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エンコーダー技術仕様詳解
エンコーダーを選定・統合する際、データシート（Datasheet）を正しく読み解くことは非常に重要です。データシートには製品の性能指標だけでなく、試験条件や使用範囲も明示されています。以下は、極めて詳細かつ専門的な仕様フィールドガイドです。エンジニアが大量の製品から的確に絞り込み、比較検討できるようサポートします。
1. 仕様書構成と読み進めのポイント
- 製品概要（Product Overview）：Model Number、Series Name、用途、構造形式
- 電気的特性（Electrical Characteristics）：Supply Voltage、Output Types、Current Consumption、保護機能
- 機械的特性（Mechanical Characteristics）：Resolution、Accuracy、Shaft Diameter、取り付け方式、Bearing Life、Mass & Moment of Inertia
- 環境・信頼性（Environmental & Reliability）：Operating Temp、Humidity、IP Rating、Vibration、Shock、EMC Emission/Immunity
- 通信・インターフェース（Communication & Interface）：Incremental Output、Absolute Interface、Fieldbus Protocols、Ethernet Protocols
- 機能安全・認証（Functional Safety & Approvals）：Safety Level、Diagnostics、CE/UL/ATEXなどのApprovals
- 付属品・オプション（Accessories & Options）：ケーブル、コネクタ、フランジ、カップリング、取付キット
- 外形・配線図（Dimensions & Wiring Diagrams）：寸法図、取付図、wiring schematic
Tip：常にテスト条件（温度、負荷、スキャン速度など）を確認し、異なる条件によるデータの誤読を防ぎましょう。
2. コア仕様フィールド詳細
2.1 製品識別
| フィールド | 例 | 説明 |
|---|---|---|
| Model Number | ENC‑X12‑2048‑T | Series (ENC‑X12)、Resolution (2048 PPR)、Interface (TTL) |
| Series Name | X12 | 同一ファミリー製品の識別 |
2.2 電気的特性
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Supply Voltage | VDC | 5 ± 5 % | 推奨電源電圧および許容誤差 |
| Start‑Up Voltage | VDC | ≥ 4.5 | 最低起動電圧 |
| Current Consumption | mA | ≤ 100 | 動作電流（外部負荷除く） |
| Ripple & Noise | % pp | ≤ 5 % | 電源リップル・ノイズ |
| Reverse Polarity Prot. | — | Yes | 逆接続保護 |
2.3 信号出力
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Output Type | — | TTL Push‑Pull | Incremental 方形波出力、Push‑Pullドライバ |
| Logic Levels | V | Low 0–0.8 / High 2.4–5 | TTL レベル基準 |
| Output Impedance | Ω | 100 | Push‑Pull 出力インピーダンス |
| Differential Output | — | RS422 | 差動信号 |
| Zero Pulse Width | µs | 10 | Z パルス幅 |
2.4 消費電力・熱管理
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Operating Power | W | 0.5 | 通常動作時の平均消費電力 |
| Peak Power | W | 1.0 | 起動時・高負荷時の瞬時最大消費電力 |
| Thermal Resistance | °C/W | 50 | Junction‑to‑Case または Junction‑to‑Ambient 熱抵抗 |
2.5 機械的特性
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Resolution | PPR | 2048 PPR / 13 bit | Incremental/Absolute 分解能 |
| Accuracy | arcsec | ± 30 | 最大角度誤差 |
| Repeatability | arcsec | ± 5 | 繰り返し精度 |
| Shaft Diameter | mm | 6 | ソリッドシャフト直径 |
| Shaft Tolerance | h6/h7 | 6h6 | 機械公差 |
| Radial Load | N | 20 | 最大ラジアル荷重 |
| Axial Load | N | 10 | 最大アキシャル荷重 |
| Bearing Life | hours | ≥ 1 × 10⁷ | 定格荷重・速度下のL₁₀寿命 |
| Mass (Weight) | g | 120 | 質量 |
| Moment of Inertia | g·cm² | 10 | 慣性モーメント |
2.6 環境・信頼性
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Operating Temp | °C | -20 ～ +85 | 動作温度範囲 |
| Storage Temp | °C | -40 ～ +100 | 保管・輸送温度範囲 |
| Humidity | % RH | 5 ～ 95 | 結露なき状態での相対湿度 |
| Vibration | g, Hz | 10 g, 10–2000 Hz | ランダム振動試験 |
| Shock | g | 50 | 衝撃耐性 |
| IP Rating | — | IP65 / IP67 | 防塵・防水等級 |
| EMC Emission | dBµV | CISPR 22 Class B | 電磁放射 |
| EMC Immunity | kV, V/m | IEC 61000‑4‑2, 4 kV | ESD・電界耐性 |
2.7 通信・インターフェース
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Incremental Output | — | A/B/Z | Incremental 信号 |
| Absolute Interface | — | SSI, BiSS‑C | 同期型シリアルプロトコル |
| Fieldbus Protocols | — | CANopen, EtherCAT | フィールドバスネットワーク |
| Connector Type | — | M12 8‑pin | コネクタタイプ |
| Cable Length | m | 2 / 5 / Custom | 標準およびオプション長 |
2.8 機能安全・認証
| フィールド | 単位 | 例 | 説明 |
|---|---|---|---|
| Safety Level | — | SIL2 / PL d | 機能安全等級 |
| Diagnostics | % | 99 | 診断カバレッジ率 |
| Approvals | — | CE, UL, RoHS | 各種規格適合・認証 |
2.9 付属品・オプション
- 標準ケーブル：PVC/PURジャケット、長さ 2 m
- オプションフランジキット：同期フランジ、サーボクランプフランジ、多穴マウントプレート
- コネクタ：M12、M23または防水航空コネクタのカスタム対応
- ファームウェア設定：Resolution、Rotation Direction、Filtering などをソフトウェアで調整可能
3. 比較・参照のポイント
- テスト条件：仕様値は特定環境・負荷下で測定。注釈や「Test Conditions」を必ず確認。
- 定格 vs 最大：連続使用可能な定格値と一時的に耐えうる最大値を区別。
- 動的 vs 静的：動作中／停止時でAccuracy、Thermal Drift、Shaft Run‑outなどが異なる場合あり。
- 複数ベンダ比較：同一テンプレートで製品一覧を作成し、主要指標を素早く比較。
4. 完全仕様テンプレート例
| Parameter | Unit | Value / Notes | Description |
|---|---|---|---|
| Model Number | — | ENC‑X12‑2048‑T | 2048 PPR, TTL Incremental Encoder |
| Supply Voltage | VDC | 5 ± 5 % | TTL standard |
| Operating Current | mA | ≤ 100 | |
| Output Type | — | TTL Push‑Pull, RS422 | Incremental A/B/Z |
| Resolution | PPR | 2048 | |
| Accuracy | arcsec | ± 30 | Over full temperature range |
| Repeatability | arcsec | ± 5 | |
| Max. Speed | RPM | 6000 | |
| Shaft Diameter | mm | 6 | Solid shaft |
| Radial Load | N | 20 | |
| Axial Load | N | 10 | |
| Bearing Life | hours | ≥ 1×10⁷ | L₁₀ @ rated load & speed |
| IP Rating | — | IP67 | |
| Operating Temperature | °C | -20 to +85 | |
| Interface | — | SSI, CANopen | |
| Safety Level | — | SIL2 / PL d | |
| Approvals | — | CE, RoHS, UL |
上記の詳細フィールド説明とテンプレートを活用し、どのデータシートでもコアパラメータを素早く把握・理解することで、産業用自動化システムに最適なエンコーダーを正確に選定・統合・運用できます。