(57)【要約】  エンコーダは、所定の軸線周りに回転する回転軸に固定され、第一パターンを有する第一回転部と、非回転部に配置され、第一パターンを検出する第一検出部と、所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定され、第二パターンを有する第二回転部と、非回転部に配置され、第二パターンを検出する第二検出部と、第一検出部と第二検出部とを共通の位置基準で位置決めする基準部とを備える。
2013146371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸線周りに回転する回転軸に固定され、第一パターンを有する第一回転部と、
非回転部に配置され、前記第一パターンを検出する第一検出部と、
前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定され、第二パターンを有する第二回転部と、
前記非回転部に配置され、前記第二パターンを検出する第二検出部と、
前記第一検出部と前記第二検出部とを共通の位置基準で位置決めする基準部と
を備えるエンコーダ。
【請求項２】
前記位置基準は、前記所定の軸線を中心とする円筒面上に設けられる
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記回転軸及び前記出力軸のうちの一方である第一軸は中空部を有し、
前記回転軸及び前記出力軸のうち前記第一軸とは異なる方の第二軸は、前記中空部を貫通すると共に前記第一軸の一方の端部から突出して設けられ、
前記第一回転部は、前記第一軸のうち前記一方の端部に取り付けられ、
前記第二回転部は、前記第二軸のうち前記第一軸から突出する部分に取り付けられる
請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記第一検出部と前記第一検出部に当接された前記基準部との当接位置を調整する第一調整部を備える
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。
【請求項５】
前記第一調整部は、
前記基準部及び前記第一検出部のうち一方に設けられた第一凹部と、
前記基準部及び前記第一検出部のうち他方に設けられ前記第一凹部に挿入される第一凸部と
を有する
請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記第二検出部と前記第二検出部に当接された前記基準部との当接位置を調整する第二調整部を備える
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。
【請求項７】
前記第二調整部は、
前記基準部及び前記第二検出部のうち一方に設けられた第二凹部と、
前記基準部及び前記第二検出部のうち他方に設けられ前記第二凹部に挿入される第二凸部と
を有する
請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記非回転部は、磁場発生部を有し、
前記磁場発生部から前記第一パターン及び前記第二パターンへ向けた磁場を遮蔽するヨークを備える
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。
【請求項９】
前記出力軸は、ベアリング部を介して前記回転軸との間で独立して回転可能に支持されている
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。
【請求項１０】
所定の軸線周りに回転する回転軸と前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸とのうちの一方の軸であって、中空部を有する第一軸と、
前記回転軸及び前記出力軸のうち前記第一軸とは異なる方の軸であって、前記中空部を貫通すると共に前記第一軸の一方の端部から突出して設けられる第二軸と、
前記第一軸のうち前記一方の端部に取り付けられ、第一パターンを有する第一回転部と、
前記第二軸のうち前記第一軸から突出する部分に取り付けられ、第二パターンを有する第二回転部と、
前記第一パターンを検出する第一検出部と、
前記第二パターンを検出する第二検出部と、を備える
アームを有するロボット装置の関節を駆動させる駆動源の回転情報を検出するエンコーダ。
【請求項１１】
第一パターンを有する第一回転部を、所定の軸線周りに回転する回転軸に固定する第一固定工程と、
前記第一パターンを検出する第一検出部を、基準部に設定された所定の位置基準で位置決めされるように非回転部に配置する第一配置工程と、
第二パターンを有する第二回転部を、前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定する第二固定工程と、
前記第二パターンを検出する第二検出部を、前記位置基準で位置決めされるように前記非回転部に配置する第二配置工程と
を含むエンコーダの取り付け方法。
【請求項１２】
前記第一配置工程及び前記第二配置工程に先立って、前記基準部を前記非回転部に配置する基準部配置工程を含む
請求項１１に記載のエンコーダの取り付け方法。
【請求項１３】
前記基準部配置工程に先立って、前記所定の軸線に対して前記基準部を位置決めする位置決め工程を含む
請求項１１又は請求項１２に記載のエンコーダの取り付け方法。
【請求項１４】
駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、
所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、
前記回転軸と前記出力軸との間を連結し、前記回転軸から前記出力軸に伝達されるトルクが所定値を超えるときに前記出力軸と前記出力軸との間を相対的に変位させる連結部と、
前記回転軸及び前記出力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１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のエンコーダが用いられている
トルク制限機構。
【請求項１５】
駆動部と、
前記駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、
前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、
前記回転軸及び前記出力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１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のエンコーダが用いられている
駆動装置。
【請求項１６】
前記回転軸と前記出力軸との間を連結し、前記回転軸から前記出力軸に伝達されるトルクが所定値を超えるときに前記出力軸と前記出力軸との間を相対的に変位させる連結部を備える
請求項１５に記載の駆動装置。
【請求項１７】
アームと、
前記アーム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１５又は請求項１６に記載の駆動装置が用いられている
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、エンコーダの取り付け方法、トルク制限機構、駆動装置及びロボット装置に関する。
本願は、２０１２年３月３０日に出願された日本国特願２０１２−０７８５５４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
産業ロボット、工作機械等において高い位置決め精度が要求される駆動部分には、モータの出力回転を、高い伝達精度の減速機を介して出力するように構成されたギヤ付きモータが用いられることがある。ギヤ付きモータとしては、例えば、特許文献１に記載されているように、モータ本体と、モータ本体の回転軸に同軸状態で連結された減速機と、減速機の出力側に同軸状態で連結された出力軸とを有するものが開示されている。【０００３】
上記のようなモータは、位置決め等を精度良く行うために、減速機の出力軸の回転角を高い精度で制御する必要がある。そのために、モータの回転軸には第一エンコーダが取り付けられ、出力軸には第二エンコーダが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２００１−２４１４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようなモータでは、第一エンコーダ及び第二エンコーダが軸方向に並んで配置されることになる。そのため、第一エンコーダ及び第二エンコーダのスケールと検出部との間の位置合わせが煩雑になってしまい、組み立て作業が煩雑になりやすいという問題があった。【０００６】
本発明の態様は、容易に組み立て可能なエンコーダ、エンコーダの取り付け方法、トルク制限機構、駆動装置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】
【０００７】
本発明の第一の態様に従えば、所定の軸線周りに回転する回転軸に固定され、第一パターンを有する第一回転部と、非回転部に配置され、第一パターンを検出する第一検出部と、所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定され、第二パターンを有する第二回転部と、非回転部に配置され、第二パターンを検出する第二検出部と、第一検出部と第二検出部とを共通の位置基準で位置決めする基準部とを備えるエンコーダが提供される。【０００８】
本発明の第二の態様に従えば、所定の軸線周りに回転する回転軸と所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸とのうちの一方の軸であって、中空部を有する第一軸と、回転軸及び出力軸のうち第一軸とは異なる方の軸であって、中空部を貫通すると共に第一軸の一方の端部から突出して設けられる第二軸と、第一軸のうち一方の端部に取り付けられ、第一パターンを有する第一回転部と、第二軸のうち第一軸から突出する部分に取り付けられ、第二パターンを有する第二回転部と、第一パターンを検出する第一検出部と、第二パターンを検出する第二検出部と、を備える、アームを有するロボット装置の関節を駆動させる駆動源の回転情報を検出するエンコーダが提供される。【０００９】
本発明の第三の態様に従えば、第一パターンを有する第一回転部を、所定の軸線周りに回転する回転軸に固定する第一固定工程と、第一パターンを検出する第一検出部を、基準部に設定された所定の位置基準で位置決めされるように非回転部に配置する第一配置工程と、第二パターンを有する第二回転部を、所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定する第二固定工程と、第二パターンを検出する第二検出部を、位置基準で位置決めされるように非回転部に配置する第二配置工程とを含むエンコーダの取り付け方法が提供される。【００１０】
本発明の第四の態様に従えば、駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、回転軸と出力軸との間を連結し、回転軸から出力軸に伝達されるトルクが所定値を超えるときに出力軸と出力軸との間を相対的に変位させる連結部と、回転軸及び出力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、本発明の第一の態様又は第二の態様に従うエンコーダが用いられているトルク制限機構が提供される。【００１１】
本発明の第五の態様に従えば、駆動部と、当該駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、所定の軸線周りに回転し回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、回転軸及び出力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、本発明の第一の態様又は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。【００１２】
本発明の第六の態様に従えば、アームと、当該アームを駆動する駆動装置とを備え、駆動装置として、本発明の第五の態様に従う駆動装置が用いられているロボット装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の態様によれば、エンコーダ、エンコーダの取り付け方法、トルク制限機構、駆動装置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】
【００１４】
【図１】第一実施形態に係るエンコーダ装置の構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るエンコーダ装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係るエンコーダ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立て方法を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立ての経過を示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立ての経過を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立ての経過を示す斜視図である。
【図８】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立ての経過を示す斜視図である。
【図９】本実施形態に係るエンコーダ装置の組み立ての経過を示す斜視図である。
【図１０】第二実施形態に係る駆動装置及びロボット装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】第二実施形態に係る駆動装置及びロボット装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第二実施形態に係る駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第二実施形態に係る駆動装置及びロボット装置の動作特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。  
［第一実施形態］  
図１は、本発明の第一実施形態に係るエンコーダ装置（エンコーダ）６０の構成を示す断面図である。図２は、エンコーダ装置６０の外観を示す斜視図である。図３は、エンコーダ装置６０の外観を示す分解斜視図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、エンコーダ装置６０は、第一エンコーダ６１及び第二エンコーダ６２を備えている。エンコーダ装置６０は、駆動軸（回転軸）４２及び出力軸２７の回転情報を個別に検出可能である。
【００１７】
図１及び図３に示すように、駆動軸４２は、円筒状に形成されており、中空部４２ａを有している。駆動軸４２は、駆動部４１に接続されている。駆動軸４２は、駆動部４１の駆動力により、この駆動軸４２の中心軸となる軸線Ｃの周りに回転する。中空部４２ａには、軸受６６（ベアリング部）の外輪が挿入されている。駆動軸４２は、この駆動装置によって回転可能である。
【００１８】
出力軸２７は、円筒状に形成されている。出力軸２７は、不図示の動力伝達機構を介して駆動軸４２に連結されており、駆動軸４２の回転の少なくとも一部を出力する。出力軸２７は、駆動軸４２の中空部４２ａを貫通して設けられている。出力軸２７は、軸受６６の内輪に挿入されている。出力軸２７は、この軸受６６により、駆動軸４２と共通の軸線Ｃの周りに回転するように配置されると共に、駆動軸４２に対して独立して回転可能である。出力軸２７は、先端（図中上側の端部）２７ａが駆動軸４２から突出している。
【００１９】
第一エンコーダ６１は、駆動軸４２の回転位置を示す第一位置情報を検出する。第一エンコーダ６１は、第一ディスク６１１（第一回転部）と、第一基板６１２と、この第一基板６１２に設置された発受光素子６１３及び磁気検出素子６１４と、磁石６１５（磁場発生部）とを備えている。第一エンコーダ６１は、検出した位置情報を第一位置情報として出力する。
【００２０】
第一ディスク６１１は、ネジ部６８及び固定部材６３を介して駆動軸４２に固定されており、駆動軸４２と一体的に回転する。第一ディスク６１１は、例えば駆動軸４２における２０ビットの分解能の絶対位置情報（回転位置情報）を得るための光反射パターン６３１（第一パターン）がこの第一ディスク６１１の回転方向に沿って形成されている。
【００２１】
発受光素子６１３は、上述した第一ディスク６１１の光反射パターン６３１に対して光を照射すると共に、光反射パターン６３１において反射した光を読み取って第一位置検出信号を出力する。
【００２２】
磁石６１５は、第一ディスク６１１に固定されている。磁石６１５は、例えばリング状に形成されている。磁石６１５は、第一ディスク６１１の回転方向に沿って駆動軸４２の多回転量を検出するための磁気パターン６３２を形成する。
【００２３】
磁気検出素子６１４は、第一基板６１２の検出面６１２ａのうち磁石６１５に対応する位置に配置されている。磁気検出素子６１４は、磁石６１５から発生される磁場を読み取って多回転検出信号を出力する。
【００２４】
第一ディスク６１１の−Ｚ軸側の面には、バックヨーク６１６が配置されている。バックヨーク６１６は、例えば、軟磁性体を用いて形成されている。バックヨーク６１６は、駆動部４１から第一エンコーダ６１側へ作用する磁気のうち少なくとも一部を減衰させ、磁石６１５の磁気特性を安定させる。
【００２５】
第一基板６１２は、第一ディスク６１１に向けられた検出面６１２ａを有する。検出面６１２ａには、発受光素子６１３及び磁気検出素子６１４が設けられている。第一基板６１２の中央部には、貫通孔６１２ｆが形成されている。貫通孔６１２ｆは、出力軸２７を＋Ｚ軸方向（駆動部４１とは反対側）へ貫通させる。第一基板６１２は、第一フレーム部材６９１に支持されている。第一フレーム部材６９１は、駆動部４１の非回転面４１ａに支持されている。なお、非回転面４１ａは、駆動部４１の筐体の一部に含まれ、Ｚ軸方向視において円形に形成されている（図３参照）。
【００２６】
第一基板６１２は、図３に示すように、円板の外周部に切り欠き部６１２ｃを有する。この切り欠き部６１２ｃは、例えば円周方向に１２０°おきに１箇所ずつ、計３箇所に設けられている。このため、第一基板６１２は、この切り欠き部６１２ｃに対して径方向に突出した突出部６１２ｄを有している。第一フレーム部材６９１は、第一基板６１２の各突出部６１２ｄをそれぞれ支持している。
【００２７】
第一フレーム部材６９１は、非回転面４１ａの円周の形状に沿って湾曲している。各第一フレーム部材６９１は、第一ディスク６１１に対向する内面６９１ａが円筒面の一部を構成している。各突出部６１２ｄは、ネジなどの固定部材６１２ｅにより、第一フレーム部材６９１と共に駆動部４１の非回転面４１ａに固定されている。
【００２８】
また、第二エンコーダ６２は、出力軸２７の回転位置を示す第二位置情報を検出する。第二エンコーダ６２は、第二ディスク６２１（第二回転部）と、第二基板６２２と、この第二基板６２２に設置された発受光素子６２３とを備えている。
【００２９】
第二ディスク６２１は、出力軸２７のうち第一基板６１２から＋Ｚ軸方向に突出した部分に、スリーブ６４を介して固定されている。スリーブ６４は、ネジ部６７を介してナット６５で固定されている。このため、軸受６６に与圧がかけられている。第二ディスク６２１には、例えば、第一ディスク６１１と同様に、２０ビットの分解能の絶対位置情報（回転位置情報）を得るための光反射パターン６４１（第二パターン）がこの第二ディスク６２１の回転方向に沿って形成されている。
【００３０】
発受光素子６２３は、上述した第二ディスク６２１の光反射パターン６４１を読み取って第二位置検出信号を出力する。このように、本実施形態におけるエンコーダ装置６０は、同軸上に２段のディスク（第一ディスク６１１及び第二ディスク６２１）を配置する構成となっている。
【００３１】
第二基板６２２は、第二ディスク６２１に向けられた検出面６２２ａを有する。検出面６２２ａには、発受光素子６２３が設けられている。第二基板６２２は、第二フレーム部材６９２に支持されている。第二フレーム部材６９２は、駆動部４１の非回転面４１ａに支持されている。
【００３２】
図３に示すように、第二フレーム部材６９２は、第二基板６２２の外周に沿って形成された円筒部６９２ｍと、この円筒部６９２ｍから−Ｚ軸方向に突出した突出部６９２ｎとを有する。円筒部６９２ｍは、第二ディスク６２１を囲うように設けられている。突出部６９２ｎは、第一フレーム部材６９１の間に挿入され、非回転面４１ａの周縁部に支持される。第二基板６２２は、ネジなどの固定部材６２２ｅにより、第二フレーム部材６９２の円筒部６９２ｍ及び突出部６９２ｎを貫通するように駆動部４１の非回転面４１ａに固定されている。
【００３３】
図２に示すように、突出部６９２ｎが第一フレーム部材６９１の間に挿入された場合、第一フレーム部材６９１と突出部６９２ｎとの間が隙間無く接触するようになっている。円筒部６９２ｍ及び突出部６９２ｎを含めた第二フレーム部材６９２は、内面６９２ａが同一の円筒面となっている。
【００３４】
図１及び図３に示すように、駆動部４１の非回転面４１ａには、不図示の接着剤などを介して位置基準部６００が固定されている。位置基準部６００は、リング状に形成されており、外周面６００ａが円筒面となっている。位置基準部６００は、外周面６００ａの中心が軸線Ｃに一致するように配置されている。
【００３５】
外周面６００ａには、第一フレーム部材６９１の内面６９１ａが当接されている。本実施形態では、内面６９１ａの径と外周面６００ａの径とが同一となっている。このため、内面６９１ａを外周面６００ａに当接させることにより、第一フレーム部材６９１と位置基準部６００とが位置決めされることとなる。
【００３６】
また、外周面６００ａには、第二フレーム部材６９２の内面６９２ａが当接されている。本実施形態では、内面６９２ａの径と外周面６００ａの径とが同一となっている。このため、内面６９２ａを外周面６００ａに当接させることにより、第二フレーム部材６９２と位置基準部６００とが位置決めされることとなる。
【００３７】
以上のように、第一フレーム部材６９１及び第二フレーム部材６９２は、同一の外周面６００ａを兼用することによって位置決めされている。したがって、外周面６００ａは、第一フレーム部材６９１と第二フレーム部材６９２との間で共通の基準位置となっている。
【００３８】
また、図１に示すように、第一基板６１２の検出面６１２ａには、凹部６１２ｂ（第一凹部）が設けられている。第一フレーム部材６９１の＋Ｚ軸側の面には、凸部６９１ｂ（第一凸部）が設けられている。凸部６９１ｂは、凹部６１２ｂに挿入されている。凸部６９１ｂと凹部６１２ｂとが係合されることにより、第一基板６１２と第一フレーム部材６９１との間が位置決めされている。このように、凸部６９１ｂ及び凹部６１２ｂにより、外周面６００ａに対する第一基板６１２の位置を調整する第一調整部６５１が構成される。第一調整部６５１は、第一基板６１２と第一フレーム部材６９１との間の並行方向へのずれと、回転方向へのずれとをそれぞれ規制可能な構成となっている。このような構成として、例えば凸部６９１ｂ及び凹部６１２ｂの形状に回転方向の規制部を設けても良いし、第一フレーム部材６９１毎に複数設けられる構成としても良い。
【００３９】
同様に、第二基板６２２の検出面６２２ａには、凹部６２２ｂ（第二凹部）が設けられている。第二フレーム部材６９２の＋Ｚ軸側の面には、凸部６９２ｂ（第二凸部）が設けられている。凸部６９２ｂは、凹部６２２ｂに挿入されている。凸部６９２ｂと凹部６２２ｂとが係合されることにより、第二基板６２２と第二フレーム部材６９２との間が位置決めされている。このように、凸部６９２ｂ及び凹部６２２ｂにより、外周面６００ａに対する第二基板６２２の位置を調整する第二調整部６５２が構成される。第二調整部６５２は、第一調整部６５１と動揺に、第二基板６２２と第二フレーム部材６９２との間の並行方向へのずれと回転方向へのずれとをそれぞれ規制可能な構成となっている。
【００４０】
次に、上記のように構成されたエンコーダ装置６０を組み立てる手順を説明する。  
【００４１】
図４は、エンコーダ装置６０の組み立て手順を示すフローチャートである。エンコーダ装置６０の組み立ては、図４のＳＴ０１〜ＳＴ０６の工程に沿って行われる。
【００４２】
まず、駆動部４１の非回転面４１ａに位置決め部材を配置する（ＳＴ０１）。この工程では、図５に示すように、径方向の寸法が等しくなるようにリング状に形成された位置決め部材６０１を駆動軸４２に嵌め込む。この位置決め部材６０１としては、外周面６０１ａの径が位置基準部６００の内周面６００ｂの径に等しく、内周面６０１ｂの径が駆動軸４２の外周面の径に等しくなるように形成されたものを用いる。これにより、位置決め部材６０１の外周面６０１ａの中心が軸線Ｃに一致する。
【００４３】
次に、駆動部４１の非回転面４１ａに位置基準部６００を固定する（ＳＴ０２）。この工程では、図６に示すように、位置決め部材６０１に位置基準部６００を嵌め込む。位置決め部材６０１の外周面６０１ａの径が位置基準部６００の内周面６００ｂの径に等しくなっているため、位置基準部６００が位置決め部材６０１との間で隙間無く配置される。これにより、位置基準部６００の中心が軸線Ｃに一致するように位置決めされる。その後、不図示の接着剤などを用いて位置基準部６００を非回転面４１ａに固定する。位置基準部６００を固定した後、図７に示すように位置決め部材６０１を取り外す。
【００４４】
次に、第一ディスク６１１を駆動軸４２に固定する（ＳＴ０３）。この工程では、ネジ部６８及び固定部材６３を介して第一ディスク６１１を駆動軸４２に締結する。これにより、第一ディスク６１１が駆動軸４２と一体的に回転するようになる。
【００４５】
次に、第一基板６１２を非回転面４１ａに配置する（ＳＴ０４）。この工程では、まず、第一基板６１２の凹部６１２ｂと第一フレーム部材６９１の凸部６９１ｂとを係合させた状態とし、固定部材６１２ｅによって仮固定する。固定部材６１２ｅは、図８に示すように、第一基板６１２に予め形成された開口部６１２ｈにそれぞれ挿入する。仮固定の後、第一基板６１２と第一フレーム部材６９１との位置関係を保持したまま、第一フレーム部材６９１の内面６９１ａを位置基準部６００の外周面６００ａに当接させ、第一フレーム部材６９１を位置決めする。
【００４６】
なお、この開口部６１２ｈの位置、凹部６１２ｂの位置及び凸部６９１ｂの位置は、光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２と、第一基板６１２に実装された発受光素子６１３及び磁気検出素子６１４との間が最適な位置になるように予め設定されている。このため、凹部６１２ｂと凸部６９１ｂとを係合させ、固定部材６１２ｅによって仮固定し、第一フレーム部材６９１を位置決めすることで、発受光素子６１３及び磁気検出素子６１４と光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２との間が最適な状態に位置決めされる。この状態で、固定部材６１２ｅによって第一基板６１２及び第一フレーム部材６９１を本固定する。
【００４７】
次に、第二ディスク６２１を出力軸２７に固定する（ＳＴ０５）。この工程では、出力軸２７にスリーブ６４が取り付けられた状態で第二ディスク６２１を取り付け、ネジ部６７を介してこの第二ディスク６２１をナット６５で固定する。これにより、第二ディスク６２１が出力軸２７と一体的に回転するようになる。
【００４８】
次に、第二基板６２２を非回転面４１ａに配置する（ＳＴ０６）。この工程では、まず、第二基板６２２の凹部６２２ｂと第二フレーム部材６９２の凸部６９２ｂとを係合させた状態とし、固定部材６２２ｅによって仮固定する。固定部材６２２ｅは、第二基板６２２に予め形成された開口部６２２ｈにそれぞれ挿入する。この状態で、図９に示すように、第二フレーム部材６９２の各突出部６９２ｎを第一フレーム部材６９１の間に挿入する。その後、各第二フレーム部材６９２の内面６９２ａを位置基準部６００の外周面６００ａに当接させ、第二フレーム部材６９２を位置決めする。
【００４９】
なお、凹部６２２ｂの位置、この開口部６２２ｈの位置及び凸部６９２ｂの位置は、光反射パターン６４１と、第二基板６２２に実装された発受光素子６２３との間が最適な位置になるように予め設定されている。このため、凹部６２２ｂと凸部６９２ｂとを係合させ、固定部材６２２ｅによって仮固定し、第二フレーム部材６９２を位置決めすることで、発受光素子６２３と光反射パターン６４１との間が最適な状態に位置決めされる。その後、固定部材６２２ｅによって第二基板６２２及び第二フレーム部材６９２を本固定する。
【００５０】
以上の工程により、光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２を有する第一ディスク６１１を、所定の軸線Ｃの周りに回転する駆動軸４２に固定する第一固定工程と、光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２を検出する第一基板６１２を、位置基準部６００に設定された所定の位置基準６００ａで位置決めされるように非回転面４１ａに配置する第一配置工程と、光反射パターン６４１を有する第二ディスク６２１を、所定の軸線Ｃの周りに回転し駆動軸４２の回転の少なくとも一部を出力する出力軸２７に固定する第二固定工程と、光反射パターン６４１を検出する第二基板６２２を、位置基準６００ａで位置決めされるように非回転面４１ａに配置する第二配置工程とを経てエンコーダ装置６０が組み立てられる。これにより、信号検出を伴う位置合わせを行わなくても、第一ディスク６１１と第一基板６１２との間、第二ディスク６２１と第二基板６２２との間を、それぞれ予め設定した位置に位置決めすることができる。そのため、組み立て時の位置合わせが容易となる。これにより、容易に組み立て可能となる。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係るエンコーダ装置６０は、軸線Ｃの周りに回転する駆動軸４２に固定され光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２を有する第一ディスク６１１と、非回転面４１ａに配置され光反射パターン６３１及び磁気パターン６３２を検出する第一基板６１２と、軸線Ｃの周りに回転し駆動軸４２の回転の少なくとも一部を出力する出力軸２７に固定され光反射パターンを有する第二ディスク６２１と、非回転面４１ａに配置され光反射パターン６４１を検出する第二基板６２２と、第一基板６１２と第二基板６２２とを共通の位置基準６００ａで位置決めする位置基準部６００とを備えるので、組み立て時の位置合わせが容易となる。これにより、容易に組み立て可能となる。
【００５２】
［第二実施形態］  
次に、本発明の第二実施形態を説明する。本実施形態では、上記第一実施形態に記載のエンコーダ装置６０を、ロボット装置１００及び駆動装置１に適用した場合について説明する。以下、第一実施形態と共通する構成は、同一の符号を付して説明する。
【００５３】
図１０は、本実施形態によるロボット装置１００の構成を示す斜視図である。  
図１０に示すように、ロボット装置１００は、第一アーム１０、第二アーム２０及び駆動装置１を備えている。第一アーム１０及び第二アーム２０は、連結部３０において連結されている。連結部３０には、駆動装置１が設けられている。駆動装置１は、回転機構４０、トルク制限機構５０、エンコーダ装置６０及び制御部７０を有し、連結部３０を基準として第二アーム２０を回転させる。
【００５４】
第一アーム１０は、基部１１及び軸受部１２を有している。基部１１は、円柱状（中実）若しくは円筒状（中空）に形成されており、ロボット装置１００の骨格の一部を構成する。基部１１は、ロボット装置１００の不図示の回転軸に取り付けられており、この回転軸を中心として所定方向に回転移動するように設けられている。
【００５５】
軸受部１２は、基部１１の端面１１ａに設けられている。軸受部１２は、例えば、第一軸受１２ａ及び、第二軸受１２ｂを有している。第一軸受１２ａ、及び第二軸受１２ｂは、一方向（例えばＺ軸方向）に並んで配置されている。
【００５６】
第一軸受１２ａは、端面１１ａ上に直接設けられている。また、第二軸受１２ｂは、第一軸受１２ａから端面１１ａの外側へ伸びた減速機４３（例、ギヤ）を介して設けられている。
【００５７】
第二アーム（アーム）２０は、基部２１、軸受部２２及び出力軸２７を有している。基部２１は、第一アーム１０の基部１１と同様、円柱状（中実）若しくは円筒状（中空）に形成されており、ロボット装置１００の骨格の一部を構成する。軸受部２２は、基部２１の端面２１ａに設けられている。軸受部２２は、第三軸受２２ａ及び第四軸受２２ｂを有している。第三軸受２２ａ及び第四軸受２２ｂは、一方向（例えば、Ｚ軸方向）に並んで配置されている。
【００５８】
第三軸受２２ａ及び第四軸受２２ｂは、端面２１ａ上に直接設けられている。第二アーム２０の第三軸受２２ａ及び第四軸受２２ｂは、トルク制限機構５０が設置可能なように、互いの間に所定の間隔を空けて配置されている。
【００５９】
出力軸２７は、回転機構４０による回転力が伝達されることで回転する軸である。出力軸２７は、第三軸受２２ａの＋Ｚ軸側にこの第三軸受２２ａと一体的に設けられている。出力軸２７は、例えば円柱状又は円筒状に形成されており、軸線方向がＺ軸方向に平行になるように配置されている。
【００６０】
回転機構４０は、第二軸受１２ｂを介して減速機４３に連結されている。回転機構４０は、駆動部４１及び駆動軸４２（図１１）を有しており、駆動軸４２を回転させて、出力軸２７を回転させることにより、第二アーム２０を駆動する。
【００６１】
エンコーダ装置６０としては、例えば第一実施形態に記載のエンコーダ装置を用いることができる。エンコーダ装置６０は、例えば、回転機構４０に結合され、出力軸２７及び後述する駆動軸４２の回転位置情報（例えば、角度位置）を検出する。例えば、エンコーダ装置６０は、第二アーム２０の三次元的な位置及び姿勢を検出する。
【００６２】
トルク制限機構５０は、例えば、第二アーム２０の第三軸受２２ａ及び第四軸受２２ｂに配置される。トルク制限機構５０は、第二アーム２０が接続される出力軸２７に駆動軸４２の回転力を伝達するように、駆動軸４２と出力軸２７とを連結する。トルク制限機構５０は、所定のトルク許容値以上のトルクが駆動軸４２と出力軸２７との間に生じた場合に、駆動軸４２と出力軸２７とに対して相対的な変位（例、すべり）を生じさせることが可能である。一例として、トルク制限機構５０は、駆動軸４２と出力軸２７との間に所定のトルク許容値以上のトルクが発生した場合に、駆動軸４２と出力軸２７との間に相対的な変位を生じさせる。トルク制限機構５０としては、例えばカップリング型やフランジ型、非接触型、直線型など、公知の構成のトルク制限機構（トルクリミッター）を用いることができる。
【００６３】
制御部７０は、駆動装置１、すなわち回転機構４０、トルク制限機構５０、及びエンコーダ装置６０を統括的に制御する。
【００６４】
次に、本実施形態における駆動装置１の構成について説明する。図１１及び図１２は、駆動装置１の構成を示すブロック図である。図１１及び図１２において、図１０と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。  
【００６５】
図１１及び図１２に示すように、駆動装置１は、回転機構４０、トルク制限機構５０、エンコーダ装置６０、及び制御部７０を備えている。
【００６６】
本実施形態において、一例として、駆動軸４２は、一端が第一エンコーダ６１に接続され、他端が減速機４３を介してトルク制限機構５０に連結される。また、駆動軸４２は、中空状に形成された中空駆動軸である。また、出力軸２７の一部である出力軸２７は、中空駆動軸（駆動軸４２）の内側に少なくとも一部が配置され、一端が第二アーム２０及びトルク制限機構５０に連結され、他端が第二エンコーダ６２に接続されている。
【００６７】
回転機構４０の駆動部４１（回転駆動源）は、中空駆動軸である駆動軸４２を回転させる。また、駆動部４１によって生成された回転力は、減速機４３を介してトルク制限機構５０に伝達される。
【００６８】
減速機４３（動力伝達部）は、例えば、駆動軸４２の回転数を５０分の１に減速するギヤである。減速機４３は、駆動軸４２の回転を減速し、伝達軸２６を介してトルク制限機構５０に伝達する。この実施形態において、減速機４３は、例えば、駆動軸４２が５０回転した場合に、伝達軸２６及び出力軸２７が１回転するように回転を減速する。
【００６９】
トルク制限機構５０は、上述したように第二アーム２０が接続される出力軸２７に駆動軸４２の回転力を伝達し、所定のトルク許容値が駆動軸４２と出力軸２７との間に生じた場合に、すべり（相対的な変位）を生じさせる。すなわち、トルク制限機構５０は、駆動軸４２と出力軸２７とのうち少なくとも一方に所定の許容値以上のトルクが発生した場合に、相対的な変位（例、すべり）を生じさせる。なお、本実施形態では、出力軸２７は、例えば、ボルト２５によって、第二アーム２０に固定されている。
【００７０】
図１２に示すように、第一エンコーダ６１（第一検出部）は、発受光素子６１３、磁気検出素子６１４、第一位置検出部６１７（第一検出部）、及び補正値記憶部６１８を備えている。  
【００７１】
発受光素子６１３は、第一ディスク６１１（図１）に形成されたパターンを検出して、駆動軸４２の絶対位置（回転位置）を示す信号である第一位置検出信号を出力する。
【００７２】
磁気検出素子６１４は、例えば、ホール素子であり、第一ディスク６１１の内側に備えられている磁石６１５の磁気を検出して電気信号に変換する。ここでは、磁気検出素子６１４は、磁石６１５の磁気を検出して駆動軸４２の多回転量（回転数）を検出するための多回転検出信号を出力する。
【００７３】
補正値記憶部６１８は、第一エンコーダ６１が検出する第一位置情報を補正する所定の補正値を記憶している。この所定の補正値は、後述するトルク制限機構５０によるすべりを解消する復帰処理において、制御部７０によって変更される。
【００７４】
第一位置検出部６１７は、発受光素子６１３が出力する第一位置検出信号と、磁気検出素子６１４が出力する多回転検出信号とに基づいて、駆動軸４２の絶対位置（回転位置）の情報を示す第一位置情報を算出する。第一位置検出部６１７は、算出した第一位置情報を制御部７０に出力する。なお、第一位置検出部６１７は、この第一位置情報を算出する際に、算出した位置情報を補正値記憶部６１８に記憶されている所定の補正値に基づいて補正を行い、補正した位置情報を第一位置情報として出力する。また、第一エンコーダ６１は、多回転に対応しているため、第一位置情報は、多回転に対応した位置情報である。第一位置検出部６１７及び補正値記憶部６１８は、例えば、第一基板６１２（非回転部）上に設けられている。
【００７５】
また、図１２に示すように、第二エンコーダ６２は、発受光素子６２３、第二位置検出部６２４、及び補正値記憶部６２５を備えている。  
【００７６】
発受光素子６２３は、第二ディスク６２１（図１）に形成されたパターンを検出して、出力軸２７の絶対位置（回転位置）を示す信号である第二位置検出信号を出力する。補正値記憶部６２５は、第二エンコーダ６２が検出する第二位置情報を補正する所定の補正値を予め記憶している。
【００７７】
第二位置検出部６２４は、発受光素子６２３が出力する第二位置検出信号に基づいて、出力軸２７の絶対位置（回転位置）の情報を示す第二位置情報を算出する。第二位置検出部６２４は、算出した第二位置情報を制御部７０に出力する。なお、第二位置検出部６２４は、この第二位置情報を算出する際に、算出した位置情報を補正値記憶部６２５に記憶されている所定の補正値に基づいて補正を行い、補正した位置情報を第二位置情報として出力する。第二位置検出部６２４及び補正値記憶部６２５は、例えば、第二基板６２２上に設けられている。
【００７８】
制御部７０は、上述したように、回転機構４０、トルク制限機構５０、及びエンコーダ装置６０を統括的に制御する。例えば、制御部７０は、外部のロボット装置１００を制御する制御装置から供給された制御指令に基づいて、回転機構４０の回転を制御する。また、例えば、制御部７０は、エンコーダ装置６０が検出した位置情報（例えば、第一位置情報、第二位置情報など）を外部の制御装置に出力する。図１２に示すように、制御部７０は、すべり判定部７１、及び駆動制御部７２を備えている。
【００７９】
すべり判定部７１は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報、及び第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報に基づいて、上述のトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）の有無を判定する。ここで、トルク制限機構５０によるすべりは、駆動軸４２と出力軸２７とのうち少なくとも一方に所定の許容値以上のトルクが発生した場合に生じる。例えば、第二アーム２０に物体が接触した場合に、このトルク制限機構５０によるすべりが発生する。
【００８０】
また、すべり判定部７１は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報と、第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報とに基づいて、相対的な変位の有無を判定する。一例として、すべり判定部７１は、第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報と、第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報とを比較し、この２つの位置情報の差が所定の閾値以上になった場合に、トルク制限機構５０によるすべりが発生したと判定する。すべり判定部７１は、トルク制限機構５０による相対的な変位（例、すべり）の有無を判定した判定結果を駆動制御部７２に出力する。
【００８１】
駆動制御部７２は、外部の制御装置から供給された制御指令と、エンコーダ装置６０が検出した第一位置情報又は第二位置情報とに基づいて、回転機構４０の制御を行う。また、駆動制御部７２は、すべり判定部７１がトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）が生じたと判定した場合に、回転機構４０による駆動軸４２の回転を制御する制御処理、及び、トルク制限機構５０によるすべりを解消する復帰処理を実行する。また、駆動制御部７２は、回転制御部７３を含んでいる。
【００８２】
回転制御部７３は、駆動部４１を駆動する不図示のドライブ回路（駆動回路）を含んでいる。回転制御部７３は、外部の制御装置から供給された制御指令と、エンコーダ装置６０が検出した第一位置情報又は第二位置情報とに基づいて、回転機構４０の駆動部４１の回転を制御する。回転制御部７３は、回転機構４０を制御することにより、第二アーム２０の位置、及び姿勢を制御する。
【００８３】
また、回転制御部７３は、すべり判定部７１がトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）が生じたと検出した場合に、回転機構４０による駆動軸４２の回転を制御する制御処理を行う。この制御処理とは、例えば、回転機構４０に対して駆動軸４２の回転を停止させる処理である。すなわち、回転制御部７３は、第二アーム２０に物体が接触又は衝突した場合に、物体やロボット装置１００に損傷を与えないように、動作を停止する制御を行う。
【００８４】
また、この制御処理は、トルク制限機構５０によるすべりを解消する復帰処理（変位復帰処理）を含んでいる。例えば、回転制御部７３は、すべり判定部７１がトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）が生じたと検出した場合に、第一エンコーダ６１と第二エンコーダ６２との間にトルク制限機構５０のすべりにより生じた位置ずれを解消する復帰処理（変位復帰処理）を実行する。
【００８５】
一例として、回転制御部７３は、復帰処理として、第二エンコーダ６２が第二位置情報から推定した駆動軸４２の推定位置情報に、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報が一致するように、補正値記憶部６１８に記憶されている所定の補正値を変更する処理を行う。回転制御部７３は、第一エンコーダ６１が補正に使用するオフセット値を第一位置情報と第二位置情報とが一致するように変更する。これにより、回転制御部７３は、トルク制限機構５０のすべりにより生じた位置ずれを解消する。
【００８６】
次に、駆動装置１及びロボット装置１００の動作について説明する。駆動装置１及びロボット装置１００を動作させる場合、制御部７０の回転制御部７３は、外部の制御装置から供給された制御指令と、エンコーダ装置６０が検出した第一位置情報又は第二位置情報とに基づいて、回転機構４０の駆動部４１の回転を制御し、駆動軸４２を回転させる。
【００８７】
回転制御部７３は、回転機構４０の駆動部４１を作動させる。この動作により、駆動部４１の回転が減速機４３によって減速され、伝達軸２６を介してトルク制限機構５０に伝達される。この回転は、トルク制限機構５０の許容値を超えない範囲で出力軸２７に伝達され、出力軸２７が外周面の周方向に回転する。このようにして、駆動軸４２の回転力が出力軸２７に伝達される。これにより、第二アーム２０が駆動される。
【００８８】
次に、駆動装置１が、トルク制限機構５０によって駆動軸４２と出力軸２７との間に生じたすべり（相対的な変位）を検出する動作について説明する。例えば、第二アーム２０に物体が接触又は衝突して、トルク制限機構５０における所定のトルク許容値以上のトルクが駆動軸４２と出力軸２７との間に加えられた場合に、トルク制限機構５０には、駆動軸４２と出力軸２７との間にすべりが発生する。
【００８９】
図１３は、本実施形態における駆動装置１のすべり検出の一例を示す図である。
【００９０】
図１３において、グラフの左側の縦軸は第一エンコーダ６１の位置情報Ｐｉ（第一位置情報）を示し、右側の縦軸は第二エンコーダ６２の位置情報Ｐｏ（第二位置情報）を示している。また、グラフの横軸は、時間ｔを示している。
【００９１】
また、波形Ｗ１は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報Ｐｉの変位を示し、波形Ｗ２は、第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報Ｐｏの変位を示している。ここで、第二位置情報Ｐｏは、減速機４３のギヤ比ｎによって、（Ｐｏ＝Ｐｉ／ｎ）の関係が成り立つ。なお、本実施形態では、一例として、減速機４３のギヤ比ｎは、“５０”である。
【００９２】
図１３では、時刻ｔ１において、第二アーム２０に物体が接触又は衝突して、トルク制限機構５０における所定のトルク許容値以上のトルクが駆動軸４２と出力軸２７との間に加えられた一例である。時刻ｔ１において、波形Ｗ２が示すように、第二アーム２０が物体に接触しているため、出力軸２７の位置情報である第二位置情報Ｐｏは、変化しない状態となる。一方で、波形Ｗ１が示すように、トルク制限機構５０によるすべりが発生しているため、駆動軸４２の位置情報である第一位置情報Ｐｉは、接触又は衝突の前の状態と同様に変化し続ける。
【００９３】
すべり判定部７１は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報、及び第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報に基づいて、上述のトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）の有無を判定する。例えば、すべり判定部７１は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報Ｐｉから推定した出力軸２７の推定位置情報（Ｐｉ／ｎ）と、第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報Ｐｏとを比較する。すべり判定部７１は、第二位置情報Ｐｏと出力軸２７の推定位置情報（Ｐｉ／ｎ）との差が所定の閾値以上になった場合に、トルク制限機構５０によるすべりが発生したと判定する（時刻ｔ２参照）。また、すべり判定部７１は、この判定結果を駆動制御部７２の回転制御部７３に供給する。
【００９４】
また、時刻ｔ２において、すべり判定部７１がトルク制限機構５０によるすべり（相対的な変位）が生じたと判定し、回転制御部７３は、この判定結果に基づいて、この判定結果をフィードバックすることによって回転機構４０における駆動軸４２の回転を制御する制御処理を行う。ここでは、一例として、回転制御部７３は、回転機構４０に対して駆動軸４２の回転を停止させる処理を制御処理として行う。すなわち、回転制御部７３は、第二アーム２０に物体が接触又は衝突した場合に、物体やロボット装置１００に損傷を与えないように、第二アーム２０の動作を停止する制御を行う。
【００９５】
また、回転制御部７３は、制御処理としてトルク制限機構５０によるすべりを解消する復帰処理（変位復帰処理）を行う。すなわち、回転制御部７３は、時刻ｔ２において、第一エンコーダ６１と第二エンコーダ６２との間にトルク制限機構５０のすべりにより生じた位置ずれを解消する復帰処理（変位復帰処理）を実行する。一例として、回転制御部７３は、復帰処理として、第二エンコーダ６２が第二位置情報から推定した駆動軸４２の推定位置情報（ｎ・Ｐｏ）に、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報Ｐｉが一致するように、補正値記憶部６１８に記憶されている所定の補正値を変更する処理を行う。回転制御部７３は、まず、駆動軸４２の推定位置情報（ｎ・Ｐｏ）と第一位置情報Ｐｉとに基づいて、すべり量ΔＰ（＝Ｐｉ−ｎ・Ｐｏ）を算出する。回転制御部７３は、算出したすべり量ΔＰを所定の補正値として、補正値記憶部６１８に記憶させる。
【００９６】
これにより、駆動軸４２と出力軸２７との間のすべりが解消され、駆動軸４２と出力軸２７との間の相対的な位置関係が修復される（時刻ｔ３参照）。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態における駆動装置１は、回転機構４０が回転駆動軸を回転させ、第一エンコーダ６１が駆動軸４２の回転位置を示す第一位置情報を検出し、第二エンコーダ６２が出力軸２７の回転位置を示す第二位置情報を検出する。また、トルク制限機構５０は、駆動軸４２と出力軸２７とに対して相対的な変位（すべり）を生じさせることが可能である。また、制御部７０（すべり判定部７１）は、第一エンコーダ６１が検出した第一位置情報、及び第二エンコーダ６２が検出した第二位置情報に基づいて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する。
【００９８】
これにより、駆動装置１は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことを適切に検出することができる。本実施形態における駆動装置１は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことにより、接触した物体やロボット装置１００が損傷を受けることを低減することができる。
【００９９】
また、本実施形態において、制御部７０（回転制御部７３）は、相対的な変位（すべり）が生じた場合に、回転機構４０による駆動軸４２の回転をフルクローズド制御する制御処理を行う。これにより、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触した場合に、回転機構４０が適切に制御される。よって、本実施形態における駆動装置１は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことにより、接触した物体やロボット装置１００が損傷を受けることを低減することができる。
【０１００】
また、本実施形態において、制御処理は、相対的な変位（すべり）を解消する復帰処理（変位復帰処理）を含む。これにより、本実施形態における駆動装置１は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことを検出した後に、ロボット装置１００の動作を再開（復帰）するフルクローズド制御を行うことができる。
【０１０１】
また、本実施形態において、第一エンコーダ６１は、検出した位置情報を所定の補正値に基づいて補正した位置情報を第一位置情報として出力する。制御部７０（回転制御部７３）は、復帰処理（変位復帰処理）として、第二位置情報から推定した駆動軸４２の推定位置情報に第一位置情報が一致するように、所定の補正値を変更する処理を行う。これにより、所定の補正値を変更することにより、相対的な変位（すべり）を解消することができる。この場合、相対的な変位（すべり）を解消するために、回転機構４０を逆回転させる等の処理を必要しない。そのため、本実施形態における駆動装置１は、ロボット装置１００の動作を再開するまでの時間を短縮することができる。
【０１０２】
また、本実施形態において、制御部７０（すべり判定部７１）は、第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報と、第二位置情報とに基づいて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する。これにより、本実施形態における駆動装置１は、第一エンコーダ６１と第二エンコーダ６２とを用いて簡易な判定手段により、正確に駆動軸４２と出力軸２７との間のすべり（相対的な変位）を判定することができる。
【０１０３】
また、本実施形態において、駆動軸４２は、一端が第一エンコーダ６１に接続され、他端が減速機４３（動力伝達部）を介してトルク制限機構５０に連結される。また、駆動軸４２は、中空状に形成された中空駆動軸である。出力軸２７は、中空駆動軸（駆動軸４２）の内側に少なくとも一部が配置され、一端が被駆動体（例えば、第二アーム２０）及びトルク制限機構５０に連結され、他端が第二エンコーダ６２に接続される。これにより、回転機構４０が配置される駆動軸４２側に、第一エンコーダ６１及び第二エンコーダ６２を配置することができるため、第一エンコーダ６１及び第二エンコーダ６２と、回転機構４０とを一体構造にすることが可能である。そのため、駆動装置１を小型化することができる。
【０１０４】
また、駆動部４１とは反対側に第二エンコーダ６２が配置されるため、第二エンコーダ６２は、駆動部４１がさらされる油や汚れ等による誤検出を考慮する必要がない。例えば、中空駆動軸を用いて駆動部４１とは反対側（第一エンコーダ６１と同じ側）に第二エンコーダ６２を配置する場合、第二エンコーダ６２は第一エンコーダ６１と同様にアームや駆動装置の中に収納して一体構造で存在させることが可能となる。ここで、アームや駆動装置の中は、シール等によって外界の油や汚れに対して切り離されている構成であるため、第二エンコーダ６２も油や汚れ等による誤検出を考慮する必要がなくなる。そのため、本実施形態における駆動装置１は、第二エンコーダ６２に光検出式のエンコーダを適用することができる。本実施形態における駆動装置１は、高精度に出力軸２７の位置情報を検出することができる。
【０１０５】
また、本実施形態において、ロボット装置１００は、駆動装置１を備えている。これにより、本実施形態におけるロボット装置１００は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことを適切に検出することができる。したがって、本実施形態におけるロボット装置１００は、被駆動体（例えば、第二アーム２０）が物体と接触したことにより、接触した物体やロボット装置１００が損傷を受けることを低減することができる。
【０１０６】
また、本実施形態において、駆動装置１は、第一エンコーダ６１、及び第二エンコーダ６２を備えている。２つのエンコーダにより、駆動軸４２及び出力軸２７の位置情報を正確に検出することができるため、本実施形態における駆動装置１は、トルク制限機構５０によるすべりの検出だけでなく、出力軸２７の振動、反り、速度ムラなどを正確に検出することができる。
【０１０７】
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。  
【０１０８】
例えば、上記実施形態においては、位置基準部６００の外周面６００ａを位置基準とする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、位置基準部６００の内周面６００ｂを位置基準とする構成としても良い。
【０１０９】
また、外周面６００ａと内周面６００ｂとが共に軸線Ｃを中心とする円筒面であれば、例えば第一フレーム部材６９１及び第二フレーム部材６９２の一方が位置基準部６００の外周面６００ａに当接されることで位置決めされ、他方が内周面６００ｂに当接されることで位置決めされる構成としても良い。この場合、位置基準は、軸線Ｃとなる。
【０１１０】
また、上記の実施形態において、制御部７０（すべり判定部７１）は、第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報と、第二位置情報とに基づいて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する形態を説明したが、これに限定されない。例えば、制御部７０（すべり判定部７１）は、第二位置情報から推定した駆動軸４２の推定位置情報と、第一位置情報とに基づいて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する形態でもよい。これにより、駆動装置１は、第一エンコーダ６１と第二エンコーダ６２とを用いて簡易な判定手段により、正確に駆動軸４２と出力軸２７との間のすべり（相対的な変位）を判定することができる。
【０１１１】
また、制御部７０（すべり判定部７１）は、上述の第二位置情報から推定した駆動軸４２の推定位置情報を用いる判定方法と、第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報を用いる判定方法との両方の方法を組み合わせて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する形態でもよい。
【０１１２】
また、上記の実施形態において、制御部７０（すべり判定部７１）は、第一位置情報Ｐｉと第二位置情報Ｐｏに基づいて算出されたすべり量ΔＰ（＝Ｐｉ−ｎ・Ｐｏ）によって、相対的な変位（すべり）の有無を判定する形態を説明したが、第一位置情報Ｐｉと第二位置情報Ｐｏとの比などの演算結果に基づいて、相対的な変位（すべり）の有無を判定する形態でもよい。
【０１１３】
また、上記の実施形態において、制御部７０（回転制御部７３）は、復帰処理（変位復帰処理）として、第二位置情報から推定した駆動軸の推定位置情報に第一位置情報が一致するように、所定の補正値を変更する処理を行う形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、制御部７０（回転制御部７３）は、復帰処理として、第一位置情報から推定した出力軸２７の推定位置情報に第二位置情報が一致するように、第二エンコーダ６２の所定の補正値を変更する処理を行う形態でもよい。
【０１１４】
また、上記の実施形態においては、トルク制限機構５０の少なくとも一部が第二アーム２０に接続された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、トルク制限機構５０が外部の接続部に接続された状態であり、第二アーム２０とは独立して設けられた形態であってもよい。
【０１１５】
また、上記の実施形態において、駆動軸４２が減速機４３を介してトルク制限機構５０に結合される形態を説明したが、減速機４３を備えない形態でもよい。また、第一エンコーダ６１は、減速機４３を介して減速された駆動軸４２に接続され、減速機４３を介して減速された回転位置情報を検出する形態でもよい。
【０１１６】
また、上記の実施形態において、第一エンコーダ６１及び第二エンコーダ６２は、発受光素子（６１３、６２３）を用いた光学式のエンコーダである場合を説明したが、他の方式（例えば、磁気式等）のエンコーダを備える形態でもよい。
【０１１７】
また、上記の実施形態において、第一位置検出部６１７及び補正値記憶部６１８は、第一基板６１２上に設けられている形態を説明したが、制御部７０と同様に外部に設けられている形態でもよい。また、制御部７０が、第一位置検出部６１７及び補正値記憶部６１８と一緒に、第一基板６１２上に設けられている形態でもよい。
【０１１８】
また、上記の実施形態において、第二位置検出部６２４及び補正値記憶部６２５は、第二基板６２２上に設けられている形態を説明したが、制御部７０と同様に外部に設けられている形態でもよい。また、制御部７０が、第二位置検出部６２４及び補正値記憶部６２５と一緒に、第二基板６２２上に設けられている形態でもよい。
【０１１９】
上述の制御部７０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部７０の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがこのプログラムを実行するようにしてもよい。
【０１２０】
また、ロボットや工作機械といったアームを有するもの（以下、ロボット装置と呼称）は、ロボット装置の作業特性から先端側アームを狭い領域へ入れることがあるため、できるだけアームを細く小型化したいという要望がある。例えば、出力側エンコーダ（例、第二エンコーダ）のような追加的部品を搭載する場合は、通常は、追加的部品が出力側エンコーダであるという特性から出力側に取り付けなければならず、ロボット装置のアームにとって出力側は先端側であることから出力側エンコーダは先端側アームに取り付ける必要があるため、先端側アームの体積の肥大化を回避することができず小型化はできない。しかし、本実施形態のように中空状に形成された中空駆動軸を用いることによって第一エンコーダ６１と同じ側である根本側アームに第二エンコーダ６２を配置できるようになる（第二エンコーダ６２の検出部は根本側アームに固定されることで先端側アームと共に回転しない）ため、先端側アームには第二エンコーダ６２が搭載されなくなり、先端側アームの体積肥大化を低減した状態でダブルエンコーダ構成にすることが可能となる。
【０１２１】
更に、通常、出力側エンコーダは、先端側アームに取り付けられつつ、出力側の回転角度を検出するために先端側アームと共に回転しないように先端側アームの外部に取付けられるので、出力側エンコーダの検出部は外部環境に曝される。ロボット装置の使用環境は決して塵や油が飛散しないような環境とは限らないことを考えると、上記の出力側エンコーダの検出部は汚れやすいという状況になるが、本実施形態の構造によれば、出力側エンコーダは入力側エンコーダと同じく根本側アームに取り付けることが可能になる。ここで、入力側エンコーダが取り付けられる根本側アームはその関節の土台として存在することから根本側アームは回転しないので、出力側エンコーダは入力側エンコーダと同様に出力側エンコーダをアームの内部に収納され外部の塵や油から検出部を保護できるようになる。したがって、本実施形態の出力側エンコーダは、入力側エンコーダと同様に汚れにくくなるので、汚れ等に対する耐性を高めることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…駆動装置  ２０…第二アーム  ２７…出力軸  ４１…駆動部  ４１ａ…非回転面  ４２…駆動軸  ４２ａ…中空部  ５０…トルク制限機構  ６０…エンコーダ装置  ６１…第一エンコーダ  ６２…第二エンコーダ  ７０…制御部  １００…ロボット装置  ６００…位置基準部  ６００ａ…外周面（位置基準）  ６０１…部材  ６０１ａ…外周面  ６０１ｂ…内周面  ６１１…第一ディスク  ６１２…第一基板  ６１２ｂ…凹部  ６１６…バックヨーク  ６２１…第二ディスク  ６２２…第二基板  ６２２ｂ…凹部  ６３１…光反射パターン  ６３２…磁気パターン  ６４１…光反射パターン  ６５１…第一調整部  ６５２…第二調整部  ６９１…第一フレーム部材  ６９２…第二フレーム部材  Ｃ…軸線
【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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【手続補正書】
【提出日】平成26年6月24日(2014.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸線周りに回転する回転軸に固定され、第一パターンを有する第一回転部と、
非回転部に配置され、前記第一パターンを検出する第一検出部と、
前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定され、第二パターンを有する第二回転部と、
前記非回転部に配置され、前記第二パターンを検出する第二検出部と、
前記第一検出部と前記第二検出部とを共通の位置基準で位置決めする基準部と
を備えるエンコーダ。
【請求項２】
前記位置基準は、前記所定の軸線を中心とする円筒面上に設けられる
請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記回転軸及び前記出力軸のうちの一方である第一軸は中空部を有し、
前記回転軸及び前記出力軸のうち前記第一軸とは異なる方の第二軸は、前記中空部を貫通すると共に前記第一軸の一方の端部から突出して設けられ、
前記第一回転部は、前記第一軸のうち前記一方の端部に取り付けられ、
前記第二回転部は、前記第二軸のうち前記第一軸から突出する部分に取り付けられる
請求項１又は請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記第一検出部と前記第一検出部に当接された前記基準部との当接位置を調整する第一調整部を備える
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。
【請求項５】
前記第一調整部は、
前記基準部及び前記第一検出部のうち一方に設けられた第一凹部と、
前記基準部及び前記第一検出部のうち他方に設けられ前記第一凹部に挿入される第一凸部と
を有する
請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記第二検出部と前記第二検出部に当接された前記基準部との当接位置を調整する第二調整部を備える
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。
【請求項７】
前記第二調整部は、
前記基準部及び前記第二検出部のうち一方に設けられた第二凹部と、
前記基準部及び前記第二検出部のうち他方に設けられ前記第二凹部に挿入される第二凸部と
を有する
請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記非回転部は、磁場発生部を有し、
前記磁場発生部から前記第一パターン及び前記第二パターンへ向けた磁場を遮蔽するヨークを備える
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。
【請求項９】
前記出力軸は、ベアリング部を介して前記回転軸との間で独立して回転可能に支持されている
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。
【請求項１０】
前記回転軸と前記出力軸とのうちの一方の軸であって、中空部を有する第一軸と、
前記回転軸及び前記出力軸のうち前記第一軸とは異なる方の軸であって、前記中空部を貫通すると共に前記第一軸の一方の端部から突出して設けられる第二軸と、
を更に備え、
前記第一回転部は、前記第一軸のうち前記一方の端部に取り付けられており、
前記第二回転部は、前記第二軸のうち前記第一軸から突出する部分に取り付けられており、
アームを有するロボット装置の関節を駆動させる駆動源の回転情報を検出する請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
第一パターンを有する第一回転部を、所定の軸線周りに回転する回転軸に固定する第一固定工程と、
前記第一パターンを検出する第一検出部を、基準部に設定された所定の位置基準で位置決めされるように非回転部に配置する第一配置工程と、
第二パターンを有する第二回転部を、前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸に固定する第二固定工程と、
前記第二パターンを検出する第二検出部を、前記位置基準で位置決めされるように前記非回転部に配置する第二配置工程と
を含むエンコーダの取り付け方法。
【請求項１２】
前記第一配置工程及び前記第二配置工程に先立って、前記基準部を前記非回転部に配置する基準部配置工程を含む
請求項１１に記載のエンコーダの取り付け方法。
【請求項１３】
前記基準部配置工程に先立って、前記所定の軸線に対して前記基準部を位置決めする位置決め工程を含む
請求項１１又は請求項１２に記載のエンコーダの取り付け方法。
【請求項１４】
駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、
所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、
前記回転軸と前記出力軸との間を連結し、前記回転軸から前記出力軸に伝達されるトルクが所定値を超えるときに前記出力軸と前記出力軸との間を相対的に変位させる連結部と、
前記回転軸及び前記出力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１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のエンコーダが用いられている
トルク制限機構。
【請求項１５】
駆動部と、
前記駆動部の駆動によって所定の軸線周りに回転する回転軸と、
前記所定の軸線周りに回転し前記回転軸の回転の少なくとも一部を出力する出力軸と、
前記回転軸及び前記出力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１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のエンコーダが用いられている
駆動装置。
【請求項１６】
前記回転軸と前記出力軸との間を連結し、前記回転軸から前記出力軸に伝達されるトルクが所定値を超えるときに前記出力軸と前記出力軸との間を相対的に変位させる連結部を備える
請求項１５に記載の駆動装置。
【請求項１７】
アームと、
前記アーム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１５又は請求項１６に記載の駆動装置が用いられている
ロボット装置。
【国際調査報告】
2013146371.tif 000016
2013146371.tif 000017
2013146371.tif 000018
2013146371.tif 000019