０と、Ａ相−微分回路７２５と、パルスカウンター回路７３０と、を備える。パルス生成回路７１０、７１５は、いわゆるＡＤ変換回路であり、判定値を閾値として、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値が判定値以上のときＨを出力し、判定値未満のときＬを出力する。なお、この判定値は、Ｈの期間とＬの期間の長さが同じになるような値に設定することが好ましい。
【００３０】
図６Ａは、パルス生成回路７１０を示し、図６Ｂは、パルス生成回路７１５を示す。パルス生成回路７１０、７１５は、入力信号が異なるだけで同じ回路であるので、パルス生成回路７１０を用いて説明する。パルス生成回路７１０はオペアンプ回路７１１を備える。オペアンプ回路の一方の入力にはセンサー信号ＳＳＡが入力され、他方の入力には抵抗分割により設定された判定電圧（判定値）が入力されている。センサー信号ＳＳＡ≧判定電圧のとき、オペアンプ回路７１１の出力ＥＳＡはＨとなり、センサー信号ＳＳＡ＜判定電圧のとき、オペアンプ回路７１１の出力ＥＳＡはＬとなる。
【００３１】
図５のＡ相＋微分回路７２０は、ローター２０（図２など）が正方向に回転する時にパスルを発生させる回路であり、Ａ相−微分回路７２５は、ローター２０が逆方向に回転するときにパルスを発生させる回路である。
【００３２】
図７Ａは、Ａ相＋微分回路の一例を示す説明図である。Ａ相＋微分回路７２０は、ＮＡＮＤ回路７２１と、インバーター回路７２２と、ＮＯＲ回路７２３と、を備える。パルス生成回路７１０（図６Ａ）の出力ＥＳＡは、ＮＡＮＤ回路７２１の２つの入力の一方の入力ａａに入力されている。また、出力ＥＳＡは、インバーター回路７２２に入力され、インバーター回路７２２の出力は、ＮＡＮＤ回路７２１の２つの入力の他方の入力ａｂに入力されている。ＮＯＲ回路７２３の２つの入力には、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃと、パルス生成回路７１５（図６Ｂ）の出力ＥＳＢが入力されている。ＮＯＲ回路７２３の出力は加算信号ＥＳＡＤ１である。
【００３３】
出力ＥＳＡが遷移しない状態では、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂは、いずれかがＨのとき、他方はＬとなる関係にあるので、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃはＨである。出力ＥＳＡが遷移する状態を考える。出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａはＬからＨに遷移する。一方、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、ＨからＬに遷移する。このとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、インバーター回路７２２があるため、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａの遷移に比べて若干遅れて遷移する。その結果、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂとがいずれもＨとなる期間が一瞬生じ、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃは一瞬Ｌとなる。このとき、出力ＥＳＢがＬであれば、加算信号ＥＳＡＤ１は、一瞬だけＨとなる。なお、出力ＥＳＢがＬであれば、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃは一瞬Ｌとなっても、加算信号ＥＳＡＤ１は、Ｌのままである。一方、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するとき、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａはＨからＬに遷移し、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａｂは、少し遅れてＬからＨに遷移する。このときは、ＮＡＮＤ回路７２１の入力ａａとａｂとがいずれもＨとなる期間が生じないため、ＮＡＮＤ回路７２１の出力ａｃがＬとなることはない。したがって、加算信号ＥＳＡＤ１は、Ｌのままである。すなわち、このＡ相＋微分回路７２０は、出力ＥＳＢがＬであって、出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するときに、加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスを生じさせる。
【００３４】
図７Ｂは、Ａ相−微分回路の一例を示す説明図である。Ａ相＋微分回路７２０は、ＮＡＮＤ回路７２１を備えていたが、Ａ相−微分回路７２５では、ＮＡＮＤ回路７２１の代わりにＯＲ回路７２６を備える点が異なる。Ａ相−微分回路７２５の出力は、減算信号ＥＳＡＤ２である。このＯＲ回路７２６では、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するとき、入力ｂａはＨからＬに遷移し、入力ｂｂは、少し遅れてＬからＨに遷移する。このときは、ＯＲ回路７２６の入力ｂａとｂｂとが共にＬとなる期間が一瞬生じるため、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃは、一瞬Ｌとなる。このとき、出力ＥＳＢがＬであれば、減算信号ＥＳＡＤ２は、一瞬だけＨとなる。なお、なお、出力ＥＳＢがＬであれば、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃは一瞬Ｌとなっても、減算信号ＥＳＡＤ２は、Ｌのままである。一方、出力ＥＳＡがＬからＨに遷移するとき、ＯＲ回路７２６の入力ｂａとｂｂとがいずれもＬとなる期間が生じないため、ＯＲ回路７２６の出力ｂｃがＬとなることはない。したがって、減算信号ＥＳＡＤ２は、Ｌのままである。すなわち、このＡ相−微分回路７２５は、出力ＥＳＢがＬであって、出力ＥＳＡがＨからＬに遷移するときに、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスを生じさせる。加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じるか、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じるか、により、ローター２０（図３）の回転方向が正方向か、逆方向か、を判断することが出来る。なお、正回転の時に加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じる位相と、逆回転の時に減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じる位相は同じ位相であることが好ましい。加算信号ＥＳＡＤ１あるいは減算信号ＥＳＡＤ２は、次に説明するパルスカウンター回路７３０のカウンター値ＣＮＴを上げ下げするために用いられるため、位相がずれていると、カウンター値ＣＮＴの上げ下げのタイミングが異なってしまうからである。
【００３５】
図５のパルスカウンター回路７３０は、加算信号ＥＳＡＤ１にＨのパルスが生じたときにカウンター値ＣＮＴを１つ上げ、減算信号ＥＳＡＤ２にＨのパルスが生じたときにカウンター値ＣＮＴを１つ下げる。なお、カウンター値ＣＮＴが変化するタイミングは、センサー信号ＳＳＡ，ＳＳＢとの関係では、センサー信号ＳＳＢが極小になる位相である。カウンター値ＣＮＴは、原点からのセンサー信号ＳＳＡ（ＳＳＢ）の電気角２πの数に相当する。例えば、カウンター値ＣＮＴがｍのとき、現在位置は、原点から（２π×ｍ＋Δθｘ＋θoffset）の位置にあることになる。ここで電気角Δθｘ（０≦Δθｘ＜２π）は、カウンター値ＣＮＴが増加するときに現在のカウンター値ｍとなった位置から現在位置までのローター２０（図３）の移動量（回転量）である。次に、電気角Δθｘを算出する電気角検知回路７６０について説明する。
【００３６】
図８は、電気角検知回路７６０の構成を示す説明図である。ここで、図８（Ａ）は、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが正弦波などの飽和しない波形である場合の回路例であり、図８（Ｂ）は、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和する場合にも適用可能な回路例である。図８（Ａ）に示す電気角検知回路７６０は、ＡＤ変換回路７７０、７７５と、電気角決定回路７８０と、を備えており、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが、直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力されている。一方、図８（Ｂ）に示す電気角検知回路７６０は、図８（Ａ）に示す電気角検知回路７６０のＡＤ変換回路７７０、７７５の前段に、パルス生成回路７６１、７６６と、三角波生成回路７６２、７６７と、を備える点が異なっている。具体的には、後述するが、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和する場合、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力されると、同じデジタル値ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤに対応する電気角が複数存在することになり、電気角が一意に決定できない場合がありえる。そのため、パルス生成回路７６１、７６６と、三角波生成回路７６２、７６７と、を備えている。以下、図８（Ｂ）の電気角決定回路７６０を例にとり、説明する。
【００３７】
パルス生成回路７６１、７６６はセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢをパルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰに変換する。三角波生成回路７６２、７６７は、パルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰを三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴに変換する。ＡＤ変換回路７７０、７７５は、三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴをＡＤ変換してデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成する。電気角決定回路７８０は、ＣＰＵ７８１と、電気角マップ７８２と、を備えており、ＣＰＵ７８１は、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤとを用いて、電気角マップ７８２を検索し、電気角Δθｘを取得する。なお、三角波は、直線なので、ＣＰＵ７８１は、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤから演算によりΔθｘを算出してもよい。
【００３８】
パルス生成回路７６１、７６６は、図６Ａ、図６Ｂで説明したパルス生成回路７１０、７１５と同じ構成でよい。したがって、パルス生成回路７６１、７６６の代わりに、パルス生成回路７１０、７１５を兼用させて、パルス生成回路７１０、７１５の出力を三角波生成回路７６２、７６７の出力としてもよい。
【００３９】
図９Ａ、図９Ｂは、三角波生成回路の一例を示す説明図である。三角波生成回路７６２、７６７として、積分回路を用いることができる。三角波生成回路７６２、７６７は同じ回路であるので、三角波生成回路７６２を例にとり説明する。三角波生成回路７６２は、オペアンプ７６３と、抵抗Ｒと、コンデンサＣと、を備える。三角波生成回路７６２の一方の入力（−）には、抵抗Ｒを介してパルス生成回路７６１の出力信号ＳＳＡＤが入力されている。三角波生成回路７６２の他方の入力（＋）には、グランド電位が入力されている。三角波生成回路の出力である出力信号ＳＳＡＴ（三角波信号ＳＳＡＴ）は、コンデンサＣを介して、三角波生成回路７６２の一方の入力（−）に接続されている。かかる構成の場合、三角波生成回路の出力信号ＳＳＡＴの電位ＶSSATは、パルス波信号ＳＳＡＰの電位をＶSSAPとすると、次の式（１）（２）で示される。
【数１】
【数２】
電位ＶSSAPは、ＨかＬの２値であるので、電位ＶSSATは、三角波形状となる。
【００４０】
図１０は、ＡＤ変換回路７７０の一例を示す説明図である。ＡＤ変換回路７７０は、直列に接続されたｎ個（ｎは２以上の自然数）の抵抗Ｒ１〜Ｒｎと（ｎ―１）個の比較器７７１と、デコーダー７７４と、を備える。抵抗Ｒ１〜Ｒｎは、同じ抵抗値を有しており、電圧ＶＤＤをｎ等分する。各抵抗の接続点（ｎ−１個）は、比較器７７１の一方の入力に入力されている。比較器７７１の一方の他方の入力には、三角波生成回路の出力である三角波信号ＳＳＡＴが入力されている。比較器７７１は、抵抗の接続点の電位（「判定電位」と呼ぶ）と、三角波信号ＳＳＡＴの電位とを比較し、三角波信号ＳＳＡＴの電位が判定電位以上の場合Ｈを出力し、三角波信号ＳＳＡＴの電位が判定電位未満の場合には、Ｌを出力する。デコーダー７７４には、各比較器７７１の出力が入力されている。デコーダー７７４は、これらを合成してｍビットのデジタル信号ＳＳＡＤを出力する。なお、比較器７７１や抵抗は、デジタル信号ＳＳＡＤの出力ビット数に依存し、例えば、デジタル信号ＳＳＡＤが１０ビットであれば、比較器７７１は１０２４個必要であり、抵抗は１０２５個必要である。ＡＤ変換器７７５についても、ＡＤ変換器７７１と同様の構成を備えており、出力信号ＳＳＢＴを入力として、デジタル信号ＳＳＢＤを出力する。
【００４１】
図１１は、ＣＰＵ７８１が検索する電気角マップ７８２の一例を示す説明図である。ここでは、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤの最大値を１０Ｖ、最小値を０Ｖとしている。デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤの値が定まれば、ＣＰＵ７８１は、電気角マップ７８２を検索する事により、電気角Δθｘを容易に取得することができる。例えば、ＳＳＡＤの値が６．６７の場合、電気角Δθｘの値としては３０°と１５０°の２つが考えられるが、ＳＳＢＤが、１．６７であれば電気角Δθｘは３０°に一意に決まり、ＳＳＢＤが８．３３であれば電気角Δθｘは１５０°に一意に決まる。
【００４２】
なお、図８（Ｂ）において、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢからパルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰを生成し、該パルス波信号ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰから三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴを生成し、該三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴからデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成しているのは、以下の理由による。すなわち、磁気センサー３００が出力するセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、必ずしも正弦波をシフトした信号ではなく、磁気センサー３００の位置によっては、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが極大部分で飽和し、あるいは極小部分でほぼゼロになる（以下「飽和等する」と呼ぶ。）場合もある。センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、飽和等していなければ、極大点、極小点を除き、センサー信号の値と電気角は１対２で対応する。なお極大点では、１対１である。したがって、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値が判れば、電気角を求めることが出来る。しかし、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和等する場合には、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢの値と電気角は１対ｍ（ｍは２超の値）で対応するので、電気角を１つに決めることが出来ない場合があり得る。このようなセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和等する場合であっても、図８（Ｂ）に示すように変換することにより、電気角Δθｘを容易に求めることが出来る。
【００４３】
本実施例では、三角波生成回路７６２、７６７を用い、出力信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤから三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴを生成しているが、三角波生成回路７６２、７６７の代わりにサインコンバーター回路を用い、三角波の代わりに正弦波信号ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳを生成し、正弦波の値に対応した電気角マップを用いてもよい。
【００４４】
なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢが飽和しないように磁気センサー３００を配置すれば、図８（Ａ）に示すように、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを直接ＡＤ変換回路７７０、７７５に入力し、デジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤを生成してもよい。かかる場合、電気角マップ７７２は、このデジタル信号ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤと電気角Δθｘの関係を示すマップとなる。
【００４５】
また、一般に、ＡＤ変換回路は回路規模が大きくなるので、Ｂ相用の三角波生成回路７６７とＡＤ変換器７７５とを備えない構成であってもよい。かかる場合、センサー信号ＳＳＡの極大点、極小点以外は、デジタル信号ＳＳＡＤの値に対して２つの位相の値が考えられる。この場合、パルス生成回路７６６の出力信号ＳＳＢＰが、Ｈか、Ｌか、により、どちらの位相かを判断することができる。なお、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢは、位相が電気角でπ／２ずれていることが好ましい。
【００４６】
図１２は、電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。ここでは、三角波信号ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴに加えて正弦波信号ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳを記載している。
【００４７】
図１３は、現在位置検知回路におけるタイミングチャートである。ここで図に示したＳＰは原点（Ｓｔａｒｔ Ｐｏｉｎｔ）を示し、ＰＰは現在位置（Ｐｒｅｓｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）を示している。オフセットθoffsetは、モーター１０が正方向に回転し、原点検知信号ＳＰＳがＨとなった後、最初に加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなるまでの位相を示す。本実施例では、最初に加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなったときに、カウンター値ＣＮＴが０となるようにパルスカウンター回路７３０（図５）が設定されている。パルスカウンター回路７３０は、モーター１０が正方向に回転し、加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなるごとに、カウンター値ＣＮＴを１つずつ増加させていく。図１３の例では、現在位置ＰＰのとき、カウンター値ＣＮＴは２となっている。３つ目の加算信号ＥＳＡＤ１がＨとなってから現在位置ＰＰまでの位相（電気角Δθｘ）は、図８〜１０で説明したように算出することができる。したがって、原点ＳＰから現在位置ＰＰまでの移動量（回転量）Δθは、θoffset＋２π×ＣＮＴ＋Δθｘで求めることが出来る。なお、モーター１０が逆方向に回転するときは、減算信号ＥＳＡＤ２により、カウンター値ＣＮＴを１つずつ減少させていく。
【００４８】
図１４は、ロボットアームの動作フローチャートを示す説明図である。 図１４のステップＳ１００においてロボットアーム１０００は、目的位置（目的位置の位置情報を「目的位置情報θｒ」と呼ぶ。）への動作指令を受けると、制御部４００（図２）は、処理をステップＳ１１０に移行し、モーター１０の現在位置の位相θｘ（以下、「現在位置情報θｘ」とも呼ぶ。）を有しているか判断する。ここで、現在位置情報θｘとは、原点（基準点）に対してモーター１０がどれくらい回転しているかを示す情報であり、基部３１に対して運動部３２がどの程度回動しているかを示す情報である。ここで、現在位置情報θｘは、θｘ＝θoffset＋２π×ＣＮＴ＋Δθｘで示されるが、このうち、オフセットθoffsetはモーター１０の設計段階で既知であり、電気角Δθｘは、制御部４００は、現在のセンサー出力ＳＳＡ、ＳＳＢから容易に取得することができる。したがって、制御部４００は、カウンター値ＣＮＴがいくつであるか判れば現在位置情報θｘが判る。なお、この現在位置情報θｘは、モーター１０の電気角で表した値なので、制御部４００は、現在位置情報θｘを機械角に換算して、原点からの運動部３２の移動角度を算出する。なお、原点位置検知回路７００は、２π×ＣＮＴの代わりに機械角ＣＮＴ×θｏで算出し、電気角マップ７８２も、電気角ではなく機械角を算出するように構成しておいてもよい。
【００４９】
制御部４００は、モーター１０の現在位置情報θｘを有していない場合には、ステップＳ１２０に処理を移行し、モーター１０を正方向または逆方向に回転させてモーター１０の原点ＳＰを探索する。原点ＳＰとは、原点検知信号ＳＰＳがＨとなる点であり、ロボットアーム１０００の動作の基準となる点である。なお、原点ＳＰにおける基部３１と、運動部３２との状態は、ロボットアーム１０００の設計により様々に決めることができる。例えば、原点ＳＰとしては、例えば、基部３１と、運動部３２とが一直線になる状態や、を原点ＳＰとしてもよい。また、基部３１に対し、運動部３２が一直線状態から最も大きく回動した状態を原点ＳＰとしてもよい。
【００５０】
ステップＳ１３０では、制御部４００は、現在位置情報θｘあるいは原点ＳＰの位置を基準として、目的方向に移動させるように、モーター１０を駆動させる。制御部４００は、目的位置情報θｒから現在位置情報θｘを引いたθｒ−θｘが０よりも大きければ、正方向にモーター１０を駆動させ、０よりも小さければ逆方向に駆動させる。制御部４００は、目的方向に動かすための駆動信号ＤＲＳをＰＷＭ駆動回路５００（図２）に対し送る。ＰＷＭ駆動回路５００は、駆動信号ＤＲＶを用いて電磁コイル１００を駆動する。
【００５１】
制御部４００は、モーター１０を駆動させるとともに、ステップＳ１４０において、ローター２０の現在位置情報θｘを取得する。そして、制御部４００は、目的位置情報θｒと現在位置情報θｘとを比較する。制御部４００は、θｒ＝θｘとなり、モーター１０のローター２０が目的位置に達したことを検知すると（ステップＳ１５０）、処理をステップＳ１６０に移行し、ＰＷＭ駆動回路５００に対し、モーター１０の駆動を停止させる。
【００５２】
以上、第１の実施例においては、原点検知信号ＳＰＳを生成する原点センサーと、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを用いて現在位置情報θｘを算出する現在位置検知回路７００とを備えているので、エンコーダーを備えなくても、現在位置を容易に取得し、モーター１０を駆動制御する事が出来る。
【００５３】
また、現在位置情報θｘは、制御部は、２πカウント回路７０５（図５）からのカウンター値ＣＮＴと、電気角検知回路７６０からの電気角Δθｘとから、容易に求めることが出来る。
【００５４】
本実施例によれば、センサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢがπ／２だけずれているので、電気角を容易に取得することができる。
【００５５】
［第２の実施例］
図１５は、第２の実施例における電気角検知回路における各信号のタイミングチャートを示す説明図である。第１の実施例は２相モーターであったのに対し、第２の実施例は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）モーターである。第２の実施例では、Ｕ相、Ｖ相にのみ磁気センサーを備えている。Ｕ相、Ｖ相の磁気センサーは、２π／３の位相差のセンサー信号ＳＳＵ、ＳＳＷを生成する。ここでは、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶは正弦波とする。正弦波でない場合には、第１の実施例でしめしたように波形変換を行い、最期にサインコンバーター回路を用いることで容易に正弦波を生成することができる。
【００５６】
図１５に示したセンサー信号ＳＳＷは、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶから算出したものである。センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶの極小値をゼロ、極大値をＶＤＤとすると、ＳＳＵ＋ＳＳＶ＋ＳＳＷ＝（３／２）×ＶＤＤとなる。したがって、センサー信号ＳＳＵ、ＳＳＶが判ると、残りのセンサー信号ＳＳＷは、容易に算出することができる。
【００５７】
次に、３つのセンサー信号を用いて、ＵＶＷの３相をＡＢの２相に変換する。具体的には、以下の式（３）に示す行列演算を行うことにより、センサー信号ＳＳＵ〜ＳＳＷから２相変換後のセンサー信号ＳＳＡ、ＳＳＢを算出することができる。
【数３】
【００５８】
制御部４００は、２相変換後のセンサー出力ＳＳＡ、ＳＳＢを算出した後は、第１の実施例と同様の処理を行うことにより、ローター２０の現在位置を検知し、目的位置ＧＰに向かってモーター１０を制御することが出来る。このように３相モーターであっても、２相モーターと同様に、制御部４００は現在位置情報θｘを取得し、モーター１０の動作を制御することができる。
【００５９】
上記実施例では、原点からの回転量を求める例として説明したが、制御部４００が、現在位置（起点）からの相対回転量を求める場合にも適用することが出来る。すなわち、制御部４００は、起点及び現在位置の電気角Δθｘを上述した方法で算出することができる。カウンター値ＣＮＴは不明であるが、制御部は、現在位置のカウンター値ＣＮＴ２をゼロとする。カウンター値ＣＮＴ２は、カウンター値ＣＮＴと同じタイミングで値が上下する。制御部４００は、移動前後のカウンター値ＣＮＴ２の差分と、移動前後の電気角Δθｘの差分を用いることにより、相対移動量を容易に算出することができる。なお、この場合、起点におけるΔθｘと、２πと、の差がθｏｆｆｓｅｔに相当すると考えることが出来る。このθｏｆｆｓｅｔは、起点からカウンター値ＣＮＴ２が最初に変化するまでの移動量である。なお、起点において、センサー出力信号ＳＳＡが、極小値と極大値との中間値を出力する状態であれば、θｏｆｆｓｅｔをゼロとすることができる。また、第２の実施例における起点を、第１の実施例の原点とすれば、ローター２０の相対移動量とローター２０の位置とを対応させることができる。
【００６０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６１】
１０…モーター
１５…ステーター
２０…ローター
３１…基部
３２…運動部
４１、４２…傘歯車
４３…回転軸
４４…傘歯車支持板
１００…電磁コイル
１１５…コイルバックヨーク
２００…ローター磁石
２１５…磁石バックヨーク
２３０…回転軸
３００…磁気センサー
３１０…回路基板
４００…制御部
６００…原点センサー
６２０…発光部
６３０…受光部
６４０…反射板
７００…現在位置検知回路
７１０…パルス生成回路
７１１…オペアンプ回路
７１５…パルス生成回路
７２０…微分回路
７２２…インバーター回路
７３０…パルスカウンター回路
７６０…電気角検知回路
７６１、７６６…パルス生成回路
７６２、７６７…三角波生成回路
７６３…オペアンプ
７７０、７７５…ＡＤ変換回路
７７１…比較器
７７４…デコーダー
７８０…電気角決定回路
７８１…ＣＰＵ
７８２…電気角マップ
７９０…合成回路
１０００…ロボットアーム
θoffset…オフセット
θｘ…現在位置情報
θｒ…目的位置情報
Δθｘ…電気角
ＥＳＡＤ１…加算信号
ＥＳＡＤ２…減算信号
ＳＳＡ、ＳＳＢ…センサー信号
ＳＳＡＰ、ＳＳＢＰ…パルス波信号
ＳＳＡＴ、ＳＳＢＴ…三角波信号
ＳＳＡＤ、ＳＳＢＤ…デジタル号
ＳＳＡＳ、ＳＳＢＳ…正弦波信号
Ｒ、Ｒ１…抵抗
Ｃ…コンデンサ
ＶＳＳＡＴ…電位
ＶＳＳＡＰ…電位
ＧＰ…目的位置
ＰＰ…現在位置
ＳＰ…原点
ａａ…入力
ｂａ…入力
ａｂ…入力
ｂｂ…入力
ａｃ…出力
ｂｃ…出力
ＶＤＤ…電圧
ＥＳＡ、ＥＳＢ…出力
ＣＮＴ、ＣＮＴ２…カウンター値
ＳＰＳ…原点検知信号
ＤＲＳ…駆動信号
ＤＲＶ…駆動信号
ＳＳＵ…センサー信号
ＳＳＶ…センサー信号
ＳＳＷ…センサー信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械装置であって、
電磁コイルと、
ローター磁石と、
前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサーと、
前記磁気センサーの出力を用いて、前記ローター磁石の位置を検知するための位置検知部と、
を備え、
各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、
前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、
前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、移動前の位置である起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーは、前記ローター磁石からの磁束密度量を、アナログであるセンサー信号として出力する、電気機械装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記磁気センサーが前記起点からの前記ローター磁石の移動にともなって前記センサー出力信号に発生した周期数ｍ（ｍは整数）を数え、前記周期数ｍと、前記起点と、移動後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、
前記起点における前記センサー出力信号の大きさから、前記起点から前記周期数ｍが最初に変化するまでの前記ローター磁石の移動量であるオフセットθｏｆｆｓｅｔを算出し、
前記周期数ｍに基づいて前記ローター磁石の第１の移動量ｍθｏを算出し、
移動後の前記センサー出力信号の大きさから、前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出し、
前記第１の移動量ｍθｏと、前記第２の移動量Δθとを加えた値（ｍθｏ＋Δθ）と前記オフセットθｏｆｆｓｅｔとを用いて、前記起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記センサー出力信号を三角波信号に変換し、前記三角波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記センサー出力信号を正弦波信号に変換し、前記正弦波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記複数の磁気センサーのうちの１つの磁気センサーは、前記起点において、前記センサー出力信号の極小値と極大値との中間値を出力する、
電気機械装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーの数ｎは２であり、前記磁気センサーは、電気角でπ／２の位相差の出力信号を生成するように配置されている、電気機械装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーは、温度補償機能を備えている、電気機械装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記電気機械装置は、原点を検知する原点センサーを有する非駆動部材を駆動する装置であり、
前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記原点からの前記ローター磁石の移動量を算出する電気機械装置。
【請求項１１】
ロボットであって、
基部と、
運動部と、
前記基部と前記運動部とが、あらかじめ定められた位置にあるときに原点信号を発生する原点センサーと、
前記基部と前記運動部との関節部に配置され、前記運動部を前記基部に対して相対的に移動させる電気機械装置と、
を備え、
前記電気機械装置は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気機械装置である、ロボット。
【請求項１】
電気機械装置であって、
電磁コイルと、
ローター磁石と、
前記ローター磁石の電気角を検知するためのｎ個（ｎは２以上の整数）の磁気センサーと、
前記磁気センサーの出力を用いて、前記ローター磁石の位置を検知するための位置検知部と、
を備え、
各磁気センサーは、前記電気機械装置の電気角２πを周期とした曲線状波形を有するセンサー出力信号を生成し、
前記ｎ個の磁気センサーはそれぞれ電気角でπの整数倍以外の位相差のセンサー出力信号を生成するように配置され、
前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、移動前の位置である起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーは、前記ローター磁石からの磁束密度量を、アナログであるセンサー信号として出力する、電気機械装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記磁気センサーが前記起点からの前記ローター磁石の移動にともなって前記センサー出力信号に発生した周期数ｍ（ｍは整数）を数え、前記周期数ｍと、前記起点と、移動後の前記センサー出力信号の大きさと、を用いて前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、
前記起点における前記センサー出力信号の大きさから、前記起点から前記周期数ｍが最初に変化するまでの前記ローター磁石の移動量であるオフセットθｏｆｆｓｅｔを算出し、
前記周期数ｍに基づいて前記ローター磁石の第１の移動量ｍθｏを算出し、
移動後の前記センサー出力信号の大きさから、前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出し、
前記第１の移動量ｍθｏと、前記第２の移動量Δθとを加えた値（ｍθｏ＋Δθ）と前記オフセットθｏｆｆｓｅｔとを用いて、前記起点からの前記ローター磁石の移動量を算出する、電気機械装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記センサー出力信号を三角波信号に変換し、前記三角波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電気機械装置において、
前記位置検出部は、前記センサー出力信号を正弦波信号に変換し、前記正弦波信号の値を用いて前記周期数ｍを経過した後の前記ローター磁石の第２の移動量Δθを算出する、電気機械装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記複数の磁気センサーのうちの１つの磁気センサーは、前記起点において、前記センサー出力信号の極小値と極大値との中間値を出力する、
電気機械装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーの数ｎは２であり、前記磁気センサーは、電気角でπ／２の位相差の出力信号を生成するように配置されている、電気機械装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記磁気センサーは、温度補償機能を備えている、電気機械装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記電気機械装置は、原点を検知する原点センサーを有する非駆動部材を駆動する装置であり、
前記位置検知部は、前記ｎ個の磁気センサーからの前記センサー出力信号を用いて、前記原点からの前記ローター磁石の移動量を算出する電気機械装置。
【請求項１１】
ロボットであって、
基部と、
運動部と、
前記基部と前記運動部とが、あらかじめ定められた位置にあるときに原点信号を発生する原点センサーと、
前記基部と前記運動部との関節部に配置され、前記運動部を前記基部に対して相対的に移動させる電気機械装置と、
を備え、
前記電気機械装置は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気機械装置である、ロボット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１５２０１５（Ｐ２０１２−１５２０１５Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７６１（Ｐ２０１１−８７６１）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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