(57)【要約】【課題】空転や脱落などの不具合の発生を低減することが可能であり、加工コストを低減することが可能なエンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、エンコーダ用スケールの製造方法及びロボット装置を提供すること。【解決手段】樹脂材料を用いて形成され、所定の回転軸に装着され、所定のパターンが設けられたスケール本体と、当該スケール本体に設けられ、回転軸の回転方向及び軸線方向についての回転軸とスケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部とを備える。【選択図】図１
2014137266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を用いて形成され、所定の回転軸に装着され、所定のパターンが設けられたスケール本体と、
前記スケール本体に設けられ、前記回転軸の回転方向及び軸線方向についての前記回転軸と前記スケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部と
を備えるエンコーダ用スケール。
【請求項２】
前記規制部は、前記回転軸に係合される係合部を有する
請求項１に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項３】
前記係合部は、前記回転軸の形状に対応した形状を有する
請求項２に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項４】
前記スケール本体は、一部材で形成されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項５】
前記規制部は、
前記回転方向についての前記回転軸と前記スケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる第一規制部と、
前記第一規制部から独立して設けられ、軸線方向についての前記回転軸と前記スケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる第二規制部と
を有する
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項６】
前記スケール本体は、前記回転軸を挿入可能な凹部又は貫通部を有し、
前記規制部は、前記凹部又は前記貫通部に設けられている
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項７】
前記回転軸は、中空部を有し、
前記スケール本体は、前記中空部に挿入可能な凸部を有し、
前記規制部は、前記凸部に設けられている
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項８】
前記スケール本体は、前記パターンが形成されたパターン部材を収容する収容部を有する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項９】
前記パターンは、前記回転方向に沿って形成されている
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケール。
【請求項１０】
所定のパターンが形成され、所定の回転軸と一体的に回転するスケールと、
前記パターンを検出する検出部と
を備え、
前記スケールとして、請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のエンコーダ用スケールが用いられている
エンコーダ。
【請求項１１】
回転軸と、
前記回転軸を軸線周りに回転させる駆動部と、
前記回転軸の回転情報を検出するエンコーダと
を備え、
前記エンコーダとして、請求項１０に記載のエンコーダが用いられている
駆動装置。
【請求項１２】
前記回転軸は、前記エンコーダのうち前記エンコーダ用スケールに設けられる前記規制部に対応する形状の第二係合部を有する
請求項１１に記載の駆動装置。
【請求項１３】
前記回転軸と前記エンコーダのうち前記エンコーダ用スケールとの間は、接着剤によって固定されている
請求項１１又は請求項１２に記載の駆動装置。
【請求項１４】
樹脂材料を用いて、所定の回転軸に装着され所定のパターンが設けられたスケール本体と、当該スケール本体に設けられ前記回転軸の回転方向及び軸線方向についての前記回転軸と前記スケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部とを一体的に成型する工程を含む
エンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１５】
前記スケール本体と前記規制部とを一体的に成型した後、前記回転軸の形状に対応した形状となるように前記規制部を軟化して変形させる工程を含む
請求項１４に記載のエンコーダ用スケールの製造方法。
【請求項１６】
移動体と、
前記移動体を駆動する駆動装置と
を備え、
前記駆動装置として、請求項１１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の駆動装置が搭載されている
ロボット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、エンコーダ用スケールの製造方法及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転軸などを含む回転体の回転数、回転角度、回転位置といった回転情報を検出する装置として、エンコーダが知られている。（例えば、特許文献１参照）。このようなエンコーダは、例えば回転軸に接続され所定のパターンが形成されたスケールと、パターンを検出する検出部とを有している。エンコーダは、回転軸の回転に伴ってスケール及びパターン形成部を回転させ、当該回転によるパターンの変化を検出することで該回転情報を検出する。スケールは、ネジや接着剤などの固定部材によって回転軸に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１８５５６１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、上記構成においては、固定部材の緩みや劣化などが生じた場合、スケールの空転や脱落などの不具合が発生する可能性がある。また、金属製スケールやガラス製スケールは加工が困難な場合があり、加工コストが高くなる場合がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明は、空転や脱落などの不具合の発生を低減することが可能であり、加工コストを低減することが可能なエンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、エンコーダ用スケールの製造方法及びロボット装置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】
本発明の第一の態様に従えば、樹脂材料を用いて形成され、所定の回転軸に装着され、所定のパターンが設けられたスケール本体と、当該スケール本体に設けられ、回転軸の回転方向及び軸線方向についての回転軸とスケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部とを備えるエンコーダ用スケールが提供される。
【０００７】
本発明の第二の態様に従えば、所定のパターンが形成され、所定の回転軸と一体的に回転するスケールと、パターンを検出する検出部とを備え、スケールとして、本発明の第一の態様に従うエンコーダ用スケールが用いられているエンコーダが提供される。
【０００８】
本発明の第三の態様に従えば、回転軸と、当該回転軸を軸線周りに回転させる駆動部と、回転軸の回転情報を検出するエンコーダとを備え、エンコーダとして、本発明の第二の態様に従うエンコーダが用いられている駆動装置が提供される。
【０００９】
本発明の第四の態様に従えば、樹脂材料を用いて、所定の回転軸に装着され所定のパターンが設けられたスケール本体と、当該スケール本体に設けられ回転軸の回転方向及び軸線方向についての回転軸とスケール本体との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部とを一体的に成型する工程を含むエンコーダ用スケールの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第五の態様に従えば、移動体と、当該移動体を駆動する駆動装置とを備え、駆動装置として、本発明の第三の態様に従う駆動装置が搭載されているロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、空転や脱落などの不具合の発生を低減することが可能であり、加工コストを低減することが可能なエンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置、エンコーダ用スケールの製造方法及びロボット装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るモータ装置の構成を示す断面図。
【図２】実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図３】実施形態に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図４】実施形態に係るエンコーダの製造方法を示すフローチャート。
【図５】実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す図。
【図６】実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す図。
【図７】実施形態に係るエンコーダの製造過程を示す図。
【図８】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図９】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１０】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１１】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１２】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１３】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１４】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１５】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１６】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１７】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１８】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図１９】変形例に係るエンコーダの一部の構成を示す斜視図。
【図２０】実施形態に係るロボット装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
［第一実施形態］  
図１は、本実施形態に係る駆動装置（測定対象）の一例としてモータ装置ＭＴＲの構成を示す断面図である。
【００１４】
図１に示すように、モータ装置ＭＴＲは、所定の回転軸ＳＦと、当該回転軸ＳＦを回転させる駆動部であるモータ本体ＢＤと、回転軸ＳＦの移動情報（例、回転情報）を検出するエンコーダＥＣとを備えている。
【００１５】
エンコーダＥＣは、回転軸ＳＦに固定された回転部Ｒと、当該回転部Ｒと相対的に移動する検出部Ｄとを有している。エンコーダＥＣは、検出部Ｄを構成する筐体３０内に回転部Ｒが収容された状態で用いられる。なお、本実施形態のエンコーダＥＣは、回転部Ｒが回転方向に移動する構成である。
【００１６】
回転部Ｒは、スケール（エンコーダ用スケール）Ｓ及び磁石Ｍを有している。  
スケールＳは、回転軸ＳＦの端部に固定されている。スケールＳは、回転軸ＳＦを中心軸として当該回転軸ＳＦと一体的に回転する。スケールＳは、例えば樹脂材料を用いて一部材として形成された基材（スケール本体）１０を有している。基材１０が樹脂材料を用いて形成されているため、スケールＳは、ガラスや金属材料を用いて形成される場合に比べて、加工が容易であり、加工コストが抑えられる。
【００１７】
図２は、スケールＳ及び回転軸ＳＦの構成を示す分解斜視図である。図３は、回転部Ｒ及び回転軸ＳＦの構成を示す平面図である。  
図１〜図３に示すように、スケールＳは、回転軸ＳＦの回転中心線（軸線）ＡＸに平行な方向（軸線方向：Ｚ軸方向）に見て円形に形成されている。以下、軸線方向のうちモータ本体ＢＤから回転軸ＳＦの先端側へ向けた方向（図中、上方向）を＋Ｚ方向とし、回転軸ＳＦの先端からモータ本体ＢＤへ向けた方向（図中、下方向）を−Ｚ方向とする。また、回転軸ＳＦの軸線周りの方向をθＺ方向とする。
【００１８】
スケールＳは、回転軸ＳＦに固定される固定部２０と、軸線周りの方向に沿って環状に形成された円板部２１と、磁石Ｍを収容する磁石収容部２２とを有している。  
固定部２０は、スケールＳをＺ方向に貫通する貫通部２０ｔを有する。貫通部２０ｔには、上記モータ装置ＭＴＲの回転軸ＳＦが挿入されている。貫通部２０ｔの内面には、例えば図２に示すように、θＺ方向について、円筒面状に形成された曲面部２０ａと、平面状に形成された平面部（規制部、係合部、第一規制部）２０ｂとが形成されている。したがって、貫通部２０ｔは、Ｚ方向視において、円の一部が直線状に切り欠かれた形状を有している。また、曲面部２０ａには、貫通部２０ｔの内側へ向けて突出する突出部（規制部、係合部、第二規制部）２０ｃが形成されている。突出部２０ｃは、θＺ方向に沿って延在しており、図１に示すように断面形状が半円形となるように形成されている。
【００１９】
一方、上記のように構成された貫通部２０ｔに挿入される回転軸ＳＦの先端は、円柱の一部分が切り欠かれた形状に形成されている。当該回転軸ＳＦの先端には、円筒面の一部を構成する曲面部ＳＦａと、平面状に形成された平面部（第二係合部）ＳＦｂと、当該平面部ＳＦｂと回転軸ＳＦの外周との間に形成される段部ＳＦｄとが設けられている。段部ＳＦｄは回転軸ＳＦを貫通部２０ｔに挿入する際に固定部２０の−Ｚ側端面に当接されるようになっている。当該段部ＳＦｄにより、回転軸ＳＦの挿入量（挿入される部分のＺ方向の寸法）が規定されるようになっている。
【００２０】
曲面部ＳＦａ及び平面部ＳＦｂは、上記貫通部２０ｔの曲面部２０ａ及び平面部２０ｂに対応した形状に形成されている。つまり、曲面部ＳＦａの径、Ｚ方向及びθＺ方向の寸法は貫通部２０ｔの曲面部２０ａの径、Ｚ方向及びθＺ方向の寸法とほぼ等しくなっており、平面部ＳＦｂの形状、Ｚ方向及びθＺ方向の寸法は貫通部２０ｔの平面部２０ｂの形状、Ｚ方向及びθＺ方向の寸法とほぼ等しくなっている。
【００２１】
また、曲面部ＳＦａの表面には、凹部（第二係合部）ＳＦｃが形成されている。凹部ＳＦｃは、突出部２０ｃの位置、形状及び寸法に対応した位置、形状及び寸法に形成されている。このため、凹部ＳＦｃは、θＺ方向に沿って延在しており、図１に示すように断面形状が突出部２０ｃと等しい径を有するように半円形に刳り貫かれた状態に形成されている。また、段部ＳＦｄから凹部ＳＦｃまでのＺ方向の距離は、固定部２０の−Ｚ側端面から突出部２０ｄまでのＺ方向の距離と等しくなっている。
【００２２】
回転軸ＳＦは、突出部２０ｃが凹部ＳＦｃに挿入され、回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａと貫通部２０ｔの曲面部２０ａとが当接され、回転軸ＳＦの平面部ＳＦｂと貫通部２０ｔの平面部２０ｂとが当接された状態で、固定部２０の貫通部２０ｔに挿入されている。この構成において、突出部２０ｃが凹部ＳＦｃに挿入されることにより、突出部２０ｃがＺ方向について凹部ＳＦｃに係合される。また、段部ＳＦｄが固定部２０の−Ｚ側端面に当接されている。これにより、Ｚ方向について、回転軸ＳＦとスケールＳとの間の相対的な移動が規制されている。
【００２３】
また、上記構成において、回転軸ＳＦの平面部ＳＦｂと貫通部２０ｔの平面部２０ｂとが当接されているため、回転軸ＳＦの回転方向（θＺ方向）について、回転軸ＳＦとスケールＳとの間の相対的な移動が規制されている。
【００２４】
このように、スケールＳは、ネジなどの固定部材を用いることなく、固定部２０の一部と回転軸ＳＦの一部とを係合させることにより、回転軸ＳＦに固定されている。回転軸ＳＦの回転方向（θＺ方向）及び軸線方向（Ｚ方向）のそれぞれについて、回転軸ＳＦとスケールＳとの間の相対的な移動が規制されている。このため、スケールＳの空転や脱落などが生じにくい構成となっている。
【００２５】
円板部２１は、スケールＳの外周縁に配置されている。円板部２１の＋Ｚ側の表面である第一面Ｓａは、例えば平坦に形成されている。当該第一面Ｓａは平坦に形成されており、鏡面加工された状態となっている。第一面Ｓａには、光反射パターン２４が形成されている。光反射パターン２４は、例えばスケールＳの円周方向に沿って環状に形成された一回転情報である。
【００２６】
磁石収容部２２は、スケールＳの径方向について固定部２０と円板部２１との間に円環状に形成されている。磁石収容部２２は、固定部２０及び円板部２１の＋Ｚ側の表面に対して−Ｚ側に凹んだ形状を有している。このように磁石収容部２２は、回転軸ＳＦの軸線を中心としてθＺ方向に沿って溝状に形成されている。
【００２７】
磁石Ｍは、スケールＳとは異なる部品として設けられており、回転部Ｒに対して独立部品として設けられている。磁石Ｍは、磁石収容部２２に収容されており、接着剤などの固定部（不図示）を用いてスケールＳに固定されている。磁石Ｍは、スケールＳの回転方向に沿って円環状に形成された永久磁石である。磁石Ｍには、所定の磁気パターン２５（図３参照）が形成されている。磁気パターンは、例えば、磁石Ｍの周方向に沿って環状に形成された多回転情報である。
【００２８】
また、図１に示すように、検出部Ｄは、上記の光反射パターン２４及び磁気パターン２５による磁場を検出する部分である。検出部Ｄは、筐体３０、光センサ３１及び磁気センサ３２を有している。  
筐体３０は、例えば円筒状に形成されており、底部３０ａを有している。筐体３０は、モータ装置ＭＴＲのうち回転軸ＳＦを回転させるモータ本体ＢＤに固定されており、回転軸ＳＦとは固定されていない状態となっている。したがって、回転軸ＳＦが回転しても、筐体３０とモータ装置ＭＴＲとの相対位置が変化しないようになっている。筐体３０は、一体的に形成されたスケールＳ及び磁石Ｍを収容する。スケールＳ及び磁石Ｍは、回転軸ＳＦの軸方向に見たときに、それぞれの中心が筐体３０の中心に一致するように位置合わせされた状態で収容されている。
【００２９】
光センサ３１は、筐体３０の底部３０ａに保持されている。光センサ３１は、光反射パターン２４へ向けて光を射出し、反射光を読み取ることで光反射パターン２４を検出するセンサである。光センサ３１は、例えばスケールＳの光反射パターン２４に対して、回転軸ＳＦの軸方向に見て重なる位置に配置されている。光センサ３１は、光を射出する発光部及び反射光を受光する受光部を有する。発光部としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。受光部としては、例えば光電素子などが用いられる。受光部によって読み取られた光は、電気信号として不図示の制御装置に送信されるようになっている。
【００３０】
磁気センサ３２は、筐体３０の底部３０ａに保持されている。磁気センサ３２は、例えば磁石Ｍに対して回転軸ＳＦの軸方向に見て重なる位置に一対配置されている（磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂ）。各磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂは、バイアス磁石（不図示）及び磁気抵抗素子（不図示）を有している。
【００３１】
バイアス磁石は、磁石Ｍの磁場との間で合成磁場を形成する磁石である。バイアス磁石を構成する材料として、例えばサマリューム・コバルトなどの磁力の大きい希土類磁石などが挙げられる。バイアス磁石は、磁気抵抗素子に接触したり、隣接したりしない位置に配置されている。
【００３２】
磁気抵抗素子は、例えば金属配線などによって形成された直交する２つの繰り返しパターンを有している。磁気抵抗素子は、磁場の方向が当該繰り返しパターンに流れる電流の方向の垂直方向に近くなると電気抵抗が低下するようになっている。磁気抵抗素子は、この電気抵抗の低下を利用して磁場の方向を電気信号に変換するようになっている。磁気抵抗素子は、磁石Ｍの磁場及びバイアス磁石の磁場による合成磁場を検出するようになっている。検出結果は、電気信号として上記の制御装置（不図示）に送信されるようになっている。
【００３３】
検出部Ｄは、移動情報（例、回転情報）として、光センサ３１において一回転情報を検出し、磁気センサ３２において多回転情報を検出する。制御装置は、光センサ３１から出力される一回転情報に基づいて回転軸ＳＦの回転角度を求めると共に、磁気センサ３２Ａ及び３２Ｂから出力される多回転情報に基づいて回転軸ＳＦの回転数を求める処理を行う。
【００３４】
次に、上記のように構成されたエンコーダＥＣ用スケールの製造方法、エンコーダＥＣの製造方法の一例を説明する。  
図４は、エンコーダＥＣのスケールＳを製造する工程を示すフローチャートである。図４に示すように、スケールＳの製造工程は、型材形成工程、成型工程及びパターン形成工程を含む。
【００３５】
型材形成工程は、スケールＳを成型するための型材を形成する。型材形成工程では、例えば図５に示すように、スケールＳの＋Ｚ側の形状に対応する第一型材ＭＬ１と、スケールＳの−Ｚ側の形状に対応する第二型材ＭＬ２とを形成する。第一型材ＭＬ１及び第二型材ＭＬ２には、それぞれスケールＳの突出部２０ｃに対応する凹型部４１及び凹型部４２が形成されている。また、第一型材ＭＬ１及び第二型材ＭＬ２には、それぞれスケールＳの平面部２０ｂに対応する平面部４３及び平面部４４が形成されている。
【００３６】
型材形成工程では、凹型部４１及び凹型部４２と、平面部４３及び平面部４４とが、それぞれ対応する位置に配置されるように第一型材ＭＬ１及び第二型材ＭＬ２を重ね合わせるようにする。これにより、当該第一型材ＭＬ１と第二型材ＭＬ２との間には、スケールＳの形状に対応する空間Ｋが形成される。なお、第一型材ＭＬ１又は第二型材ＭＬ２に対して、当該空間に樹脂材料を注入するための不図示の注入孔を形成しておく。
【００３７】
成型工程では、図６に示すように、組み合わされた第一型材ＭＬ１及び第二型材ＭＬ２の間の空間Ｋに、上記の注入孔を介して液状体の樹脂材料４５を注入し、当該樹脂材料４５を固化させる。樹脂材料４５を固化させた後、図７に示すように、第一型材ＭＬ１及び第二型材ＭＬ２を取り外す。これにより、平面部２０ｂ及び突出部２０ｃを有する基材１０が一体的に形成される。
【００３８】
パターン形成工程は、成型工程を経て成形された基材１０に対して光反射パターン２４を形成する。これにより、スケールＳが形成される。このように、基材１０を樹脂材料によって形成することにより、低コストで容易にスケールＳを形成することができる。
【００３９】
その後、スケールＳの凹部２２に磁石Ｍを取り付けることで、回転部Ｒが得られる。なお、磁石Ｍには、予め磁気パターン２５を着磁形成しておく。更に、検出部Ｄを別途形成することにより、エンコーダＥＣを得ることができる。
【００４０】
その後、回転部Ｒ及び検出部Ｄをモータ装置ＭＴＲに取り付ける。まず、スケールＳの固定部２０に形成される貫通部２０ｔに回転軸ＳＦを挿入することで、エンコーダＥＣの回転部Ｒ（スケールＳ）をモータ装置ＭＴＲの回転軸ＳＦに取り付ける。スケールＳが樹脂材料によって形成されているため、回転軸ＳＦの先端部分が突出部２０ｃに差し掛かったときには、貫通部２０ｔが広がるようにスケールＳが弾性変形する。
【００４１】
回転軸ＳＦの段部ＳＦｄが固定部２０の−Ｚ側の端面に当接されるまで回転軸ＳＦを貫通部２０ｔに挿入することにより、貫通部２０ｔに設けられた突出部２０ｃが回転軸ＳＦの凹部ＳＦｃに挿入され、弾性変形して貫通部２０ｔが広がっていたスケールＳが元の形状に戻る。これにより、突出部２０ｃと凹部ＳＦｃとが係合される。
【００４２】
回転部Ｒを回転軸ＳＦに取り付けた後、検出部Ｄをモータ装置ＭＴＲの駆動部ＡＣに取り付ける。これにより、図１に示すエンコーダＥＣが取り付けられたモータ装置ＭＴＲを得ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、回転軸ＳＦに装着されるスケールＳが樹脂材料を用いて形成されており、当該スケールＳには回転軸ＳＦの回転方向（θＺ方向）及び軸線方向（Ｚ方向）についての回転軸ＳＦとスケールＳとの間の相対的な移動の規制に用いられる突出部２０ｃが設けられているため、加工コストが低く、回転軸ＳＦに対して空転や脱落などが生じにくいスケールＳを提供することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、加工コストが低く、回転軸ＳＦに対して空転や脱落などが生じにくいスケールＳを備えるエンコーダＥＣが構成されるため、信頼性の高いエンコーダＥＣを低コストで得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、樹脂材料を用いて、スケールＳの基材１０と、当該基材１０に設けられ回転軸ＳＦの回転方向（θＺ方向）及び軸線方向（Ｚ方向）についての回転軸ＳＦと基材１０との間の相対的な移動の規制に用いられる規制部（平面部２０ｂ、突出部２０ｃ）とを一体的に成型するため、低コストで容易にスケールＳを製造することができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、回転軸ＳＦと、当該回転軸ＳＦを軸線周りに回転させるモータ本体ＢＤと、回転軸ＳＦの回転情報を検出するエンコーダＥＣとを備え、エンコーダＥＣとして、信頼性の高く低コストのエンコーダＥＣを備えるため、駆動特性に優れたモータ装置ＭＴＲを低コストで得ることができる。
【００４７】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
図８〜図１９は、変形例に係るスケールＳ２〜Ｓ１２及び回転軸ＳＦの構成を示す分解斜視図である。
【００４８】
上記構成においては、突出部２０ｃが固定部２０の曲面部２０ａに形成され、凹部ＳＦｃが回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａに形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図８に示すスケールＳ２のように、固定部２０の平面部２０ｂに突出部２０ｅが設けられ、回転軸ＳＦの平面部ＳＦｂに凹部ＳＦｅが設けられた構成であってもよい。これにより、スケールＳ２と回転軸ＳＦとの間でθＺ方向及びＺ方向についての相対的な移動が規制されることになる。
【００４９】
また、上記実施形態においては、スケールＳと回転軸ＳＦとの間のθＺ方向についての相対的な移動が平面部２０ｂ及び平面部ＳＦｂによって規制された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図９に示すスケールＳ３のように、Ｚ方向に延在する突出部２０ｆが固定部２０の曲面部２０ａに設けられ、当該突出部２０ｆに対応する凹部ＳＦｆが回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａに設けられた構成であってもよい。なお、図９に示すスケールＳ３に示すように、スケールＳと回転軸Ｓｆとの間のＺ方向についての相対的な移動を規制するため、突出部２０ｇ及び凹部ＳＦｇがそれぞれ環状に形成された構成であってもよい。
【００５０】
また、例えば図１０に示すスケールＳ４のように、スケールＳ３に比べて突出部２０ｈが−Ｚ方向に延在されて突出部２０ｇと交わっており、同様に凹部ＳＦｈが−Ｚ方向に延在されて凹部ＳＦｇと交わっている構成であってもよい。
【００５１】
また、例えば図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示すスケールＳ５のように、固定部２０の曲面部２０ａにおいてスケールＳと回転軸ＳＦとの間のθＺ方向についての相対的な移動を規制する突出部２０ｉが設けられると共に、当該突出部２０ｉの一部において当該スケールＳと回転軸ＳＦとの間のＺ方向についての相対的な移動を規制する第二突出部２０ｊが設けられた構成であってもよい。この場合、回転軸ＳＦについては、突出部２０ｉに対応する凹部ＳＦｉが形成されると共に、当該凹部ＳＦｉの一部に内側へ凹んだ第二凹部ＳＦｊが設けられた構成となっている。この構成においては、突出部２０ｉが凹部ＳＦｉに嵌め込まれた場合、第二突出部２０ｊが第二凹部ＳＦｊに嵌め込まれる。これにより、突出部２０ｉ及び第二突出部２０ｊと凹部ＳＦｉ及び第二凹部ＳＦｊとがθＺ方向に係合されると共に、第二突出部２０ｊと第二凹部ＳＦｊとがＺ方向について係合されることになる。
【００５２】
また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すスケールＳ６のように、固定部２０の曲面部２０ａに柱状（例、円柱状）の突出部２０ｋが設けられており、回転軸ＳＦの曲面部２０ａに当該突出部２０ｋを案内するように凹部ＳＦｉが形成されており、当該凹部ＳＦｉの−Ｚ側端部からθＺ方向に延びるように第三凹部ＳＦｋが設けられた構成であってもよい。なお、当該第三凹部ＳＦｋは、突出部２０ｋを嵌め込み可能な寸法に形成されている。
【００５３】
この構成において、回転軸ＳＦを貫通部２０ｔに挿入する場合、突出部２０ｋが凹部ＳＦｉに挿入されると共に、当該凹部ＳＦｉに沿って−Ｚ側へ移動する。突出部２０ｋが凹部ＳＦｉの−Ｚ側端部へ到達した後、スケールＳ６と回転軸ＳＦとをθＺ方向に相対的に回転させることにより、スケールＳ６の一部が弾性変形し、突出部２０ｋが第三凹部ＳＦｋに嵌め込まれる。この状態においては、突出部２０ｋと第三凹部ＳＦｋとの間がθＺ方向及びＺ方向について係合されることになる。
【００５４】
なお、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すスケールＳ７のように、突出部２０ｋに対応する構成である突出部ＳＦｌが回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａに設けられ、凹部ＳＦｉ及び第三凹部ＳＦｋに対応する構成である凹部２０ｎ及び第三凹部２０ｌが固定部２０に設けられた構成であってもよい。この場合においては、突出部ＳＦｌと第三凹部２０ｌとの間がθＺ方向及びＺ方向について係合されることになる。
【００５５】
また、図１４（ａ）に示すスケールＳ８のように、固定部２０には環状の突出部２０ｇと、固定部２０の−Ｚ側端部に形成された切り欠き部２０ｍとが設けられ、回転軸ＳＦには環状の凹部ＳＦｇと、切り欠き部２０ｍに挿入される突出部ＳＦｍとが設けられた構成としてもよい。この場合、図１４（ｂ）に示すように、突出部ＳＦｍが切り欠き部２０ｍに挿入された状態で突出部２０ｇが凹部ＳＦｇに挿入されるように、各部の配置が設定されている。これにより、突出部２０ｇと凹部ＳＦｇとがＺ方向について係合され、切り欠き部２０ｍと突出部ＳＦｍとがθＺ方向について係合されることになる。
【００５６】
また、図１５に示すスケールＳ９のように、固定部２０の曲面部２０ａには環状の突出部２０ｇが設けられ、回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａには環状の凹部ＳＦｇが設けられた構成であって、固定部２０と回転軸ＳＦとが接着剤ＳＦｎを用いて接着された構成であってもよい。この場合、突出部２０ｇと凹部ＳＦｇとがＺ方向について係合されると共に、接着剤ＳＦｎによって曲面部２０ａと曲面部ＳＦａとがθＺ方向及びＺ方向について固定されることになる。これにより、スケールＳ９と回転軸ＳＦとの間でθＺ方向及びＺ方向についての相対的な移動が規制されることになる。
【００５７】
また、図１６に示すスケールＳ１０のように、固定部２０の曲面部２０ａにはＺ方向に延在する突出部２０ｆが設けられ、回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａにはＺ方向に延在する凹部ＳＦｆが設けられた構成であって、固定部２０と回転軸ＳＦとが接着剤ＳＦｎを用いて接着された構成であってもよい。この場合、突出部２０ｆと凹部ＳＦｆとがＺ方向について係合されると共に、接着剤ＳＦｎによって曲面部２０ａと曲面部ＳＦａとがθＺ方向及びＺ方向について固定されることになる。これにより、スケールＳ１０と回転軸ＳＦとの間でθＺ方向及びＺ方向についての相対的な移動が規制されることになる。
【００５８】
また、図１７（ａ）に示すスケールＳ１１のように、回転軸ＳＦが中空部Ｋ２を有する円筒状に形成された構成であってもよい。この場合、回転軸ＳＦの中空部Ｋ２に固定部２０が挿入されることになる。図１７（ｂ）に示すように、固定部２０の−Ｚ側端部には、環状の突出部２０ｓと切り欠き部２０ｐとが設けられている。切り欠き部２０ｐが設けられることにより、固定部２０の−Ｚ側端部が径方向に変形しやすくなるため、固定部２０が回転軸ＳＦの内部に挿入されやすくなる。また、図１７（ｃ）に示すように、回転軸ＳＦの内周面ＳＦｐには、環状の凹部ＳＦｓが形成されている。凹部ＳＦｓは、切り欠き部２０ｐに対応する部分が途切れた状態となっている。この構成においては、切り欠き部２０ｐによって区切られた突出部２０ｓ毎に、凹部ＳＦｓに嵌め込まれることになる。各突出部２０ｓと凹部ＳＦｓとがθＺ方向及びＺ方向について係合されることになる。これにより、スケールＳ１１と回転軸ＳＦとの間でθＺ方向及びＺ方向についての相対的な移動が規制されることになる。
【００５９】
また、上記実施形態では、回転軸ＳＦの形状に対して固定部２０が予め成型された場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。図１８（ａ）に示すように、曲面部ＳＦａにＺ方向に直線状に延在する凹部ＳＦｆと、θＺ方向に沿った環状の凹部ＳＦｑとが設けられた回転軸ＳＦに対して、固定部２０の曲面部２０ａにはＺ方向に延在する突出部２０ｆが形成された構成となっている。
【００６０】
この状態から、図１８（ｂ）に示すように、回転軸ＳＦを固定部２０の貫通部２０ｔに挿入すると共に、加熱部材５１を用いて熱を加えるなどして固定部２０を軟化させ、固定部２０の内周の一部が凹部ＳＦｑに挿入されるように当該固定部２０を変形させる。この状態で固定部２０を固化させることにより、固定部２０の曲面部２０ａには凹部ＳＦｑに係合された状態の突出部２０ｑが形成される。このように、回転軸ＳＦの形状に対応した形状となるように固定部２０を軟化して変形させるようにしてもよい。なお、固定部２０を軟化させる手段としては、熱に限られることは無く、他の手段を用いてもよい。
【００６１】
また、図１９に示すように、回転軸ＳＦの曲面部ＳＦａに例えば半球状の凹部ＳＦｒが形成された構成とし、固定部２０には当該凹部ＳＦｒに嵌め込まれる突出部が形成された構成としてもよい。この場合、凹部ＳＦｒと当該凹部ＳＦｒに嵌め込まれる突出部とがθＺ方向及びＺ方向について係合されることになる。これにより、スケールと回転軸ＳＦとの間でθＺ方向及びＺ方向についての相対的な移動が規制されることになる。
【００６２】
また、上記実施形態では、固定部２０のうち回転軸ＳＦが挿入される部分が貫通部２０ｔである構成を例に挙げて説明したが、固定部２０がＺ方向に貫通されている構成に限られることは無い。例えば、固定部２０の−Ｚ側に凹部が形成された構成であってもよい。この場合、回転軸ＳＦとの間のθＺ方向及びＺ方向の相対移動を規制する規制部は、凹部の内部に配置される。
【００６３】
次に、上記のように構成されたモータ装置ＭＴＲの適用例として、ロボット装置の構成を説明する。  
図２０は、上記実施形態に記載のモータ装置ＭＴＲを備えるロボット装置ＲＢＴの一部（指部分の先端）の構成を示す図である。
【００６４】
同図に示すように、ロボット装置ＲＢＴは、末節部１０１、中節部１０２及び関節部１０３を有しており、末節部１０１と中節部１０２とが関節部１０３を介して接続された構成になっている。関節部１０３には軸支持部１０３ａ及び軸部１０３ｂが設けられている。軸支持部１０３ａは中節部１０２に固定されている。軸部１０３ｂは、軸支持部１０３ａによって固定された状態で支持されている。
【００６５】
末節部１０１は、接続部１０１ａ及び歯車１０１ｂを有している。接続部１０１ａには、関節部１０３の軸部１０３ｂが貫通した状態になっており、当該軸部１０３ｂを回転軸として末節部１０１が回転可能になっている。この歯車１０１ｂは、接続部１０１ａに固定されたベベルギアである。接続部１０１ａは、歯車１０１ｂと一体的に回転するようになっている。
【００６６】
中節部１０２は、筐体１０２ａ及びモータ装置ＡＣＴを有している。モータ装置ＡＣＴは、上記実施形態に記載のモータ装置ＭＴＲを用いることができる。モータ装置ＡＣＴは、筐体１０２ａ内に設けられている。モータ装置ＡＣＴには、回転軸部材１０４ａが取り付けられている。回転軸部材１０４ａの先端には、歯車１０４ｂが設けられている。この歯車１０４ｂは、回転軸部材１０４ａに固定されたベベルギアである。歯車１０４ｂは、上記の歯車１０１ｂとの間で噛み合った状態になっている。
【００６７】
上記のように構成されたロボット装置ＲＢＴは、モータ装置ＡＣＴの駆動によって回転軸部材１０４ａが回転し、当該回転軸部材１０４ａと一体的に歯車１０４ｂが回転する。歯車１０４ｂの回転は、当該歯車１０４ｂと噛み合った歯車１０１ｂに伝達され、歯車１０１ｂが回転する。当該歯車１０１ｂが回転することで接続部１０１ａも回転し、これにより末節部１０１が軸部１０３ｂを中心に回転する。
【００６８】
以上のように、本実施形態によれば、駆動特性に優れ、安定した推進力を得ることが可能なモータ装置ＡＣＴを搭載することにより、直接末節部１０１の回転の制御を高精度に行うことができる。
【符号の説明】
【００６９】
ＭＴＲ…モータ装置  ＳＦ…回転軸  ＢＤ…モータ本体  ＥＣ…エンコーダ  Ｒ…回転部  Ｄ…検出部  Ｓ、Ｓ２〜Ｓ１２…スケール  Ｍ…磁石  ＳＦａ…曲面部  ＳＦｂ…平面部  ＳＦｃ、ＳＦｅ、ＳＦｆ、ＳＦｇ、ＳＦｈ、ＳＦｉ、ＳＦｓ、ＳＦｑ、ＳＦｒ…凹部  ＳＦｄ…段部  Ｋ…空間  ＡＣ…駆動部  ＳＦｊ…第二凹部  ＳＦｋ…第三凹部  ＳＦｌ、ＳＦｍ…突出部  ＳＦｎ…接着剤  Ｋ２…中空部  ＳＦｐ…内周面  ＲＢＴ…ロボット装置  ＡＣＴ…モータ装置  ＭＬ１…第一型材  ＭＬ２…第二型材  １０…基材  ２０…固定部  ２０ｔ…貫通部  ２０ａ…曲面部  ２０ｂ…平面部  ２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０ｆ、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉ、２０ｋ、  ２０ｑ、２０ｓ…突出部  ２０ｊ…第二突出部  ２０ｎ…凹部  ２０ｌ…第三凹部  ２０ｍ、２０ｓ…切り欠き部
【図１】
2014137266.tif 000003
【図２】
2014137266.tif 000004
【図３】
2014137266.tif 000005
【図４】
2014137266.tif 000006
【図５】
2014137266.tif 000007
【図６】
2014137266.tif 000008
【図７】
2014137266.tif 000009
【図８】
2014137266.tif 000010
【図９】
2014137266.tif 000011
【図１０】
2014137266.tif 000012
【図１１】
2014137266.tif 000013
【図１２】
2014137266.tif 000014
【図１３】
2014137266.tif 000015
【図１４】
2014137266.tif 000016
【図１５】
2014137266.tif 000017
【図１６】
2014137266.tif 000018
【図１７】
2014137266.tif 000019
【図１８】
2014137266.tif 000020
【図１９】
2014137266.tif 000021
【図２０】
2014137266.tif 000022