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(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】P2024085474
(43)【公開日】2024-06-27
(54)【発明の名称】エンコーダ装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/244 20060101AFI20240620BHJP
【ＦＩ】
G01D5/244 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022199967
(22)【出願日】2022-12-15
(71)【出願人】
【識別番号】000203634
【氏名又は名称】多摩川精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(74)【代理人】
【識別番号】100188514
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 隆裕
(72)【発明者】
【氏名】小野 祥弥
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA10
2F077AA13
2F077AA24
2F077CC02
2F077NN02
2F077NN04
2F077NN29
2F077NN30
2F077PP19
2F077QQ01
2F077QQ15
2F077QQ17
2F077RR28
2F077TT87
2F077UU03
(57)【要約】
【課題】エンコーダ装置の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置内部で生成する。
【解決手段】エンコーダ装置100は、回転軸110と、回転軸110を回転可能に支持する軸受105と、回転軸110に取り付けられ、符号を付与された回転符号板120と、回転符号板120に付与された符号を読み取って検出信号を生成する検出部130と、検出信号を処理し、回転符号板120の回転角度を算出する信号処理部140と、回転軸110または回転符号板120の回転を利用して電力を生成する発電部160と、を備える。これにより、エンコーダ装置100の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置100側で生成することが可能になる。
【選択図】図１
【解決手段】エンコーダ装置100は、回転軸110と、回転軸110を回転可能に支持する軸受105と、回転軸110に取り付けられ、符号を付与された回転符号板120と、回転符号板120に付与された符号を読み取って検出信号を生成する検出部130と、検出信号を処理し、回転符号板120の回転角度を算出する信号処理部140と、回転軸110または回転符号板120の回転を利用して電力を生成する発電部160と、を備える。これにより、エンコーダ装置100の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置100側で生成することが可能になる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸（110）と、
前記回転軸（110）を回転可能に支持する軸受（105）と、
前記回転軸（110）に取り付けられ、符号を付与された回転符号板（120）と、
前記回転符号板（120）に付与された前記符号を読み取って検出信号を生成する検出部（130）と、
前記検出信号を処理し、前記回転符号板（120）の回転角度を算出する信号処理部（140）と、
前記回転軸（110）の回転または前記回転符号板（120）の回転を利用して電力を生成する発電部（160）と、
を備えるエンコーダ装置。
前記回転軸（110）を回転可能に支持する軸受（105）と、
前記回転軸（110）に取り付けられ、符号を付与された回転符号板（120）と、
前記回転符号板（120）に付与された前記符号を読み取って検出信号を生成する検出部（130）と、
前記検出信号を処理し、前記回転符号板（120）の回転角度を算出する信号処理部（140）と、
前記回転軸（110）の回転または前記回転符号板（120）の回転を利用して電力を生成する発電部（160）と、
を備えるエンコーダ装置。
【請求項2】
前記発電部（160）は、摩擦部（161）と熱電発電素子（162）とを備え、
前記摩擦部（161）は、回転する部位と接触することにより摩擦熱を発生し、
前記熱電発電素子（162）は、前記摩擦熱を高熱源部位として利用して熱電発電を行う、
請求項１に記載のエンコーダ装置。
前記摩擦部（161）は、回転する部位と接触することにより摩擦熱を発生し、
前記熱電発電素子（162）は、前記摩擦熱を高熱源部位として利用して熱電発電を行う、
請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項3】
前記発電部（160）は、磁石部（163）と巻線部（164）とを備え、
前記磁石部（163）は、回転する部位と共に回転し、
前記巻線部（164）は、回転する前記磁石部（163）の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う、
請求項１に記載のエンコーダ装置。
前記磁石部（163）は、回転する部位と共に回転し、
前記巻線部（164）は、回転する前記磁石部（163）の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う、
請求項１に記載のエンコーダ装置。
【請求項4】
制御部（150）と、
前記発電部（160）で得られた電力により温度を調整する温度調整部（170）と、
センサ（180）と、
を更に備え、
前記制御部（150）は、前記センサ（180）により検出された温度を、予め定められた設定温度範囲に収めるように、前記温度調整部（170）を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
前記発電部（160）で得られた電力により温度を調整する温度調整部（170）と、
センサ（180）と、
を更に備え、
前記制御部（150）は、前記センサ（180）により検出された温度を、予め定められた設定温度範囲に収めるように、前記温度調整部（170）を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項5】
制御部（150）と、
センサ（180）と、
前記制御部（150）の制御に基づいて、前記発電部（160）で得られる電力を用いて報知を行う報知部（190）と、
を更に備え、
前記制御部（150）は、前記センサ（180）により検出された前記エンコーダ装置内の状態に応じて表示を行うよう前記報知部（190）を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
センサ（180）と、
前記制御部（150）の制御に基づいて、前記発電部（160）で得られる電力を用いて報知を行う報知部（190）と、
を更に備え、
前記制御部（150）は、前記センサ（180）により検出された前記エンコーダ装置内の状態に応じて表示を行うよう前記報知部（190）を制御する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンコーダ装置。
【請求項6】
前記温度調整部（170）は、加熱または冷却により温度を調整する、
請求項４に記載のエンコーダ装置。
請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項7】
前記温度調整部（170）は、前記信号処理部（140）の周囲、または前記信号処理部（140）の回路基板に設けられている、
請求項４に記載のエンコーダ装置。
請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項8】
前記温度調整部（170）は、温度変化の影響を他の素子よりも受けやすい素子に隣接するように設けられている、
請求項７に記載のエンコーダ装置。
請求項７に記載のエンコーダ装置。
【請求項9】
前記温度調整部（170）は、前記制御部（150）の制御に基づいて前記軸受（105）の温度を調整する、
請求項４に記載のエンコーダ装置。
請求項４に記載のエンコーダ装置。
【請求項10】
前記制御部（150）は、予め設定された値、または外部から与えられる値を前記設定温度範囲として、前記温度調整部（170）による温度の調整を制御する、
請求項４に記載のエンコーダ装置。
請求項４に記載のエンコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、エンコーダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エンコーダ装置は、ケーブルを介して上位装置から電力の供給を受けつつ、測定対象物に応じて回転する回転符号板の回転状態を検出し、１回転内角度についての１回転情報と回転数についての多回転情報とを、ケーブルを介して上位装置に出力する。
【0003】
エンコーダ装置は、周囲の環境に応じて内部の温度も変化する。エンコーダ内部の信号処理部は、想定温度範囲より低温でも高温でも、コンデンサやトランジスタの特性が変化し、所望の動作を期待できないことがある。エンコーダ装置の動作が正常でなくなると、エンコーダを有する系が機能しなくなる。この対策として、エンコーダ内部の温度低下に応じて抵抗体に電流を流して加熱することが、特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１５－２２５０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
エンコーダ装置の内部で抵抗体に電流を流して加熱する場合、回転検出に必要な電力に対して加熱に必要な電力は大きいため、回転検出に必要な電力に加えて加熱に必要な電力を外部から供給する必要がある。このため、加熱のための電力をエンコーダ装置に供給できるように、上位装置の設定を変更しなければならないという問題があった。
【0006】
すなわち、上位装置からエンコーダ装置に対して加熱に対応した電力の供給をしない限り、エンコーダ装置内部の温度調整をすることができず、動作可能温度範囲外の低温環境または高温環境で正常な動作をすることはできないという課題が存在している。
【0007】
一方、エンコーダ装置で何らかの異常を検知した場合、上位装置に異常を通知するだけでなく、エンコーダ装置そのものから周囲に異常を報知できることが望ましい。この場合、異常の報知として警告ランプの点灯またはサイレンの鳴動などを行う場合、本来の回転検出よりも大きな電力を必要とする。このため、異常の報知のための電力をエンコーダ装置に供給できるように、上位装置の設定を変更しなければならないという問題があった。
【0008】
したがって、上位装置からエンコーダ装置に対する電力供給の設定を変更することなく、温度調整または異常報知に必要な電力をエンコーダ装置側でまかなえることが望まれていた。
本発明は、エンコーダ装置の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置側で生成することが可能なエンコーダ装置を実現することを目的とする。
本発明は、エンコーダ装置の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置側で生成することが可能なエンコーダ装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明に係るエンコーダ装置は、回転軸と、回転軸を回転可能に支持する軸受と、回転軸に取り付けられ、符号を付与された回転符号板と、回転符号板に付与された符号を読み取って検出信号を生成する検出部と、検出信号を処理し、回転符号板の回転角度を算出する信号処理部と、回転軸の回転または回転符号板の回転を利用して電力を生成する発電部と、を備える。
【0010】
この発明に係るエンコーダ装置において、発電部は、摩擦部と熱電発電素子とを備え、摩擦部は、回転する部位と接触することにより摩擦熱を発生し、熱電発電素子は、摩擦熱を高熱源部位として利用して熱電発電を行う。
【0011】
この発明に係るエンコーダ装置において、発電部は、磁石部と巻線部とを備え、磁石部は、回転する部位と共に回転し、巻線部は、回転する磁石部の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う。
【0012】
この発明に係るエンコーダ装置において、制御部と、発電部で得られた電力により温度を調整する温度調整部と、センサと、を更に備え、制御部は、センサにより検出された温度を、予め定められた設定温度範囲に収めるように、温度調整部を制御する。
【0013】
この発明に係るエンコーダ装置において、制御部と、センサと、制御部の制御に基づいて、発電部で得られる電力を用いて報知を行う報知部と、を更に備え、制御部は、センサにより検出されたエンコーダ装置内の状態に応じて表示を行うよう報知部を制御する。
【0014】
この発明に係るエンコーダ装置において、温度調整部は、加熱または冷却により温度を調整する。
【0015】
この発明に係るエンコーダ装置において、温度調整部は、信号処理部の周囲、または信号処理部の回路基板に設けられている。
【0016】
この発明に係るエンコーダ装置において、温度調整部は、温度変化の影響を他の素子よりも受けやすい素子に隣接するように設けられている。
【0017】
この発明に係るエンコーダ装置において、温度調整部は、制御部の制御に基づいて軸受の温度を調整する。
【0018】
この発明に係るエンコーダ装置において、制御部は、予め設定された値、または外部から与えられる値を設定温度範囲として、温度調整部による温度の調整を制御する。
【発明の効果】
【0019】
この発明によれば、エンコーダ装置の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置側で生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置の構成を示す構成図である。
【図2】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置の回路構成を示す回路図である。
【図3】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置の構成を示す構成図である。
【図4】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置の特性を示す特性図である。
【図5】本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置の特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明のエンコーダ装置の実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付している。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の基本的な構成について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の構成を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の回路構成を示す回路図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の構成を示す構成図である。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の基本的な構成について、図１～図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の構成を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の回路構成を示す回路図である。図３は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の構成を示す構成図である。
【0022】
［エンコーダ装置１００の構成］
図１において、エンコーダ装置１００は、軸受１０５と、回転軸１１０と、回転符号板１２０と、検出部１３０と、信号処理部１４０と、制御部１５０と、発電部１６０と、温度調整部１７０と、センサ１８０と、報知部１９０と、ケーブル１９５と、を有する。
図１において、エンコーダ装置１００は、軸受１０５と、回転軸１１０と、回転符号板１２０と、検出部１３０と、信号処理部１４０と、制御部１５０と、発電部１６０と、温度調整部１７０と、センサ１８０と、報知部１９０と、ケーブル１９５と、を有する。
【0023】
エンコーダ装置１００は、ケーブル１９５を介して、図示しない上位装置に対して通信可能に接続されている。軸受１０５は、回転軸１１０を回転可能に支持する。
回転軸１１０は、測定対象物に接続され、測定対象物と等速で回転する。回転符号板１２０は、回転軸１１０に取り付けられており、測定対象物と等速で回転する。回転符号板１２０には、スリット又は反射部等の光学的に読み取り可能な符号が設けられている。
回転軸１１０は、測定対象物に接続され、測定対象物と等速で回転する。回転符号板１２０は、回転軸１１０に取り付けられており、測定対象物と等速で回転する。回転符号板１２０には、スリット又は反射部等の光学的に読み取り可能な符号が設けられている。
【0024】
検出部１３０は、発光部と受光部とを備えて構成され、回転符号板１２０に設けられたスリット又は反射部等の符号を光学的に読み取り、検出信号を生成する。検出部１３０は、生成した検出信号を、信号処理部１４０の信号入力に供給する。
【0025】
信号処理部１４０は、検出部１３０で生成された検出信号を演算処理し、回転情報を生成する。信号処理部１４０は、生成した回転情報を、ケーブル１９５を介して外部の上位装置へ出力する。
【0026】
制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度に基づいて、温度調整部１７０の温度調整と報知部１９０の報知とを制御する。
【0027】
発電部１６０は、回転軸１１０または回転符号板１２０の回転を利用し、熱電変換または電磁誘導により発電し、発電により生成した電力を温度調整部１７０と報知部１９０とに供給する。発電部１６０には、熱電変換による発電のための摩擦部１６１及び熱電発電素子１６２（図１参照）、または、電磁誘導による発電のための磁石部１６３及び巻線部１６４（図３参照）の少なくとも一方が設けられている。
【0028】
温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０で検出された温度を予め定められた設定温度範囲に収めるよう調整する。温度調整部１７０は、信号処理部１４０の周囲または信号処理部１４０の回路基板、あるいは軸受１０５の近傍に設けられている。
【0029】
センサ１８０は、温度によって抵抗値などの特性に変化を生じる素子を含んで構成されている。センサ１８０は、検出した温度を制御部１５０に通知する。あるいは、制御部１５０がセンサ１８０の抵抗値などを読み取る。センサ１８０は、エンコーダ装置１００内、具体的には、信号処理部１４０の周囲、信号処理部１４０の回路基板、または軸受１０５の近傍に設けられている。
【0030】
報知部１９０は、エンコーダ装置１００内の状態に応じた制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、警告発光、メッセージ表示、サイレン鳴動などの報知を行う。ケーブル１９５は、エンコーダ装置１００と図示しない上位装置とを通信可能に接続する。
【0031】
［エンコーダ装置１００の動作］
ここで、実施の形態１のエンコーダ装置１００の動作を、回転検出、内部発電、温度調整（１）、温度調整（２）、及び異常報知に分けて詳細に説明する。なお、エンコーダ装置１００は、以下に説明する温度調整（１）、温度調整（２）、及び異常報知のうちの少なくとも一つを実行する構成を有していればよい。
ここで、実施の形態１のエンコーダ装置１００の動作を、回転検出、内部発電、温度調整（１）、温度調整（２）、及び異常報知に分けて詳細に説明する。なお、エンコーダ装置１００は、以下に説明する温度調整（１）、温度調整（２）、及び異常報知のうちの少なくとも一つを実行する構成を有していればよい。
【0032】
・回転検出
エンコーダ装置１００は、回転検出の動作に必要な電力の供給を、ケーブル１９５を介して上位装置から受ける。すなわち、検出部１３０、信号処理部１４０、及び制御部１５０の動作に必要な電力の供給を、ケーブル１９５を介して上位装置から受ける。
回転符号板１２０は、回転軸１１０に取り付けられており、測定対象物と等速で回転する。検出部１３０は、回転する回転符号板１２０のスリット又は反射部に向けて発光部から光を照射し、反射部で反射した光またはスリットを透過した光を受光部で受光する。検出部１３０は、受光部で受光した光の断続から検出信号を生成し、生成した検出信号を信号処理部１４０の信号入力に供給する。
エンコーダ装置１００は、回転検出の動作に必要な電力の供給を、ケーブル１９５を介して上位装置から受ける。すなわち、検出部１３０、信号処理部１４０、及び制御部１５０の動作に必要な電力の供給を、ケーブル１９５を介して上位装置から受ける。
回転符号板１２０は、回転軸１１０に取り付けられており、測定対象物と等速で回転する。検出部１３０は、回転する回転符号板１２０のスリット又は反射部に向けて発光部から光を照射し、反射部で反射した光またはスリットを透過した光を受光部で受光する。検出部１３０は、受光部で受光した光の断続から検出信号を生成し、生成した検出信号を信号処理部１４０の信号入力に供給する。
【0033】
信号処理部１４０は、検出部１３０で得られた検出信号を演算処理し、回転符号板１２０の１回転内角度についての１回転情報と、回転数についての多回転情報とを含む回転情報を生成する。信号処理部１４０は、１回転情報と多回転情報とを含む回転情報を、ケーブル１９５を介して外部の上位装置へ出力する。
【0034】
・内部発電
発電部１６０は、以下のように、回転符号板１２０の回転または回転軸１１０の回転を利用して発電を行う。ここで、発電部１６０は、以下に示す摩擦熱を用いた熱電発電、または電磁誘導による発電のいずれかを行う。
図１に示す発電部１６０の第１具体例は、摩擦部１６１と熱電発電素子１６２とを備える。摩擦部１６１は、回転する回転軸１１０の表面に接触することで、摩擦熱を発生する。熱電発電素子１６２は、摩擦部１６１に一部接触するように構成され、摩擦部１６１に接する高熱源部位と摩擦部１６１に接しない低熱源部位との温度差を利用し、ペルチェ効果の逆作用であるゼーベック効果により熱電発電を行う。
図３に示す発電部１６０の第２具体例は、磁石部１６３と巻線部１６４とを備える。磁石部１６３と巻線部１６４とを備え、磁石部１６３は回転する部位と共に回転し、巻線部１６４は回転する磁石部１６３の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う。
なお、図１及び図３のように回転軸１１０の回転を利用して発電する場合、回転軸１１０は測定対象物に直結されているため、回転検知に影響を与えず、安定した状態で発電することが可能になる。
また、図１及び図３の具体例において発電部１６０は回転軸１１０の回転を利用しているが、回転符号板１２０の回転を利用して発電してもよい。回転符号板１２０の回転を利用して発電する場合、回転符号板１２０の面積と線速度とにより、回転軸１１０を利用するよりも大きな電力を発電できる可能性がある。
発電部１６０は、以下のように、回転符号板１２０の回転または回転軸１１０の回転を利用して発電を行う。ここで、発電部１６０は、以下に示す摩擦熱を用いた熱電発電、または電磁誘導による発電のいずれかを行う。
図１に示す発電部１６０の第１具体例は、摩擦部１６１と熱電発電素子１６２とを備える。摩擦部１６１は、回転する回転軸１１０の表面に接触することで、摩擦熱を発生する。熱電発電素子１６２は、摩擦部１６１に一部接触するように構成され、摩擦部１６１に接する高熱源部位と摩擦部１６１に接しない低熱源部位との温度差を利用し、ペルチェ効果の逆作用であるゼーベック効果により熱電発電を行う。
図３に示す発電部１６０の第２具体例は、磁石部１６３と巻線部１６４とを備える。磁石部１６３と巻線部１６４とを備え、磁石部１６３は回転する部位と共に回転し、巻線部１６４は回転する磁石部１６３の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う。
なお、図１及び図３のように回転軸１１０の回転を利用して発電する場合、回転軸１１０は測定対象物に直結されているため、回転検知に影響を与えず、安定した状態で発電することが可能になる。
また、図１及び図３の具体例において発電部１６０は回転軸１１０の回転を利用しているが、回転符号板１２０の回転を利用して発電してもよい。回転符号板１２０の回転を利用して発電する場合、回転符号板１２０の面積と線速度とにより、回転軸１１０を利用するよりも大きな電力を発電できる可能性がある。
【0035】
・温度調整（１）
制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度に基づいて、温度調整部１７０を以下のように制御する。
温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度を予め定められた設定温度範囲に収めるよう調整する。
制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度に基づいて、温度調整部１７０を以下のように制御する。
温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度を予め定められた設定温度範囲に収めるよう調整する。
【0036】
この設定温度範囲は、エンコーダ装置１００の動作可能な温度範囲、具体的には信号処理部１４０の動作可能な温度範囲に合わせて設定することが望ましい。例えば、動作可能な温度範囲が－２０℃～１００℃である場合、設定温度範囲を－１５℃～９５℃などのように若干の余裕を持たせて設定することが望ましい。設定温度範囲は、制御部１５０内に予め定められていてもよいし、上位装置など外部から通信により設定または変更されてもよい。
【0037】
このため、「設定温度範囲に収める」とは、設定温度範囲の上限値を上回らないように冷却する場合と、設定温度範囲の下限値を下回らないように加熱する場合との二種類の制御により実現される。なお、エンコーダ装置１００が低温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、下限値を下回らないように加熱する制御により実現される。一方、エンコーダ装置１００が高温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、上限値を上回らないように冷却する制御により実現される。
【0038】
センサ１８０による検出温度が設定温度範囲より低ければ、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、抵抗体を用いた加熱により信号処理部１４０の温度を上昇させる。一方、センサ１８０による検出温度が設定温度範囲より高ければ、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、ペルチェ素子を用いた冷却により信号処理部１４０の温度を低下させる。温度調整部１７０の抵抗体あるいはペルチェ素子を、信号処理部１４０の回路基板上で温度変化の影響を他の素子よりも受けやすい素子に隣接するように設けることで、温度の調整を効率的に行うことができる。
【0039】
・温度調整（２）
制御部１５０は、センサ１８０により検出された軸受１０５近傍の温度に基づいて、温度調整部１７０を以下のように制御する。この場合、センサ１８０及び温度調整部１７０を軸受１０５の近傍に設けておく。
温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出された軸受１０５の温度を予め定められた設定温度範囲に収めるよう調整する。
制御部１５０は、センサ１８０により検出された軸受１０５近傍の温度に基づいて、温度調整部１７０を以下のように制御する。この場合、センサ１８０及び温度調整部１７０を軸受１０５の近傍に設けておく。
温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出された軸受１０５の温度を予め定められた設定温度範囲に収めるよう調整する。
【0040】
この設定温度範囲は、軸受１０５の動作可能な温度範囲、具体的には軸受１０５に用いられるグリスの動作可能な温度範囲に合わせて設定することが望ましい。例えば、軸受１０５の動作可能な温度範囲が－３０℃～１２０℃である場合、設定温度範囲を－２５℃～１１５℃などのように若干の余裕を持たせて設定することが望ましい。
設定温度範囲は、制御部１５０内に予め定められていてもよいし、上位装置など外部から通信により設定または変更されてもよい。なお、エンコーダ装置１００が低温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、下限値を下回らないように加熱する制御により実現される。一方、エンコーダ装置１００が高温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、上限値を上回らないように冷却する制御により実現される。
設定温度範囲は、制御部１５０内に予め定められていてもよいし、上位装置など外部から通信により設定または変更されてもよい。なお、エンコーダ装置１００が低温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、下限値を下回らないように加熱する制御により実現される。一方、エンコーダ装置１００が高温環境でのみ使用される場合、「設定温度範囲に収める」とは、上限値を上回らないように冷却する制御により実現される。
【0041】
センサ１８０による検出温度が設定温度範囲より低ければ、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、抵抗体を用いた加熱により信号処理部１４０の温度を上昇させる。一方、センサ１８０による検出温度が設定温度範囲より高ければ、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、ペルチェ素子を用いた冷却により信号処理部１４０の温度を低下させる。
【0042】
・異常報知
制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度に基づいて、報知部１９０を以下のように制御する。報知部１９０は、エンコーダ装置１００内の状態に応じた制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、警告発光、メッセージ表示、サイレン鳴動などの報知を行う。
異常の報知としては、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度、具体的には、信号処理部１４０の温度または軸受１０５の温度が設定温度範囲の上限値または下限値に近づいたことを報知する。
制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度に基づいて、報知部１９０を以下のように制御する。報知部１９０は、エンコーダ装置１００内の状態に応じた制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で発電された電力を利用し、警告発光、メッセージ表示、サイレン鳴動などの報知を行う。
異常の報知としては、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度、具体的には、信号処理部１４０の温度または軸受１０５の温度が設定温度範囲の上限値または下限値に近づいたことを報知する。
【0043】
報知の具体例として、
（ａ）信号処理部１４０の温度が、設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
（ｂ）信号処理部１４０の温度が、複数回繰り返し、設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
（ｃ）信号処理部１４０の温度は設定温度範囲内であるものの、軸受１０５の温度が設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
などを報知する内容に応じて、警告発光色、メッセージ内容、またはサイレン音を変更して報知してもよい。
また、制御部１５０は、信号処理部１４０で生成された回転情報を参照し、予め定められた範囲を超える回転上昇、回転低下、または回転ばらつきなどの何らかの異常を検知した場合、上位装置に異常を通知するだけでなく、発電部１６０で発電された電力を利用し、報知部１９０により異常の報知を行うようにしてもよい。
（ａ）信号処理部１４０の温度が、設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
（ｂ）信号処理部１４０の温度が、複数回繰り返し、設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
（ｃ）信号処理部１４０の温度は設定温度範囲内であるものの、軸受１０５の温度が設定温度範囲の上限値または下限値に近づいた、
などを報知する内容に応じて、警告発光色、メッセージ内容、またはサイレン音を変更して報知してもよい。
また、制御部１５０は、信号処理部１４０で生成された回転情報を参照し、予め定められた範囲を超える回転上昇、回転低下、または回転ばらつきなどの何らかの異常を検知した場合、上位装置に異常を通知するだけでなく、発電部１６０で発電された電力を利用し、報知部１９０により異常の報知を行うようにしてもよい。
【0044】
［実施の形態の効果］
実施の形態１のエンコーダ装置１００は、回転軸１１０と、回転軸１１０を回転可能に支持する軸受１０５と、回転軸１１０に取り付けられ、符号を付与された回転符号板１２０と、回転符号板１２０に付与された符号を読み取って検出信号を生成する検出部１３０と、検出信号を処理し、回転符号板１２０の回転角度を算出する信号処理部１４０と、回転軸１１０の回転または回転符号板１２０の回転を利用して電力を生成する発電部１６０と、を備える。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成することが可能になる。
実施の形態１のエンコーダ装置１００は、回転軸１１０と、回転軸１１０を回転可能に支持する軸受１０５と、回転軸１１０に取り付けられ、符号を付与された回転符号板１２０と、回転符号板１２０に付与された符号を読み取って検出信号を生成する検出部１３０と、検出信号を処理し、回転符号板１２０の回転角度を算出する信号処理部１４０と、回転軸１１０の回転または回転符号板１２０の回転を利用して電力を生成する発電部１６０と、を備える。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成することが可能になる。
【0045】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、発電部１６０は、摩擦部１６１と熱電発電素子１６２とを備え、摩擦部１６１は、回転する部位と接触することにより摩擦熱を発生し、熱電発電素子１６２は、摩擦熱を高熱源部位として利用して熱電発電を行う。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成することが可能になり、回転軸１１０の回転を利用して発電することにより、安定した状態で発電することが可能になる。
【0046】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、発電部１６０は、磁石部１６３と巻線部１６４とを備え、磁石部１６３は、回転する部位と共に回転し、巻線部１６４は、回転する磁石部１６３の磁束を利用して電磁誘導により発電を行う。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成することが可能になり、回転軸１１０の回転を利用して発電することにより、安定した状態で発電することが可能になる。
【0047】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、制御部１５０と、発電部１６０で得られた電力により温度を調整する温度調整部１７０と、センサ１８０と、を更に備え、制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度を、予め定められた基準温度に近づけるように、温度調整部１７０を制御する。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いてエンコーダ装置１００内の温度を調整することが可能になる。
【0048】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、制御部１５０と、センサ１８０と、制御部１５０の制御に基づいて、発電部１６０で得られる電力を用いて報知を行う報知部１９０と、を更に備え、制御部１５０は、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の状態に応じて表示を行うよう報知部１９０を制御する。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いてエンコーダ装置１００の状態を表示することが可能になる。
【0049】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、温度調整部１７０は、加熱または冷却により温度を調整する。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いて、設定温度範囲の上限値を上回らないように冷却し、または、設定温度範囲の下限値を下回らないように加熱することで、エンコーダ装置１００内の温度を設定温度範囲内に調整することが可能になる。
【0050】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、温度調整部１７０は、信号処理部１４０の周囲、または信号処理部１４０の回路基板に設けられている。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いて信号処理部１４０の温度を調整することが可能になる。
【0051】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、温度調整部１７０は、温度変化の影響を他の素子よりも受けやすい素子に隣接するように設けられている。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いて、信号処理部１４０内で温度変化の影響を他の素子よりも受けやすい素子の温度を調整することが可能になる。
【0052】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、温度調整部１７０は、制御部１５０の制御に基づいて軸受１０５の温度を調整する。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いて軸受１０５の温度を調整することが可能になる。
【0053】
実施形態１のエンコーダ装置１００において、制御部１５０は、予め設定された値、または外部から与えられる値を設定温度範囲として、温度調整部１７０による温度の調整を制御する。これにより、エンコーダ装置１００の回転検出以外の動作に必要な電力をエンコーダ装置１００側で生成し、生成した電力を用いて、予め設定された値または外部から与えられる値の設定温度範囲内に、エンコーダ装置１００内の温度を調整することが可能になる。
【0054】
［実施例１］
ここで、図４を参照して、温度調整部１７０による温度の調整を説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の特性を示す特性図である。そして、設定温度範囲の下限値をＴth1 とする。
時刻ｔ１においてエンコーダ装置１００内の温度Ｔが設定温度範囲内のＴ１であったとする。ここで、時刻ｔ２に何らかの理由により温度ＴがＴ１より低下し始める。時刻ｔ３において温度Ｔが設定温度範囲の下限値をＴth1 に達すると、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度Ｔを予め定められた設定温度範囲の下限値Ｔth1 を下回らないように調整する。従来の制御では、図４の（ｂ）において破線で示すように時刻ｔ３以降も温度の低下が続き、設定温度範囲から外れた状態になる。一方、実施の形態１のエンコーダ装置１００の場合、図４の（ａ）において実線で示すように時刻ｔ３以降は温度の低下が抑制される。
ここで、図４を参照して、温度調整部１７０による温度の調整を説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の特性を示す特性図である。そして、設定温度範囲の下限値をＴth1 とする。
時刻ｔ１においてエンコーダ装置１００内の温度Ｔが設定温度範囲内のＴ１であったとする。ここで、時刻ｔ２に何らかの理由により温度ＴがＴ１より低下し始める。時刻ｔ３において温度Ｔが設定温度範囲の下限値をＴth1 に達すると、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度Ｔを予め定められた設定温度範囲の下限値Ｔth1 を下回らないように調整する。従来の制御では、図４の（ｂ）において破線で示すように時刻ｔ３以降も温度の低下が続き、設定温度範囲から外れた状態になる。一方、実施の形態１のエンコーダ装置１００の場合、図４の（ａ）において実線で示すように時刻ｔ３以降は温度の低下が抑制される。
【0055】
［実施例２］
ここで、図５を参照して、温度調整部１７０による温度の調整を説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の特性を示す特性図である。そして、設定温度範囲の上限値をＴth2 とする。
時刻ｔ１においてエンコーダ装置１００内の温度Ｔが設定温度範囲内のＴ１であったとする。ここで、時刻ｔ２に何らかの理由により温度ＴがＴ１より上昇し始める。時刻ｔ３において温度Ｔが設定温度範囲の上限値をＴth2 に達すると、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度Ｔを予め定められた設定温度範囲の上限値Ｔth2 を上回らないように調整する。従来の制御では、図５の（ｂ）において破線で示すように時刻ｔ３以降も温度の上昇が続き、設定温度範囲から外れた状態になる。一方、実施の形態１のエンコーダ装置１００の場合、図５の（ａ）において実線で示すように時刻ｔ３以降は温度の上昇が抑制される。
ここで、図５を参照して、温度調整部１７０による温度の調整を説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるエンコーダ装置１００の特性を示す特性図である。そして、設定温度範囲の上限値をＴth2 とする。
時刻ｔ１においてエンコーダ装置１００内の温度Ｔが設定温度範囲内のＴ１であったとする。ここで、時刻ｔ２に何らかの理由により温度ＴがＴ１より上昇し始める。時刻ｔ３において温度Ｔが設定温度範囲の上限値をＴth2 に達すると、制御部１５０の制御に基づいて、温度調整部１７０は、発電部１６０で発電された電力を利用し、センサ１８０により検出されたエンコーダ装置１００内の温度Ｔを予め定められた設定温度範囲の上限値Ｔth2 を上回らないように調整する。従来の制御では、図５の（ｂ）において破線で示すように時刻ｔ３以降も温度の上昇が続き、設定温度範囲から外れた状態になる。一方、実施の形態１のエンコーダ装置１００の場合、図５の（ａ）において実線で示すように時刻ｔ３以降は温度の上昇が抑制される。
【符号の説明】
【0056】
１００ エンコーダ装置、１０５ 軸受、１１０ 回転軸、１２０ 回転符号板、１３０ 検出部、１４０ 信号処理部、１５０ 制御部、１６０ 発電部、１６１ 摩擦部、１６２ 熱電発電素子、１６３ 磁石部、１６４ 巻線部、１７０ 温度調整部、１８０ センサ、１９０ 報知部、１９５ ケーブル。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
