(57)【要約】【課題】分解能を確保しつつ大型化を抑制できる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１００は、入力軸８の回転に連れて回転する第３従動軸１３の回転角を検出する第２角度センサ３２と、この第３従動軸１３の回転数を特定する計数機構８２と、を備える。計数機構８２は、第３従動軸１３の回転に連れて回転する複数のマグネットＭと、この複数のマグネットＭの磁極を検出する複数のホール検出器と、を含む。【選択図】図１
2018063211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転に連れて回転する回転体の回転角を検出する角度センサと、
前記回転体の回転数を特定する計数機構と、
を備え、
前記計数機構は、前記回転体の回転に連れて回転する複数のマグネットと、前記複数のマグネットの磁極を検出する複数のホール検出器と、を含むことを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
【請求項２】
前記計数機構は、順次１／２の角度回転量が伝達される複数の歯車機構を有し、
前記複数のマグネットそれぞれは、前記複数の歯車機構と一体に回転することを特徴とする請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項３】
前記複数のホール検出器は、一のホール検出器が前記磁極の境界を検出するとき、他のホール検出器は前記磁極の境界を避けた領域を検出するように配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項４】
前記回転体は、前記入力軸が連続回転するとき間欠回転するように構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項５】
前記複数のマグネットは、前記回転体が連続回転するとき間欠回転するように構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。
【請求項６】
前記計数機構は、前記回転体の回転数を特定するための計数信号を出力し、
前記計数信号は、当該計数信号のビット数を超える数のホール検出器からの出力信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか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、入力軸の回転量を検出するためのアブソリュートエンコーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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がある。例えば特許文献１には、自動制御装置やロボット装置等の運動制御用の回転軸やバルブ開閉に用いる動力伝達用の回転軸等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】
発明者は従来のロータリーエンコーダについて以下の認識を得た。
可動要素の位置を回転軸の回転量としてデジタル的に計測するために、インクリメンタル型のロータリーエンコーダの検出パルスを計数する構成が考えられる。この構成では、停電時にも計数値を保持するためにバックアップ用の電池を使用することがある。しかし、この構成では、その電池の消耗によって計数値を失った場合に、再設定やメンテナンスに多くの手間がかかる問題がある。また、エンコーダに電力が供給されない間にユーザーが手動で回転軸を回転させた場合などは、再度電力が供給された際に正しい位置情報を検出することができず、再設定を行う必要がある。このことから、発明者はインクリメンタル型のエンコーダには電池等のバックアップ手段を不要にする観点で改善をする余地があることを認識した。
【０００５】
また、特許文献１に記載のアブソリュートエンコーダは、多段連結されたギアそれぞれの回転軸に１ビットの回転センサを取り付けた構成を有する。このギアそれぞれが順次１／２減速して回転することで１ビットのカウンタを構成する。このようなエンコーダでは、カウンタ数を減らすと分解能が低下するから、分解能を確保するためにカウンタの数を増やすこととなり、この場合はエンコーダが大型化する問題がある。このことから、発明者は特許文献１に記載のエンコーダには分解能を確保しつつ大型化を抑制する観点で改善をする余地があることを認識した。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、分解能を確保しつつ大型化を抑制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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のアブソリュートエンコーダは、入力軸の回転に連れて回転する回転体の回転角を検出する角度センサと、回転体の回転数を特定する計数機構と、を備える。計数機構は、回転体の回転に連れて回転する複数のマグネットと、複数のマグネットの磁極を検出する複数のホール検出器と、を含む。
【０００８】
この態様によると、アブソリュートエンコーダにおいて、角度センサと計数機構とを備えるから、角度信号と計数信号とに基づいて入力軸の回転量を特定することができる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分解能を確保しつつ大型化を抑制できるアブソリュートエンコーダを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係るアブソリュートエンコーダを示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１の入力軸と、欠歯歯車と、第１従動軸〜第６従動軸と、を示す斜視図、上面図、下面図である。
【図３】図１の第３従動軸の回転角に対する、第４従動軸〜第６従動軸の間欠回転の一例を示す図である。
【図４】図１の各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係を示す展開図である。
【図５】図１の対応関係テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図６】図１の第３従動軸が０〜７回転するときの各ホール検出器が出力する信号の一例を示す図である。
【図７】実施の形態の変形例に係る各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係を示す展開図である。
【図８】変形例に係る対応関係テーブルのデータ構造の一例を示す図である。
【図９】変形例に係る第３従動軸が０〜７回転するときの各ホール検出器が出力する信号の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施形態、変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
【００１３】
［実施の形態］
図１は、実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１００を示す模式図である。アブソリュートエンコーダ１００は、入力軸８と、欠歯歯車１０と、第１従動軸１１〜第６従動軸１６と、第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７と、第１角度センサ３１〜第２角度センサ３２と、制御部４０と、を含む。入力軸８はアブソリュートエンコーダ１００に回転が入力される入力軸である。なお、入力軸８は回転軸であり、軸受機構（不図示）によって回転可能に支持される。欠歯歯車１０と、第１従動軸１１〜第６従動軸１６と、は中心部に回転軸（不図示）を有し、軸受機構（不図示）によって回転可能に支持される。
【００１４】
アブソリュートエンコーダ１００は、入力軸８の複数回転（例えば４００回転）にわたる回転角の総和である絶対的な回転量Ａ０を特定する。入力軸８の回転量は、回転数と回転角から特定される入力軸８の絶対的な回転位置であるともいえる。入力軸８の回転量Ａ０は入力軸８の回転の回数（以下、入力軸８の回転数という。）に１回転分の回転角３６０°を乗じた値に、入力軸８の１回転内の回転角を加えた値として式１によって示される。
（式１）  入力軸８の回転量＝入力軸８の回転数×３６０°＋入力軸８の回転角
そこで、アブソリュートエンコーダ１００は、入力軸８の回転量Ａ０を特定するために、入力軸８の１回転内の回転角を特定する回転角特定機構７０と、入力軸８の複数回転にわたる回転数を特定する回転数特定機構８０と、を備える。回転角特定機構７０および回転数特定機構８０については後述する。
【００１５】
制御部４０は、第１回転角取得部４１と、第２回転角取得部４２と、Ｈ／Ｌ信号取得部４３と、回転数特定部４４と、対応関係テーブル４５と、出力部４６と、を含む。これら各ブロックは、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。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組合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。
【００１６】
入力軸８は、モータ等の回転装置のシャフト（不図示）に連結され、このシャフトと一体に回転する。なお、入力軸８は、回転装置のシャフトと一体に形成されてもよい。すなわち、入力軸８が回転装置のシャフトの一部であってもよい。アブソリュートエンコーダ１００は、入力軸８の回転数および回転角を特定することにより、回転装置のシャフトの回転数および回転角を特定する。
【００１７】
第１角度センサ３１と、制御部４０の第１回転角取得部４１とは、入力軸８の回転角を特定する回転角特定機構７０を構成する。第１角度センサ３１は、入力軸８の１回転内の位置（回転角）を検出する。特に、第１角度センサ３１は、入力軸８と一体に回転するマグネットＭの回転角（＝入力軸８の回転角）に応じた角度信号３１ａを出力する。角度信号３１ａは入力軸８の回転角に応じた所定のビット幅（例えば７ビット）の並列デジタル信号である。第１回転角取得部４１は、第１角度センサが検出した入力軸８の回転角を取得する。なお、角度信号３１ａは直列のデジタル信号であってもよく、この信号の種類や形式については特別な制限はない。
【００１８】
第１角度センサ３１は、入力軸８の１回転に対応する０〜３６０°の範囲の絶対的な回転角を検出する。第１角度センサ３１には比較的分解能が高い磁気式角度センサを採用してもよい。磁気式角度センサは、例えばマグネットＭの２極の磁極と隙間を介して対向配置され、この磁極の回転に基づいてその回転角を特定し、複数ビットの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、磁極を検出する検出素子と、この検出素子の出力に基づいて複数ビットのデジタル信号を出力する演算回路と、を含む。検出素子は、例えばホールエレメントやＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）エレメントなどの磁界検出要素を複数（例えば４つ）含んでもよい。演算回路は、例えば複数の検出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求めるようにしてもよい。この検出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を有する樹脂中に埋め込まれてもよい。第１角度センサ３１では、この樹脂から露出する複数の出力端子に検出した入力軸８の回転角に対応する角度信号３１ａが出力される。
【００１９】
回転数特定機構８０としては、１ビットセンサを所定のビット数だけ多段連結して構成してもよい。この構成ではビット数が増えると段数も増えて、エンコーダが大型化することがある。回転数特定機構８０は角度センサ（例えば、磁気式角度センサ）を複数備えて構成してもよい。この構成では比較的高価な角度センサを多数備えることでコストダウンに不利になる。そこで、実施の形態の回転数特定機構８０は、第２角度センサ３２と、１ビットセンサを複数含む計数機構８２と、を組み合わせて構成される。特に、第２角度センサ３２は、入力軸８の回転に連れて予め設定された減速比で回転する回転体である第３従動軸１３の回転角に応じた角度信号３２ａを出力する。計数機構８２は、第３従動軸１３の回転の回数（第３従動軸１３の回転数という。）を計数して１回転単位のＮ（Ｎは２以上の整数）ビットの計数信号８２ａを出力する。つまり、計数信号８２ａのビット幅はＮビットである。第２角度センサ３２は回転角に応じた所定のビット幅のデジタル信号を出力するから、その分だけ計数機構８２の１ビットセンサの段数を減らすことができ、エンコーダの大型化を抑制することができる。
【００２０】
実施の形態において、欠歯歯車１０と、第１従動軸１１〜第６従動軸１６と、第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７と、第２角度センサ３２と、制御部４０の第２回転角取得部４２と、Ｈ／Ｌ信号取得部４３と、回転数特定部４４とは、入力軸８の回転数を特定する回転数特定機構８０を構成する。
【００２１】
第２角度センサ３２と、制御部４０の第２回転角取得部４２とは、第３従動軸１３の回転角を特定する機構８４を構成する。第２角度センサ３２は、入力軸８の回転に連れて回転する回転体である第３従動軸１３と一体に回転するマグネットＭの回転角（＝第３従動軸１３の回転角）を検出する。第２角度センサ３２は、このマグネットＭの回転角に応じた角度信号３２ａを出力する。角度信号３２ａは第３従動軸１３の回転角に応じた所定のビット数（例えば７ビット）の並列デジタル信号である。なお、角度信号３２ａは直列のデジタル信号であってもよく、この信号の種類や形式については特別な制限はない。角度信号３２ａは後述する第２回転角取得部４２を介して回転数特定部４４に入力される。第３従動軸１３の入力軸８に対する減速比をＫ（例えば、Ｋ＝５０）とすると、第２角度センサ３２は、０〜３６０°の回転によって、Ｋ回転の範囲で入力軸８の回転数を特定することができる。なお、第２角度センサ３２には第１角度センサ３１と同様の磁気式角度センサが採用される。機構８４は計数機構８２の途中や後段に結合されてもよい。実施の形態の回転数特定機構８０では、機構８４は計数機構８２の前段に結合される。
【００２２】
回転数特定機構８０は計数機構８２を含む。計数機構８２は、入力軸８の回転に連れて回転する回転体である第３従動軸１３の回転数を特定する。計数機構８２は、第３従動軸１３の回転数を特定して１回転単位のＮ（Ｎは２以上の整数）ビットの計数信号８２ａを出力する。つまり、計数信号８２ａのビット幅はＮビットである。計数機構８２は、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６、複数のマグネットＭ、第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７、Ｈ／Ｌ信号取得部４３、対応関係テーブル４５および回転数特定部４４を含む。第４従動軸１４、第５従動軸１５および第６従動軸１６は、第３従動軸１３の回転に連れて回転する回転体である。複数のマグネットＭは第４従動軸１４、第５従動軸１５および第６従動軸１６それぞれと一体に回転する。第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６および第７ホール検出器２７それぞれは、マグネットＭの磁極を検出する。各ホール検出器からの出力信号Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７はＨ／Ｌ信号取得部４３を介して対応関係テーブル４５に入力される。対応関係テーブル４５は計数信号８２ａを回転数特定部４４に出力する。
【００２３】
実施の形態の計数機構８２は、入力軸８の回転に連れて回転する回転体である第３従動軸１３の回転に応じて磁極の位置が変化する複数のマグネットＭと、磁極を検出する複数の第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７と、を含む。マグネットＭと各ホール検出器とは、それぞれ組み合わされ１ビット計数要素を構成する。計数機構８２は、所望の分解能に応じたビット数に相当する数の１ビット計数要素を多段連結することで構成してもよい。計数機構８２は、順次１／２の減速比で接続される複数の減速機構である第４従動軸１４〜第６従動軸１６を有し、マグネットＭそれぞれは第４従動軸１４〜第６従動軸１６と一体に回転する。第４従動軸１４〜第６従動軸１６は多段連結された歯車列を構成する。減速機構の構成については後述する。
【００２４】
第４従動軸１４、第５従動軸１５および第６従動軸１６それぞれには一体に回転するマグネットＭが結合される。マグネットＭそれぞれには着磁によって２極の磁極が形成される。第４従動軸１４と対応するマグネットＭと第４ホール検出器２４とは１ビット計数要素を構成する。第５従動軸１５と対応するマグネットＭと第５ホール検出器２５とは１ビット計数要素を構成する。第６従動軸１６と対応するマグネットＭと第６ホール検出器２６とは１ビット計数要素を構成する。第６従動軸１６と対応するマグネットＭと第７ホール検出器２７とは１ビット計数要素を構成する。１ビット計数要素については後述する。
【００２５】
回転数特定部４４は、角度信号３２ａおよび出力信号Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７に基づいて、入力軸８の回転数を特定する。回転数特定部４４は、角度信号３２ａから第３従動軸１３の回転角を特定する。回転数特定部４４は、各ホール検出器からの出力信号Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７に基づいて第３従動軸１３の回転数を特定する。回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角および回転数から、例えば下式に示す演算により入力軸８の回転数を特定してもよい。
第３従動軸１３の複数回転にわたる回転角の総和である回転量は、第３従動軸１３の回転角および回転数から式２によって特定することができる。
（式２）  第３従動軸１３の回転量＝第３従動軸１３の回転数×３６０°＋第３従動軸１３の回転角
また、入力軸８の回転数は、第３従動軸１３の回転量と減速比Ｋから式３に示される。
（式３）  入力軸８の回転数＝Ｋ×第３従動軸１３の回転量÷３６０°
式３に式２を代入することで、入力軸８の回転数は式４に示される。
（式４）  入力軸８の回転数＝Ｋ×（第３従動軸１３の回転数＋第３従動軸１３の回転角／３６０°）
【００２６】
１ビット計数要素について説明する。上述したように、１ビット計数要素はそれぞれマグネットＭと、ホール検出器と、を含む。マグネットＭそれぞれの磁極の位置は、複数の減速機構である第４従動軸１４、第５従動軸１５および第６従動軸１６が回転することによって変化する。第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７は、マグネットＭの磁極を検出して、ハイレベル（Ｈレベル）とローレベル（Ｌレベル）二値の１ビットの出力信号を出力するように配置される。なお、第６ホール検出器２６と第７ホール検出器２７は共通するマグネットＭの磁極を異なる位置（位相）で検出するように配置される。したがって、４つのホール検出器からの出力信号は４ビットの並列デジタル信号を構成する。
【００２７】
ホール検出器には閾値が設定されており、入力磁界が閾値より大きいときにＨレベルとＬレベルの一方を、閾値より小さいときに他方を出力する。つまり、入力磁界が閾値を跨ぐことでホール検出器の出力がＨレベルとＬレベルとの間で反転する。ホール検出器の閾値は、環境温度や感度のバラツキにより変動することがある。ホール検出器の閾値が変動すると、磁極の境界を検出した出力レベルの反転タイミングが変動する。２つ以上のホール検出器が同時に磁極の境界を検出する構成では、この反転タイミングが変動したときに計数機構が誤った信号を出力する可能性がある。そこで、実施の形態の計数機構８２では、複数のホール検出器である第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７は、一のホール検出器が磁極の境界を検出するとき、他のホール検出器は磁極の境界を避けた領域を検出するように配置される。つまり、２つ以上のホール検出器が磁極の境界を同時に検出しないように各ホール検出器が配置される。２つ以上のホール検出器が磁極の境界を同時に検出する構成に比べて、計数機構８２が誤った信号を出力する可能性を小さくすることができる。各ホール検出器の具体的な配置については後述する。
【００２８】
第３従動軸１３は、入力軸８の回転に対して比較的大きな減速比（例えば５０）で減速回転する。入力軸８が連続回転するとき第３従動軸１３が連続回転する構成では、第３従動軸１３の回転速度は入力軸８の１／５０と大幅に減速される。歯車が緩慢に回転するとそのバックラッシュによって余計な動作をして第２角度センサ３２が誤った信号を出力することがある。そこで、実施の形態の回転数特定機構８０では、第３従動軸１３は入力軸８が連続回転するとき間欠回転するように構成される。間欠駆動では、回転が伝達される駆動区間と伝達されない非駆動区間（空転区間）とを有するため、平均速度が等しい連続駆動の場合より、駆動区間における速度を大きくすることができる。第３従動軸１３の間欠駆動は、後述する欠歯歯車１０によって実現される。
【００２９】
ホール検出器がマグネットの磁極の境界を検出するタイミングで、磁極がホール検出器の検出面を通過する通過速度が小さいと、ホール検出器の閾値の変動によるホール検出器の出力の反転タイミングの変動が大きくなる。ホール検出器の出力の反転タイミングの変動を抑制する観点で、磁極の境界がホール検出器の検出面を通過する通過速度は大きいことが望ましい。そこで、実施の形態の計数機構８２では、複数のマグネットＭは、第３従動軸１３が連続回転するとき間欠回転するように構成される。連続回転する場合に比べて、間欠駆動される駆動区間でマグネットの磁極の通過速度を大きくすることができる。マグネットＭの各磁極の境界が各ホール検出器の検出面を通過するタイミングで、その通過速度を大きくすることで、これらのホール検出器の出力の反転タイミングの変動を抑制することができる。マグネットＭの間欠駆動は、後述するゼネバ機構によって実現される。
【００３０】
ホール検出器の数をＰとするとき、Ｐ個のホール検出器からの出力信号に基づき最大２のＰ乗通りの組み合わせにより回転数を特定できる。しかし、この場合にホール検出器からの出力信号に出力が不定である不定区間を含む場合に、その不定区間の影響により正しく回転数を特定できない懸念がある。そこで、回転数特定機構８０では、この不定区間の影響を抑制するために、Ｐを越える多数のホール検出器からの出力信号を使用して、２のＰ乗通りの組み合わせによって回転数を特定するように構成している。具体的には、計数機構８２は、計数信号８２ａのビット数である３を超える数の４つのホール検出器（第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７）からの出力信号に基づいて、後述する対応関係テーブル４５を参照して、計数信号８２ａを生成する。ここで、計数信号８２ａは計数機構８２内部における処理途中の仮想的な情報である。つまり、計数機構８２は、１６通り（２の４乗通り）の組み合わせを識別可能な４つのホール検出器からの出力信号を使用して、８通り（２の３乗通り）のみの組み合わせを選択して回転数を特定するための計数信号８２ａを生成する。４個のホール検出器からの出力信号に基づいて３ビットの計数信号８２ａを生成するための構成については後述する。
【００３１】
続いて、実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００の具体的な構成およびその動作を説明する。図２（ａ）〜（ｃ）それぞれは、入力軸８と、欠歯歯車１０と、第１従動軸１１〜第６従動軸１６と、を示す斜視図、上面図、下面図である。欠歯歯車１０は、入力軸８と実質的に同軸に一体に形成され、入力軸８と同時に回転する。欠歯歯車１０は、所定の角度範囲に、１つまたは複数の歯を有する。
【００３２】
第１従動軸１１、第２従動軸１２、第３従動軸１３、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６は、軸方向（すなわち、入力軸８の回転軸と平行な方向）から見て入力軸８を環囲するように、この順に螺旋状に並ぶように配置される。これにより、軸方向に直交する方向におけるアブソリュートエンコーダ１００の幅を小さくすることができる。なお、これらは円弧状、直線状、その他の形状に並ぶように配置されてもよい。
【００３３】
第１従動軸１１は、第１平歯車１１ａと、第２平歯車１１ｂと、を含む。
第２従動軸１２は、第３平歯車１２ａと、第４平歯車１２ｂと、を含む。
第３従動軸１３は、第５平歯車１３ａと、第１ゼネバ原動車１３ｂと、を含む。
第４従動軸１４は、第１ゼネバ従動車１４ａと、第２ゼネバ原動車１４ｂと、を含む。
第５従動軸１５は、第２ゼネバ従動車１５ａと、第３ゼネバ原動車１５ｂと、を含む。
第６従動軸１６は、第３ゼネバ従動車１６ａを含む。
【００３４】
第１従動軸１１の第１平歯車１１ａと第２平歯車１１ｂとは実質的に同軸に一体に形成され、同時に回転する。第１平歯車１１ａは、欠歯歯車１０と間欠的に噛み合う。第２平歯車１１ｂは、第１平歯車１１ａよりもピッチ円直径が小さく形成され、第２従動軸１２の第３平歯車１２ａと噛み合う。
【００３５】
第２従動軸１２の第３平歯車１２ａと第４平歯車１２ｂとは実質的に同軸に一体に形成され、同時に回転する。第３平歯車１２ａは、第２平歯車１１ｂと噛み合う。第４平歯車１２ｂは、第３平歯車１２ａよりもピッチ円直径が小さく形成され、第３従動軸１３の第５平歯車１３ａと噛み合う。
【００３６】
欠歯歯車１０、第１従動軸１１の第１平歯車１１ａ、第２平歯車１１ｂ、第２従動軸１２の第３平歯車１２ａ、第４平歯車１２ｂ、および第３従動軸１３の第５平歯車１３ａは、減速機構を構成し、入力軸８の回転を減速して第３従動軸１３に伝達する。また、減速機構は、欠歯歯車１０を含むことから明らかなように、入力軸８の連続回転を間欠回転に変換して第３従動軸１３に伝達する。
【００３７】
第３従動軸１３の第１ゼネバ原動車１３ｂと第４従動軸１４の第１ゼネバ従動車１４ａ、第４従動軸１４の第２ゼネバ原動車１４ｂと第５従動軸１５の第２ゼネバ従動車１５ａ、第５従動軸１５の第３ゼネバ原動車１５ｂと第６従動軸１６の第３ゼネバ従動車１６ａは、それぞれゼネバ機構を構成する。
【００３８】
第１ゼネバ原動車１３ｂは、第５平歯車１３ａと一体に形成され、第５平歯車１３ａと同時に回転する。第１ゼネバ原動車１３ｂは、１８０°位相をずらした位置に配置された、軸方向に伸びる２つ（図２では１つのみ図示）のピン１３ｄを有する。
【００３９】
第１ゼネバ従動車１４ａと第２ゼネバ原動車１４ｂは、一体に形成され、同時に回転する。第１ゼネバ従動車１４ａは、４つのスロット（溝）１４ｃを有する。４つのスロット１４ｃは、径方向に延在するように、第１ゼネバ従動車１４ａの回転軸の周りに９０°間隔で設けられる。第１ゼネバ従動車１４ａは、このスロット１４ｃに第３従動軸１３の第１ゼネバ原動車１３ｂのピン１３ｄが入り込むことにより、第３従動軸１３とは反対方向に９０°ずつ間欠回転する。第２ゼネバ原動車１４ｂは、第１ゼネバ原動車１３ｂと同様に、１８０°位相をずらした位置に配置された、軸方向に伸びる２つの（図２では１つのみ図示）ピン１４ｄを有する。
【００４０】
第２ゼネバ従動車１５ａと第３ゼネバ原動車１５ｂは、一体に形成され、同時に回転する。第２ゼネバ従動車１５ａは、第１ゼネバ従動車１４ａと同様に４つのスロット（溝）１５ｃを有し、このスロット１５ｃに第４従動軸１４の第２ゼネバ原動車１４ｂのピン１４ｄが入り込むことにより、第４従動軸１４とは反対方向に９０°ずつ間欠回転する。第３ゼネバ原動車１５ｂは、第１ゼネバ原動車１３ｂと同様に、１８０°位相をずらした位置に配置された、軸方向に伸びる２つの（図２では１つのみ図示）ピン１５ｄを有する。
【００４１】
第３ゼネバ従動車１６ａは、第１ゼネバ従動車１４ａと同様に４つのスロット（溝）１６ｃを有し、このスロット１６ｃに第５従動軸１５の第３ゼネバ原動車１５ｂのピン１５ｄが入り込むことにより、第５従動軸１５とは反対方向に９０°ずつ間欠回転する。
【００４２】
図３は、第３従動軸１３の回転角に対する、第４従動軸１４〜第６従動軸１６の間欠回転の一例を示す。図３において、横軸は第３従動軸１３の回転角を示す。図３に示すように、第４従動軸１４は第３従動軸１３に対して１／２の角度回転量で間欠回転し、第５従動軸１５は第４従動軸１４に対して１／２の角度回転量で間欠回転し、第６従動軸１６は第５従動軸１５に対して１／２の角度回転量で間欠回転する。各ゼネバ従動車の４つのスロットおよび各ゼネバ原動車の２つのピンを適確な位置に設けることにより、これが実現される。なお、スロットおよびピンの位置は、実験やシミュレーションに基づき定めればよい。
【００４３】
図４は、各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係を示す展開図である。ここでは、入力軸８の回転数および回転角がいずれも「０」のときを示す。
【００４４】
第３従動軸１３〜第６従動軸１６のそれぞれには、マグネットＭが固着されている。マグネットＭは、円板形状を有し、その中心を従動軸の中心軸が通るよう従動軸に固着されている。なお、マグネットＭは、ディスク状、四角形などの多角形状、その他の形状であってもよい。マグネットＭには、１８０°の角度でＮ極とＳ極が着磁されている。
【００４５】
第４ホール検出器２４は、第４従動軸１４の回転を検出するためのホール検出器である。第５ホール検出器２５は、第５従動軸１５の回転を検出するためのホール検出器である。第６ホール検出器２６および第７ホール検出器２７は、互いに異なる位置で第６従動軸１６の回転を検出するためのホール検出器である。
【００４６】
各ホール検出器は、対応するマグネットＭの磁極（すなわちＮ極かＳ極）を検出する。本実施の形態では、各ホール検出器は、Ｎ極を検出したときにハイレベル（Ｈレベル）の信号を制御部４０に出力し、Ｓ極を検出したときにローレベル（Ｌレベル）の信号を制御部４０に出力する。上述のように各従動軸には回転軸を中心に１８０°の角度でＳ極とＮ極が着磁されているため、各従動軸の回転に伴い、対応するホール検出器によって検出される信号がＨレベルからＬレベルにまたはＬレベルからＨレベルに切り替わる。つまり各ホール検出器からの出力信号はＨレベルとＬレベルとの間で反転する。
【００４７】
各ホール検出器は、第１ゼネバ原動車１３ｂのピン１３ｄが第１ゼネバ従動車１４ａのスロット１４ｃの外にあるとき、すなわち第３従動軸１３が第４従動軸１４に動力を伝達せず、したがって第４従動軸１４も第５従動軸１５に動力を伝達せず、第５従動軸１５も第６従動軸１６に動力を伝達していないとき（以下、このような状態を「動力非伝達状態」と呼ぶ）、対応するマグネットＭの磁極の境界およびその近傍（例えば±１５°の角度範囲）を避けた領域の磁極を検出するよう配置されている。これは、マグネットＭの磁極の境界およびその近傍の領域では、従動軸とホール検出器との位置関係が同じであっても、例えば周辺温度などの影響によりホール検出器によって検出される信号がそのときどきで異なることがあるためである。以降、マグネットＭの磁極の境界およびその近傍の領域を「不確定領域」と呼ぶ。
【００４８】
図４の例では、各ホール検出器は、各従動軸が動力非伝達状態にあるときに、対応するマグネットＭの磁極の境界から周方向にスロット間隔の１／２の角度離れた領域、すなわち磁極の境界から周方向に４５°離れた領域であって不確定領域を避けた領域の磁極を検出するよう配置されている。ここで、本実施の形態では、第４従動軸１４〜第６従動軸１６はそれぞれ、ゼネバ従動車の４つのスロットが９０°間隔で設けられているため、９０°ずつ間欠回転する。また、ゼネバ従動車の４つのスロットのうちの周方向に１８０°離間した２つのスロットが対応するマグネットＭの磁極の境界上に位置する。したがって、各従動軸が動力非伝達状態にある所定のタイミングにおいてマグネットＭの磁極の境界から周方向に４５°（すなわちスロット間隔である９０°の１／２）離れた領域の磁極を検出するよう各ホール検出器が配置されることにより、各従動軸が動力非伝達状態にある他のタイミング（すなわち図４以外の動力非伝達状態）においても各ホール検出器はマグネットＭの磁極の境界から周方向に４５°離れた領域の磁極を検出する。すなわち、図４の例では、各ホール検出器は、各従動軸が動力非伝達状態にあるときには、常に、磁極の境界から４５°周方向に離れた（すなわち境界から十分離れた）領域の磁極を検出する。
【００４９】
また、各ホール検出器は、あるホール検出器が対応する従動軸の回転を検出する瞬間に、他のホール検出器が対応する従動軸の回転を検出しないように配置されている。言い換えると、各ホール検出器は、あるホール検出器がそのホール検出器に対応する回転している従動軸のマグネットＭの不確定領域の磁極を検出する瞬間に、他のホール検出器がそのホール検出器に対応する従動軸のマグネットＭの不確定領域の磁極を検出しないように（すなわち不確定領域を避けて非不確定領域の磁極を検出するように）配置されている。つまり、各ホール検出器は、２つ以上のホール検出器が実質的に同時に不確定領域の磁極を検出しないように、配置されている。
【００５０】
具体的には、各ホール検出器は、第４ホール検出器２４が第４従動軸１４の回転（すなわちＬレベルからＨレベルまたはＨレベルからＬレベルへの切り替わり）を検出する瞬間に、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７がそれぞれ、第５従動軸１５、第６従動軸１６、第６従動軸１６の回転（すなわちＨレベルからＬレベルまたはＬレベルからＨレベルへの切り替わり）を検出しないように配置されている。
【００５１】
また、各ホール検出器は、第５ホール検出器２５が第５従動軸１５の回転を検出する瞬間に、第４ホール検出器２４、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７がそれぞれ、第４従動軸１４、第６従動軸１６、第６従動軸１６の回転を検出しないように配置されている。
【００５２】
また、各ホール検出器は、第６ホール検出器２６が第６従動軸１６の回転を検出する瞬間に、第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第７ホール検出器２７がそれぞれ、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６の回転を検出しないように配置されている。
【００５３】
また、各ホール検出器は、第７ホール検出器２７が第６従動軸１６の回転を検出する瞬間に、第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６がそれぞれ、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６の回転を検出しないように配置されている。
【００５４】
なお、本実施の形態では、各ホール検出器は、あるホール検出器がそのホール検出器に対応する回転している従動軸のマグネットＭの不確定領域の磁極を検出する瞬間に、他のホール検出器がそのホール検出器に対応する従動軸のマグネットＭの磁極の境界から周方向に４５°離れた領域の磁極を検出するように配置されている。
【００５５】
図１に戻る。上述した通り、第２角度センサ３２は、第１角度センサ３１と同様に構成され、第３従動軸１３に固着されたマグネットＭの磁界の回転に基づいてマグネットＭひいては第３従動軸１３の回転角を検出し、検出結果を制御部４０の第２回転角取得部４２に出力する。Ｈ／Ｌ信号取得部４３は、各ホール検出器が出力するＨレベルまたはＬレベルからの出力信号を取得して対応関係テーブル４５に出力する。
【００５６】
図５は、対応関係テーブル４５のデータ構造の一例を示す。対応関係テーブル４５は、第３従動軸１３の回転角と、各ホール検出器から出力される信号の組み合わせと、そのときの第３従動軸１３の回転数と、を対応付けて記憶する。図５において、「Ｈ」の表示はホール検出器が出力した信号がＨレベルであることを示し、「Ｌ」の表示はホール検出器が出力した信号がＬレベルであることを示す。また、「−」の表示は、ホール検出器が出力した信号がＨレベルであるかＬレベルであるかを問わないことを示している。
【００５７】
図１に戻り、回転数特定部４４は、第２角度センサ３２が検出した第３従動軸１３の回転角と、各ホール検出器が出力した信号と、対応関係テーブル４５とに基づき、入力軸８の回転数を特定する。回転数特定部４４はまず、第３従動軸１３の回転数を特定する。そして、回転数特定部４４は、特定された第３従動軸１３の回転数と、第３従動軸１３の回転角とに基づき、入力軸８の回転数を特定する。第３従動軸１３の回転数および回転角を特定することで、上述の式２〜式４によって入力軸８の回転数を特定することができる。
【００５８】
上述のように減速機構により入力軸８の回転は減速して第３従動軸１３に伝達され、その減速比をＮとすると、入力軸８が１回転するとき第３従動軸１３は１／Ｎ回転（（３６０／Ｎ）°回転）する。したがって、第３従動軸１３の回転数および回転角が特定できれば、上述の式２〜式４により入力軸８の回転数を特定できる。
【００５９】
続いて回転数特定部４４による第３従動軸１３の回転数の特定方法の一例について説明する。上述したように、計数機構８２は、対応関係テーブル４５を参照して、４個のホール検出器からの４つの出力信号を使用して８通りの組み合わせを選択するための計数信号８２ａを生成するように構成される。なお、「８通り」は３ビットで表現可能な組み合わせ数であり、計数信号８２ａは４ビットであってもよく、３ビットであってもよい。
図６は、各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係が図４のようになるよう構成された場合において、第３従動軸１３が０〜７回転するときの各ホール検出器が出力する信号を示す。
【００６０】
図６において、「Ｈ」の表示はホール検出器が出力する信号がＨレベルであることを示し、「Ｌ」の表示はホール検出器が出力する信号がＬレベルであることを示す。また、「？」の表示は、ホール検出器が出力する信号がＨレベルの場合もあれば、Ｌレベルの場合もあることを示している。このタイミングでは、ホール検出器が不確定領域の磁極を検出している場合があるためである。したがって、「？」のレベルがＨレベル、Ｌレベルのいずれであっても同じ回転数を特定することが好ましい。つまり、４ビットの信号で表現される１６通りの組み合わせから、３ビットの信号で表現される８通りの組み合わせのみを選択して用いている。
【００６１】
回転数特定部４４は、図６のように出力される各ホール検出器からのＨレベルまたはＬレベルの信号の組み合わせと、対応関係テーブル４５とに基づいて、第３従動軸１３の回転数を特定する。ここで、各ホール検出器はＨレベルまたはＬレベルの信号を出力するため、第４ホール検出器２４〜第６ホール検出器２６の３つのホール検出器からの出力による８（＝２×２×２）通りの信号の組み合わせにより、第３従動軸１３が０〜７回転するときの第３従動軸１３の回転数が定まるようにも思われる。しかしながら、「？」が表示されているタイミングのホール検出器からの信号はそのときどきで異なることがあって回転数の特定に用いることができないため、３つのホール検出器からの出力による信号の組み合わせでは第３従動軸１３の回転数が定まらない場合がある。そこで本実施の形態では、回転数特定機構８０は、上述のように第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７の４つのホール検出器を備える。そして各ホール検出器は、上述のように、あるホール検出器がそのホール検出器に対応する回転している従動軸のマグネットＭの不確定領域の磁極を検出する瞬間に、他のホール検出器がそのホール検出器に対応する従動軸のマグネットＭの不確定領域の磁極を検出しないように（すなわち不確定領域を避けて非不確定領域の磁極を検出するように）配置される。つまり、ホール検出器は、図６において同じタイミングに「？」が２つ以上表示されないように配置される。そして回転数特定部４４は、対応関係テーブル４５に基づいて、第３従動軸１３の回転数を特定する。
【００６２】
具体的には、回転数特定部４４は、対応関係テーブル４５を参照して、第３従動軸１３の回転角が２７０°未満の場合、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号に基づいて第３従動軸１３の回転数を特定する。例えば、回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角が２７０°未満の場合、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号がＬレベル、Ｌレベル、Ｈレベルであれば、第３従動軸１３の回転数を０と特定する。また例えば、回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角が２７０°未満の場合、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号がＬレベル、Ｈレベル、Ｈレベルであれば、第３従動軸１３の回転数を３と特定する。
【００６３】
また、回転数特定部４４は、対応関係テーブル４５を参照して、第３従動軸１３の回転角が２７０°以上で、かつ、第４ホール検出器２４からの出力信号がＨレベルであれば、第４ホール検出器２４、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号に基づいて第３従動軸１３の回転数を特定する。例えば、回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角が２７０°以上で、かつ、第４ホール検出器２４からの出力信号がＨレベルの場合、第４ホール検出器２４、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号がＨレベル、Ｈレベル、Ｈレベルであれば、第３従動軸１３の回転数を２と特定する。
【００６４】
また、回転数特定部４４は、対応関係テーブル４５を参照して、第３従動軸１３の回転角が２７０°以上で、かつ、第４ホール検出器２４からの出力信号がＬレベルの場合、第５ホール検出器２５からの出力信号がＬレベルであれば、第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６からの出力信号に基づいて第３従動軸１３の回転数を特定する。
【００６５】
また、回転数特定部４４は、対応関係テーブル４５を参照して、第３従動軸１３の回転角が２７０°以上で、かつ、第４ホール検出器２４からの出力信号がＬレベルの場合、第５ホール検出器２５からの出力信号がＬレベルであれば、第４ホール検出器２４、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６からの出力信号に基づいて第３従動軸１３の回転数を特定する。
【００６６】
回転数特定部４４は、このようにして特定した第３従動軸１３の回転数と、第２角度センサ３２が検出した第３従動軸１３の回転角とに基づき、上述の式２〜式４により入力軸８の回転数を特定する。
【００６７】
出力部４６は、回転数特定機構８０により特定された入力軸８の回転数と、回転角特定機構７０により特定された入力軸８の回転角とに基づき、上述の式１により入力軸８の回転量を特定する。出力部４６は特定された入力軸８の回転量を所定の形式で出力する。
【００６８】
続いて、実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００の特徴を説明する。
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００は、入力軸８の回転に連れて回転する回転体である第３従動軸１３の回転角を検出する第２角度センサ３２と、この第３従動軸１３の回転数を特定する計数機構８２と、を備える。そして、計数機構８２は、その第３従動軸１３の回転に連れて回転する複数のマグネットＭと、この複数のマグネットＭの磁極を検出する複数のホール検出器と、を含む。この構成によれば、第２角度センサ３２を備えることで、計数機構８２の段数を減らして、分解能を確保しつつ大型化を抑制することができる。計数機構８２を備えることで、高価な角度センサの使用数を減らすことができる。計数機構８２がマグネットの磁極を検出するホール検出器を含むから、例えばエンコーダ用の円盤を挟む透過型の光センサを用いる場合に比べて低コスト化が容易である。エンコーダは切削油を大量に使用する生産装置に取り付けられる場合が多く、その切削油のミストや切削による粉塵の多い環境で使用される。ホール検出器を用いて構成するから、光センサを用いる場合と比べて、ミストや粉塵の影響による誤動作の可能性を小さくすることができる。
【００６９】
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００では、計数機構８２は、順次１／２の角度回転量が伝達される複数の歯車機構である第４従動軸１４〜第６従動軸１６を有し、マグネットＭそれぞれは第４従動軸１４〜第６従動軸１６と一体に回転する。この構成によれば、１／２ずつ減速される従動軸それぞれの回転を磁極の回転としてホール検出器で検出することができる。このため、特別な付加回路を用いない場合でも、これらのホール検出器はＣＰＵによる処理が容易な二進の並列デジタル信号を出力することができる。
【００７０】
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００では、複数のホール検出器である第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７は、一のホール検出器が磁極の境界を検出するとき、他のホール検出器は磁極の境界を避けた領域を検出するように配置される。この構成によれば、各ホール検出器の２以上のホール検出器が同時に磁極の境界を検出する構成と比べて、計数機構８２が誤った信号を出力する可能性を小さくすることができる。
【００７１】
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００では、入力軸８を欠歯歯車で構成している。そのため、大きな減速比を得ることが可能となっている。
【００７２】
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００では、複数のマグネットＭは、第３従動軸１３が連続回転するとき間欠回転するように構成される。この構成によれば、マグネットが連続回転する場合に比べて、間欠駆動区間においてマグネットＭの磁極の境界が各ホール検出器の検出面を通過する通過速度を大きくすることができる。この結果、これらのホール検出器の出力の反転タイミングの変動を抑制することができる。
【００７３】
実施の形態のアブソリュートエンコーダ１００では、計数機構８２は、計数信号８２ａは、そのビット数を超える数の４つのホール検出器（第４ホール検出器２４〜第７ホール検出器２７）からの出力信号に基づいて計数信号８２ａを生成される。ホール検出器からの出力信号が冗長ビットを有することによって、その出力信号の不安定な区間を避けて計数信号８２ａを生成することができる。この結果、ホール検出器からの出力信号の不安定な区間による誤った計数信号を出力する可能性を小さくすることができる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００７５】
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施の形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施の形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。
【００７６】
（変形例１）
実施の形態では、アブソリュートエンコーダ１００が、第１従動軸１１〜第６従動軸１６の６つの従動軸を備える場合について説明したが、これに限られない。
【００７７】
例えば、欠歯歯車１０と第３従動軸１３との間の従動軸の数は２つに限られず、１つであっても、３つ以上であってもよい。なお、欠歯歯車１０と第３従動軸１３との間に従動軸がない構成、すなわち欠歯歯車１０と第３従動軸１３とが噛み合う構成も考えられる。
【００７８】
また例えば、欠歯歯車１０、第１従動軸１１〜第３従動軸１３および第１角度センサ３１がない構成も考えられる。この場合、第１ゼネバ原動車１３ｂに相当するゼネバ原動車が入力軸８と実質的に同軸に一体に形成され、このゼネバ原動車が第１ゼネバ従動車１４ａひいては第４従動軸１４を間欠回転させてもよい。この場合、回転数特定機構８０は、入力軸８の回転数を特定する。
【００７９】
また例えば、第３従動軸１３の回転数を特定するための従動軸は、第４従動軸１４〜第６従動軸１６の３つに限らず、１つであっても、２つであっても、４つ以上であってもよい。いずれの場合も、アブソリュートエンコーダ１００は、第３従動軸１３の回転数を特定するための従動軸の数よりも１つ多い数のホール検出器を備える。例えば、アブソリュートエンコーダ１００は、第３従動軸１３の回転数を特定するための従動軸を５つ備える場合、６つのホール検出器を備えていればよい。具体的には、アブソリュートエンコーダ１００は、第４従動軸１４〜第６従動軸１６に加えて、第６従動軸１６の後段に接続される第７従動軸と第７従動軸の後段に接続される第８従動軸とを備える場合、第８従動軸の回転を検出する２つのホール検出器と、それぞれ第４従動軸１４〜第７従動軸の回転を検出する４つのホール検出器の合わせて６つのホール検出器を備えていればよい。
【００８０】
（変形例２）
実施の形態では、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６がゼネバ歯車である場合について説明したが、これに限られない。これらは、前段の従動軸に対して間欠動作するよう構成されていればよい。したがって、これらは、例えば１８０°だけ歯車がある間欠歯車であってもよい。
【００８１】
（変形例３）
第１従動軸１１、第２従動軸１２、第３従動軸１３、第４従動軸１４、第５従動軸１５、第６従動軸１６は、軸方向から見て入力軸８を環囲するように、この順に螺旋状に並ぶように配置される場合について説明したが、これに限られない。
【００８２】
例えば、これらは、円弧状に並ぶよう配置されてもよい。すなわち、実施の形態では、第１従動軸１１から第６従動軸１６に向かうにつれて軸方向における位置が第１従動軸１１から遠くなるよう配置されたが、各従動軸の軸方向における位置が略同一となるよう配置されてもよい。この場合、軸方向におけるアブソリュートエンコーダの厚みを比較的薄くできる。
【００８３】
また例えば、各従動軸は、直線状に並ぶよう配置されてもよい。この場合、２つのピン１４ｄは、軸方向においてスロット１４ｃと重なるように配置される。また、２つのピン１５ｄは、軸方向においてスロット１５ｃと重なるように配置される。なお、各従動軸は、例えば、第１従動軸１１から第６従動軸１６に向かうにつれて第１従動軸１１から遠くなるよう配置される。
【００８４】
（変形例４）
実施の形態では、第４従動軸１４〜第６従動軸１６のそれぞれには、１８０°の角度でＮ極とＳ極が着磁されたマグネットＭが固着されている場合について説明したが、これに限られない。第４従動軸１４〜第６従動軸１６には、例えば半円板形状のマグネットが固着されてもよい。すなわち、第４従動軸１４〜第６従動軸１６は、中心軸に対して半分の領域はマグネットが固着された着磁領域とされ、残りの半分の領域はマグネットの無い非着磁領域とされてもよい。この場合、各ホール検出器は、Ｎ極またはＳ極を検出したときにＨレベル（またはＬレベル）の信号を出力し、Ｎ極またはＳ極を検出しないときにＬレベル（またはＨレベル）の信号を出力してもよい。
【００８５】
（変形例５）
実施の形態では、第４従動軸１４〜第６従動軸１６の各ゼネバ従動車はそれぞれ、９０°間隔で設けられた４つのスロットを有し（すなわち、第４従動軸１４〜第６従動軸１６はそれぞれ、９０°ずつ間欠回転し）、それら４つのスロットのうちの周方向に１８０°離間した２つのスロットが対応するマグネットＭの磁極の境界上に位置し、各ホール検出器が、各従動軸が動力非伝達状態にあるときに、対応するマグネットＭの磁極の境界から周方向に４５°離れた領域の磁極を検出するよう配置されている場合について説明した。しかしながら、各ゼネバ従動車のスロットの数は複数であればよく、４つに限定されない。より具体的には、各ゼネバ従動車のスロットの数は、周方向に等間隔に配置される複数のスロットのうちの周方向に１８０°離間した２つのスロットがマグネットＭの磁極の境界上に配置できるように、２の倍数であればよい。
【００８６】
例えば、各ゼネバ従動車はそれぞれ、６０°間隔で設けられた６つのスロットを有してもよい。すなわち、第４従動軸１４〜第６従動軸１６はそれぞれ、６０°ずつ間欠回転するよう構成されてもよい。この場合、各ホール検出器は、各従動軸が動力非伝達状態にあり、かつ、対応する従動軸のマグネットＭの磁極の境界との距離が最も近いときに、マグネットＭの磁極の境界から周方向にスロット間隔の１／２の角度（すなわち３０°）離れた領域の磁極を検出するよう各ホール検出器が配置されてもよい。これにより、各ホール検出器は、各従動軸が動力非伝達状態にあるときには、常に、磁極の境界から少なくとも周方向に３０°離れた（すなわち境界から十分離れた）領域の磁極を検出できる。
【００８７】
（変形例６）
実施の形態では、ゼネバ従動車のスロットが対応するマグネットＭの磁極の境界上に位置する場合について説明したが、これに限られず、スロットが対応するマグネットＭの磁極の境界上に位置しない構成も考えられる。
【００８８】
図７は、実施の形態の変形例に係る各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係を示す展開図である。図７は、図４に対応する。本変形例では、各従動軸は、ゼネバ従動車のスロットから周方向に４５°（すなわちスロット間隔である９０°の１／２）離れた位置にマグネットＭの磁極の境界が位置する。また、各ホール検出器は、各従動軸が動力非伝達状態にあるときに、対応するマグネットＭの磁極の境界から周方向に４５°（すなわちスロット間隔の１／２の角度）離れた領域であって不確定領域を避けた領域の磁極を検出するよう配置されている。
【００８９】
図８は、各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係が図７のようになるよう構成された場合の対応関係テーブル４５のデータ構造の一例を示す。図８は、図５に対応する。
【００９０】
また、図９は、各従動軸のマグネットＭの磁極、各ホール検出器、および各ゼネバ従動車のスロットの位置関係が図７のようになるよう構成された場合において、第３従動軸１３が０〜７回転するときの各ホール検出器が出力する信号を示す。図９は、図６に対応する。
【００９１】
回転数特定部４４は、図９のように出力される各ホール検出器からのＨレベルまたはＬレベルの信号の組み合わせと、対応関係テーブル４５とに基づいて、第３従動軸１３の回転数を特定する。例えば、回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角が１８０°以上の場合、第５ホール検出器２５、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号がＬレベル、Ｈレベル、Ｈレベルであれば、第３従動軸１３の回転数を０と特定する。また例えば、回転数特定部４４は、第３従動軸１３の回転角が１８０°未満で、かつ、第４ホール検出器２４からの出力信号がＨレベルの場合、第４ホール検出器２４、第６ホール検出器２６、第７ホール検出器２７からの出力信号がＨレベル、Ｈレベル、Ｌレベルであれば、第３従動軸１３の回転数を２と特定する。
【００９２】
本変形例によれば、実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ１００によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。
【００９３】
（その他の変形例）
実施の形態の説明では、各従動軸が軸受機構により支持される回転軸を有する例について説明したがこれに限られない。例えば、各歯車がその中心部にスリーブなどの軸受機構を有し、ベースに立設された固定軸に嵌合するように構成してもよい。
【００９４】
上述した実施の形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【符号の説明】
【００９５】
８・・入力軸、  １３・・第３従動軸、  １４・・第４従動軸、  １５・・第５従動軸、  １６・・第６従動軸、  ２４・・第４ホール検出器、  ２５・・第５ホール検出器、  ２６・・第６ホール検出器、  ２７・・第７ホール検出器、  ３１・・第１角度センサ、  ３２・・第２角度センサ、  ７０・・回転角特定機構、  ８０・・回転数特定機構、  ８２・・計数機構、  １００・・アブソリュートエンコーダ。
【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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