特開 2017-181235 モータシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-181235(P2017-181235A)

(43)【公開日】2017年10月5日

(54)【発明の名称】モータシステム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20170908BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20170908BHJP

   H02K 11/22 20160101ALI20170908BHJP

   H02K 11/225 20160101ALI20170908BHJP

   H02K 7/106 20060101ALI20170908BHJP

   B25J 19/02 20060101ALN20170908BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/244 E

   H02K11/215

   H02K11/22

   H02K11/225

   H02K7/106

   B25J19/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-67279(P2016-67279)

(22)【出願日】2016年3月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】小田切 秀行

(72)【発明者】

【氏名】常田 晴弘

(72)【発明者】

【氏名】鮎澤 優

(72)【発明者】

【氏名】矢沢 駿弥

【テーマコード（参考）】

2F077

3C707

5H607

5H611

【Ｆターム（参考）】

2F077AA28

2F077AA30

2F077CC02

2F077DD26

2F077JJ02

2F077JJ07

2F077JJ23

2F077NN02

2F077NN27

2F077PP19

2F077QQ03

2F077QQ11

2F077TT66

3C707HS27

3C707HT40

3C707KV01

5H607AA17

5H607BB01

5H607BB05

5H607BB14

5H607DD03

5H607EE08

5H607GG08

5H607HH01

5H607HH08

5H607HH09

5H611AA01

5H611BB01

5H611BB04

5H611PP05

5H611QQ03

5H611RR01

5H611RR02

5H611RR04

5H611TT01

(57)【要約】

【課題】モータの停止中、多回転アブソリュート形エンコーダの駆動を停止しても、起動後、回転軸の多回転位置を検出することのできるモータシステムを提供すること。
【解決手段】モータシステム１は、モータ１ａと、モータ１ａの回転軸の回転数および絶対角度位置を検出する多回転アブソリュート形エンコーダ４とを有している。多回転アブソリュート形エンコーダ４は、回転軸の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置５と、モータ１ａの回転数を記憶しておく記憶素子８を有している。従って、多回転アブソリュート形エンコーダ４は、回転軸の多回転位置を検出することができる。また、モータ１ａは、回転軸と一体に回転する歯車型ブレーキホイール、歯車型ブレーキホイールの歯と係合可能な係合部材、および制動時に歯と前記係合部材とを係合させるアクチュエータを備えたブレーキ機構３を有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータの回転軸の回転数および絶対角度位置を検出する多回転アブソリュート形エンコーダと、
を有し、
前記多回転アブソリュート形エンコーダは、前記回転軸の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置と、前記モータの回転数を記憶しておく記憶素子と、を有し、
前記モータは、前記回転軸と一体に回転する歯車型ブレーキホイール、前記歯車型ブレーキホイールの歯と係合可能な係合部材、および制動時に前記歯と前記係合部材とを係合させるアクチュエータを備えたブレーキ機構を有していることを特徴とするモータシステム。

【請求項2】

前記記憶素子は、不揮発性メモリであることを特徴とする請求項１に記載のモータシステム。

【請求項3】

前記絶対角度位置検出装置は、インクリメンタル形エンコーダと、前記インクリメンタル形エンコーダより分解能が低い絶対位置エンコーダと、を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のモータシステム。

【請求項4】

前記絶対位置エンコーダは、磁極が周方向に配置された永久磁石と、前記永久磁石と対向する磁気センサ素子と、を有し、
前記永久磁石は、前記回転軸と一体に回転することを特徴とする請求項３に記載のモータシステム。

【請求項5】

前記永久磁石は、前記歯車型ブレーキホイールに設けられていることを特徴とする請求項４に記載のモータシステム。

【請求項6】

前記磁気センサ素子は、ホール素子であることを特徴とする請求項５に記載のモータシステム。

【請求項7】

前記インクリメンタル形エンコーダは、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダまたはレゾルバであることを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載のモータシステム。

【請求項8】

前記多回転アブソリュート形エンコーダは、
前記モータを起動した際、前記回転軸が前回停止した際に前記絶対位置エンコーダから出力された停止時出力値と、前記モータを起動した際に前記絶対位置エンコーダから出力された起動時出力値とを比較し、
前記停止時出力値と前記起動時出力値とが等しい場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とし、
前記停止時出力値と前記起動時出力値とが相違する場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数を補正した回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とすることを特徴とする請求項３乃至７の何れか一項に記載のモータシステム。

【請求項9】

前記多回転アブソリュート形エンコーダは、
前記モータを起動した際に前記停止時出力値と前記起動時出力値とが相違する場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数、前記回転数から１回を減じた回転数、前記回転数に１回を加えた回転数の各々において、前記絶対位置エンコーダでの検出値と絶対角度位置との関係に前記起動時出力値を内挿して得た３つの絶対角度位置を停止時の絶対角
度位置と比較し、
前記３つの絶対角度位置のうち、前記停止時の絶対角度位置に最も近い絶対角度位置に対応する回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とすることを特徴とする請求項８に記載のモータシステム。

【請求項10】

前記インクリメンタル形エンコーダは、前記絶対位置エンコーダの分解能に対応する周期でインデックス信号を出力し、
前記多回転アブソリュート形エンコーダでは、前記インデックス信号に基づいて前記インクリメンタル形エンコーダの検出結果を補正することを特徴とする請求項３乃至９の何れか一項に記載のモータシステム。

【請求項11】

前記歯車型ブレーキホイールにおいて、前記歯は、前記絶対位置エンコーダからの出力の変化点と一致していることを特徴とする請求項３乃至１０の何れか一項に記載のモータシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの回転軸の回転数および絶対角度位置を検出可能なモータシステムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ロボットの関節等に用いられるモータでは、起動時の原点復帰を不要とすることを目的に、磁気スケールが形成されたドラム、磁気センサ素子、およびカウンタ等を備えた多回転アブソリュート形エンコーダを設けることがある。この場合、電池によって多回転アブソリュート形エンコーダをバックアップして、停止期間中も多回転位置を検出するとともに、検出結果を保持する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−２５８０９９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、特許文献１に記載の構成のように、電池によって多回転アブソリュート形エンコーダをバックアップする構成では、電池の消費電流が大きいため、電池を定期的に交換する必要がある。

【0005】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、モータの停止中、多回転アブソリュート形エンコーダの駆動を停止しても、起動後、回転軸の多回転位置を検出することのできるモータシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係るモータシステムは、モータと、前記モータの回転軸の回転数および絶対角度位置を検出する多回転アブソリュート形エンコーダと、を有し、前記多回転アブソリュート形エンコーダは、前記回転軸の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置と、前記モータの回転数を記憶しておく記憶素子と、を有し、前記モータは、前記回転軸と一体に回転する歯車型ブレーキホイール、前記歯車型ブレーキホイールの歯と係合可能な係合部材、および制動時に前記歯と前記係合部材とを係合させるアクチュエータを備えたブレーキ機構を有していることを特徴とする。

【0007】

本発明において、多回転アブソリュート形エンコーダは、回転軸の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置と、モータの回転数を記憶しておく記憶素子とを備えているため、記憶素子によって記憶されているモータの回転数、および絶対角度位置検出装置による回転軸の１回転周期内における絶対角度位置に基づいて、回転軸の多回転位置（回転軸の回転数および絶対角度位置）を検出することができる。また、記憶素子によってモータの回転数が記憶されているため、モータの停止中、絶対角度位置検出装置を駆動しなくても、モータを起動した際の回転軸の多回転位置を検出することができる。さらに、ブレーキ機構では、歯車型ブレーキホイールの歯に係合部材が係合するため、停止中、回転軸の回転が阻止される。このため、モータの回転数が、停止以降、記憶素子によって記憶されているモータの回転数から変動しない。従って、モータの停止中、絶対角度位置検出装置を駆動しなくても、モータを起動した際の回転軸の多回転位置を検出することができる。また、モータの停止中、記憶素子に回転軸の回転数を記憶させてお
けばよいので、バックアップ用電池の寿命が長い。また、記憶素子が不揮発性メモリであれば、記憶素子のバックアップ用電池が不要である。

【0008】

本発明において、前記記憶素子は、不揮発性メモリであることが好ましい。

【0009】

本発明において、前記絶対角度位置検出装置は、インクリメンタル形エンコーダと、前記インクリメンタル形エンコーダより分解能が低い絶対位置エンコーダと、を有している態様を採用することができる。かかる構成によれば、安価な構成で分解能が高い絶対角度位置検出装置を構成することができる。

【0010】

本発明において、前記絶対位置エンコーダは、磁極が周方向に配置された永久磁石と、前記永久磁石と対向する磁気センサ素子と、を有し、前記永久磁石は、前記回転軸と一体に回転する態様を採用することができる。この場合、前記永久磁石は、前記歯車型ブレーキホイールに設けられている態様を採用することができる。かかる構成によれば、モータを駆動するための駆動信号を生成するための永久磁石および磁気センサ素子を利用して、絶対位置エンコーダを構成することができる。

【0011】

本発明において、前記永久磁石は、前記歯車型ブレーキホイールに設けられている態様を採用することができる。

【0012】

本発明において、前記磁気センサ素子は、ホール素子である態様を採用することができる。

【0013】

本発明において、前記インクリメンタル形エンコーダは、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダまたはレゾルバである態様を採用することができる。

【0014】

本発明において、前記多回転アブソリュート形エンコーダは、前記モータを起動した際、前記回転軸が前回停止した際に前記絶対位置エンコーダから出力された停止時出力値と、前記モータを起動した際に前記絶対位置エンコーダから出力された起動時出力値とを比較し、前記停止時出力値と前記起動時出力値とが等しい場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とし、前記停止時出力値と前記起動時出力値とが相違する場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数を補正した回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とする態様を採用することができる。かかる構成によれば、回転数が切り替わる付近で回転軸が停止しようとした際に、回転軸が多少回転した場合でも、モータを起動した際の回転軸の多回転位置を検出することができる。

【0015】

本発明において、前記多回転アブソリュート形エンコーダは、前記モータを起動した際に前記停止時出力値と前記起動時出力値とが相違する場合には、前記記憶素子から読み出した前記回転数、前記回転数から１回を減じた回転数、および前記回転数に１回を加えた回転数の各々において、前記絶対位置エンコーダでの検出値と絶対角度位置との関係に前記起動時出力値を内挿して得た３つの絶対角度位置を停止時の絶対角度位置と比較し、前記３つの絶対角度位置のうち、前記停止時の絶対角度位置に最も近い絶対角度位置に対応する回転数を、前記モータを起動した時点での前記回転軸の回転数とする態様を採用することができる。

【0016】

本発明において、前記インクリメンタル形エンコーダは、前記絶対位置エンコーダの分解能に対応する周期でインデックス信号を出力し、前記多回転アブソリュート形エンコーダは、前記インデックス信号に基づいて前記インクリメンタル形エンコーダの検出結果を補正する態様を採用することができる。かかる構成によれば、停止中に回転軸が多少ずれ
ても、簡単な処理で回転軸の位置を正確な位置に補正することができる。

【0017】

本発明において、前記歯車型ブレーキホイールにおいて、前記歯は、前記絶対位置エンコーダからの出力の変化点と一致している態様を採用することができる。かかる構成によれば、絶対位置エンコーダからの出力の変化点と一致する角度位置で回転軸が停止することになり、回転数が変動するような個所でモータが停止することを回避することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明において、多回転アブソリュート形エンコーダは、回転軸の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置と、モータの回転数を記憶しておく記憶素子とを備えているため、記憶素子によって記憶されているモータの回転数、および絶対角度位置検出装置による回転軸の１回転周期内における絶対角度位置に基づいて、回転軸の多回転位置（回転軸の回転数および絶対角度位置）を検出することができる。また、記憶素子によってモータの回転数が記憶されているため、モータの停止中、絶対角度位置検出装置を駆動しなくても、モータを起動した際の回転軸の多回転位置を検出することができる。さらに、ブレーキ機構では、歯車型ブレーキホイールの歯に係合部材が係合するため、停止中、回転軸の回転が阻止される。このため、モータの回転数が、停止以降、記憶素子によって記憶されているモータの回転数から変動しない。従って、モータの停止中、絶対角度位置検出装置を駆動しなくても、モータを起動した際の回転軸の多回転位置を検出することができる。また、モータの停止中、記憶素子に回転軸の回転数を記憶させておけばよいので、バックアップ用電池の寿命が長い。また、記憶素子が不揮発性メモリであれば、記憶素子のバックアップ用電池が不要である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明を適用したモータシステムの断面図である。

【図2】図１に示すモータシステムのブロック図である。

【図3】図１に示すモータシステムのブレーキ機構に用いた歯車型ブレーキボイールの説明図である。

【図4】図１に示すモータシステムに用いた絶対角度エンコーダの説明図である。

【図5】図４に示す絶対位置エンコーダで得られる出力の説明図である。

【図6】図１に示すモータシステムでの絶対角度位置の決定方法の具体的構成を示す説明図である。

【図7】本発明を適用したモータシステムにおける歯車型ブレーキホイールの歯と絶対位置エンコーダからの出力との関係を示す説明図である。

【図8】図１に示すモータシステムにおける起動時の回転数に対する補正方法を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（全体構成）
図１は、本発明を適用したモータシステムの断面図である。図２は、図１に示すモータシステムのブロック図である。図３は、図１に示すモータシステムのブレーキ機構に用いた歯車型ブレーキボイールの説明図である。図４は、図１に示すモータシステムに用いた絶対角度エンコーダの説明図である。

【0021】

図１に示すように、本発明を適用したモータシステム１は、ステータ２１、ロータ２２、軸受２３、減速機２４およびケース２５等を備えたモータ１ａと、モータ１ａの停止時にモータ１ａの回転軸２６を停止した状態に保持するブレーキ機構３と、回転軸２６の回転数および絶対角度位置を検出する多回転アブソリュート形エンコーダ４とを有している。

【0022】

図２に示すように、本形態のモータシステム１において、多回転アブソリュート形エンコーダ４は、回転軸２６の１回転周期内における絶対角度位置を検出する絶対角度位置検出装置５と、回転軸２６の回転数を記憶しておく記憶素子８と、絶対角度位置検出装置５での検出結果および回転軸２６の回転数に基づいて、回転軸２６の多回転位置の算出等を行う制御部９とを有している。制御部９は、ＲＯＭやＲＡＭ等に格納されているプログラムに基づいて動作するマイクロコンピュータを備えており、回転軸２６の多回転位置の算出等を行うエンコーダ制御部９１、ブレーキ機構３の制御等を行うブレーキ制御部９７、およびモータ１ａの制御等を行うモータ制御部９８等を備えている。エンコーダ制御部９１は、回転軸２６の多回転位置の算出を行うための計数等を行う計数部９２や、後述する補正を行う第１補正部９３および第２補正部９４を有している。本形態において、記憶素子８は不揮発性メモリである。

【0023】

本形態において、多回転アブソリュート形エンコーダ４の絶対角度位置検出装置５は、インクリメンタル形エンコーダ６と、インクリメンタル形エンコーダ６より分解能が低い絶対位置エンコーダ７とを有している。

【0024】

インクリメンタル形エンコーダ６は、例えば、光学式エンコーダであり、詳細な図示は省略するが、光学パターンが書き込まれたディスク６０（図１参照）が回転すると、Ａ相用のスリットおよびＢ相用のスリットを通る光が遮断、透過し、各々のスリットに対向する受光素子で受光される。かかる受光素子によって、インクリメンタルデータが生成される。また、光学式エンコーダでは、ディスクの回転に伴って、Ｚ相用のスリットを通る光が遮断、透過し、Ｚ相用のスリットに対向する受光素子で受光され、インデックス信号が生成される。絶対位置エンコーダ７は、図４を参照して後述するように、磁気式のエンコーダである。

【0025】

（ブレーキ機構３の構成）
図３は、図１に示すブレーキ機構３に用いた歯車型ブレーキホイール３１の説明図である。図４は、図３に歯車型ブレーキホイール３１を利用して構成した絶対位置エンコーダ７の説明図である。

【0026】

図３および図４に示すように、ブレーキ機構３は、外周部に歯３１０が等角度間隔に形成された円盤からなる歯車型ブレーキホイール３１と、歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０と係合可能な係合部材３２と、係合部材３２を駆動するアクチュエータ３３とを備えている。アクチュエータ３３は、回転軸２６の制動時に係合部材３２を駆動して歯３１０と係合部材３２とを係合させて回転軸２６を停止した状態に保持し、回転軸２６の回転時には、歯３１０と係合する位置から係合部材３２を退避させる。

【0027】

（絶対位置エンコーダ７の構成）
図５は、図４に示す絶対位置エンコーダ７で得られる出力の説明図である。図３および図４に示すように、絶対位置エンコーダ７は、磁極Ｎ、Ｓが周方向に配置された永久磁石７０と、永久磁石７０と対向する磁気センサ素子７５とを有しており、永久磁石７０は、回転軸２６と一体に回転する。本形態において、永久磁石７０は、歯車型ブレーキホイール３１に設けられていることにより、回転軸２６と一体に回転する。

【0028】

永久磁石７０は、歯車型ブレーキホイール３１の軸線方向（回転軸２６の軸線方向）の一方の端面の外周部分で周方向に延在するように設けられている。ここで、永久磁石７０は、径方向内側に位置する第１トラックＴ１と、径方向外側で第１トラックＴ１と並列する第２トラックＴ２とを有している。第１トラックＴ１では、Ｎ極およびＳ極が等角度範囲に１極ずつ、計２極形成されている。第２トラックＴ２では、Ｎ極およびＳ極が等角度
範囲に４極ずつ、計８極が等角度間隔に形成されている。

【0029】

このように構成した永久磁石７０に対しては、回転軸２６の軸線方向の一方側で磁気センサ素子７５が対向している。本形態において、磁気センサ素子７５は、共通のセンサ基板７９（図１参照）に形成されており、センサ基板７９は、モータ１ａの端板等に固定されている。従って、磁気センサ素子７５は固定されている。

【0030】

磁気センサ素子７５は、第１トラックＴ１に対向する第１磁気センサ素子７６と、第２トラックＴ２に対向する第２磁気センサ素子７７とからなる。第１磁気センサ素子７６は、第１ホール素子ＨＡと、第１ホール素子ＨＡから機械角で９０°離間する位置に設けられた第２ホール素子ＨＢとからなる。第２磁気センサ素子７７は、Ｕ相用ホール素子ＨＵと、Ｕ相用ホール素子ＨＵから機械角で３０°離間する位置に設けられたＶ相用ホール素子ＨＶと、Ｖ相用ホール素子ＨＶから機械角で３０°離間する位置に設けられたＷ相用ホール素子ＨＷとからなる。第２トラックＴ２および第２磁気センサ素子７７は、絶対位置エンコーダ７の構成要素の一部として用いられているとともに、モータ１ａのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動コイルに対する駆動電流を制御するための制御信号を生成するための信号生成用に磁気回路として用いられている。

【0031】

このように構成した絶対位置エンコーダ７において、回転軸２６が１回転する際、上記磁気センサ素子７５（第１磁気センサ素子７６（第１ホール素子ＨＡおよび第２ホール素子ＨＢ）、および第２磁気センサ素子７７（Ｕ相用ホール素子ＨＵ、Ｖ相用ホール素子ＨＶおよびＷ相用ホール素子ＨＷ）からは、図５に示す出力が得られる。従って、絶対位置エンコーダ７は、角度範囲が１５°の計２４区間の分解能をもって、回転軸２６の絶対角度位置を検出することができる。

【0032】

（基本動作）
図６は、図１に示すモータシステム１での絶対角度位置の決定方法の具体的構成を示す説明図である。なお、図６には、絶対位置エンコーダ７によって検出した絶対角度位置１、２・・ｍ−１、ｍ、ｍ＋１の各周期において、インクリメンタル形エンコーダ６からの出力をアップダウンカウンタでカウントするとともに、各周期毎にクリアする様子を示してある。

【0033】

本形態では、回転軸２６が回転すると、多回転アブソリュート形エンコーダ４では、回転軸２６の回転数が記憶素子８に記憶される。また、多回転アブソリュート形エンコーダ４の絶対角度位置検出装置５では、図６に示すように、図２に示すエンコーダ制御部９１の計数部９２が絶対位置エンコーダ７からの出力に基づいて回転軸２６の瞬間時の絶対角度位置１、２・・ｍ−１、ｍ、ｍ＋１を検出するとともに、インクリメンタル形エンコーダ６からの出力に基づいて、回転軸２６の瞬間時の絶対角度位置を、さらに高い分解能で検出する。従って、多回転アブソリュート形エンコーダ４では、記憶素子８に記憶されている回転軸２６の回転数と、絶対角度位置検出装置５で検出した１回転周期内における絶対角度位置とに基づいて、回転軸２６の多回転位置を検出することができる。

【0034】

また、記憶素子８は、モータ１ａが停止してブレーキ機構３によって回転軸２６が保持された以降、それまでの回転軸２６の回転数を保持している。従って、モータ１ａを再度、起動した際、多回転アブソリュート形エンコーダ４では、記憶素子８に記憶されている回転軸２６の回転数と、絶対角度位置検出装置５で検出した１回転周期内における絶対角度位置とに基づいて、回転軸２６の多回転位置を検出することができる。

【0035】

（本形態の主な効果）
このように本形態のモータシステム１では、記憶素子８によってモータ１ａの回転数が
記憶されているため、モータ１ａの停止中、絶対角度位置検出装置５を駆動しなくても、モータ１ａを起動した際の回転軸２６の多回転位置を検出することができる。さらに、ブレーキ機構３では、歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０に係合部材３２が係合するため、停止中、回転軸２６の回転が阻止される。このため、モータ１ａの回転数が、停止以降、記憶素子８によって記憶されているモータ１ａの回転数から変動しない。従って、モータ１ａの停止中、絶対角度位置検出装置５を駆動しなくても、モータ１ａを再び起動した際、回転軸２６の多回転位置を検出することができる。また、モータ１ａの停止中、記憶素子８に回転軸の回転数を記憶させておけばよいので、バックアップ用電池の寿命が長い。また、本形態のように、記憶素子８が不揮発性メモリであれば、記憶素子８のバックアップ用電池が不要である。

【0036】

（歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０と絶対位置エンコーダ７との関係）
図７は、本発明を適用したモータシステム１における歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０と絶対位置エンコーダ７からの出力との関係を示す説明図である。本発明を適用したモータシステム１において、歯車型ブレーキホイール３１は、絶対位置エンコーダ７の分解能の公約数に相当する歯３１０が形成されている。より具体的には、絶対位置エンコーダ７は、角度範囲が１５°の計２４区間の分解能を有しており、歯車型ブレーキホイール３１は、１２個の歯３１０を有している。ここで、歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０は、絶対位置エンコーダ７からの出力の変化点と一致する角度位置に設けられている。

【0037】

このため、図７に示すように、絶対位置エンコーダ７からの出力が変化する個所は、回転軸２６の角度位置の検出が不確実になる不確実領域７ａであるが、絶対位置エンコーダ７からの出力が不確実領域７ａにある状態で回転軸２６が停止することを回避することができる。すなわち、回転軸２６は、係合部材３２が歯３１０に乗り上げた状態で回転軸２６が停止するということがないので、歯車型ブレーキホイール３１の歯３１０を絶対位置エンコーダ７の不確実領域７ａに対応する位置に歯３１０を設けておけば、絶対位置エンコーダ７からの出力が不確実領域７ａにある状態で回転軸２６が停止することを回避することができる。それ故、モータ１ａが停止した後、再度起動した際、絶対位置エンコーダ７の検出結果にずれが発生することを抑制することができる。

【0038】

（インデックス信号の構成）
本形態のモータシステム１において、インクリメンタル形エンコーダ６は、インデックス信号を出力し、図２に示すエンコーダ制御部９１の第１補正部９３は、インデックス信号が出力されるタイミングで、インクリメンタル形エンコーダ６から出力される信号を絶対位置エンコーダ７から出力される信号と同期させる補正を行う。その際、インデックス信号が回転軸２６の１周期で出力される場合、インクリメンタル形エンコーダ６から出力される信号を絶対位置エンコーダ７から出力される信号と同期させる補正が遅れてしまう。

【0039】

そこで、本形態では、インクリメンタル形エンコーダ６が絶対位置エンコーダ７の分解能に対応する周期でインデックス信号を出力するように構成されている。より具体的には、インクリメンタル形エンコーダ６は、回転軸２６の１回転周期において、絶対位置エンコーダ７の分解能に対応する２４回のタイミングでインデックス信号を出力する。従って、インクリメンタル形エンコーダ６から出力される信号を絶対位置エンコーダ７から出力される信号と同期させる補正を適正なタイミングで行うことができる。それ故、停止中に回転軸２６が多少ずれても、簡単な処理で回転軸２６の位置を正確な位置に補正することができる。

【0040】

（起動時の回転軸２６の回転数の補正）
図８は、図１に示すモータシステム１における起動時の回転数に対する補正方法を示す説明図である。本形態のモータシステム１において、図２に示すエンコーダ制御部９１の第２補正部９４は、モータ１ａを起動した際、記憶素子８に記憶されている回転数を必要に応じて、補正する。より具体的には、第２補正部９４は、モータ１ａを起動した際、回転軸２６が前回停止した際の絶対位置エンコーダ７の出力値（停止時出力値Ｄａ）と、モータ１ａを起動した際の絶対位置エンコーダ７の出力値（起動時出力値Ｄｂ）とを比較する。

【0041】

その結果において、停止時出力値Ｄａと起動時出力値Ｄｂとが等しい場合には、第２補正部９４は、記憶素子８から読み出した回転数を、モータ１ａを起動した時点での回転軸２６の回転数とする。これに対して、停止時出力値Ｄａと起動時出力値Ｄｂとが相違する場合には、第２補正部９４は、記憶素子８から読み出した回転数を補正した回転数を、モータ１ａを起動した時点での回転軸２６の回転数とする。

【0042】

本形態では、停止時出力値Ｄａと起動時出力値Ｄｂとが相違する場合には、まず、記憶素子８から読み出した回転数ｎ、回転数ｎから１回を減じた回転数ｎ−１、回転数ｎから１回を加えた回転数ｎ＋１の各々において、絶対位置エンコーダ７の出力値と絶対角度位置との関係に起動時出力値Ｄｂを内挿して得た３つの絶対角度位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣを停止時角度位置Ｐ０と比較する。そして、３つの絶対角度位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣのうち、停止時角度位置Ｐ０に最も近い絶対角度位置に対応する回転数を、モータ１ａを起動した時点での回転軸２６の回転数とする。図８に示す例では、絶対角度位置ＰＡ、ＰＢ、ＰＣのうち、停止時角度位置Ｐ０に最も近い絶対角度位置ＰＡに対応する回転数ｎ＋１を、モータ１ａを起動した時点での回転軸の回転数とする。

【0043】

従って、回転軸２６の回転数が切り替わる付近で回転軸２６が停止しようとした際に、ブレーキ機構３が作動するときの遅れ等によって、回転軸２６が多少回転した場合でも、モータ１ａを起動した際の回転軸２６の回転数を補正することができる。従って、起動後の回転軸２６の多回転位置を検出することができる。

【0044】

（他の実施の形態）
上記実施形態では、インクリメンタル形エンコーダ６が光学式エンコーダであったが、インクリメンタル形エンコーダ６に磁気式エンコーダやレゾルバを用いてもよい。また、上記実施形態では、絶対位置エンコーダ７が磁気式エンコーダであったが、絶対位置エンコーダ７に光学式エンコーダを用いてもよい。上記実施形態では、磁気センサ素子としてホール素子を用いたが、磁気抵抗素子を用いてもよい。

【0045】

上記実施の形態では、絶対角度位置検出装置５が、インクリメンタル形エンコーダ６と、インクリメンタル形エンコーダ６より分解能が低い絶対位置エンコーダ７とによって構成されていたが、絶対角度位置検出装置５をアブソリュート形エンコーダのみによって構成してもよい。例えば、Ｎ極およびＳ極が等角度範囲に１極ずつ、計２極形成された磁石の端面に磁気抵抗素子が対向する１回転アブソリュート形エンコーダのみによって絶対角度位置検出装置５を構成してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１…モータシステム、１ａ…モータ、３…ブレーキ機構、４…多回転アブソリュート形エンコーダ、５…絶対角度位置検出装置、６…インクリメンタル形エンコーダ、７…絶対位置エンコーダ、７ａ…不確実領域、８…記憶素子、９…制御部、２６…回転軸、３１…歯車型ブレーキホイール、３２…係合部材、３３…アクチュエータ、６０…ディスク、７０…永久磁石、７５…磁気センサ素子、７６…第１磁気センサ素子、７７…第２磁気センサ素子、７９…センサ基板、９１…エンコーダ制御部、９２…計数部、９３…第１補正部、
９４…第２補正部、９７…ブレーキ制御部、９８…モータ制御部、３１０…歯、Ｎ、Ｓ…磁極、Ｐ０…停止時角度位置、ＨＡ…第１ホール素子、ＨＢ…第２ホール素子、ＨＵ…Ｕ相用ホール素子、ＨＶ…Ｖ相用ホール素子、ＨＷ…Ｗ相用ホール素子、Ｔ１…第１トラック、Ｔ２…第２トラック、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ…絶対角度位置、Ｄａ…停止時出力値、Ｄｂ…起動時出力値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】