(57)【要約】【課題】小型化に好適なアブソリュートエンコーダを提供する。【解決手段】アブソリュートエンコーダは、モータ軸に固定される主軸ギアのウォームギア部にかみ合うウォームホイール部と、ウォームホイール部を回転可能に支持する板状部材である基部とを備える。基部は、ウォームギア部が貫通する開口部１０−１と、基部の外周面の内、モータ軸の中心軸ＡＸと直交する方向の辺部に形成され、治具が嵌まる一対の凹部１５０とを有する。一対の凹部１５０は、開口部１０−１に貫通するウォームギア部を挟むように配置され、中心軸ＡＸは、中心軸ＡＸが伸びる方向から基部を平面視して、一対の凹部１５０のそれぞれを結ぶ仮想直線ＶＬ上に設けられる。【選択図】図１０
2020165879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの主軸に設けられる駆動歯車にかみ合う従動歯車と、
前記従動歯車を回転可能に支持する板状部材と、
を備え、
前記板状部材は、
前記駆動歯車が貫通する開口部と、
前記板状部材の外周面の内、前記主軸の中心軸と直交する方向の辺部に形成され、治具が嵌まる一対の嵌合部と、
を有し、
前記一対の嵌合部は、前記開口部に貫通する前記駆動歯車を挟むように配置され、
前記中心軸は、前記中心軸が伸びる方向から前記板状部材を平面視して、前記一対の嵌合部のそれぞれを結ぶ仮想直線上に設けられるアブソリュートエンコーダ。
【請求項２】
前記一対の嵌合部のそれぞれは、前記辺部から前記中心軸に向かって窪む凹部であり、
前記凹部を形作る壁面の谷部と前記中心軸とは、前記仮想直線上に設けられる請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項３】
前記一対の嵌合部のそれぞれは、前記中心軸から前記辺部に向かって突き出る凸部であり、
前記凸部を形作る壁面の峰部と前記中心軸とは、前記仮想直線上に設けられる請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項４】
前記駆動歯車の先端部に設けられる円柱状の磁石と、
前記磁石から発生する磁束の変化に対応する前記駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、
を備える請求項１から３の何れか一項に記載のアブソリュートエンコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アブソリュートエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種の制御機械装置において、可動要素の位置や角度を検出するために用いられるロータリーエンコーダが知られている。このようなエンコーダには、相対的な位置又は角度を検出するインクリメンタル型のエンコーダと、絶対的な位置又は角度を検出するアブソリュート型のエンコーダとが存在する。例えば特許文献１には、自動制御装置、ロボット装置などの装置に設けられる運動制御用の回転軸の回転量、又は当該装置に設けられるバルブの開閉に用いる動力伝達用の回転軸の回転量を、絶対量としてデジタル的に計測するためのアブソリュート型のロータリーエンコーダが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平４−９６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のアブソリュートエンコーダでは、モータ出力軸である主軸に設けられる駆動歯車と、当該駆動歯車にかみ合う従動歯車との間のバックラッシュを適切な値に調整するため、例えば工具顕微鏡などを利用した手作業によるバックラッシュ調整が行われる。しかしながら、複数の部品が集積されるアブソリュートエンコーダが小型化される程、バックラッシュ調整の作業は煩雑になる。また、バックラッシュの調整は、熟練者でなければ難しく、経験による要素が大きいため、長時間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バックラッシュ調整を容易化できるアブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態のアブソリュートエンコーダは、モータの主軸に設けられる駆動歯車にかみ合う従動歯車と、従動歯車を回転可能に支持する板状部材とを備える。板状部材は、駆動歯車が貫通する開口部と、板状部材の外周面の内、主軸の中心軸と直交する方向の辺部に形成され、治具が嵌まる一対の嵌合部とを有する。一対の嵌合部は、開口部に貫通する駆動歯車を挟むように配置され、中心軸は、中心軸が伸びる方向から板状部材を平面視して、一対の嵌合部のそれぞれを結ぶ仮想直線上に設けられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るアブソリュートエンコーダは、バックラッシュ調整を容易化できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１がモータ２００に取り付けられた状態を示す斜視図
【図２】図１に示されるケース１１５から蓋部１１６が取り外された状態を示す斜視図
【図３】図２に示すアブソリュートエンコーダ１００−１から基板１２０及び基板取付ねじ１２２が取り外された状態を示す斜視図
【図４】基板１２０の底面図
【図５】図３に示すアブソリュートエンコーダ１００−１の平面図
【図６】アブソリュートエンコーダ１００−１を、モータ軸２０１の中心を通り、Ｘ−Ｚ平面に平行な面で切断した状態の断面図。ただし、第２副軸ギア１３８及び磁気センサ９０は表示している。
【図７】アブソリュートエンコーダ１００−１を第１中間ギア１０２の中心線に垂直で、第１副軸ギア１０５の中心を通る平面で切断した断面図
【図８】アブソリュートエンコーダ１００−１を第２副軸ギア１３８の中心及び第２中間ギア１３３の中心を通るＺ軸方向に平行な平面で切断した状態を略右側方から視た断面図
【図９】本発明の実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１が備えるマイコン１２１の機能構成を示す図
【図１０】実施の形態１の変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−１が備えるメインベース１１０の基部１１０ａを示す図
【図１１】図１０に示される主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのバックラッシュの調整方法を説明するためのフローチャート
【図１２】仮想直線ＶＬ上に配置される治具５００及び治具６００を示す図
【図１３】一対の凹部１５０にそれぞれ治具５００及び治具６００が嵌め込まれた状態を示す図
【図１４】本発明の実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２がモータ２００に取り付けられた状態を示す斜視図
【図１５】図１４に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２からケース１５及び取付ねじ１６が取り外された状態を示す斜視図
【図１６】図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２から基板２０及び基板取付ねじ１３が取り外された状態を示す斜視図
【図１７】図１６に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２がモータ２００に取り付けられた状態の斜視図から、モータ２００及びねじ１４が取り外された状態を示す斜視図
【図１８】図１７に示されるメインベース１０、中間ギア２などを平面視した状態を示す図
【図１９】図１８に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を、中間ギア２の中心を通り、かつ、Ｘ−Ｙ平面に平行な面で切断した断面図
【図２０】図１９に示されるベアリング３が中間ギア２から外された状態を示す拡大部分断面図
【図２１】図１８に示される主軸ギア１の中心を通り、中間ギア２の中心線に垂直な平面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図。ただし基板２０と磁気センサ４０は断面にしていない。
【図２２】図１９に示される副軸ギア５の中心を通り、中間ギア２の中心線に垂直な平面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図。ただし、基板２０と磁気センサ５０は断面にしていない。
【図２３】図１６に示される複数の部品の内、中間ギア２が除かれた状態を示す斜視図
【図２４】図２３に示される壁部７０からねじ１２が取り外された状態と、ねじ１２が取り外された後の板バネ１１の状態と、板バネ１１に向き合う板バネ取付面１０ｅが設けられた壁部７０とを示す斜視図。ただし、モータ２００と主軸ギア１は表示していない。
【図２５】図１８に示される基板位置決めピン１０ｇの中心と、基板位置決めピン１０ｊの中心とを通り、Ｚ軸方向に平行な面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図。ただし、磁気センサ４０は断面にしていない。
【図２６】図１５に示される基板２０を下面２０−１側から見た図
【図２７】図１４の状態からモータ２００を取り除き、メインベース１０の下面１０−２側から見た図
【図２８】図１４に示されるケース１５の斜視図
【図２９】図１６に示される基板位置決めピン１０ｇの中心と、基板位置決めピン１０ｊの中心とを通るＺ軸方向に平行な面で図１４に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図。ただし、モータ２００と主軸ギア１は断面にしていない。
【図３０】図２２に示される永久磁石８、マグネットホルダ６、副軸ギア５及びベアリング７の分解斜視図
【図３１】図２１に示される永久磁石９、主軸ギア１及びモータ軸２０１の分解斜視図
【図３２】主軸ギア１０１（主軸ギア１）に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ａ）と、第１副軸ギア１０５（副軸ギア５）に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石８の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石９の磁束に重畳した状態を磁気センサ４０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図
【図３３】第１副軸ギア１０５（副軸ギア５）に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ａ）と、主軸ギア１０１（主軸ギア１）に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石９の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石８の磁束に重畳した状態を磁気センサ５０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図
【図３４】本発明の実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるマイコン２１の機能構成を示す図
【図３５】実施の形態２の第１変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるメインベース１０の基部６０を示す図
【図３６】実施の形態２の第２変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるメインベース１０の基部６０を示す図
【図３７】実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に適用可能な永久磁石９Ａを示す図
【図３８】実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に適用可能な永久磁石９Ｂを示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの構成を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１がモータ２００に取り付けられた状態を示す斜視図である。以下、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸方向は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向及びＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向あるいは右方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向は上方向あるいは下方向と表記することがある。図１では、Ｚ軸方向で上から視た状態を平面視と、Ｙ軸方向で前から視た状態を正面視と、Ｘ軸方向で左右から視た状態を側面視という。このような方向の表記はアブソリュートエンコーダ１００−１の使用姿勢を制限するものではなく、アブソリュートエンコーダ１００−１は任意の姿勢で使用されうる。なお、図面において歯部形状は省略している。
【００１１】
図２は、図１に示されるケース１１５から蓋部１１６が取り外された状態を示す斜視図である。図３は、図２に示すアブソリュートエンコーダ１００−１から基板１２０及び基板取付ねじ１２２が取り外された状態を示す斜視図である。図４は、基板１２０の底面図である。図５は、図３に示すアブソリュートエンコーダ１００−１の平面図である。図６は、アブソリュートエンコーダ１００−１を、モータ軸２０１の中心を通り、Ｘ−Ｚ平面に平行な面で切断した状態の断面図である。ただし、第２副軸ギア１３８及び磁気センサ９０は表示している。図７は、アブソリュートエンコーダ１００−１を第１中間ギア１０２の中心線に垂直で、第１副軸ギア１０５の中心を通る平面で切断した断面図である。図７ではケース１１５及び蓋部１１６の記載が省略されている。図８は、アブソリュートエンコーダ１００−１を第２副軸ギア１３８の中心及び第２中間ギア１３３の中心を通るＺ軸方向に平行な平面で切断した状態を略右側方から視た断面図である。また図８では、ケース１１５及び蓋部１１６の記載が省略されている。
【００１２】
以下では、図１から図８を参照してアブソリュートエンコーダ１００−１の構成について詳細に説明する。アブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ２００の主軸の複数回転にわたる回転量を特定して出力するアブソリュート型のエンコーダである。モータ２００は、一例として、ステッピングモータ、ＤＣブラシレスモータであってもよい。一例として、モータ２００は、波動歯車装置などの減速機構を介して産業用などのロボットを駆動する駆動源として適用されてもよい。モータ２００のモータ軸２０１は、モータ２００のＺ軸方向の両側に突出している。アブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ軸２０１の回転量をデジタル信号として出力する。なお、モータ軸２０１は主軸の一例である。
【００１３】
アブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ２００のＺ軸方向の端部に設けられている。アブソリュートエンコーダ１００−１の形状に特別な制限はないが、実施の形態では、アブソリュートエンコーダ１００−１は、平面視で略矩形状を有し、正面視及び側面視で主軸の延伸方向（以下、軸方向という。実施の形態１で、軸方向はＺ軸方向に平行な方向である。）に薄い横長の矩形状を有する。つまり、アブソリュートエンコーダ１００−１はＺ軸方向に偏平な直方体形状を有する。
【００１４】
アブソリュートエンコーダ１００−１は、内部構造を収容する中空角筒状のケース１１５を備える。ケース１１５は、少なくとも主軸と中間回転体とを包囲する複数（例えば４つ）の外壁部１１５ａ、外壁部１１５ｂ、外壁部１１５ｃ及び外壁部１１５ｄを含む。ケース１１５の外壁部１１５ａ、外壁部１１５ｂ、外壁部１１５ｃ及び外壁部１１５ｄの端部に、蓋部１１６が固定されている。蓋部１１６は、平面視で略矩形状を有し、軸方向に薄い板状の部材である。
【００１５】
外壁部１１５ａ、外壁部１１５ｂ、外壁部１１５ｃ及び外壁部１１５ｄは、この順でそれぞれ連結されている。外壁部１１５ａ及び外壁部１１５ｃは、互いに平行に設けられる。外壁部１１５ｂ及び外壁部１１５ｄは、外壁部１１５ａ及び外壁部１１５ｃの側端部に架け渡され、互いに平行に設けられる。この例では、外壁部１１５ａ及び外壁部１１５ｃは、平面視においてＸ軸方向に延伸し、外壁部１１５ｂ及び外壁部１１５ｄは、平面視においてＹ軸方向に延伸している。
【００１６】
アブソリュートエンコーダ１００−１は、メインベース１１０、ケース１１５、蓋部１１６、基板１２０、板バネ１１１、及び複数のねじ１６４を含む。メインベース１１０は、各回転体及び各歯車を軸支する基台である。メインベース１１０は、基部１１０ａと、複数（例えば４個）の支柱１４１と、軸１０６、軸１３４、軸１３９を含む。
【００１７】
メインベース１１０の基部１１０ａは、アブソリュートエンコーダ１００−１のモータ２００側に面する板状の部分であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延在する。メインベース１１０の基部１１０ａには、中空角筒状のケース１１５が、複数（例えば３個）のねじ１６４によって固定される。
【００１８】
メインベース１１０に配設される支柱１４１は、基部１１０ａから軸方向でモータ２００から遠ざかる方向に突出する略円柱状の部分であり、基板１２０を支持する。支柱１４１の突出端には、基板１２０が、基板取付ねじ１２２を用いて固定される。図２では、基板１２０がエンコーダ内部を覆うように設けられている様子が示されている。基板１２０は、平面視で略矩形状を有し、軸方向に薄い板状のプリント配線基板である。基板１２０には、主に磁気センサ５０、磁気センサ４０、磁気センサ９０及びマイコン１２１が実装されている。
【００１９】
またアブソリュートエンコーダ１００−１は、主軸ギア１０１、ウォームギア部１０１ｃ、ウォームホイール部１０２ａ、第１中間ギア１０２、第１ウォームギア部１０２ｂ、ウォームホイール部１０５ａ、第１副軸ギア１０５、第２ウォームギア部１０２ｈ、及びウォームホイール部１３３ａを含む。またアブソリュートエンコーダ１００−１は、第２中間ギア１３３、第４駆動歯車部１３３ｄ、第４従動歯車部１３８ａ、第２副軸ギア１３８、永久磁石８、永久磁石９、永久磁石１７、磁気センサ５０、磁気センサ４０、磁気センサ９０、及びマイコン１２１を含む。
【００２０】
主軸ギア１０１は、モータ軸２０１の回転に従って回転し、モータ軸２０１の回転をウォームギア部１０１ｃに伝える。図６に示すように、主軸ギア１０１は、モータ軸２０１の外周に嵌合する第１筒状部１０１ａと、ウォームギア部１０１ｃが形成される円盤部１０１ｂと、永久磁石９を保持する磁石保持部１０１ｄとを含む。磁石保持部１０１ｄは、円盤部１０１ｂの中央部、第１筒状部１０１ａの上端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。第１筒状部１０１ａと、円盤部１０１ｂと、磁石保持部１０１ｄとは、各中心軸が略一致するように一体に形成される。主軸ギア１０１は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。主軸ギア１０１は、例えばポリアセタール樹脂から形成されている。
【００２１】
ウォームギア部１０１ｃは、ウォームホイール部１０２ａを駆動する第１駆動歯車の一例である。特に、ウォームギア部１０１ｃは、円盤部１０１ｂの外周に形成される条数＝１のウォームギアである。ウォームギア部１０１ｃの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に延伸している。
【００２２】
図５に示すように、第１中間ギア１０２は、主軸ギア１０１の回転を、ウォームホイール部１０５ａ及び第２中間ギア１３３に伝えるギア部である。第１中間ギア１０２は、軸１０４によって基部１１０ａに略平行に伸びる回転軸線Ｌａの周りに軸支されている。第１中間ギア１０２は、その回転軸線Ｌａの方向に延伸する略円筒形状の部材である。第１中間ギア１０２は、基部１０２ｃと、ウォームホイール部１０２ａが形成される第１筒部１０２ｄと、第１ウォームギア部１０２ｂが形成される第２筒部１０２ｅと、第２ウォームギア部１０２ｈが形成される第３筒部１０２ｆとを含み、内部に貫通孔が形成され、この貫通孔に軸１０４が挿通されている。この軸１０４をメインベース１１０の基部１１０ａに設けられた支持部１１０ｂ及び支持部１１０ｃに形成された孔に挿通することで、第１中間ギア１０２を軸支している。また、軸１０４の支持部１１０ｂ及び支持部１１０ｃより外側に突出した両端付近にはそれぞれ溝が設けられ、この溝に軸１０４の抜け止めのための止め輪１０７、及び止め輪１０８とが嵌め合わされ、軸１０４が抜ける事を防いでいる。
【００２３】
外壁部１１５ａは、第１中間ギア１０２のモータ軸２０１とは反対側に設けられる。外壁部１１５ｃは、外壁部１１５ａと平行に、第１中間ギア１０２のモータ軸２０１が配置される側に設けられる。第１中間ギア１０２は、その回転軸線Ｌａが任意の方向に向くように配置されてもよい。第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａは、平面視において、第１中間ギア１０２のモータ軸２０１とは反対側に設けられる外壁部１１５ａの延伸方向に対して、５°から３０°の範囲で傾斜して設けられてもよい。図５の例では第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａは外壁部１１５ａの延伸方向に対して２０°傾斜している。換言すると、ケース１１５は、平面視において、第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａに対して５°から３０°の範囲で傾斜した方向に延在する外壁部１１５ａを含んでいる。図５の例では、外壁部１１５ａの延在方向と第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａとの傾斜Ｄｓは２０°に設定されている。
【００２４】
実施の形態１では、第１中間ギア１０２の基部１０２ｃは円筒形状を有し、第１筒部１０２ｄ、第２筒部１０２ｅ、及び第３筒部１０２ｆは基部１０２ｃより大径の円筒形状を有する。また、第１中間ギア１０２の中央には貫通孔が形成されている。基部１０２ｃと、第１筒部１０２ｄと、第２筒部１０２ｅと、第３筒部１０２ｆと、貫通孔とは、各中心軸が略一致するように一体に形成される。第２筒部１０２ｅ、第１筒部１０２ｄ、及び第３筒部１０２ｆは、この順で互いに離れた位置に配置される。第１中間ギア１０２は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。実施の形態１では、第１中間ギア１０２は、ポリアセタール樹脂から形成されている。
【００２５】
支持部１１０ｂ及び支持部１１０ｃのそれぞれは、メインベース１１０の基部１１０ａの一部を切り起こすことにより、基部１１０ａからＺ軸正方向に突き出る突形状の部材であり、第１中間ギア１０２の軸１０４が挿通する孔が形成されている。また、軸１０４の支持部１１０ｂ及び支持部１１０ｃより飛び出た両端付近には溝が設けられ、この溝に軸１０４の抜け止めの為の止め輪１０７、及び止め輪１０８とが嵌め合わされ、軸１０４が抜ける事を防いでいる。このように構成されることによって、第１中間ギア１０２は回転軸線Ｌａにおいて回転可能に支持される。
【００２６】
板バネ１１１について説明する。第１中間ギア１０２は、第１ウォームギア部１０２ｂ及び第２ウォームギア部１０２ｈが各ウォームホイールを駆動することにより、第１中間ギア１０２の軸方向Ｔｄに反力が作用し、軸方向Ｔｄの位置が変動することがある。そこで、実施の形態１では、第１中間ギア１０２に付勢力を付与する板バネ１１１が設けられている。板バネ１１１は、第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａ方向の付勢力を第１中間ギア１０２に付与することにより、軸方向Ｔｄの位置変動を抑制する。板バネ１１１は、メインベース１１０の基部１１０ａに取付けられる取付部１１１ｂと、取付部１１１ｂから延出して半球型突起１０２ｇに接触する摺動部１１１ａと、を含む。取付部１１１ｂと、摺動部１１１ａとは薄板状のスプリング材から形成され、摺動部１１１ａの根元が途中で取付部１１１ｂに対して略直角に折曲げられている。このように板バネ１１１が第１中間ギア１０２の半球型突起１０２ｇに直接当接し押圧することで、第１中間ギア１０２を軸方向Ｔｄに付勢する。また、メインベース１１０の支持部１１０ｃには第１中間ギア１０２の摺動部１０２ｉが当接し摺動する。これにより、第１中間ギア１０２の軸方向Ｔｄの位置の変動を抑えることが可能となる。
【００２７】
実施の形態１では、第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａとかみ合った第１ウォームギア部１０２ｂが回転することによって第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａから第１中間ギア１０２が受ける反力の向きは、第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａとかみ合った第２ウォームギア部１０２ｈが回転することによって第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａから第１中間ギア１０２が受ける反力の向きとは逆に設定されている。つまり、各反力の第１中間ギア１０２の軸方向Ｔｄの成分が互いに逆向きになるように、各ウォームギアの歯形状が設定されている。具体的には、各ウォームギアにおける歯の傾斜方向が、それぞれが第１中間ギア１０２に与える反力の軸方向Ｔｄの成分の向きが互いに逆向きになるように設定されている。この場合、各ウォームギアから第１中間ギア１０２が受ける反力の軸方向Ｔｄ成分の方向が同じ場合に比べて軸方向Ｔｄの合成反力が小さくなるので、それに応じて板バネ１１１の付勢力を小さくすることが可能になる。これにより、第１中間ギア１０２の回転抵抗が減少して円滑に回転することができる。
【００２８】
上記の方法は主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いによる摺動抵抗が比較的小さく、主軸ギア１０１の回転により第１中間ギア１０２に与える軸方向Ｔｄの力が、第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａと、第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａとから、第１中間ギア１０２が受ける反力に比べて比較的小さい場合に有効であるが、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いの摺動抵抗が比較的大きい場合には、下記の方法が有効となる。
【００２９】
図５において、主軸ギア１０１が右回転する場合、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いによる摺動抵抗によって、第１中間ギア１０２には軸方向Ｔｄに対して右の力が働き、第１中間ギア１０２は右方向に移動しようとする。この時、上記に述べたような手法によって、第１中間ギア１０２の両端のウォームギアにより発生する軸方向Ｔｄの力を相殺するように設定されていた場合、前述のような主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いによる摺動抵抗によって、第１中間ギア１０２に働く右方向の力が相対的に大きくなる。この第１中間ギア１０２に働く右方向の力に抗して、第１中間ギア１０２が右方向に動く事を阻止する為には板バネ１１１の押圧力を大きくしなければならない。それにより、板バネ１１１の摺動部１１１ａと、摺動部１１１ａに当接し押圧されている第１中間ギア１０２の半球型突起１０２ｇとの摺動抵抗と、半球型突起１０２ｇの第１中間ギア１０２の逆方向端部に位置する摺動部１０２ｉと支持部１１０ｃとの摺動抵抗とが増え、第１中間ギア１０２の回転抵抗が大きくなる。
【００３０】
主軸ギア１０１が右回転した時に、第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａとかみ合った第１ウォームギア部１０２ｂが回転することによって、第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａから第１中間ギア１０２が受ける反力の向きと、第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａとかみ合った第２ウォームギア部１０２ｈが回転することによって、第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａから第１中間ギア１０２が受ける反力の向きを、双方ともに、第１中間ギア１０２を軸方向Ｔｄに対して左に動かそうとする方向の力に設定することによって、前述の主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いによる摺動抵抗によって、第１中間ギア１０２に働く右方向の力を小さくすることが可能となる。この事により板バネ１１１によって第１中間ギア１０２に与える付勢力を小さくすることが出来る。これにより第１中間ギア１０２の回転抵抗が減少して円滑に回転することができる。
【００３１】
一方、主軸ギア１０１が左回転した場合には、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのかみ合いによる摺動抵抗によって、第１中間ギア１０２には軸方向Ｔｄに対して左の力が働き、第１中間ギア１０２は左に動こうとする。この時、第１中間ギア１０２の両端にある第１ウォームギア部１０２ｂ及び第２ウォームギア部１０２ｈが受ける反力は、ともに第１中間ギア１０２を右に動かそうとする力になる。よって、この場合にも、第１中間ギア１０２に働く左方向の力を小さくすることが可能となる。板バネ１１１によって第１中間ギア１０２に与える付勢力は、常に軸方向Ｔｄに対して左向きの力なので、上記３箇所のギアのかみ合いによる第１中間ギア１０２に働く左方向の力が小さくなることによって、第１中間ギア１０２に加わる総合的な左向きの力も小さくなる。これにより、第１中間ギア１０２の図中左端の摺動部１０２ｉと、メインベース１１０の基部１１０ａに設けられた支持部１１０ｃとの摺動による回転抵抗を小さくすることが出来る。
【００３２】
図５において、ウォームホイール部１０２ａは、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃとかみ合う第１従動歯車の一例である。ウォームホイール部１０２ａは、第１筒部１０２ｄの外周に形成される歯数＝２０のウォームホイールである。ウォームギア部１０１ｃ及びウォームホイール部１０２ａは第１ウォーム変速機構を構成する。ウォームホイール部１０２ａの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に垂直な方向に延伸している。
【００３３】
主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃの条数が1であり、第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａの歯数が２０である場合には、減速比は２０である。すなわち、主軸ギア１０１が２０回転すると第１中間ギア１０２は２０÷２０＝１回転する。
【００３４】
第１ウォームギア部１０２ｂは、ウォームホイール部１０５ａを駆動する第２駆動歯車の一例であり、かつ、第１中間ギア１０２のギア部である。特に、第１ウォームギア部１０２ｂは、第２筒部１０２ｅの外周に形成される条数＝５のウォームギアである。第１ウォームギア部１０２ｂの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に垂直な方向に延伸している。
【００３５】
図５及び図７において、第１副軸ギア１０５は、モータ軸２０１の回転に従い、減速されて永久磁石８と一体となって回転する。第１副軸ギア１０５は、メインベース１１０の基部１１０ａから略垂直に突出する軸１０６により軸支される円筒形状の軸受部１０５ｂと、ウォームホイール部１０５ａが形成される円盤部１０５ｃと、永久磁石８を保持する保持部１０５ｄと、を含む平面視で略円形状の部材である。
【００３６】
図７において、円盤部１０５ｃは、軸受部１０５ｂの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。実施の形態１では、円盤部１０５ｃは、軸受部１０５ｂの基部１１０ａから遠い方の端部に寄った位置に設けられている。保持部１０５ｄは、円盤部１０５ｃの軸方向で基部１１０ａから遠い方の端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。軸受部１０５ｂと、円盤部１０５ｃと、保持部１０５ｄと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第１副軸ギア１０５は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。実施の形態１では、第１副軸ギア１０５は、ポリアセタール樹脂から形成されている。
【００３７】
ウォームホイール部１０５ａは、第１ウォームギア部１０２ｂがかみ合う第２従動歯車の一例である。特に、ウォームホイール部１０５ａは、円盤部１０５ｃの外周に形成される歯数＝２５の歯車である。第１ウォームギア部１０２ｂ及びウォームホイール部１０５ａは第２ウォーム変速機構を構成する。ウォームホイール部１０５ａの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に平行な方向に延伸している。
【００３８】
第１中間ギア１０２の第１ウォームギア部１０２ｂの条数が５であり、第１副軸ギア１０５のウォームホイール部１０５ａの歯数が２５である場合には、減速比は５である。すなわち、第１中間ギア１０２が５回転すると、第１副軸ギア１０５は１回転する。従って、主軸ギア１０１が１００回転すると第１中間ギア１０２は１００÷２０＝５回転し、第１副軸ギア１０５は５÷５＝１回転する。第１副軸ギア１０５は永久磁石８と一体となって回転するので、主軸ギア１０１が１００回転すると永久磁石８は１回転する。つまり、磁気センサ５０は、主軸ギア１０１の１００回転分の回転量を特定することができる。
【００３９】
このように構成されたアブソリュートエンコーダ１００−１は、主軸ギア１０１の回転量を特定することができる。一例として、主軸ギア１０１が１回転したとき、第１副軸ギア１０５及び永久磁石８は１／１００回転、すなわち３．６°回転する。このため、第１副軸ギア１０５の回転角度が３．６°以下であれば、主軸ギア１０１は１回転以内の回転量であると特定することができる。
【００４０】
図５において、第２ウォームギア部１０２ｈは、ウォームホイール部１３３ａを駆動する第３駆動歯車の一例であり、かつ、第１中間ギア１０２のギア部である。特に、第２ウォームギア部１０２ｈは、第３筒部１０２ｆの外周に形成される条数＝１のウォームギアである。第２ウォームギア部１０２ｈの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に垂直な方向に延伸している。
【００４１】
図５において、第２中間ギア１３３は、モータ軸２０１の回転に従って回転し、モータ軸２０１の回転を減速して第２副軸ギア１３８に伝える円盤状のギア部である。第２中間ギア１３３は、第２ウォームギア部１０２ｈと、第２副軸ギア１３８に設けられる第４従動歯車部１３８ａとの間に設けられる。第４従動歯車部１３８ａは、第４駆動歯車部１３３ｄとかみ合う。第２中間ギア１３３は、第３駆動歯車の第２ウォームギア部１０２ｈとかみ合うウォームホイール部１３３ａと、第４従動歯車部１３８ａを駆動する第４駆動歯車部１３３ｄとを有する。第２中間ギア１３３は、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。第２中間ギア１３３は、平面視で略円形状の部材である。第２中間ギア１３３は、メインベース１１０の基部１１０ａに軸支される軸受部１３３ｂと、ウォームホイール部１３３ａが形成される張出部１３３ｃと、を含む。
【００４２】
図５において、第２中間ギア１３３を備えることにより、その分、後述する第２副軸ギア１３８を第２ウォームギア部１０２ｈから遠ざけた位置に配置することができる。このため、永久磁石９、永久磁石１７の間の距離を長くして互いの漏れ磁束の影響を減らすことができる。また、第２中間ギア１３３を備えることにより、その分減速比を設定できる範囲が拡がり設計の自由度が向上する。
【００４３】
図８において、張出部１３３ｃは、軸受部１３３ｂの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。実施の形態１では、張出部１３３ｃは、軸受部１３３ｂのメインベース１１０の基部１１０ａから遠い方の端部に寄った位置に設けられている。第４駆動歯車部１３３ｄは、軸受部１３３ｂの張出部１３３ｃより基部１１０ａ側の領域の外周に形成される。軸受部１３３ｂと、張出部１３３ｃと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。
【００４４】
ウォームホイール部１３３ａは、第２ウォームギア部１０２ｈにかみ合わされる第２中間ギア１３３のギア部である。特に、ウォームホイール部１３３ａは、張出部１３３ｃの外周に形成される歯数＝３０のウォームホイールである。第２ウォームギア部１０２ｈ及びウォームホイール部１３３ａは第３ウォーム変速機構を構成する。ウォームホイール部１３３ａの回転軸線はモータ軸２０１の軸方向に平行な方向に延伸している。
【００４５】
第１中間ギア１０２の第２ウォームギア部１０２ｈの条数が１であり、第２中間ギア１３３のウォームホイール部１３３ａの歯数が３０である場合には、減速比は３０である。すなわち、第１中間ギア１０２が３０回転すると、第２中間ギア１３３は１回転する。従って、主軸ギア１０１が６００回転すると第１中間ギア１０２は６００÷２０＝３０回転し、第２中間ギア１３３は３０÷３０＝１回転する。
【００４６】
第４駆動歯車部１３３ｄは、第４従動歯車部１３８ａを駆動する伝達要素である。第４駆動歯車部１３３ｄは、主軸ギア１０１の第１副軸ギア１０５側とは反対側に設けられ、ウォームホイール部１３３ａの回転に従って回転する。第４駆動歯車部１３３ｄは、軸受部１３３ｂの外周に形成される歯数＝２４の平歯車である。
【００４７】
図８において、第２副軸ギア１３８は、モータ軸２０１の回転に従って回転し、モータ軸２０１の回転を減速して永久磁石１７に伝える、平面視で円形状のギア部である。第２副軸ギア１３８は、メインベース１１０の基部１１０ａから略垂直に伸びる回転軸線周りに軸支されている。第２副軸ギア１３８は、メインベース１１０の基部１１０ａに軸支される軸受部１３８ｂと、第４従動歯車部１３８ａが形成される張出部１３８ｃと、永久磁石１７を保持する磁石保持部１３８ｄと、を含む。軸受部１３８ｂは、メインベース１１０の基部１１０ａから突出する軸１３９を、隙間を介して環囲する円筒形状を有する。
【００４８】
張出部１３８ｃは、軸受部１３８ｂの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。実施の形態１では、張出部１３８ｃは、軸受部１３８ｂのメインベース１１０の基部１１０ａに寄った位置に設けられている。磁石保持部１３８ｄは、軸受部１３８ｂの軸方向で基部１１０ａから遠い方の端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。軸受部１３８ｂと、張出部１３８ｃと、磁石保持部１３８ｄと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第２副軸ギア１３８は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。実施の形態１では、第２副軸ギア１３８は、ポリアセタール樹脂から形成されている。
【００４９】
第４従動歯車部１３８ａは、第４駆動歯車部１３３ｄに駆動される伝達要素である。第４従動歯車部１３８ａ及び第４駆動歯車部１３３ｄは、減速機構を構成する。特に、第４従動歯車部１３８ａは、張出部１３８ｃの外周に形成される歯数＝４０の平歯車である。
【００５０】
第４駆動歯車部１３３ｄの歯数が２４で、第４従動歯車部１３８ａの歯数が４０である場合は、減速比は４０/２４＝５/３である。主軸ギア１０１が１０００回転すると第１中間ギア１０２は１０００÷２０＝５０回転し、第２中間ギア１３３は５０÷３０＝５/３回転する。従って、第２副軸ギア１３８は５/３÷５/３＝１回転する。第２副軸ギア１３８は永久磁石１７と一体となって回転するので、主軸ギア１０１が１０００回転すると永久磁石１７は１回転する。つまり、磁気センサ９０は、主軸ギア１０１の１０００回転分の回転量を特定することができる。
【００５１】
図５〜図８において、永久磁石９は第１永久磁石であり、永久磁石８は第２永久磁石であり、永久磁石１７は第３永久磁石である。永久磁石８、永久磁石９及び永久磁石１７のそれぞれ（以下、各永久磁石と表記する）は軸方向に偏平な略円柱形状を有する。各永久磁石は、例えばフェライト系、Ｎｄ（ネオジム）−Ｆｅ（鉄）−Ｂ（ホウ素）系などの磁性材料から形成される。各永久磁石は、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、あるいは、ボンド磁石であってもよい。各永久磁石には磁極が設けられる。各永久磁石の磁化方向に制限はないが、実施の形態１では、図３７、図３８に示すように２極の磁極が各永久磁石の磁気センサに対向する端面に設けられている。各永久磁石の回転方向の磁束密度分布は台形波形状であってもよく、正弦波状や矩形波形状であってもよい。
【００５２】
各永久磁石は、各回転体の端部に形成された凹部に一部または全部が収容され、例えば接着やカシメ、圧入等により固定される。永久磁石８は第１副軸ギア１０５の保持部１０５ｄに接着固定されている。永久磁石９は、主軸ギア１０１の磁石保持部１０１ｄに接着固定されている。永久磁石１７は、第２副軸ギア１３８の磁石保持部１３８ｄに接着固定されている。
【００５３】
各永久磁石の間の距離が短いと、互いに隣り合うマグネットの漏れ磁束の影響により磁気センサの検出誤差が大きくなる。そこで図５の例では、平面視において、永久磁石９と永久磁石８は、ケース１１５の外壁部１１５ａに対して傾斜する見通し線Ｌｍ上に離隔して配置されている。見通し線Ｌｍは、永久磁石８と永久磁石９とを結ぶ仮想線に等しい。永久磁石９と永久磁石１７は、ケース１１５の外壁部１１５ａに対して傾斜する見通し線Ｌｎ上に離して配置されている。見通し線Ｌｎは、永久磁石１７と永久磁石９とを結ぶ仮想線に等しい。実施例１においては、見通し線Ｌｍ、Ｌｎを外壁部１１５ａに対して傾斜させて設けているため、見通し線Ｌｍ、Ｌｎが外壁部１１５ａに平行な場合に比べて、各永久磁石の間の距離を長くすることができる。
【００５４】
磁気センサ５０、磁気センサ４０及び磁気センサ９０のそれぞれ（以下、各磁気センサと表記する）は、各回転体の１回転に対応する０°〜３６０°の範囲の絶対的な回転角を検知するセンサである。各磁気センサは検知した回転角に応じた信号（例えばデジタル信号）をマイコン１２１に出力する。各磁気センサは、一旦通電を停止して再通電をした場合にも、通電停止前と同じ回転角を出力する。このためバックアップ電源を備えない構成が可能である。
【００５５】
各磁気センサは、図４に示すように、基板１２０のメインベース１１０の基部１１０ａ側の面にはんだ付けや接着などの方法により同一平面上に固定されている。磁気センサ４０は、主軸ギア１０１に設けた永久磁石９の端面と、一定の隙間を介して対向する位置になるように、基板１２０に固定される。磁気センサ４０は、永久磁石９から発生する磁束の変化に対応する主軸ギア１０１の回転角度を検出する第１角度センサである。磁気センサ５０は、第１副軸ギア１０５に設けた永久磁石８の端面と、一定の隙間を介して対向する位置になるように、基板１２０に固定される。磁気センサ５０は、永久磁石８から発生する磁束の変化に対応する第１副軸ギア１０５の回転角度を検出する第２角度センサである。磁気センサ９０は、第２副軸ギア１３８に設けた永久磁石１７の端面と、一定の隙間を介して対向する位置になるように、基板１２０に固定される。磁気センサ９０は、永久磁石１７から発生する磁束の変化に対応する第２副軸ギア１３８の回転角度を検出する第３角度センサである。
【００５６】
各磁気センサには比較的分解能が高い磁気式角度センサを使用してもよい。磁気式角度センサは、それぞれの回転体の軸方向において、各永久磁石の磁極を含む端面と、一定の隙間を介して対向配置され、これら磁極の回転に基づいて対向する回転体の回転角を特定してデジタル信号を出力する。磁気式角度センサは、一例として、磁極を検知する検知素子と、この検知素子の出力に基づいてデジタル信号を出力する演算回路と、を含む。検知素子は、例えばホールエレメントやＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）エレメントなどの磁界検知要素を複数（例えば４つ）含んでもよい。
【００５７】
演算回路は、例えば複数の検知素子の出力の差や比をキーとしてルックアップテーブルを用いてテーブル処理によって回転角を特定するようにしてもよい。この検知素子と演算回路とは一つのＩＣチップ上に集積されてもよい。このＩＣチップは薄型の直方体形状の外形を有する樹脂中に埋め込まれてもよい。各磁気センサは、不図示の配線部材を介して検知した各回転体の回転角に対応するデジタル信号である角度信号をマイコン１２１に出力する。例えば、各磁気センサは各回転体の回転角を複数ビット（例えば７ビット）のデジタル信号として出力する。
【００５８】
図９は、本発明の実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１が備えるマイコン１２１の機能構成を示す図である。マイコン１２１は、基板１２０のメインベース１１０の基部１１０ａ側の面にはんだ付けや接着などの方法により固定されている。マイコン１２１は、ＣＰＵで構成され、磁気センサ４０、磁気センサ５０及び磁気センサ９０のそれぞれから出力される回転角度を表すデジタル信号を取得し、主軸ギア１０１の回転量を演算する。図９に示すマイコン１２１の各ブロックは、マイコン１２１としてのＣＰＵがプログラムを実行することによって実現されるファンクション（機能）を表したものである。マイコン１２１の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。従って、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
【００５９】
マイコン１２１は、回転角取得部１２１ｐ、回転角取得部１２１ｑ、回転角取得部１２１ｒ、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び出力部１２１ｅを備える。回転角取得部１２１ｑは、磁気センサ４０から出力された信号をもとに主軸ギア１０１の回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｑを取得する。回転角取得部１２１ｐは、磁気センサ５０から出力された信号をもとに第１副軸ギア１０５の回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｐを取得する。回転角取得部１２１ｒは、磁気センサ９０で検知された第２副軸ギア１３８の回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｒを取得する。
【００６０】
テーブル処理部１２１ｂは、回転角度Ａｐと、回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０１の回転数とを格納した第１対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０１の回転数を特定する。また、テーブル処理部１２１ｂは、回転角度Ａｒと、回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０１の回転数とを格納した第２対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０１の回転数を特定する。
【００６１】
回転量特定部１２１ｃは、テーブル処理部１２１ｂによって特定された主軸ギア１０１の回転数と、取得した回転角度Ａｑとに応じて、主軸ギア１０１の複数回転にわたる第１回転量を特定する。出力部１２１ｅは、回転量特定部１２１ｃによって特定された主軸ギア１０１の複数回転にわたる回転量を、当該回転量を示す情報に変換して出力する。
【００６２】
このように構成された実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１の作用・効果を説明する。
【００６３】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、モータ軸２０１の回転に従って回転するウォームギア部１０１ｃと、ウォームギア部１０１ｃとかみ合うウォームホイール部１０２ａと、ウォームホイール部１０２ａの回転に従って回転する第１ウォームギア部１０２ｂと、第１ウォームギア部１０２ｂとかみ合うウォームホイール部１０５ａと、ウォームホイール部１０５ａの回転に従って回転する第１副軸ギア１０５と、第１副軸ギア１０５と一体に回転する永久磁石８と、永久磁石８の回転角を検知する磁気センサ５０と、を備えている。この構成によれば、磁気センサ５０の検知結果に応じてモータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。ウォームギア部１０１ｃと、ウォームギア部１０１ｃとかみ合うウォームホイール部１０２ａとを含む第１ウォーム変速機構と、第１ウォームギア部１０２ｂと、第１ウォームギア部１０２ｂとかみ合うウォームホイール部１０５ａとを含む第２ウォーム変速機構と、を備えるため、アブソリュートエンコーダ１００−１は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。
【００６４】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、モータ軸２０１の回転に伴い第１減速比で回転する第１中間ギア１０２と、第１中間ギア１０２の回転に伴い第２減速比で回転する第１副軸ギア１０５と、第１副軸ギア１０５と一体に回転する永久磁石８と、永久磁石８の回転角を検知する磁気センサ５０と、を備え、モータ軸２０１の回転軸線は、第１中間ギア１０２の回転軸線に対してねじれの位置にあり、第１副軸ギア１０５の回転軸線と平行に設定されている。この構成によれば、磁気センサ５０の検知結果に応じてモータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。第１中間ギア１０２の回転軸線が、モータ軸２０１及び第１副軸ギア１０５の回転軸線に対してねじれの位置にあり正面視で直交するため、アブソリュートエンコーダ１００−１は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。
【００６５】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、第１ウォーム変速機構を含み、モータ軸２０１の回転に伴い永久磁石８を回転させる減速機構と、永久磁石８の磁極に応じて永久磁石８の回転角を検知する磁気センサ５０と、を備え、モータ軸２０１の回転軸線は、永久磁石８の回転軸線と平行に設定されている。この構成によれば、磁気センサ５０の検知結果に応じてモータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。第１ウォーム変速機構を含み、モータ軸２０１の回転軸線と永久磁石８の回転軸線とが平行に設定されるため、アブソリュートエンコーダ１００−１は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。
【００６６】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１は、モータ軸２０１の回転角を検知する磁気センサ４０を備えている。この構成によれば、磁気センサ４０の検知結果に応じてモータ軸２０１の回転角を特定することができる。磁気センサ４０を備えない場合に比べて、アブソリュートエンコーダ１００−１は特定可能なモータ軸２０１の回転角の分解能を向上することができる。
【００６７】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１では、ウォームホイール部１０２ａの回転に従って回転する第２ウォームギア部１０２ｈと、第２ウォームギア部１０２ｈとかみ合うウォームホイール部１３３ａと、ウォームホイール部１３３ａの回転に従って回転する第２副軸ギア１３８と、第２副軸ギア１３８と一体に回転する永久磁石１７と、永久磁石１７の回転角を検知する磁気センサ９０と、を備えている。この構成によれば、磁気センサ９０の検知結果に応じてモータ軸２０１の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。磁気センサ９０を備えない場合に比べて、アブソリュートエンコーダ１００−１は特定可能なモータ軸２０１の回転量の範囲を大きくすることができる。
【００６８】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１では、第１ウォームギア部１０２ｂ及び第２ウォームギア部１０２ｈが設けられる第１中間ギア１０２を備え、第１ウォームギア部１０２ｂが回転することによって第１中間ギア１０２が受ける反力の向きは、第２ウォームギア部１０２ｈが回転することによって第１中間ギア１０２が受ける反力の向きとは逆に設定されている。この構成によれば、反力の方向が同じ場合に比べて両反力の合成反力を小さくすることができる。
【００６９】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１では、ウォームホイール部１０２ａの外径はウォームギア部１０１ｃの外径より小さく設定されている。この構成によれば、ウォームホイール部１０２ａの外径が大きい場合に比べて、薄型化が容易である。
【００７０】
ここで、例えば、主軸ギア１０１と第１副軸ギア１０５が互いに隣接して配置される場合、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれで発生した磁束の一部が、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれに対応していない磁気センサに影響を与える、いわゆる磁気干渉について述べる。
【００７１】
図３２は、主軸ギア１０１（主軸ギア１）に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ａ）と、第１副軸ギア１０５（副軸ギア５）に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石８の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石９の磁束に重畳した状態を磁気センサ４０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図である。縦軸は磁束を表し、横軸は主軸ギア１０１の回転角度を表す。このように、磁気センサ４０においては、（Ａ）の波形を検出することが望ましいところ、磁気干渉が発生した場合は、（Ｃ）に示すような波形となり、正確な波形を検出する事ができなくなる。
【００７２】
同様に、図３３は、第１副軸ギア１０５（副軸ギア５）に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ａ）と、主軸ギア１０１（主軸ギア１）に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石９の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石８の磁束に重畳した状態を磁気センサ５０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図である。縦軸は磁束を表し、横軸は第１副軸ギア１０５の回転角度を表す。このように、磁気センサ５０においては、（Ａ）の波形を検出することが望ましいところ、磁気干渉が発生した場合は、（Ｃ）に示すような波形となり、正確な波形を検出する事ができなくなる。また、主軸ギア１０１と第２副軸ギア１３８においても、図３３（Ｃ）と同様に磁気干渉が発生するおそれがある。
【００７３】
実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１は、第１中間ギア１０２のモータ軸２０１とは反対側に配置される外壁部１１５ａを含むケース１１５を備え、平面視において、第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａは外壁部１１５ａの延在方向に対して２０°で傾斜している。この構成によれば、第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａが傾斜していない場合に比べて、各永久磁石の配置直線の外壁部１１５ａに対する傾斜を大きくすることができる。そのため、各永久磁石の間の距離を大きくすることができる。このように、それぞれの永久磁石間の距離を大きくすることによって、永久磁石８、永久磁石９及び永久磁石１７のそれぞれで発生した磁束の一部が、永久磁石８、永久磁石９及び永久磁石１７のそれぞれに対応していない磁気センサに影響を与える磁気干渉の発生を低減できる。例えば、第１副軸ギア１０５に設けられた永久磁石８で発生した磁束の変化を検出する事を本来の目的として設けられた磁気センサ５０に、主軸ギア１０１に設けられた永久磁石９で発生した磁束の一部が、漏れ磁束として干渉することを低減できる。また、永久磁石９で発生した磁束の変化を検出する事を本来の目的として設けられた磁気センサ４０に、第１副軸ギア１０５に設けられた永久磁石８で発生した磁束の一部が漏れ磁束として干渉することを低減できる。そのため、隣り合うマグネットの漏れ磁束の影響を低減することができる。
【００７４】
また実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１では、第２角度センサとモータ２００との間、又は第３角度センサとモータ２００との間に、鉄などの磁性体で構成される板状の部材であるメインベース１１０の基部１１０ａが設けられている。すなわちモータ２００から漏れ出た磁束に対して、基部１１０ａが磁気シールドとして機能する。従って、モータ２００から漏れ出た磁束が磁気センサ４０などに到達し難くなる。その結果、基部１１０ａが例えば透磁率が低い、アルミニウムなどの非磁性体で構成されている場合に比べて、磁気センサによるギアの回転角度又は回転量の検出精度の低下を低減できる。
【００７５】
ここで、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとの間のバックラッシュは、主軸ギア１０１の回転を第１中間ギア１０２へ円滑に伝達するために不可欠である反面、その値が大きくなるほど回転角度の検出精度を低下させる要因になり得る。従って、バックラッシュは適切な値に設定する必要があり、従来では、例えば工具顕微鏡などを利用した手作業によるバックラッシュ調整が行われていた。しかしながら、アブソリュートエンコーダ１００−１の寸法が小さくなる程、バックラッシュ調整は煩雑になる傾向がある。特に、実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１の寸法は、従来技術に比べて、ギアのサイズがより一層小さいため、アブソリュートエンコーダ１００−１では、例えば０．０１ｍｍ単位でのバックラッシュの調整が必要不可欠となり、熟練者であってもバックラッシュの調整に数時間要する場合がある。このようなことを鑑みて、アブソリュートエンコーダ１００−１が備える基部１１０ａは、以下のように構成することが望ましい。
【００７６】
図１０は、実施の形態１の変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−１が備えるメインベース１１０の基部１１０ａを示す図である。以下では、メインベース１１０の基部１１０ａを、単に基部１１０ａと称する場合がある。基部１１０ａの四辺は、Ｙ−Ｚ平面に平行な第１辺３０１と、第１辺３０１と平行な第２辺３０２と、Ｘ−Ｚ平面に平行で第１辺３０１に隣接する第３辺３０３と、第３辺３０３と平行な第４辺３０４とにより構成される。第１辺３０１は、メインベース１１０のＸ軸正方向側に設けられる辺である。第２辺３０２は、メインベース１１０のＸ軸負方向側に設けられる辺である。第３辺３０３は、メインベース１１０のＹ軸正方向側に設けられる辺である。第４辺３０４は、メインベース１１０のＹ軸負方向側に設けられる辺である。基部１１０ａには、開口部１０−１と、一対の凹部１５０とが設けられる。開口部１０−１は、基部１１０ａをＺ軸方向に貫通する穴である。開口部１０−１には、開口部１０−１を形作る壁面がウォームギア部１０１ｃと向き合うように、主軸ギア１０１が設けられる。
【００７７】
「ＡＸ」は、図３などに示されるモータ軸２０１の中心軸であり、当該中心軸は主軸ギア１０１の中心軸に等しい。一対の凹部１５０は、開口部１０−１に貫通する主軸ギア１０１を挟むように、基部１１０ａに設けられる。一対の凹部１５０の内の一方は、第３辺３０３に設けられており、第３辺３０３から中心軸ＡＸに向かって窪む。一対の凹部１５０の内の他方は、第４辺３０４に設けられており、第４辺３０４から中心軸ＡＸに向かって窪む。一対の凹部１５０のそれぞれは、２つの傾斜面１５１と、２つの傾斜面１５１が交わる頂部である谷部１５２とを有する。傾斜面１５１は、谷部１５２と第３辺３０３との間の壁面、又は谷部１５２と第４辺３０４との間の壁面である。
【００７８】
一点鎖線「ＶＬ」は、一対の凹部１５０のそれぞれの谷部１５２を結ぶ仮想直線である。一対の凹部１５０は、設計上、基部１１０ａを平面視で見るとき、モータ軸２０１の中心軸ＡＸが仮想直線ＶＬ上に位置するように設けられる。また、仮想直線ＶＬは第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａと直交する。すなわち、仮想直線ＶＬは、モータ軸２０１の中心軸ＡＸを通り、かつ、モータ軸２０１の中心軸ＡＸ及び第１中間ギア１０２の回転軸線Ｌａと直交する線である。仮想直線ＶＬと凹部１５０の傾斜面１５１とが成す角度θ１は、例えば４５°である。基部１１０ａでは、中心軸ＡＸが仮想直線ＶＬ上に設けられる。
【００７９】
次に、図１１から図１３を参照し、図１０に示される基部１１０ａを用いたバックラッシュの調整方法を説明する。図１１は、図１０に示される主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとのバックラッシュの調整方法を説明するためのフローチャートである。図１２は、仮想直線ＶＬ上に配置される治具５００及び治具６００を示す図である。図１３は、一対の凹部１５０にそれぞれ治具５００及び治具６００が嵌め込まれた状態を示す図である。なお、図１２に示す凹部１５０の傾斜面１５１の角度θ１よりも、治具５００及び治具６００のそれぞれの先端の角度θ２の方が小さく形成されている。
【００８０】
バックラッシュを調整するときには、まず不図示のバックラッシュ調整治具本体に、モータ２００が設置される（ステップＳ１）。ステップＳ１では、主軸ギア１０１のみ取り付けられたモータ２００が、バックラッシュ調整治具本体に設置される。この時，調整治具のバックラッシュ調整方向が、モータ軸２０１の中心軸ＡＸを通る仮想直線ＶＬの方向になるように、モータの設置角度が図５で示す傾斜Ｄｓだけ、バックラッシュ調整治具本体に角度をもって設置される。
【００８１】
その後、開口部１０−１に主軸ギア１０１が挿入されるようにして、メインベース１１０の基部１１０ａがモータ２００に載置され、基部１１０ａとモータ２００の対向する面が密着される。この状態で、基部１１０ａに形成された孔にねじが挿通され、基部１１０ａがモータ２００へ仮止めされる（ステップＳ２）。仮止めされた基部１１０ａは、モータ２００に対してＸ−Ｙ平面上に移動可能である。
【００８２】
次に図１３に示すように、基部１１０ａが、仮想直線ＶＬ上に設けられる治具５００の凸部５０１と治具６００の凸部６０１とによって挟まれる（ステップＳ３）。治具５００には、基部１１０ａに設けられる一方の凹部１５０に嵌まり込む形状の凸部５０１が設けられている。凸部５０１の先端は、基部１１０ａの第３辺３０３と向き合うように、仮想直線ＶＬ上に配置される。仮想直線ＶＬ上には、治具５００と対を成して基部１１０ａを挟み込む治具６００が設けられる。治具６００には、基部１１０ａに設けられる他方の凹部１５０に嵌まり込む形状の凸部６０１が設けられている。凸部６０１の先端は、基部１１０ａの第４辺３０４と向き合うように、仮想直線ＶＬ上に配置される。このように配置された治具５００は、凸部５０１のＲ面取り加工が施された先端Ｒ２が、凹部１５０の谷部１５２の傾斜面１５１に接し、尚且つ、治具６００の凸部６０１の先端Ｒ２が、凹部１５０の谷部１５２の傾斜面１５１に接するまで、仮想直線ＶＬ上に移動される。こうして、治具５００と治具６００によってメインベース１１０の基部１１０ａは治具によって挟まれ、メインベース１１０と治具５００及び治具６００は一体となって移動可能となる（ステップＳ４）。なお、凹部１５０の谷部１５２の底はＲ面取り加工が施されており、凹部１５０の谷部１５２の底のＲ加工をＲ１とし、凸部５０１の先端のＲ加工をＲ２とした場合、Ｒ１の方がＲ２よりも小さい寸法となっている。
【００８３】
つぎに、治具７００（治具５００及び治具６００）に挟まれて一体となったメインベース１１０の基部１１０ａを、仮想直線ＶＬと直交する方向、つまり図１３に示す回転軸線Ｌａ方向に調整し、モータ軸２０１の中心軸ＡＸと仮想直線ＶＬを一致させる。これにより、仮想直線ＶＬと直交する方向における基部１１０ａの位置が決まる（ステップ４）。
【００８４】
次に、治具７００は、メインベース１１０に備えられた第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａが主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと接触するまで仮想直線ＶＬ方向に移動される。これにより、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃと第１中間ギア１０２のウォームホイール部１０２ａとは、ギア同士のバックラッシュが無い、いわゆる底突き状態となる（ステップＳ５）。
【００８５】
このとき、中心軸ＡＸと、治具５００の凸部５０１の先端と、治具６００の凸部６０１の先端と、一対の凹部１５０のそれぞれの谷部１５２とが、仮想直線ＶＬ上には配列された状態となる。
【００８６】
次に、治具７００によって挟まれた基部１１０ａが、治具６００から治具５００に向かう方向に微小な距離ずつ移動されることにより、バックラッシュ調整が行われる（ステップＳ６）。バックラッシュの調整が完了したとき、基部１１０ａに形成された孔にねじが増し締めされることにより、バックラッシュ調整が完了する（ステップＳ７）。
【００８７】
以上に説明したように、板状部材である基部１１０ａは、主軸ギア１０１のウォームギア部１０１ｃが貫通する開口部１０−１と一対の凹部１５０とを有し、中心軸ＡＸが、一対の凹部１５０のそれぞれの谷部１５２を結ぶ仮想直線ＶＬ上に設けられる。この構成により、バックラッシュ調整用の治具を利用して、例えば０．０１ｍｍ単位でのバックラッシュの調整を容易に行うことが可能となる。従って、工具顕微鏡などを利用してバックラッシュ調整を行う必要がなくなる。特に、前述したバックラッシュ調整治具本体を、上記の手順に従って数値制御することにより、バックラッシュ調整治具本体にモータ２００及び基部１１０ａをセットするだけで、自動的にバックラッシュ調整を行うことも可能になる。その結果、アブソリュートエンコーダ１００−１の製造時間が大幅に短縮される。また、工具顕微鏡などを利用してバックラッシュ調整が行われる場合に比べて、バックラッシュ調整量のばらつきが抑制されるため、アブソリュートエンコーダ１００−１の品質の変動が抑制される。従って、アブソリュートエンコーダ１００−１の歩留まりが向上し、アブソリュートエンコーダ１００−１の製造コストを低減可能である。
【００８８】
＜実施の形態２＞
図１４は、本発明の実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２がモータ２００に取り付けられた状態を示す斜視図である。以下、実施の形態１と同様に、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸方向は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向及びＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向あるいは右方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向は上方向あるいは下方向と表記することがある。図１４では、Ｚ軸方向で上から視た状態を平面視と、Ｙ軸方向で前から視た状態を正面視と、Ｘ軸方向で左右から視た状態を側面視という。このような方向の表記はアブソリュートエンコーダ１００−２の使用姿勢を制限するものではなく、アブソリュートエンコーダ１００−２は任意の姿勢で使用されうる。図１４では、アブソリュートエンコーダ１００−２のケース１５の内側に設けられる部品が透過的に示される。なお、図面において歯部形状は省略している。
【００８９】
図１５は、図１４に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２からケース１５及び取付ねじ１６が取り外された状態を示す斜視図である。図１５では、基板２０の下面２０−１に設けられる複数の部品が透過的に示される。図１６は、図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２から基板２０及び基板取付ねじ１３が取り外された状態を示す斜視図である。図１７は、図１６に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２がモータ２００に取り付けられた状態の斜視図から、モータ２００及びねじ１４が取り外された状態を示す斜視図である。図１８は、図１７に示されるメインベース１０、中間ギア２などを平面視した状態を示す図である。図１８には、アブソリュートエンコーダ１００−２が備える複数の部品の内、主要な部品の配置が示される。図１９は、図１８に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を、中間ギア２の中心を通り、かつ、Ｘ−Ｙ平面に平行な面で切断した断面図である。
【００９０】
図２０は、図１９に示されるベアリング３が中間ギア２から外された状態を示す拡大部分断面図である。図２０では、ベアリング３と中間ギア２に形成される圧入部２ｄとの配置関係を分かり易くするため、ベアリング３が、中間ギア２の圧入部２ｄから離れている。また図２０では、ベアリング３とメインベース１０の基部６０に設けられる壁部８０との配置関係を分かり易くするため、ベアリング３が、壁部８０から離れている。
【００９１】
図２１は、図１８に示される主軸ギア１の中心を通り、中間ギア２の中心線に垂直な平面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図である。ただし、基板２０と磁気センサ４０は断面にしていない。図２１には、主軸ギア１への永久磁石９の取り付け状態と、モータ軸２０１への主軸ギア１の取り付け状態とが示される。また図２１には、主軸ギア１のウォームギア部１ｄと中間ギア２のウォームホイール部２ａとがかみ合っている状態が示される。図２１によれば、主軸ギア１に設けられた永久磁石９の上面９ａが、磁気センサ４０からＺ軸方向に一定距離離れた位置に存在していることが分かる。
【００９２】
図２２は、図１９に示される副軸ギア５の中心を通り、中間ギア２の中心線に垂直な平面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図である。ただし、基板２０と磁気センサ５０は断面にしていない。図２２には、ウォームホイール部５ａとウォームギア部２ｂとがかみ合っている状態が示される。また図２２には、マグネットホルダ６の軸部６ｂが２つのベアリング７で保持された状態と、マグネットホルダ６への永久磁石８の保持状態とが示される。また図２２には、マグネットホルダ６に設けられるヘッド６ｃの径方向外側の表面が、ウォームギア部２ｂの歯先円から離れている状態が示される。また図２２によれば、マグネットホルダ６に設けられた永久磁石８の表面８ａが、磁気センサ５０からＺ軸方向に一定距離離れた位置に存在していることが分かる。また図２２には、メインベース１０のベアリングホルダー部１０ｄの断面形状が示される。
【００９３】
図２３は、図１６に示される複数の部品の内、中間ギア２が除かれた状態を示す斜視図である。図２４は、図２３に示される壁部７０からねじ１２が取り外された状態と、ねじ１２が取り外された後の板バネ１１の状態と、板バネ１１に向き合う板バネ取付面１０ｅが設けられた壁部７０とを示す斜視図である。ただし、モータ２００と主軸ギア１は表示していない。
【００９４】
図２５は、図１８に示される基板位置決めピン１０ｇの中心と、基板位置決めピン１０ｊの中心とを通り、Ｚ軸方向に平行な面で図１５に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図である。ただし、磁気センサ４０は断面にしていない。
【００９５】
図２６は、図１５に示される基板２０を下面２０−１側から見た図である。図２７は、図１４の状態からモータ２００を取り除き、メインベース１０の下面１０−２側から見た図である。メインベース１０の下面１０−２は、図２４に示されるメインベース１０の上面側とは反対側の面である。メインベース１０の下面１０−２は、モータ２００と向き合う面でもある。図２８は、図１４に示されるケース１５の斜視図である。
【００９６】
図２９は、図１６に示される基板位置決めピン１０ｇの中心と、基板位置決めピン１０ｊの中心とを通るＺ軸方向に平行な面で図１４に示されるアブソリュートエンコーダ１００−２を切断した断面図である。ただし、モータ２００と主軸ギア１及び、磁気センサ４０は断面にしていない。図２９では、ケース１５に設けられたツメ１５ａが、メインベース１０に設けられた凹部１０ａａに掛け合わされた状態と、ケース１５に設けられたツメ１５ｂが、メインベース１０に設けられた凹部１０ａｂに掛け合わされた状態とが示される。図３０は、図２２に示される永久磁石８、マグネットホルダ６、副軸ギア５及びベアリング７の分解斜視図である。図３１は、図２１に示される永久磁石９、主軸ギア１及びモータ軸２０１の分解斜視図である。
【００９７】
以下では、図１４から図３１を参照してアブソリュートエンコーダ１００−２の構成について詳細に説明する。アブソリュートエンコーダ１００−２は、主軸ギア１、中間ギア２、ベアリング３、軸４、副軸ギア５、マグネットホルダ６、ベアリング７、永久磁石８、永久磁石９、メインベース１０、板バネ１１、ねじ１２、基板取付ねじ１３、及びねじ１４、ケース１５、取付ねじ１６、基板２０、マイコン２１、双方向性ドライバ２２、ラインドライバ２３、コネクタ２４、磁気センサ４０、及び磁気センサ５０を備える。
【００９８】
モータ２００は、例えば、ステッピングモータ、ＤＣブラシレスモータなどである。モータ２００は、例えば、波動歯車装置などの減速機構を介して産業用などのロボットを駆動する駆動源として用いられるものである。モータ２００はモータ軸２０１を備える。図２１に示すように、モータ軸２０１の一端は、モータ２００の筐体２０２からＺ軸正方向に突き出ている。また、図１４に示すように、モータ軸２０１の他端は、モータ２００の筐体２０２からＺ軸負方向に突き出ている。また、モータ軸２０１は主軸の一例である。
【００９９】
平面視したモータ２００の外形形状は、例えば、正方形状である。モータ２００の外形を構成する４つの辺のそれぞれの長さは、例えば、２５ｍｍである。モータ２００の外形を構成する４つの辺の内、第１辺と、第１辺と平行な第２辺とは、互いにＹ軸と平行である。また、４つの辺の内、第１辺に隣接する第３辺と、第３辺と平行な第４辺とは、互いにＸ軸と平行である。また、モータ２００に設けられるアブソリュートエンコーダ１００−２は、平面視で２５ｍｍ角のモータ２００の外形形状に合わせて、２５ｍｍ角である。
【０１００】
次に、アブソリュートエンコーダ１００−２が備える複数の部品のそれぞれについて説明する。
【０１０１】
図２１に示すように、主軸ギア１は、モータ軸２０１と同軸に設けられる筒状部材である。主軸ギア１は、筒状の第１筒状部１ａと、第１筒状部１ａと同軸に第１筒状部１ａのＺ軸正方向側に設けられる筒状の第２筒状部１ｂとを備える。また主軸ギア１は、第２筒状部１ｂの径方向内側に設けられる第１筒状部１ａと第２筒状部１ｂをつなぐ連通部１ｃと、第２筒状部１ｂの径方向外側に設けられるウォームギア部１ｄとを備える。このように連通部１ｃを形成することで、連通部１ｃが、モータ軸２０１へ主軸ギア１を圧入する際の空気の逃げ道として機能する。連通部１ｃの内径は、第１筒状部１ａの内径及び第２筒状部１ｂの内径よりも小さい。連通部１ｃのＺ軸負方向の端面である底面１ｅと、第１筒状部１ａの内周面とに囲まれる空間は、主軸ギア１をモータ軸２０１の端部に固定するための圧入部１ｆである。圧入部１ｆは、第１筒状部１ａのＺ軸負方向側の端部からＺ軸正方向側に向かって窪む窪みである。圧入部１ｆには、モータ軸２０１が圧入され、主軸ギア１はモータ軸２０１と一体となって回転する。ウォームギア部１ｄは、主軸ギア１のギア部である。
【０１０２】
連通部１ｃのＺ軸正方向の端面である底面１ｇと、第２筒状部１ｂの内周面とに囲まれる空間は、永久磁石９を固定するための磁石保持部１ｈである。磁石保持部１ｈは、第２筒状部１ｂのＺ軸正方向側の端部からＺ軸負方向側に向かって窪む窪みである。磁石保持部１ｈには、永久磁石９が圧入されている。磁石保持部１ｈに圧入された永久磁石９は、外周面が第２筒状部１ｂの内周面に接し、下面９ｂが底面１ｇに接する。これにより、永久磁石９の軸方向の位置決めがなされると共に、軸方向と直交する方向の位置決めがなされる。永久磁石９の軸方向は、モータ軸２０１の中心軸方向に等しい。
【０１０３】
図１７から図１９、及び図２１に示すように、ウォームギア部１ｄは、螺旋状に形成された歯部により構成され、中間ギア２のウォームホイール部２ａとかみ合う。ウォームホイール部２ａは中間ギア２のギア部である。図２１では歯部の形状の図示が省略されている。ウォームギア部１ｄは、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。ウォームギア部１ｄは、第１駆動歯車の一例である。
【０１０４】
図１７から図２０などに示すように、中間ギア２は、メインベース１０の上面上で、軸４により軸支されている。中間ギア２の中心軸は、Ｘ−Ｙ平面に平行である。また中間ギア２の中心軸は、平面視でＸ軸及びＹ軸のそれぞれとは平行ではない。すなわち、中間ギア２の中心軸方向は、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれが伸びる方向に対して斜めである。中間ギア２の中心軸方向が、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれが伸びる方向に対して斜めであることは、中間ギア２の中心軸がメインベース１０の四辺に対して斜めに伸びていることを意味する。図１７及び図１８に示すように、メインベース１０の四辺は、Ｙ−Ｚ平面に平行な第１辺３０１と、第１辺３０１と平行な第２辺３０２と、Ｘ−Ｚ平面に平行で第１辺３０１に隣接する第３辺３０３と、第３辺３０３と平行な第４辺３０４とにより構成される。第１辺３０１は、メインベース１０のＸ軸正方向側に設けられる辺である。第２辺３０２は、メインベース１０のＸ軸負方向側に設けられる辺である。第３辺３０３は、メインベース１０のＹ軸正方向側に設けられる辺である。第４辺３０４は、メインベース１０のＹ軸負方向側に設けられる辺である。
【０１０５】
アブソリュートエンコーダ１００−２を平面視した寸法は、一例として２５ｍｍ角のモータ２００の寸法に合わせられている。そのため、Ｘ−Ｙ平面に平行に配置される中間ギア２が、メインベース１０の四辺に対して斜めに伸びるように設けられることによって、水平方向へのアブソリュートエンコーダ１００−２の寸法を、小さくすることができる。水平方向は、モータ軸２０１の中心軸と直交する方向に等しく、またＸ−Ｙ平面と平行な方向に等しい。
【０１０６】
図１６から図２０などに示すように、中間ギア２は、ウォームホイール部２ａ、ウォームギア部２ｂ、軸受部２ｃ、圧入部２ｄ、摺動部２ｅ、底面２ｆ、及び貫通孔２ｇを有する。中間ギア２は、中心軸に沿って貫通する貫通孔２ｇの内部に、軸４が挿通される円筒状の部材である。貫通孔２ｇは、中間ギア２の内周面によって囲まれる空間である。中間ギア２は、金属、樹脂などで一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。
【０１０７】
ウォームホイール部２ａは、主軸ギア１のウォームギア部１ｄがかみ合う歯車である。ウォームホイール部２ａは、第１従動歯車の一例であり、かつ、中間ギア２のギア部である。ウォームホイール部２ａは、中間ギア２の軸方向において、中間ギア２の軸方向の中央寄りの箇所に設けられている。またウォームホイール部２ａは、中間ギア２の円筒部の外周部に設けられる複数の歯によって構成される。
【０１０８】
ウォームホイール部２ａの外径は、ウォームギア部１ｄの外径よりも小さい。ウォームホイール部２ａの中心軸は、メインベース１０の上面と平行であるため、ウォームホイール部２ａの外径が小さくなることにより、アブソリュートエンコーダ１００−２のＺ軸方向（高さ方向）における小型化が可能である。
【０１０９】
ウォームギア部２ｂは、螺旋状に形成された歯部によって構成され、ウォームホイール部２ａと同軸上に隣接して設けられる。またウォームギア部２ｂは、中間ギア２の円筒部の外周部に設けられている。ウォームギア部２ｂが、副軸ギア５に設けられたウォームホイール部５ａとかみ合うことによって、中間ギア２の回転力が副軸ギア５に伝達される。ウォームギア部２ｂは、第２駆動歯車の一例であり、かつ、中間ギア２のギア部である。ウォームホイール部５ａは、副軸ギア５のギア部である。ウォームホイール部５ａの中心線とウォームギア部２ｂの中心線とは、ウォームホイール部５ａの中心線に垂直、かつ、ウォームギア部２ｂの中心線に垂直な方向から見たとき、互いに直交している。
【０１１０】
ウォームギア部２ｂの外径は、アブソリュートエンコーダ１００−２のＺ軸方向（高さ方向）における小型化を可能にするために、可能な範囲で小さい値に設定されている。
【０１１１】
図１９に示すように、軸受部２ｃは、中間ギア２の圧入部２ｄ側とは反対側、すなわち中間ギア２の摺動部２ｅ側において、中間ギア２の径方向内側の内周面に設けられている。軸受部２ｃには軸４が摺動可能に挿通され、中間ギア２は、軸４に回転可能に支持されている。
【０１１２】
圧入部２ｄは、ウォームギア部２ｂの内側において、中間ギア２の端面から中間ギア２の軸方向Ｔｄの中央に向かって窪む窪みであり、貫通孔２ｇに連通している。圧入部２ｄは、貫通孔２ｇの端部の開口径を大きくした部分と解釈することもできる。圧入部２ｄには、ベアリング３の外輪３ａが圧入され、固定されている。
【０１１３】
図１７から図１９、図２３、図２４などに示すように、中間ギア２の摺動部２ｅは、中間ギア２の一端側、すなわち中間ギア２の軸方向Ｔｄにおけるウォームギア部２ｂ側とは反対側に設けられる。中間ギア２の摺動部２ｅは、板バネ１１の摺動部１１ａに当接する。板バネ１１は、弾性部材の一例であり、例えば金属製である。板バネ１１の摺動部１１ａは、板バネ１１の基部１１ｄから二股状に分かれた２つの分岐体で構成される。板バネ１１の基部１１ｄは、板バネ１１の全体の内、取付部１１ｂと摺動部１１ａとの間に設けられる板状の部材である。
【０１１４】
板バネ１１の摺動部１１ａを構成する２つの分岐体の間には、軸４の直径より大きな隙間が形成されている。そのため、２つの分岐体は軸４を跨ぎ、軸４と接触しないように板バネ１１の取付部１１ｂが、メインベース１０の壁部７２に配設された板バネ取付面１０ｅへ、ねじ１２によって固定される。
【０１１５】
板バネ１１の摺動部１１ａは、中間ギア２が組み付けられた後に中間ギア２の摺動部２ｅと向き合う位置に設けられる。中間ギア２の摺動部２ｅは、板バネ１１の摺動部１１ａに当接し押圧されることによって、軸４の中心軸に沿って、軸４の一端４ａ側から軸４の他端４ｂ側に向かう方向に付勢される。この状態で中間ギア２が回転したとき、中間ギア２の摺動部２ｅは、板バネ１１の摺動部１１ａと当接しながら摺動する。
【０１１６】
中間ギア２の底面２ｆは、圧入部２ｄの隣に位置しており、ベアリング３の外輪３ａの側面３ｃと接する。外輪３ａは、外輪３ａの側面３ｃが底面２ｆに接するまで、圧入部２ｄに圧入される。
【０１１７】
中間ギア２の貫通孔２ｇは、軸受部２ｃから圧入部２ｄに向かって、中間ギア２の中心軸に沿って貫通しており、軸４と同軸上に配置されている。貫通孔２ｇの内径は、軸４の外径よりも大きいため、貫通孔２ｇと軸４の外周面との間には空間が確保されている。
【０１１８】
図１９及び図２０に示すように、ベアリング３は、外輪３ａ、内輪３ｂ、側面３ｃ、及び側面３ｄを有する。ベアリング３の側面３ｃは、図１９に矢印で示す軸４の軸方向Ｔｄにおける外輪３ａの側面であり、ベアリング３の側面３ｄは、当該方向における内輪３ｂの側面である。なお、本発明の実施の形態においては、中間ギア２または軸４の（中心）軸方向についてＴｄと記す。
【０１１９】
ベアリング３の外輪３ａは、圧入部２ｄに圧入されて固定されており、側面３ｃは、底面２ｆに接して固定されている。内輪３ｂの内側には軸４が挿入されている。図１９に示すように内輪３ｂの側面３ｄは、メインベース１０の壁部８０の当接面１０ｃに当接している。当接面１０ｃは、中間ギア２の軸方向Ｔｄの位置を規定している。前述のように、中間ギア２は、板バネ１１によって、軸４の一端４ａから軸４の他端４ｂ側に向かう軸方向Ｔｄに付勢されているため、中間ギア２の底面２ｆに接しているベアリング３の外輪３ａの側面３ｃも同方向に付勢されている。これにより、ベアリング３の内輪３ｂも同方向に付勢されて、ベアリング３の内輪３ｂの側面３ｄが壁部８０の当接面１０ｃに当接する。その結果、付勢力が壁部８０の当接面１０ｃに伝えられ、中間ギア２は、軸４の軸方向Ｔｄに安定して支持される。付勢力の詳細については後述する。
【０１２０】
ベアリング３の外輪３ａは、内輪３ｂに対して回転自在に設けられている。このため、中間ギア２は、図１９に示される中間ギア２の軸受部２ｃとベアリング３との２箇所で、軸４によって回転自在に支持されている。なお軸４は、例えば、ステンレス鋼で形成される。
【０１２１】
図１９に示すように、壁部７０及び壁部８０は、軸４を介して中間ギア２を回転自在に保持する保持部の一例である。壁部８０は、壁部７０と対をなすように、基部６０の上面に一体的に設けられ、基部６０の上面からＺ軸正方向に伸びる。壁部８０は、平面視で、基部６０の上面全体の内、Ｘ軸方向の中央よりも第２辺３０２側、かつ、Ｙ軸方向の中央よりも第３辺３０３側の領域に設けられる。また壁部８０は、当該領域の内、第２辺３０２寄りの位置に設けられると共に、Ｙ軸方向の中央寄りに設けられる。壁部７０、壁部８０及び軸４は、中間ギア２を回転自在に保持する保持部として機能する。軸４は、円柱状の部材であり、一端４ａと他端４ｂを有する。軸４の他端４ｂは、メインベース１０の壁部８０に形成された孔１０ｂに圧入された上で、固定されている。一方、軸４の一端４ａは、壁部７０に形成された孔１０ａに挿入された上で位置決めされていればよく、軸４の一端４ａが孔１０ａへ圧入される必要はない。このように軸４の一端４ａが孔１０ａに圧入ではなく挿入されることによって、軸４の一端４ａが孔１０ａに圧入される場合に比べて、軸４の組み立てが容易になる。
【０１２２】
図１８などに示すように、アブソリュートエンコーダ１００−２では、副軸ギア５は、中間ギア２の主軸ギア１側とは反対側に設けられている。例えば、副軸ギア５は、メインベース１０の四辺に囲まれる領域の内、メインベース１０の角部に近い領域に配置される。当該角部は、例えば、図１８に示される第２辺３０２と第３辺３０３とが交わる部分である。このように、副軸ギア５と主軸ギア１とは、メインベース１０上の限られた領域を利用して、中間ギア２を挟むように配置されている。これにより、副軸ギア５と主軸ギア１とが中間ギア２を挟むことなく互いに隣接して配置される場合に比べて、副軸ギア５から主軸ギア１までの距離を広げることが可能となる。
【０１２３】
磁気センサ４０は、主軸ギア１と共に回転する永久磁石９の回転による永久磁石９が発生する磁束の変化を検出することにより、対応する主軸ギア１の回転角度を検出する事が出来る。一方、磁気センサ５０は、副軸ギア５と共に回転する永久磁石８の回転による永久磁石８が発生する磁束の変化を検出することにより、対応する副軸ギア５の回転角度を検出する事が出来る。
【０１２４】
ここで、例えば、主軸ギア１と副軸ギア５が互いに隣接して配置される場合、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれで発生した磁束の一部が、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれに対応していない磁気センサに影響を与える、いわゆる磁気干渉について述べる。
【０１２５】
図３２は、主軸ギア１を回転した時に、主軸ギア１に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ａ）と、副軸ギア５に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石８の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石９の磁束に重畳した状態を磁気センサ４０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図である。縦軸は磁束を表し、横軸は主軸ギア１の回転角度を表す。このように、磁気センサ４０においては、（Ａ）の波形を検出することが望ましいところ、磁気干渉が発生した場合は、（Ｃ）に示すような波形となり、正確な波形を検出する事ができなくなる。
【０１２６】
同様に、図３３は、主軸ギア１を回転した時に、副軸ギア５に設けられた永久磁石８の磁束を磁気センサ５０で検出した波形（Ａ）と、主軸ギア１に設けられた永久磁石９の磁束を磁気センサ４０で検出した波形（Ｂ）と、永久磁石９の一部の磁束が漏れ磁束として永久磁石８の磁束に重畳した状態を磁気センサ５０で検出した磁気干渉波形（Ｃ）との概念を表した図である。縦軸は磁束を表し、横軸は副軸ギア５の回転角度を表す。このように、磁気センサ５０においては、（Ａ）の波形を検出することが望ましいところ、磁気干渉が発生した場合は、（Ｃ）に示すような波形となり、正確な波形を検出する事ができなくなる。
【０１２７】
従って、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２によれば、主軸ギア１及び永久磁石９と、副軸ギア５及び永久磁石８とが、中間ギア２を挟んで互いに距離をおいて配置されていることから、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれで発生した磁束の一部が、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれに対応していない磁気センサに影響を与える磁気干渉の発生を低減できる。例えば、副軸ギア５に設けられた永久磁石８で発生した磁束の変化を検出する事を本来の目的として設けられた磁気センサ５０に、主軸ギア１に設けられた永久磁石９で発生した磁束の一部が、漏れ磁束として干渉することを低減できる。また、永久磁石９で発生した磁束の変化を検出する事を本来の目的として設けられた磁気センサ４０に、副軸ギア５に設けられた永久磁石８で発生した磁束の一部が漏れ磁束として干渉することを低減できる。
【０１２８】
このように、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２によれば、アブソリュートエンコーダ１００−２を平面視したときの寸法を相対的に小さくしながら、磁気センサ５０による副軸ギア５の回転角度又は回転量の検出精度の低下を防ぐことができる。またアブソリュートエンコーダ１００−２によれば、アブソリュートエンコーダ１００−２を平面視したときの寸法を相対的に小さくしながら、磁気センサ４０による主軸ギア１の回転角度又は回転量の検出精度の低下を防ぐことができる。
【０１２９】
図２２に示すように、副軸ギア５は、マグネットホルダ６の軸部６ｂに圧入されて固定される円筒状の部材である。副軸ギア５は、ウォームホイール部５ａと貫通孔５ｂとを有する。副軸ギア５は、金属又は樹脂で一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。
【０１３０】
ウォームホイール部５ａは、ウォームギア部２ｂがかみ合う歯車である。ウォームホイール部５ａは、第２従動歯車の一例である。ウォームホイール部５ａは、副軸ギア５の円筒部の外周部に設けられる複数の歯によって構成される。図１７において、中間ギア２が回転することによって、中間ギア２の回転力は、ウォームギア部２ｂとウォームホイール部５ａを介して、副軸ギア５に伝達される。
【０１３１】
貫通孔５ｂは、円筒状の副軸ギア５の中心軸に沿って貫通する孔である。貫通孔５ｂには、マグネットホルダ６の軸部６ｂが圧入され、副軸ギア５はマグネットホルダ６と一体となって回転する。
【０１３２】
図２２、及び図３０に示すように、マグネットホルダ６は、マグネット保持部６ａ、軸部６ｂ、及びヘッド６ｃを有する。マグネットホルダ６は、金属又は樹脂で一体的に成型された部材であり、ここでは一例として、非磁性のステンレス鋼で形成されている。
【０１３３】
メインベース１０に形成されたベアリングホルダー部１０ｄの内周面１０ｄｃに、２つのベアリング７の外輪７ａが圧入されている。なお、２つのベアリング７のそれぞれは、外輪７ａ及び内輪７ｂを有している。
【０１３４】
マグネットホルダ６の軸部６ｂは円柱状の部材であり、副軸ギア５の貫通孔５ｂに圧入され、軸部６ｂの下部は、２つのベアリング７の内輪７ｂに挿入されている。よって、マグネットホルダ６は、２つのベアリング７によってメインベース１０に対して軸支され、副軸ギア５と一体となって回転する。
【０１３５】
また、マグネットホルダ６の上端にはヘッド６ｃが設けられる。ヘッド６ｃは、有底円筒状の部材である。ヘッド６ｃにはマグネット保持部６ａが形成される。マグネット保持部６ａは、ヘッド６ｃの上端面から下方向側に向かって窪む窪みである。マグネット保持部６ａに配置された永久磁石８の外周面は、ヘッド６ｃの内周面に接する。これにより、ヘッド６ｃのマグネット保持部６ａに永久磁石８が固定される。
【０１３６】
メインベース１０に形成されたベアリングホルダー部１０ｄに配設された２つのベアリング７によってマグネットホルダ６の軸部６ｂが軸支されることで、マグネットホルダ６の傾きを防止することができる。よって、２つのベアリング７は、軸部６ｂの軸方向においてできるだけ距離を離して配置すると、よりマグネットホルダ６の傾きを防止する効果が望める。
【０１３７】
図２２に示すように、ベアリングホルダー部１０ｄの上部１０ｄｂは、ベアリングホルダー部１０ｄ全体の内、Ｚ軸方向におけるベアリングホルダー部１０ｄの上側領域である。ベアリングホルダー部１０ｄの上部１０ｄｂの内側には、１つのベアリング７が設けられている。また、ベアリングホルダー部１０ｄの下部１０ｄａは、ベアリングホルダー部１０ｄ全体の内、Ｚ軸方向におけるベアリングホルダー部１０ｄの下側領域である。ベアリングホルダー部１０ｄの下部１０ｄａの内側には、１つのベアリング７が設けられている。
【０１３８】
図２２に示すように、モータ２００の筐体２０２の一部には、切り欠き部２０２ａが設けられている。切り欠き部２０２ａは、Ｚ軸負方向側に向かって窪む窪みである。メインベース１０には、ベアリングホルダー部１０ｄの下部１０ｄａが突出して設けられているため、モータ２００の筐体２０２に切り欠き部２０２ａを設けることによって、互いの干渉を防いでいる。ベアリングホルダー部１０ｄの下部１０ｄａは、ベアリングホルダー部１０ｄ全体の内、Ｚ軸方向におけるベアリングホルダー部１０ｄの下側領域である。ベアリングホルダー部１０ｄの下部１０ｄａの内側には、１つのベアリング７が設けられている。このように、モータ２００の筐体２０２に切り欠き部２０２ａを設けることによって、切り欠き部２０２ａが設けられていない場合に比べ、２つのベアリング７のＺ軸方向の距離を離して設置することを可能としている。また、ベアリングホルダー部１０ｄの上部１０ｄｂは、ベアリングホルダー部１０ｄ全体の内、Ｚ軸方向におけるベアリングホルダー部１０ｄの上側領域である。
【０１３９】
マグネットホルダ６の軸部６ｂの軸方向において、よりマグネット保持部６ａ及び永久磁石８に近い位置にベアリング７を設置すると、マグネットホルダ６及び永久磁石８の回転時の軸ブレを低減することができる。一方、ベアリングホルダー部１０ｄの上部１０ｄｂの外径は中間ギア２に近接していることから、ベアリングホルダー部１０ｄの上部１０ｄｂに斜面を形成することで中間ギア２の歯先円との干渉を避けつつ、よりマグネット保持部６ａ及び永久磁石８に近い位置にベアリング７を設置することを可能としている。
【０１４０】
磁気センサ４０は、主軸ギア１と共に回転する永久磁石９の回転による永久磁石９が発生する磁束の変化を検出することにより、対応する主軸ギア１の回転角度を検出する事が出来る。一方、磁気センサ５０は、副軸ギア５と共に回転する永久磁石８の回転による永久磁石８が発生する磁束の変化を検出することにより、対応する副軸ギア５の回転角度を検出する事が出来る。
【０１４１】
図２２、図３０に示すように永久磁石８は、表面８ａを有する。永久磁石８は略円柱状であり、永久磁石８の中心軸ＭＣ１（永久磁石８の中心を表す軸、又は、磁極の境界の中心を通る軸）は、マグネットホルダ６の中心軸ＨＣ１、副軸ギア５の中心軸ＧＣ１及びベアリング７の中心軸ＢＣと一致している。永久磁石８の表面８ａは、磁気センサ５０の表面５０ａから一定距離を隔てて、向き合っている。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となる。
【０１４２】
なお、本実施形態においては、図３０に示すように、永久磁石８の２つの磁極（Ｎ／Ｓ）は、永久磁石８の中心軸ＭＣ１に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で隣り合うように形成される。すなわち、中心軸ＭＣ１において、永久磁石８の回転中心と磁極の境界の中心が一致することが望ましい。これにより、さらに回転角又は回転量の検出精度が向上する。
【０１４３】
図２１、図３１に示すように、永久磁石９は、主軸ギア１の磁石保持部１ｈの内部に圧入される略円柱状の永久磁石であり、上面９ａ及び下面９ｂを有する。上面９ａは、磁気センサ４０の表面４０ａから一定距離を隔てて、向き合っている。下面９ｂは、主軸ギア１の磁石保持部１ｈの底面１ｇと接し、主軸ギア１の中心軸ＧＣ２方向における位置（Ｚ軸方向における位置）を規定する。永久磁石９の中心軸ＭＣ２（永久磁石９の中心を表す軸、又は、磁極の境界の中心を通る軸）は、主軸ギア１の中心軸ＧＣ２及びモータ軸２０１の中心軸ＲＣと一致している。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となる。
【０１４４】
なお、本実施形態においては、図３１に示すように、永久磁石９の２つの磁極（Ｎ／Ｓ）は、永久磁石９の中心軸ＭＣ２に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）内で隣り合うように形成されることが望ましい。これにより、さらに回転角又は回転量の検出精度が向上する。
【０１４５】
なお、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれは、例えばフェライト系、Ｎｄ（ネオジム）−Ｆｅ（鉄）−Ｂ（ホウ素）系などの磁性材料から形成される。永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石などであってもよい。
【０１４６】
図２６には、基板２０に形成される複数の貫通孔である位置決め孔２０ａ、位置決め孔２０ｂ、孔２０ｃ、孔２０ｄ、及び孔２０ｅが示される。位置決め孔２０ａを形作る壁面の形状は、例えば円である。位置決め孔２０ｂを形作る壁面の形状は、例えば楕円である。孔２０ｃ、孔２０ｄ、及び孔２０ｅのそれぞれは、図１５に示す基板取付ねじ１３によって、基板２０を、メインベース１０へ固定するための貫通孔である。孔２０ｃ、孔２０ｄ及び孔２０ｅのそれぞれを形作る壁面の形状は、例えば円である。孔２０ｃ、孔２０ｄ及び孔２０ｅのそれぞれを形作る壁面の直径は、基板取付ねじ１３の雄ねじ部の直径よりも大きく、かつ、基板取付ねじ１３の頭部の直径よりも小さい。
【０１４７】
図１６から図１９、図２３から図２５などに示すように、メインベース１０は、孔１０ａ、孔１０ｂ、当接面１０ｃ、ベアリングホルダー部１０ｄ、板バネ取付面１０ｅ、基部６０、壁部７０、壁部８０、開口部１０−１、及びねじ孔１０ｆを有する。メインベース１０は、基板位置決めピン１０ｇ、基板位置決めピン１０ｊ、先端部１０ｈ、先端部１０ｋ、柱１０ｍ、柱１０ｑ、柱１０ｓ、ねじ孔１０ｕ、ねじ孔１０ｖ、及びねじ孔１０ｗを有する。基板位置決めピン１０ｇ、基板位置決めピン１０ｊ、柱１０ｍ、柱１０ｑ、及び柱１０ｓは、柱状部材の一例である。メインベース１０からＺ軸方向に伸びる基板位置決めピン１０ｇの先端部１０ｈと、基板位置決めピン１０ｇの基部１０ｇ１との間には、段差部１０ｉが形成されている。基板位置決めピン１０ｇの先端部１０ｈが、基板２０に形成される位置決め孔２０ａに挿入されたとき、基板２０の下面２０−１と段差部１０ｉとの間には、隙間が形成される。同様に、メインベース１０からＺ軸方向に伸びる基板位置決めピン１０ｊの先端部１０ｋと、基板位置決めピン１０ｊの基部１０ｊ１との間には、段差部１０ｌが形成されている。基板位置決めピン１０ｊの先端部１０ｋが、基板２０に形成される位置決め孔２０ｂに挿入されたとき、基板２０の下面２０−１と段差部１０ｌとの間には、隙間が形成される。このように、２本の基板位置決めピン１０ｇ，１０ｊを用いた場合、基板２０のＺ軸方向と直交する方向の位置は規定される。しかしながら、段差部１０ｉ及び段差部１０ｌのそれぞれから基板２０までの間に隙間が形成されるため、２本の基板位置決めピン１０ｇ，１０ｊによっては、基板２０のＺ軸方向の位置が規定されることはない。
【０１４８】
メインベース１０の基部６０は、例えば、一体的に成型されたアルミダイキャストの部材であり、平面視で略正方形の板状の部材である。基部６０は、プレート部の一例である。基部６０は、モータ２００の上面に取り付けられる。
【０１４９】
図１６に示す開口部１０−１は、基部６０を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通している。開口部１０−１には、主軸ギア１が挿通される。開口部１０−１は、第１貫通孔の一例である。
【０１５０】
図１７、図１８、図２３、図２４などに示すように、壁部７０は、壁部７１及び壁部７２を有する。壁部７０は、軸４を支持すると共に板バネ１１を固定する機能を有する。壁部７１は、基部６０の上面に一体的に設けられ、基部６０からＺ軸正方向に伸びる。壁部７０は、平面視で、基部６０の上面全体の内、Ｘ軸方向の中央よりも第１辺３０１側、かつ、Ｙ軸方向の中央よりも第４辺３０４側の領域に設けられる。壁部７１は、Ｘ軸正方向側に位置する取付面１０ａｄと、Ｘ軸方向に貫通するねじ孔１０ａｅとを有する。図１４、図２７、及び図２８に示すように、取付ねじ１６が、ケース１５の孔１５ｄに挿通され、ねじ孔１０ａｅにねじ留めされることによって、壁部７１の取付面１０ａｄにケース１５の内面が当接し固定される。
【０１５１】
図１８に示すように、壁部７２は、平面視で、基部６０の上面全体の内、Ｘ軸方向の中央よりも第１辺３０１側、かつ、Ｙ軸方向の中央よりも第３辺３０３側の領域に設けられる。壁部７２は、壁部７１に接続されると共に、壁部７１から第３辺３０３の中央付近に向かって伸びる。壁部７２の第３辺３０３側の端部は、柱１０ｓに接続される。壁部７２に接続される柱１０ｓは、メインベース１０のＸ軸方向の中央寄りの位置に設けられると共に、メインベース１０の第３辺３０３寄りの位置に設けられる。このように、壁部７２は、壁部７１から柱１０ｓに向かって伸びる。すなわち、壁部７２は、平面視で、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに対して、斜めの方向に伸びる。
【０１５２】
図２４に示すように、板バネ１１の取付部１１ｂに形成された孔１１ｃにねじ１２が挿通され、メインベース１０の壁部７２に形成されたねじ孔１０ｆへ、ねじ留めされる。これにより、板バネ１１の取付部１１ｂが、壁部７２に形成された板バネ取付面１０ｅに当接して、板バネ１１が壁部７２に固定される。壁部７２は、板バネ１１が固定される固定部として機能する。この時、図１８及び図１９に示すように、軸４が挿入された中間ギア２の摺動部２ｅには、板バネ１１の摺動部１１ａが当接する。
【０１５３】
図１９に示される取付角度θについて説明する。主軸ギア１のウォームギア部１ｄは、ウォームホイール部２ａにかみ合わされているため、主軸ギア１のウォームギア部１ｄの回転に伴って、中間ギア２には、軸４の他端４ｂから軸４の一端４ａに向かう方向、又は、軸４の一端４ａから軸４の他端４ｂに向かう方向に、第１スラスト力が発生する。さらに、ウォームギア部２ｂの、副軸ギア５のウォームホイール部５ａへのかみ合いによっても、中間ギア２には、軸４の他端４ｂから軸４の一端４ａに向かう方向、又は、軸４の一端４ａから軸４の他端４ｂに向かう方向に、第２スラスト力が発生する。このように、第１スラスト力及び第２スラスト力が発生した場合でも、主軸ギア１のウォームギア部１ｄの回転量を副軸ギア５のウォームホイール部５ａへ正確に伝達するためには、軸４の軸方向Ｔｄへの中間ギア２の移動を抑制する必要がある。板バネ１１は、軸４の一端４ａから軸４の他端４ｂに向かう方向に、中間ギア２に付勢力を与える。板バネ１１により発生する付勢力は、軸４の他端４ｂから軸４の一端４ａに向かう方向の第１スラスト力と第２スラスト力とを合計した力よりも、高い値に設定されている。
【０１５４】
図１９において、取付角度θは、軸４に中間ギア２が挿入されていない状態で、メインベース１０の壁部７２へ固定された板バネ１１の基部１１ｄと、軸４の一端４ａが挿入される壁部７２の孔１０ａが形成された面の中間ギア２側の側面７３とが成す角度に等しい。なお、本実施の形態における側面７３と軸４は直交する角度となっているが、この限りでなくとも良い。この取付角度θは、中間ギア２を軸４へ組み込んだ際、中間ギア２の摺動部２ｅに板バネ１１の摺動部１１ａが当接して板バネ１１が所定量たわむことで、中間ギア２に対して軸４の軸方向Ｔｄへの付勢力を適切に与えるような角度に設定されている。よって、板バネ１１が軸４の一端４ａ側から軸４の他端４ｂ側に向かう方向へ中間ギア２を付勢することによって、軸４の他端４ｂから軸４の一端４ａに向かう方向の第１スラスト力と第２スラスト力とを合計した力による中間ギア２の移動が抑制される。その結果、副軸ギア５の回転精度の低下を防ぐことができる。なお、付勢力が大きくなるほど、図１９に示される中間ギア２が回転する際の摺動抵抗が増加してしまう。そのため、中間ギア２が回転する際の摺動抵抗を必要最小限にしながら、スラスト力による中間ギア２の移動を抑制できるような充分な付勢力が発生するように、取付角度θを適切な値に設定することが望ましい。このように取付角度θを適切な値に設定するためには、板バネ１１が取り付けられる板バネ取付面１０ｅの面精度を高めると共に、壁部７０の基部６０への取付角度の誤差を小さくする必要がある。
【０１５５】
実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、メインベース１０がアルミダイキャストで形成されているため、例えば板金によって、個別に製作された基部６０と壁部７０とが互いに組み合わされる場合に比べて、壁部７０の基部６０への取付角度の誤差を小さくでき、板バネ取付面１０ｅの面精度が高くなる。その結果、板バネ１１の壁部７２への取付角度θの誤差が小さくなり、付勢力の管理が容易化される。
【０１５６】
図２３に示すように、メインベース１０は、３本のねじ１４が、メインベース１０に形成された３箇所の孔に挿通され、モータ２００に形成されたねじ孔にねじ留めされることによって固定される。メインベース１０からＺ軸正方向に伸びる柱１０ｑ、柱１０ｍ及び柱１０ｓのＺ軸正方向先端側には、それぞれ、ねじ孔１０ｖ、ねじ孔１０ｕ及びねじ孔１０ｗが形成される。各々のねじ孔１０ｖ、ねじ孔１０ｕ及びねじ孔１０ｗには、図１５に示す基板２０に形成される孔２０ｃ、孔２０ｅ及び孔２０ｄへ挿通された基板取付ねじ１３がそれぞれねじ留めされる。これにより、柱１０ｑ、柱１０ｍ及び柱１０ｓのそれぞれの上端面１０ｒ、上端面１０ｐ及び上端面１０ｔが、図２５に示す基板２０の下面２０−１と接する。基板２０の下面２０−１は、基板２０が有するＺ軸方向の２つの基板面の内、メインベース１０と向き合う面である。その結果、基板２０のＺ軸方向の位置が規定される。
【０１５７】
図１４、図２７から図２９などに示されるように、ケース１５は、上面部１５−１、第１側面部１５Ａ、第２側面部１５Ｂ、第３側面部１５Ｃ、及び第４側面部１５Ｄを備え、一面が開口している箱形状の部材である。ケース１５は、例えば樹脂製であり、一体成型された部材である。上面部１５−１は、箱形状の部材の底部に相当する。上面部１５−１は、図１５に示される基板２０の上面２０−２と向き合う面である。基板２０の上面２０−２は、基板２０の下面２０−１側とは反対側の基板面である。第１側面部１５Ａは、上面部１５−１のＸ軸正方向側の辺部から、Ｚ軸負方向に伸びる板状部材である。第２側面部１５Ｂは、上面部１５−１のＸ軸負方向側の辺部から、Ｚ軸負方向に伸びる板状部材である。第３側面部１５Ｃは、上面部１５−１のＹ軸負方向側の辺部から、Ｚ軸負方向に伸びる板状部材である。第４側面部１５Ｄは、上面部１５−１のＹ軸正方向側の辺部から、Ｚ軸負方向に伸びる板状部材である。ケース１５を平面視した形状は、モータ２００を平面視した形状に対応した矩形状である。ケース１５の内側の空間には、アブソリュートエンコーダ１００−２が備える複数の部品が収容される。
【０１５８】
図２８に示すように、ケース１５は、ツメ１５ａ、ツメ１５ｂ、ツメ１５ｃ、孔１５ｄ、凹部１５ｅ、凹部１５ｆ、凹部１５ｇ、コネクタケース部１５ｈ、及び開口部１５ｉを有する。ツメ１５ａは、第４側面部１５ＤのＺ軸負方向の端部寄りに設けられる。ツメ１５ａは、第３側面部１５Ｃと向き合うように、第４側面部１５ＤからＹ軸負方向に伸びる。ツメ１５ａは、図２７に示すメインベース１０に設けられた凹部１０ａａに掛け合わされる。ツメ１５ｂは、第３側面部１５ＣのＺ軸負方向の端部寄りに設けられる。ツメ１５ｂは、第４側面部１５Ｄと向き合うように、第３側面部１５ＣからＹ軸正方向に伸びる。ツメ１５ｂは、図２７に示すメインベース１０に設けられた凹部１０ａｂに掛け合わされる。ツメ１５ｃは、第２側面部１５ＢのＺ軸負方向の端部寄りに設けられる。ツメ１５ｃは、第１側面部１５Ａと向き合うように、第２側面部１５ＢからＸ軸負方向に伸びる。ツメ１５ｃは、図２７に示すメインベース１０に設けられた凹部１０ａｃに掛け合わされる。
【０１５９】
図２８に示される凹部１５ｅ、凹部１５ｆ及び凹部１５ｇは、図１５に示される３つの基板取付ねじ１３のそれぞれの頭部との干渉を避けるために、ケース１５の上面５−１の一部がＺ軸正方向に向かって窪むように形成された窪みである。
【０１６０】
コネクタケース部１５ｈは、図１５に示されるコネクタ２４を覆うために、ケース１５の上面５−１の一部がＺ軸正方向に向かって窪むように形成された窪みである。平面視したときのコネクタケース部１５ｈの底面の形状は、長方形である。コネクタケース部１５ｈは、上面５−１の内、Ｘ軸方向の中央よりも第１側面部１５Ａ側、かつ、Ｙ軸方向の中央付近の領域に設けられる。またコネクタケース部１５ｈは、当該領域の内、第１側面部１５Ａ寄りの部分に設けられる。
【０１６１】
開口部１５ｉは、コネクタケース部１５ｈの底面と第１側面部１５Ａとの間に形成される。コネクタケース部１５ｈの底面と向き合うように、図１５に示されるコネクタ２４が配置される。コネクタ２４は、例えば、雌型コネクタであり、コネクタ２４には、外部配線の一端に設けられる雄型コネクタが挿入される。当該雄型コネクタは、図２８に示す開口部１５ｉを介して、コネクタケース部１５ｈに配置されたコネクタ２４に挿入される。これにより、コネクタ２４に設けられる導電性端子に、外部配線の一端に設けられる雄型コネクタの導電性端子が電気的に接続される。その結果、外部配線の他端に接続される外部装置とコネクタ２４とが電気的に接続され、アブソリュートエンコーダ１００−２と外部装置との間で信号の伝送が可能となる。
【０１６２】
また、コネクタケース部１５ｈが第１側面部１５Ａ寄りの位置に設けられることによって、図１５に示すように、コネクタ２４を平面視したときの位置は、モータ２００を平面視したときのコネクタ４００の位置と等しくなる。このようにアブソリュートエンコーダ１００−２を構成することによって、コネクタ２４に設けられる導電性ピンに電気的に接続される外部配線が引き出される位置を、コネクタ４００に設けられる導電性ピンに電気的に接続される外部配線が引き出される位置に近づけることができる。従って、これらの外部配線を、アブソリュートエンコーダ１００−２とモータ２００との近くで、１つに束ねることができ、このようにした束ねられた配線群を、外部機器まで引き回すことが容易になる。
【０１６３】
図２６に示すように、基板２０の下面２０−１には、磁気センサ４０、磁気センサ５０、マイコン２１、双方向性ドライバ２２、及びラインドライバ２３が設けられる。基板２０の下面２０−１は、磁気センサ４０及び磁気センサ５０のマウント面である。前述したように、基板２０の下面２０−１には、柱１０ｑの上端面１０ｒ、柱１０ｍの上端面１０ｐ、及び柱１０ｓの上端面１０ｔが接する。そして、図１７に示すように、柱１０ｑ、柱１０ｍ及び柱１０ｓは、メインベース１０を平面視したときの互いの離隔距離の差が小さくなるように、メインベース１０に設けられている。例えば、柱１０ｑは、メインベース１０のＹ軸方向の中央付近において、第２辺３０２寄りに設けられる。柱１０ｑは壁部８０と一体化されている。柱１０ｍは、第１辺３０１と第４辺３０４とが交わる角部の近くに設けられる。柱１０ｓは、メインベース１０のＸ軸方向の中央付近において、第３辺３０３寄りに設けられる。柱１０ｓは壁部７０及び基板位置決めピン１０ｇと一体化されている。このように、柱１０ｑ、柱１０ｍ及び柱１０ｓが設けられることによって、基板２０に設けられた磁気センサ４０及び磁気センサ５０のそれぞれのＺ軸方向の位置を正確に規定できる。なお、柱１０ｑ、柱１０ｍ及び柱１０ｓは、メインベース１０においてＸ−Ｙ平面方向において、それぞれできるだけ離れた場所に形成すると、基板２０の位置をより安定して保持することができる。
【０１６４】
実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、メインベース１０がダイキャストで形成されている。そのため、例えば板金によってメインベース１０の基部６０を製作し、柱１０ｑ、柱１０ｍ、柱１０ｓ、基板位置決めピン１０ｇ、基板位置決めピン１０ｊ、壁部７０、壁部８０などを個別に製作して組み立てた場合に比べて、各部品間の位置精度が向上する。また、製作時の部品点数が少なくなることによって、アブソリュートエンコーダ１００−２の構造を簡素化でき、組立が容易となって製造時間を短縮することができ、アブソリュートエンコーダ１００−２の信頼性を高めることができる。
【０１６５】
磁気センサ４０は、主軸角度センサの一例である。磁気センサ４０は、永久磁石９の真上に所定の間隔を隔てて配置されている。磁気センサ４０は、主軸ギア１と共に回転する永久磁石９の回転による永久磁石９から発生する磁束の変化を検出することにより、対応する主軸ギア１の回転角度を検出及び特定し、特定した回転角度を示す角度情報を、デジタル信号として出力する。
【０１６６】
磁気センサ５０は、角度センサの一例である。また、副軸ギア５は、第２従動歯車であるウォームホイール部５ａの回転に従って回転する回転体である。磁気センサ５０は、永久磁石８の真上に所定の間隔を隔てて配置されている。磁気センサ５０は、副軸ギア５と共に回転する永久磁石８の回転による永久磁石８から発生する磁束の変化を検出することにより、対応する副軸ギア５の回転角度を検出及び特定し、特定した回転角度を示す角度情報を、デジタル信号として出力する。
【０１６７】
磁気センサ４０及び磁気センサ５０のそれぞれは、例えば、磁束の変化を検知する検知素子と、この検知素子の出力に基づいて回転角度を表すデジタル信号を出力する演算回路と、を備える。検知素子は、例えばホールエレメント、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）エレメントなどの磁界検知要素を複数組み合わせたものでもよい。磁界検知要素の数量は例えば４つである。
【０１６８】
主軸ギア１のウォームギア部１ｄの条数が４であり、中間ギア２のウォームホイール部２ａの歯数が２０である場合には、減速比は５である。すなわち、主軸ギア１が５回転すると中間ギア２は１回転する。また、中間ギア２のウォームギア部２ｂの条数が１であり、副軸ギア５のウォームホイール部５ａの歯数が１８である場合には、減速比は１８である。すなわち、中間ギア２が１８回転すると副軸ギア５は１回転する。従って、主軸ギア１が９０回転すると、中間ギア２は９０÷５＝１８回転し、副軸ギア５は１８÷１８＝１回転する。
【０１６９】
主軸ギア１と副軸ギア５には、それぞれ一体となって回転する永久磁石９及び８が設けられている。そのため、それぞれに対応した磁気センサ４０及び磁気センサ５０が、主軸ギア１と副軸ギア５の回転角度を検出することにより、モータ軸２０１の回転量を特定できる。主軸ギア１が１回転すると、副軸ギア５は、１／９０回転、すなわち４°回転する。このため、副軸ギア５の回転角度が４度未満の場合、主軸ギア１の回転量は１回転未満であり、副軸ギア５の回転角度が４度以上８度未満のとき、主軸ギア１の回転量は１回転以上かつ２回転未満である。このようにアブソリュートエンコーダ１００−２では、副軸ギア５の回転角度に応じて主軸ギア１の回転数を特定できる。特にアブソリュートエンコーダ１００−２は、ウォームギア部１ｄとウォームホイール部２ａとの減速比と、ウォームギア部２ｂとウォームホイール部５ａとの減速比とを利用することにより、主軸ギア１の回転数が複数回転であっても、主軸ギア１の回転数を特定できる。
【０１７０】
マイコン２１、双方向性ドライバ２２、ラインドライバ２３、及びコネクタ２４は、基板２０に実装されている。マイコン２１、双方向性ドライバ２２、ラインドライバ２３、及びコネクタ２４は、基板２０上のパターン配線によって電気的に接続されている。
【０１７１】
マイコン２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）で構成され、磁気センサ４０及び磁気センサ５０のそれぞれから出力される回転角度を表すデジタル信号を取得し、主軸ギア１の回転量を演算する。
【０１７２】
双方向性ドライバ２２は、コネクタ２４に接続される外部装置との間で双方向の通信を行う。双方向性ドライバ２２は、操作信号などのデータを差動信号に変換して外部装置との間で通信を行う。ラインドライバ２３は、回転量を表すデータを差動信号に変換し、差動信号をコネクタ２４に接続される外部装置にリアルタイムで出力する。コネクタ２４には、外部装置のコネクタが接続される。
【０１７３】
図３４は、本発明の実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるマイコン２１の機能構成を示す図である。図３４に示すマイコン２１の各ブロックは、マイコン２１としてのＣＰＵがプログラムを実行することによって実現されるファンクション（機能）を表したものである。
【０１７４】
マイコン２１は、回転角取得部２１ｐ、回転角取得部２１ｑ、テーブル処理部２１ｂ、回転量特定部２１ｃ、及び出力部２１ｅを備える。回転角取得部２１ｑは、磁気センサ４０から出力された信号をもとに主軸ギア１の回転角度Ａｑを取得する。回転角度Ａｑは、主軸ギア１の回転角度を示す角度情報である。回転角取得部２１ｐは、磁気センサ５０から出力された信号をもとに副軸ギア５の回転角度Ａｐを取得する。回転角度Ａｐは、副軸ギア５の回転角度を示す角度情報である。テーブル処理部２１ｂは、回転角度Ａｐと、回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１の回転数とを格納した対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１の回転数を特定する。回転量特定部２１ｃは、テーブル処理部２１ｂによって特定された主軸ギア１の回転数と、取得した回転角度Ａｑとに応じて主軸ギア１の複数回転にわたる回転量を特定する。出力部２１ｅは、特定された主軸ギア１の複数回転にわたる回転量を、当該回転量を示す情報に変換して出力する。
【０１７５】
以上に説明したように、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、図１８などに示すように、副軸ギア５が中間ギア２の主軸ギア１側とは反対側に設けられているため、永久磁石８及び永久磁石９のそれぞれに対応していない磁気センサに影響を与える磁気干渉の発生を低減できる。このように、アブソリュートエンコーダ１００−２は、磁気干渉の発生を低減できる構造を採用することによって、アブソリュートエンコーダ１００−２を平面視したときの寸法を相対的に小さくできる。従って、アブソリュートエンコーダ１００−２の小型化を図りながら、磁気センサ４０及び磁気センサ５０のそれぞれによる磁束の検出精度の低下を防ぐことができる。
【０１７６】
また実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、メインベース１０の上面と平行に配置される中間ギア２が、メインベース１０の四辺に対して斜めに伸びており、さらに中間ギア２に対して主軸ギア１と副軸ギア５とが、互いに中間ギア２の反対側に設けられている。このため、メインベース１０の上面の全体領域の内、一部の狭い領域に主軸ギア１、中間ギア２、及び副軸ギア５を配置でき、水平方向に対するアブソリュートエンコーダ１００−２の寸法を小さくできる。
【０１７７】
また、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、ウォームホイール部２ａの外径と、ウォームギア部２ｂの外径とは、可能な範囲で小さな値に設定されている。これにより、アブソリュートエンコーダ１００−２のＺ軸方向（高さ方向）における寸法を小さくできる。
【０１７８】
このように、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２によれば、主軸ギア１の回転量の検出精度の低下を防ぎながら、Ｚ軸方向の寸法と、Ｚ軸方向と直交する方向の寸法とを小さくできるという効果を奏する。
【０１７９】
また、実施の形態２に係るアブソリュートエンコーダ１００−２では、壁部８０及び壁部７２のそれぞれに固定又は挿入された軸４に対して、中間ギア２が軸支、すなわち回転可能に支持されているが、中間ギア２を軸支できれば、中間ギア２の支持方法はこれに限定されない。
【０１８０】
例えばアブソリュートエンコーダ１００−２は、軸４の一端４ａが壁部７２に形成された孔１０ａに挿入され、軸４の他端４ｂが壁部８０に形成された孔１０ｂに圧入で固定されるように構成される。さらに、アブソリュートエンコーダ１００−２は、ベアリング３の外輪３ａが中間ギア２に形成される圧入部２ｄに圧入で固定され、ベアリング３の内輪３ｂに軸４が圧入で固定されるように構成してもよい。これにより、軸４に固定された中間ギア２の軸方向Ｔｄへの移動が制限される。このようにアブソリュートエンコーダ１００−２を構成した場合でも、中間ギア２が軸４に軸支される。さらに、壁部７２及び壁部８０によって軸４の軸方向Ｔｄへの移動が制限されると共に、軸４に固定されるベアリング３の内輪３ｂによって中間ギア２の軸方向への移動も制限される。従って、板バネ１１が不要になる。
【０１８１】
他にも、例えばアブソリュートエンコーダ１００−２は、図１９に示すベアリング３を用いずに、軸４に中間ギア２が固定された状態で、壁部７２及び壁部８０の少なくとも一方に設けられた不図示のベアリングによって、軸４が軸支されるように構成してもよい。
【０１８２】
不図示のベアリングの外輪が壁部７２又は壁部８０に固定され、内輪に軸４の一端４ａ又は他端４ｂが挿入される場合、軸４に中間ギア２が固定され、軸４は不図示のベアリングに軸支されていることから、軸４と中間ギア２は一体となって回転することが可能となる。この場合、軸４はベアリングの内輪に固定されてはおらず、内輪に挿入されているだけなので、軸４は中間ギア２と共に軸方向Ｔｄへ移動可能になっている。その為、中間ギア２を軸方向Ｔｄへ付勢し、位置を規定するための板バネ１１が必要となる。
【０１８３】
あるいは、不図示のベアリングの外輪が壁部７２又は壁部８０に固定され、不図示の内輪に軸４の一端４ａ又は他端４ｂが圧入されてもよい。この時、軸４に固定された中間ギア２の軸方向Ｔｄへの移動が制限される。そのため、不図示のベアリングによって軸４に固定される中間ギア２が回転可能に支持されるだけでなく、軸４の軸方向Ｔｄへの移動が制限されるため、中間ギア２の軸方向Ｔｄへの移動も制限される。従って、板バネ１１が不要になる。
【０１８４】
図２１に示すように、本来、磁気センサ４０は主軸ギア１と共に回転する永久磁石９からの磁束の変化を検出して主軸ギア１の回転角度を検出及び特定する。また、図２２に示すように、磁気センサ５０は副軸ギア５と共に回転する永久磁石８の磁束の変化を検出し、副軸ギア５の回転角度を検出及び特定する。実施の形態２のアブソリュートエンコーダ１００−２は、今まで述べたように、磁気干渉の発生を低減できる構造を採用することによって、磁気センサ４０への永久磁石８からの磁束の影響を低減出来る。また、磁気センサ５０への永久磁石９からの磁束の影響を低減出来る。つまり、主軸ギア１と副軸ギア５のお互いの磁気干渉による回転の検出精度の低下を防ぐことが出来る。
【０１８５】
図１４で示すのは、アブソリュートエンコーダ１００−２がモータ２００に取り付けられた状態であるが、モータ２００には、内部に永久磁石及び駆動用のコイルが内蔵されている。従って、モータ２００はモータ軸２０１が回転していない場合でも、磁束を発生している。またモータ２００に外部から駆動信号を与えてモータ軸２０１を回転させた場合、さらに発生する磁束が増加する。このモータ２００から発生する磁束によって、アブソリュートエンコーダ１００−２の内部に設けられた磁気センサ４０及び磁気センサ５０に悪影響を与え、検出精度の低下が起きる場合がある。このようなモータ２００からの不要な磁束の影響がある場合、メインベース１０を鉄などの強磁性体で構成すると、上述のモータ２００からの磁束の影響を低減する事が可能となる。
【０１８６】
図３５は、実施の形態２の第１変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるメインベース１０の基部６０を示す図である。図３５に示される基部６０には、図１０に示される基部１１０ａと同様に、開口部１０−１と一対の凹部１５０とが設けられる。これにより、アブソリュートエンコーダ１００−２の製造時間が大幅に短縮される。またアブソリュートエンコーダ１００−２の歩留まりが向上して、アブソリュートエンコーダ１００−２の製造コストを低減可能である。
【０１８７】
なお、図３５に示される基部６０には凹部１５０が設けられているが、基部６０には、凹部１５０の代わりに、凸部を設けてもよい。図３６は、実施の形態２の第２変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−２が備えるメインベース１０の基部６０を示す図である。図３６に示される基部６０には、図３５に示される一対の凹部１５０の代わりに、一対の凸部１６０が設けられる。一対の凸部１６０は、開口部１０−１に貫通する主軸ギア１を挟むように、基部６０に設けられる。一対の凸部１６０の内の一方は、第３辺３０３に設けられており、中心軸ＡＸから第３辺３０３に向かって突き出る突起である。一対の凸部１６０の内の他方は、第４辺３０４に設けられており、中心軸ＡＸから第４辺３０４に向かって突き出る突起である。一対の凸部１６０のそれぞれは、２つの傾斜面１６１と、２つの傾斜面１６１が交わる頂部である峰部１６２とを有する。傾斜面１６１は、峰部１６２と第３辺３０３との間の壁面、又は峰部１６２と第４辺３０４との間の壁面である。中間ギア２の回転軸線Ｌａと仮想直線ＶＬは直交しており、仮想直線ＶＬと凸部１６０の傾斜面１６１とが成す角度θは、例えば４５°である。
【０１８８】
このような凸部１６０が設けられた基部６０を利用してバックラッシュ調整が行われる場合、図１２に示される治具５００には、凸部５０１の代わりに凹部が設けられ、治具６００には、凸部６０１の代わりに凹部が設けられる。
【０１８９】
図３６に示される基部６０を利用することにより、例えば図３５に示される凹部１５０の近くに、マグネットホルダ６などが設けられている場合でも、マグネットホルダ６などへの治具５００又は治具６００の干渉を抑制できる。一方、図３５に示される基部６０を利用することにより、図３６に示される基部６０に比べて、平面視した基部６０の表面積が小さくなり、アブソリュートエンコーダ１００−２を小型化できる。
【０１９０】
なお、図３６に示される一対の凸部１６０は、実施の形態１に係るアブソリュートエンコーダ１００−１の基部１１０ａに設けることも可能である。また、図３５又は図３６に示される基部６０は、永久磁石が用いられる磁石式エンコーダ以外にも、誘導コイルを使用したコイル式エンコーダ、受光素子を使用した光学式エンコーダなどにも利用可能である。また、図３５又は図３６に示される基部６０は、主軸ギア１の中心軸が中間ギア２の中心軸と直交する減速機構を備えたエンコーダ以外にも、主軸ギア１の中心軸が中間ギア２の中心軸と平行な減速機構を備えたエンコーダにも利用可能である。
【０１９１】
図１０、図３５又は図３６に示される基部１１０ａ、６０が利用されることにより、アブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２の小型化を図りながら、バックラッシュの微調整が容易化される。従って、図１０、図３５又は図３６に示される基部１１０ａ、６０は、主軸ギア１０１、１の中心軸が第１中間ギア１０２、中間ギア２の中心軸と直交する減速機構を備えたアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に対して有用である。
【０１９２】
以上に説明したようにアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２は、治具が嵌まる一対の嵌合部である凹部１５０又は凸部１６０を有する基部１１０ａ、６０を備えることにより、バックラッシュ調整用治具を利用してバックラッシュの微調整を容易に行うことが可能となる。
【０１９３】
図３７は、実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に適用可能な永久磁石９Ａを示す図である。図３８は、実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に適用可能な永久磁石９Ｂを示す図である。図３７には、第１構成例に係る永久磁石９Ａが示される。永久磁石９Ａでは、第１極性の第１磁極部分Ｎと、第１極性とは異なる第２極性の第２磁極部分Ｓとが、永久磁石９Ａの径方向Ｄ１に配列されている。図３８には、第２構成例に係る永久磁石９Ｂが示される。永久磁石９Ｂでは、永久磁石９Ｂの中央を境に、図中左半分に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが永久磁石９Ｂの図中軸方向Ｄ２に配列され、一方、図中右半分には、左半分とは上下逆方向に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが永久磁石９の図中軸方向Ｄ２に配列されている。図３７及び図３８に示される矢印「ＤＭ」は着磁方向を表す。
【０１９４】
永久磁石９Ａと永久磁石９Ｂは、何れも実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２の永久磁石９として利用可能である。但し、永久磁石９Ｂでは、複数の磁力線によって形成される磁場が、永久磁石９Ａに発生する磁場に比べて、軸方向Ｄ２に広がるように分布する。これに対して、永久磁石９Ａでは、複数の磁力線によって形成される磁場が、永久磁石９Ｂに発生する磁場に比べて、径方向Ｄ１に広がるように分布する。そのため、実施の形態１，２のアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２に永久磁石９Ａが用いられる場合、永久磁石９Ａの径方向外側に広がるように発生する磁場によって、前述した他の磁気センサに磁束が影響する磁気干渉が発生し易くなる。
【０１９５】
実施の形態１，２の各変形例に係るアブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２は、永久磁石９Ｂが永久磁石９として利用された場合、永久磁石９Ａが利用された場合に比べて、永久磁石９から発生する漏れ磁束が、磁気センサ５０に流れ込むことが少なくなる。また、永久磁石９Ｂが永久磁石８として利用された場合、永久磁石９Ａが利用された場合に比べて、永久磁石８から発生する漏れ磁束が、磁気センサ４０に流れ込むことが少なくなる。その結果、副軸ギア５又は主軸ギア１の回転角度又は回転量の検出精度の低下を低減できる。また、回転角度又は回転量の検出精度の低下を低減できる分、アブソリュートエンコーダ１００−１，１００−２のより一層の小型化を図ることができる。
【０１９６】
なお、実施の形態１のアブソリュートエンコーダ１００−１は、永久磁石８及びマグネットホルダ６のそれぞれの中心軸が、図３０に示される永久磁石８及びマグネットホルダ６と同様に互いに一致するように構成される。また、実施の形態１のアブソリュートエンコーダ１００−１は、永久磁石１７及び第２副軸ギア１３８のそれぞれの中心軸が、図３０に示される永久磁石８及びマグネットホルダ６と同様に互いに一致するように構成される。また、実施の形態１のアブソリュートエンコーダ１００−１は、永久磁石９及び主軸ギア１のそれぞれの中心軸が、図３１に示される永久磁石９及び主軸ギア１と同様に互いに一致するように構成される。この構成により、実施の形態１のアブソリュートエンコーダ１００−１は、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となる。
【０１９７】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１９８】
１  主軸ギア、１ａ  第１筒状部、１ｂ  第２筒状部、１ｃ  連通部、１ｄ  ウォームギア部、１ｅ  底面、１ｆ  圧入部、１ｇ  底面、１ｈ  磁石保持部、２  中間ギア、２ａ  ウォームホイール部、２ｂ  ウォームギア部、２ｃ  軸受部、２ｄ  圧入部、２ｅ  摺動部、２ｆ  底面、２ｇ  貫通孔、３  ベアリング、３ａ  外輪、３ｂ  内輪、３ｃ  側面、３ｄ  側面、４  軸、４ａ  一端、４ｂ  他端、５  副軸ギア、５−１  上面、５ａ  ウォームホイール部、５ｂ  貫通孔、６  マグネットホルダ、６ａ  マグネット保持部、６ｂ  軸部、６ｃ  ヘッド、７  ベアリング、７ａ  外輪、７ｂ  内輪、８  永久磁石、８ａ  表面、９  永久磁石、９Ａ  永久磁石、９Ｂ  永久磁石、９ａ  上面、９ｂ  下面、１０  メインベース、１０−１  開口部、１０−２  下面、１０ａ  孔、１０ａａ  凹部、１０ａｂ  凹部、１０ａｃ  凹部、１０ａｄ  取付面、１０ａｅ  ねじ孔、１０ｂ  孔、１０ｃ  当接面、１０ｄ  ベアリングホルダー部、１０ｄａ  下部、１０ｄｂ  上部、１０ｄｃ  内周面、１０ｅ  板バネ取付面、１０ｆ  ねじ孔、１０ｇ  基板位置決めピン、１０ｇ１  基部、１０ｈ  先端部、１０ｉ  段差部、１０ｊ  基板位置決めピン、１０ｊ１  基部、１０ｋ  先端部、１０ｌ  段差部、１０ｍ  柱、１０ｐ  上端面、１０ｑ  柱、１０ｒ  上端面、１０ｓ  柱、１０ｔ  上端面、１０ｕ  ねじ孔、１０ｖ  ねじ孔、１０ｗ  ねじ孔、１１  板バネ、１１ａ  摺動部、１１ｂ  取付部、１１ｃ  孔、１１ｄ  基部、１２  ねじ、１３  基板取付ねじ、１４  ねじ、１５  ケース、１５−１  上面部、１５Ａ  第１側面部、１５Ｂ  第２側面部、１５Ｃ  第３側面部、１５Ｄ  第４側面部、１５ａ  ツメ、１５ｂ  ツメ、１５ｃ  ツメ、１５ｄ  孔、１５ｅ  凹部、１５ｆ  凹部、１５ｇ  凹部、１５ｈ  コネクタケース部、１５ｉ  開口部、１６  取付ねじ、１７  永久磁石、２０  基板、２０−１  下面、２０−２  上面、２０ａ  位置決め孔、２０ｂ  位置決め孔、２０ｃ  孔、２０ｄ  孔、２０ｅ  孔、２１  マイコン、２１ｂ  テーブル処理部、２１ｃ  回転量特定部、２１ｅ  出力部、２１ｐ  回転角取得部、２１ｑ  回転角取得部、２２  双方向性ドライバ、２３  ラインドライバ、２４  コネクタ、４０  磁気センサ、４０ａ  表面、５０  磁気センサ、５０ａ  表面、６０  基部、７０  壁部、７１  壁部、７２  壁部、７３  側面、８０  壁部、９０  磁気センサ、１００−１  アブソリュートエンコーダ、１００−２  アブソリュートエンコーダ、１０１  主軸ギア、１０１ａ  第１筒状部、１０１ｂ  円盤部、１０１ｃ  ウォームギア部、１０１ｄ  磁石保持部、１０２  第１中間ギア、１０２ａ  ウォームホイール部、１０２ｂ  第１ウォームギア部、１０２ｃ  基部、１０２ｄ  第１筒部、１０２ｅ  第２筒部、１０２ｆ  第３筒部、１０２ｇ  半球型突起、１０２ｈ  第２ウォームギア部、１０２ｉ  摺動部、１０４  軸、１０５  第１副軸ギア、１０５ａ  ウォームホイール部、１０５ｂ  軸受部、１０５ｃ  円盤部、１０５ｄ  保持部、１０６  軸、１０７  止め輪、１０８  止め輪、１１０  メインベース、１１０ａ  基部、１１０ｂ  支持部、１１０ｃ  支持部、１１１  板バネ、１１１ａ  摺動部、１１１ｂ  取付部、１１５  ケース、１１５ａ  外壁部、１１５ｂ  外壁部、１１５ｃ  外壁��、１１５ｄ  外壁部、１１６  蓋部、１２０  基板、１２１  マイコン、１２１ｂ  テーブル処理部、１２１ｃ  回転量特定部、１２１ｅ  出力部、１２１ｐ  回転角取得部、１２１ｑ  回転角取得部、１２１ｒ  回転角取得部、１２２  基板取付ねじ、１３３  第２中間ギア、１３３ａ  ウォームホイール部、１３３ｂ  軸受部、１３３ｃ  張出部、１３３ｄ  第４駆動歯車部、１３４  軸、１３８  第２副軸ギア、１３８ａ  第４従動歯車部、１３８ｂ  軸受部、１３８ｃ  張出部、１３８ｄ  磁石保持部、１３９  軸、１４１  支柱、１５０  凹部、１５１  傾斜面、１５２  谷部、１６０  凸部、１６１  傾斜面、１６２  峰部、１６４  ねじ、２００  モータ、２０１  モータ軸、２０２  筐体、２０２ａ  切り欠き部、３０１  第１辺、３０２  第２辺、３０３  第３辺、３０４  第４辺、４００  コネクタ、５００  治具、５０１  凸部、６００  治具、６０１  凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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