(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転入力軸と回転出力軸との間でトラクション動力伝達を行い、減速比がＬであるトラクション動力伝達減速装置であって、
前記回転入力軸の回転位置情報を入力軸パルス信号に変換する回転入力検出手段と、
前記回転出力軸の回転位置情報を出力軸パルス信号に変換する回転出力検出手段と、
トラクションすべり検出手段と、
を有し、
前記回転入力検出手段は、前記回転入力軸が１／Ｍ回転するごとに前記入力軸パルス信号を１パルス出力し、
前記回転出力検出手段は、前記回転出力軸が１／Ｎ回転するごとに前記出力軸パルス信号を１パルス出力し、
前記トラクションすべり検出手段は、前記出力軸パルス信号の出力回数がｎ回となる期間内に、前記入力軸パルス信号の出力回数がｎＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、停止信号を出力し、
Ｍ、Ｎ、およびｎはいずれも自然数であり、
Ｎ≧Ｍ
の関係を有する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
前記トラクションすべり検出手段は、
前記入力軸パルス信号が入力されるごとに入力カウント数をインクリメントし、かつ、前記出力軸パルス信号がｎ回入力されるごとに前記入力カウント数を０にリセットするカウンタと、
前記入力カウント数が入力され、前記入力カウント数がｎＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上である場合に前記停止信号を出力するコンパレータと、
を有する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項３】
請求項１に記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
前記トラクションすべり検出手段は、
前記入力軸パルス信号が入力されるごとに入力カウント数をデクリメントし、かつ、前記出力軸パルス信号がｎ回入力されるごとに前記入力カウント数をｎＬＭ／Ｎの床関数に自然数ｍを加えた値にリセットするカウンタ
を有し、
前記トラクションすべり検出手段は、前記入力カウント数がｍ−１以下である場合に前記停止信号を出力する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項４】
請求項１に記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
前記トラクションすべり検出手段は、
前記入力軸パルス信号が入力されるごとにカウント数をデクリメントし、前記出力軸パルス信号が入力されるごとに前記カウント数をnＬＭ／Ｎの床関数にリセットし、かつ、前記カウント数が０未満である場合に前記停止信号を出力するコンパレータ
を有する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項５】
回転入力軸と回転出力軸との間でトラクション動力伝達を行い、減速比がＬであるトラクション動力伝達減速装置であって、
前記回転入力軸の回転位置情報を入力軸パルス信号に変換する回転入力検出手段と、
前記回転出力軸の回転位置情報を出力軸パルス信号に変換する回転出力検出手段と、
トラクションすべり検出手段と、
を有し、
前記回転入力検出手段は、前記回転入力軸が１／Ｍ回転するごとに前記入力軸パルス信号を１パルス出力し、
前記回転出力検出手段は、前記回転出力軸が１／Ｎ回転するごとに前記出力軸パルス信号を１パルス出力し、
前記トラクションすべり検出手段は、前記入力軸パルス信号の出力回数がｎ回となる期間内に、前記出力軸パルス信号の出力回数がｎＮ／ＭＬの床関数から１を引いた数に達しない場合に、停止信号を出力し、
Ｍ、Ｎ、およびｎはいずれも自然数であり、
Ｎ≧Ｍ
の関係を有する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
Ｎ≧ＬＭ
の関係を有する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
自然数ｎは、
ｎ＝１
である、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
前記回転出力検出手段は、前記回転出力軸の周囲に設けられたエンコーダである、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
前記回転入力検出手段は、前記回転入力軸の周囲に設けられたエンコーダである、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に支持され、前記入力軸とともに中心軸を中心として回転する太陽ローラと、
前記太陽ローラの径方向外側に配置され、それぞれ遊星軸を中心として回転する複数の遊星ローラと、
複数の前記遊星ローラをそれぞれ回転可能に支持する複数の遊星シャフトと、
前記ケーシングに回転可能に支持され、前記中心軸を中心として回転する遊星キャリアと、
複数の前記遊星ローラの径方向外側に配置され、前記ケーシングに固定される環状のインターナルリングと、
を有し、
前記遊星キャリアには、複数の前記遊星シャフトの端部が固定され、
前記太陽ローラと前記遊星ローラのそれぞれとは、トラクションオイルを介して接触し、
前記遊星ローラのそれぞれと、前記インターナルリングの内周面とは、トラクションオイルを介して接触し、
前記インターナルリングの内周面が、接触点において前記遊星ローラを径方向内側に向かって押圧し、
前記遊星ローラのそれぞれが、接触点において前記太陽ローラを径方向内側に向かって押圧し、
前記回転出力軸は、前記遊星キャリアとともに前記中心軸を中心として回転する、トラクション動力伝達減速装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置を備えたモータであって、
電機子を有する静止部と、
前記回転入力軸に接続され、前記回転入力軸とともに回転する回転部と、
を有する、モータ。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトラクション動力伝達減速装置を備えたモータであって、
電機子を有する静止部と、
前記回転入力軸に接続され、前記回転入力軸とともに回転する回転部と、
を有し、
前記回転部は、前記電機子と径方向に対向するマグネットを有し、
前記回転入力検出手段は、
前記静止部に設けられ、前記マグネットの位置を検出するマグネット位置検出素子、
前記電機子に誘起される逆起電力を検出する逆起電力検出手段、
または、
前記電機子を流れる電機子電流に含まれる電流リップルを検出する電流リップル検出手段、
のいずれかを含む、モータ。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載のモータであって、
前記電機子に駆動電流を供給する回路基板
をさらに有し、
前記回路基板は、前記トラクションすべり検出手段を有する、モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクション動力伝達減速装置および減速機付きモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、減速機や増速機として、歯数が異なる複数の歯車を噛み合わせる構造を有する歯車伝達機構が利用されている。歯車伝達機構では、歯車の回転を滑らかにするために、歯車同士の噛み合わせ部に機械的隙間（バックラッシュ）が設けられる。しかしながら、バックラッシュは、回転運動の伝達精度を低下させる要因となり得る。したがって、バックラッシュのある歯車伝達機構は、高精度な運動伝達が必要な精密加工機や３Ｄ測定装置等には不向きである。また、歯車伝達機構では、バックラッシュが振動や騒音の原因となる。
【０００３】
そこで、歯車伝達機構を用いない減速機や増速機として、トラクション動力伝達機構が利用されている。トラクション動力伝達機構では、歯車に代えて精密なローラを用い、その伝導面を高圧で接触させ、転がり運動によって形成される高粘度油膜のせん断抵抗力（トラクション力）を利用する。これにより、入力側のローラと出力側のローラとの間に機械的隙間を介在させることなく、回転動力を伝達できる。その結果、トラクション動力伝達機構では、歯車伝達機構と比べ、振動や騒音を低減できる。また、トラクション動力伝達機構では、歯車伝達機構と比べて高精度な運動伝達を実現しやすい。従来のトラクション動力伝達機構は、例えば、特開２０１０−１４２６８号公報に示されている。
【特許文献１】特開２０１０−１４２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の通り、トラクション動力伝達機構は高精度な運動伝達を実現しやすい。そのため、ロボットアーム等の精密な位置制御が求められる機器に搭載される。しかしながら、ロボットアームでは、動作対象のアームが障害物に接触した場合、トラクション動力伝達機構の入力側のローラと出力側のローラとの間ですべりが生じる場合がある。すべりが生じると、入力軸と出力軸の回転同期に狂いが生じ、アームの位置制御を正確に行うことができなくなる虞がある。そのため、迅速にすべりを検知し、入力軸への動力の供給を停止する必要がある。
【０００５】
また、ロボットアームほどの高精度な位置制御を要しない電動車いす等においても、出力先であるタイヤが障害物に接触した場合、トラクション動力伝達機構の入力側のローラと出力側のローラとの間ですべりが生じる場合がある。すべりが生じたまま入力軸への動力の供給を継続すると、ローラが摩耗する虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、トラクション動力伝達減速装置において、迅速なすべり検出を行う技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、回転入力軸と回転出力軸との間でトラクション動力伝達を行い、減速比がＬであるトラクション動力伝達減速装置であって、前記回転入力軸の回転位置情報を入力軸パルス信号に変換する回転入力検出手段と、前記回転出力軸の回転位置情報を出力軸パルス信号に変換する回転出力検出手段と、トラクションすべり検出手段と、を有し、前記回転入力検出手段は、前記回転入力軸が１／Ｍ回転するごとに前記入力軸パルス信号を１パルス出力し、前記回転出力検出手段は、前記回転出力軸が１／Ｎ回転するごとに前記出力軸パルス信号を１パルス出力し、前記トラクションすべり検出手段は、前記出力軸パルス信号の出力回数がｎ回となる期間内に、前記入力軸パルス信号の出力回数がｎＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、停止信号を出力し、Ｍ、Ｎ、およびｎはいずれも自然数であり、Ｎ≧Ｍの関係を有する、トラクション動力伝達減速装置である。
【０００８】
本願の例示的な第２発明は、回転入力軸と回転出力軸との間でトラクション動力伝達を行い、減速比がＬであるトラクション動力伝達減速装置であって、前記回転入力軸の回転位置情報を入力軸パルス信号に変換する回転入力検出手段と、前記回転出力軸の回転位置情報を出力軸パルス信号に変換する回転出力検出手段と、トラクションすべり検出手段と、を有し、前記回転入力検出手段は、前記回転入力軸が１／Ｍ回転するごとに前記入力軸パルス信号を１パルス出力し、前記回転出力検出手段は、前記回転出力軸が１／Ｎ回転するごとに前記出力軸パルス信号を１パルス出力し、前記トラクションすべり検出手段は、前記入力軸パルス信号の出力回数がｎ回となる期間内に、前記出力軸パルス信号の出力回数がｎＮ／ＭＬの床関数から１を引いた数に達しない場合に、停止信号を出力し、Ｍ、Ｎ、およびｎはいずれも自然数であり、Ｎ≧Ｍの関係を有する、トラクション動力伝達減速装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本願の例示的な第１発明および第２発明によれば、トラクション動力伝達減速装置において、迅速にすべり検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態に係る減速装置付きモータの断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る減速装置付きモータの制御系統を示したブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るすべり検出部の構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る減速装置付きモータのすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。
【図５】図５は、第１実施形態に係る減速装置付きモータの各信号の一例を示した図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るすべり検出部の構成を示したブロック図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る減速装置付きモータの各信号の一例を示した図である。
【図８】図８は、第１変形例に係るすべり検出部の構成を示したブロック図である。
【図９】図９は、第１変形例に係る減速装置付きモータのすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１変形例に係る減速装置付きモータの各信号の一例を示した図である。
【図１１】図１１は、第２変形例に係るすべり検出部の構成を示したブロック図である。
【図１２】図１２は、第２変形例に係る減速装置付きモータのすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２変形例に係る減速装置付きモータの各信号の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、駆動部に対して減速装置側を「上」として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これは、あくまで説明の便宜のために上下を定義したものであって、本発明に係るモータの使用時の向きを限定するものではない。
【００１２】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るモータ１の断面図である。図２は、モータ１の制御系統を示したブロック図である。このモータ１は、トラクション動力伝達減速装置付きのモータである。モータ１は、例えば、ロボットの関節内に備えられて、アームを駆動させるのに用いられる。なお、モータ１は、電動車いすに備えられて、タイヤを回転駆動させるのに用いられてもよいし、その他の用途に用いられてもよい。
【００１３】
モータ１は、図１に示すように、駆動部１１と、減速装置１２とを有する。駆動部１１の構成、減速装置１２の構成、および、減速装置１２におけるすべり検知について、以下に説明する。
【００１４】
＜１−１．駆動部の構成について＞
まず、駆動部１１の構成について、図１および図２を参照しつつ説明する。駆動部１１は、静止部２と、回転部３とを有する。静止部２は、ハウジング２１、キャップ２２、ステータ２３、軸受部２４、および回路基板２５を有する。
【００１５】
ハウジング２１は、中心軸９に沿って延び、下方に底部を有する、有底円筒状の部材である。ハウジング２１の底部には、軸受部２４の後述する下側軸受２４１の外輪が固定される。
【００１６】
キャップ２２は、中心軸９に沿って延び、上方に蓋部を有する、有蓋円筒状の部材である。キャップ２２の蓋部には、軸受部２４の後述する上側軸受２４２の外輪が固定される。
【００１７】
ハウジング２１およびキャップ２２により構成される筐体の内部には、ステータ２３、回路基板２５の少なくとも一部、および回転部３の後述するロータ３２が収容される。ハウジング２１およびキャップ２２は、例えば、亜鉛めっき鋼板、ＳＵＳなどの金属により形成される。本実施形態のハウジング２１とキャップ２２とは同一の材料で形成されるが、ハウジング２１とキャップ２２とが異なる材料で形成されてもよい。
【００１８】
ステータ２３は、ステータコア２３１、インシュレータ２３２、およびコイル２３３からなる電機子である。ステータ２３は、ロータ３２の径方向外側に配置される。
【００１９】
ステータコア２３１は、積層された電磁鋼板により形成される。ステータコア２３１は、円環状のコアバック２０１と、コアバック２０１から径方向内側へ向けて突出した複数のティース２０２とを有する。コアバック２０１の外周面は、ハウジング２１の内周面に固定されている。複数のティース２０２は、周方向に略等間隔に配列されている。
【００２０】
インシュレータ２３２は、ステータコア２３１の表面の一部を覆う、樹脂製の部材である。各ティース２０２の上面、下面、および周方向の両端面は、インシュレータ２３２に覆われる。コイル２３３は、インシュレータ２３２を介して各ティース２０２に巻かれた導線により、構成される。
【００２１】
軸受部２４は、下側軸受２４１および上側軸受２４２を有する。下側軸受２４１および上側軸受２４２の外輪は、上述した通り、ハウジング２１およびキャップ２２に固定されている。また、下側軸受２４１および上側軸受２４２の内輪は、後述する駆動シャフト３１の外周面に固定されている。これにより、軸受部２４は、駆動シャフト３１を回転可能に支持する。なお、本実施形態の軸受部２４は玉軸受により構成されるが、例えば、すべり軸受や流体軸受などの他の軸受機構により構成されてもよい。
【００２２】
回路基板２５には、種々の電子部品が配置され、電子回路が構成される。回路基板２５上に構成された当該電子回路は、図２に示す制御部１０として機能する。本実施形態の回路基板２５は、ハウジング２１およびキャップ２２により囲まれた空間の内部に配置される。回路基板２５の下面には、ロータ３２の上方に位置し、ロータ３２の回転位置を検出する磁気センサ２５１が備えられている。磁気センサ２５１は、後述するマグネット３２３の周方向の位置を検出するマグネット位置検出素子である。これにより、磁気センサ２５１は、ロータ３２の回転位置Ｓ２５１を検出する。磁気センサ２５１には、例えば、ホール素子が用いられる。
【００２３】
図２に示すように、制御部１０は、モータ駆動部１０１と、すべり検出部１０２とを含む。モータ駆動部１０１は、外部から入力される駆動指令信号と、磁気センサ２５１から入力される回転位置Ｓ２５１とに基づいて、駆動部１１を制御する。具体的には、モータ駆動部１０１からステータ２３のコイル２３３に駆動電流Ｓ１０１を供給することにより、駆動部１１を制御する。制御部１０は、リード線２５２を介して外部の装置と電気的に接続されている。これにより、駆動部１１の駆動に必要な駆動電流が制御部１０に供給される。
【００２４】
また、すべり検出部１０２は、減速装置１２におけるローラ間のすべりを検出する、トラクションすべり検出手段である。本実施形態のすべり検出部１０２は、リード線２５２を介して減速装置１２と電気的に接続している。これにより、減速装置１２からの検出信号に従って、減速装置１２におけるローラ間のすべりを検出する。すべり検出部１０２におけるすべり検出処理については、後述する。
【００２５】
回転部３は、静止部２に対して、中心軸９を中心として回転可能に支持されている。図１に示すように、本実施形態の回転部３は、駆動シャフト３１およびロータ３２を有する。
【００２６】
駆動シャフト３１は、中心軸９に沿って延びる柱状の部材である。駆動シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。駆動シャフト３１は、軸受部２４に支持されつつ、中心軸９を中心として回転する。駆動シャフト３１の上端部は、キャップ２２よりも上方へ突出して、減速装置１２の回転入力軸５１に固定される。これにより、駆動部１１により生じた駆動力が、駆動シャフト３１から減速装置１２の回転入力軸５１へと入力される。
【００２７】
ロータ３２は、ロータコア３２１と、２つのロータホルダ３２２と、マグネット３２３とを有する。ロータ３２は、駆動シャフト３１とともに回転する。
【００２８】
ロータコア３２１は、積層された電磁鋼板により、円筒状に形成される。ロータコア３２１は、駆動シャフト３１を取り囲むように配置される。また、ロータコア３２１の内面は、駆動シャフト３１に固定されている。
【００２９】
２つのロータホルダ３２２は、鋼などの強磁性体材料により形成される。本実施形態のロータホルダ３２２は、板状の材料をプレスにより成形した、いわゆるプレス品である。ロータホルダ３２２はそれぞれ、駆動シャフト３１の外周面に固定される円筒状の内周部と、マグネット３２３の内周面に固定される円筒状の外周部とを有する。ロータホルダ３２２の一方は、ロータコア３２１の上方に配置され、他方はロータコア３２１の下方に配置される。
【００３０】
マグネット３２３は、中心軸９を中心とする円環状のマグネットである。マグネット３２３の外周面は、ステータコア２３１のティース２０２の内端と、径方向に対向する。また、マグネット３２３の外周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。なお、円環状のマグネット３２３に代えて、複数のマグネットが使用されてもよい。その場合、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが交互に並ぶように、複数のマグネットが、周方向に配列されていればよい。
【００３１】
マグネット３２３は、ロータコア３２１およびロータホルダ３２２の径方向外側、かつ、磁気センサ２５１の下方に位置する。マグネット３２３は、ロータコア３２１および２つのロータホルダ３２２を介して駆動シャフト３１に固定されている。したがって、マグネット３２３は、駆動シャフト３１とともに回転する。また、ロータコア３２１および２つのロータホルダ３２２は、マグネット３２３のバックヨークとして機能する。これにより、マグネット３２３からステータコア２３１へ向かう磁束を増加できる。すなわち、駆動部１１のトルク性能を向上できる。
【００３２】
回路基板２５を介してコイル２３３に駆動電流を与えると、ステータコア２３１の各ティース２０２に、径方向の磁束が生じる。そして、ティース２０２とマグネット３２３との間の磁束の作用によって、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９周りに回転する。これにより、駆動シャフト３１から減速装置１２の回転入力軸５１へ回転駆動力が入力される。
【００３３】
＜１−２．減速装置の構成について＞
次に、減速装置１２の構成について、図１を参照しつつ説明する。減速装置１２は、ケーシング４と、入力回転部５と、出力回転部６と、回転入力検出部５０と、回転出力検出部６０とを有する。
【００３４】
ケーシング４は、第１ケーシング４１と、第２ケーシング４２とを有する。第１ケーシング４１は、中心軸９を中心とする略円筒状の部材である。第１ケーシング４１の内周面には、第１軸受部４１１が固定されている。第１ケーシング４１は、第１軸受部４１１を介して、入力回転部５を回転可能に支持する。
【００３５】
第２ケーシング４２は、第１ケーシングの上方に配置されている。第２ケーシング４２は、中心軸９を中心とする略有蓋円筒状の部材である。すなわち、第２ケーシング４２は、中心軸９を中心として延びる略円筒状の円筒部４２１と、円筒部４２１の上方の開口を覆う円板部４２２とを有する。第２ケーシング４２の下端部は、第１ケーシング４１と固定されている。
【００３６】
円板部４２２には、軸方向に貫通する貫通孔４２３が設けられている。円板部４２２の貫通孔４２３を形成する内周面には、第２軸受部４２４が固定されている。また、円筒部４２１の内周面には、第３軸受部４２５が固定されている。第２ケーシング４２は、第２軸受部４２４および第３軸受部４２５を介して、出力回転部６を回転可能に支持する。
【００３７】
なお、本実施形態では、第１軸受部４１１、第２軸受部４２４、および第３軸受部４２５は、玉軸受により構成されるが、他の軸受機構により構成されてもよい。
【００３８】
また、ケーシング４の内部には、インターナルリング４３が配置されている。インターナルリング４３は、中心軸９を中心として配置される環状の部材である。本実施形態では、インターナルリング４３は、第１ケーシング４１の上面と第２ケーシング４２の円筒部４２１の段差面とに挟まれることにより、ケーシング４に固定されている。インターナルリング４３は、後述する太陽ローラ５３および遊星ローラ６３のそれぞれと軸方向に重なる位置に配置される。インターナルリング４３の機能については、後述する。
【００３９】
入力回転部５は、回転入力軸５１と、第１支持部５２と、太陽ローラ５３とを含む。回転入力軸５１は、中心軸９に沿って延びる柱状の部位である。回転入力軸５１の下端部は、ケーシング４の下方へ突出して、駆動部１１の駆動シャフト３１の上端部と接続される。これにより、駆動部１１が駆動すると、駆動シャフト３１から回転入力軸５１へ回転駆動力が入力される。
【００４０】
第１支持部５２は、回転入力軸５１の上方に配置され、中心軸９に沿って延びる柱状の部位である。第１支持部５２の下端部と、回転入力軸５１の上端部とは、接続されている。また、第１支持部５２の外周面は、第１軸受部４１１の内周面と固定されている。これにより、入力回転部５は、第１軸受部４１１を介して第１ケーシング４１に回転可能に支持される。
【００４１】
太陽ローラ５３は、第１支持部５２の上方に配置され、中心軸９に沿って延びる円柱状の部位である。太陽ローラ５３の上端部と、第１支持部５２の下端部とは、接続されている。すなわち、太陽ローラ５３は、第１支持部５２を介して回転入力軸５１に間接的に接続される。これにより、駆動部１１から回転入力軸５１へ回転駆動力が入力されると、太陽ローラ５３は回転入力軸５１とともに回転する。
【００４２】
なお、本実施形態の入力回転部５は、回転入力軸５１と、第１支持部５２と、太陽ローラ５３とが一体に形成された一繋がりの部材である。しかしながら、回転入力軸５１と、第１支持部５２と、太陽ローラ５３とが別々の部材であってもよい。
【００４３】
出力回転部６は、遊星キャリア６１と、遊星シャフト６２と、遊星ローラ６３と、回転出力軸６４とを有する。
【００４４】
遊星キャリア６１は、第２支持部６１１と、遊星支持部６１２とを有する。第２支持部６１１は、第２ケーシング４２の貫通孔４２３の内部に配置される、略円柱状の部位である。第２支持部６１１は、中心軸９に沿って延びる。遊星支持部６１２は、中心軸９を中心として径方向に拡がる略円板状の部位である。遊星支持部６１２の下面は、太陽ローラ５３の上端部と対向する。第２支持部６１１および遊星支持部６１２は、中心軸９を中心として同軸上に配置される。
【００４５】
第２支持部６１１の下端部は、遊星支持部６１２と繋がる。第２支持部の外周面は、第２軸受部４２４の内輪に固定されている。また、遊星支持部６１２の外周面は、第３軸受部４２５の内輪に固定されている。これにより、遊星キャリア６１は、第２ケーシング４２に回転可能に支持される。
【００４６】
遊星シャフト６２は、遊星ローラ６３を軸支するための部材である。本実施形態の出力回転部６は、３つの遊星シャフト６２および３つの遊星ローラ６３を有する。なお、図１では３つの遊星シャフト６２および３つの遊星ローラ６３のうち、１つの遊星シャフト６２および１つの遊星ローラ６３のみが図示されている。遊星シャフト６２はそれぞれ、遊星軸９１に沿って延びる。遊星シャフト６２の上端部は、遊星キャリア６１の遊星支持部６１２に固定されている。
【００４７】
本実施形態では、遊星軸９１および遊星シャフト６２は、中心軸９に対して僅かに傾斜している。具体的には、遊星軸９１および遊星シャフト６２の中心軸９からの距離が、下方に向かうに従って拡大する。なお、遊星軸９１および遊星シャフト６２は、中心軸９に対して平行であってもよい。
【００４８】
遊星ローラ６３はそれぞれ、遊星軸受６３１を介して遊星シャフト６２に回転可能に支持される。これにより、遊星ローラ６３は、遊星軸９１を中心として回転可能に支持される。本実施形態では、３つの遊星ローラ６３は、同一の形状をしている。また、３つの遊星ローラ６３は、太陽ローラ５３の径方向外側において、周方向に等間隔に配置される。なお、減速装置が有する遊星シャフトおよび遊星ローラの数は、必ずしも３つずつでなくてもよい。また、遊星シャフトおよび遊星ローラは、必ずしも周方向に等間隔に配置されなくてもよい。
【００４９】
回転出力軸６４は、中心軸９に沿って延びる柱状の部位である。回転出力軸６４の下端部は、遊星キャリア６１の第２支持部６１１の上端部と接続する。これにより、回転出力軸６４は、遊星キャリア６１とともに中心軸９を中心として回転する。
【００５０】
インターナルリング４３は、上述の通り、第１ケーシング４１および第２ケーシング４２により上下方向から挟まれることにより、ケーシング４に固定されている。すなわち、インターナルリング４３は、第１ケーシング４１および第２ケーシング４２により上下方向から圧力をかけられている。これにより、インターナルリング４３の内周面は、径方向内側に向かって弾性変形する。その結果、遊星ローラ６３はそれぞれ、インターナルリング４３の内周面により、径方向内側へ押圧され、太陽ローラ５３に押しつけられる。
【００５１】
遊星ローラ６３の外周面は、径方向内側においてトラクションオイルを介して太陽ローラ５３の外周面と接する。また、遊星ローラ６３の外周面は、径方向外側においてトラクションオイルを介してインターナルリング４３と接する。トラクションオイルには、例えば、ナフテン系潤滑油やパラフィン系潤滑油が用いられる。トラクションオイルは通常の低面圧の状態では潤滑剤としての特性を持ち、粘度も低い。一方、トラクションオイルは高面圧下では、トラクション係数を急激に増大させる。
【００５２】
回転入力軸５１に回転駆動力が入力されると、入力回転部５が中心軸９を中心として回転する。これにより、太陽ローラ５３が中心軸９を中心として回転する。太陽ローラ５３が遊星ローラ６３に押しつけられながら回転することにより、トラクションオイルのせん断抵抗力によって太陽ローラ５３の回転が遊星ローラ６３に伝わる。その結果、各遊星ローラ６３は、遊星軸９１を中心として回転する。以下では、各遊星ローラ６３の遊星軸９１を中心とする回転を、「自転」と称する。
【００５３】
各遊星ローラ６３がインターナルリング４３に押しつけられながら自転すると、各遊星ローラ６３とインターナルリング４３との間にトラクションオイルを介してトラクションが発生する。インターナルリング４３がケーシング４に固定されているため、当該トラクションにより、各遊星ローラ６３は、中心軸９を中心として回転する。以下では、各遊星ローラ６３の中心軸９を中心とする回転を、「公転」と称する。
【００５４】
各遊星ローラ６３が公転すると、各遊星ローラ６３とともに各遊星シャフト６２が中心軸９を中心として回転する。したがって、各遊星シャフト６２と固定される遊星キャリア６１も各遊星ローラ６３とともに回転する。このように、出力回転部６全体が、各遊星ローラ６３とともに回転する。したがって、回転出力軸６４も、各遊星ローラ６３とともに中心軸９を中心として回転する。
【００５５】
このとき、出力軸６４の回転速度は、回転入力軸５１の回転速度よりも小さくなる。一方、回転出力軸６４のトルクは、回転入力軸５１のトルクよりも大きくなる。つまり、回転入力軸５１に入力された回転駆動力は、低回転速度および高トルクに変換されて、回転出力軸６４から出力される。
【００５６】
回転入力検出部５０は、反射型のロータリーエンコーダである。回転入力検出部５０は、第１コード部５０１と、光源および受光素子を含む第１ディテクタ５０２とを有する。本実施形態では、第１コード部５０１は、回転入力軸５１の外周面に設けられる。第１コード部５０１には、周方向に間隔を空けて、中心軸９に平行な反射面が複数配置される。第１ディテクタ５０２は、その光源および受光素子が第１コード部５０１と対向するように配置される。
【００５７】
回転入力軸５１に回転駆動力が入力され、入力回転部５が中心軸９を中心として回転すると、第１コード部５０１も回転入力軸５１とともに回転する。第１ディテクタ５０２は、その光源から第１コード部５０１に対してレーザ光を照射しつつ、受光素子にて第１コード部５０１からの反射光を検出する。
【００５８】
ここで、回転入力検出部５０の分解能を、Ｍ［パルス数／回転］とする。すなわち、第１ディテクタ５０２は、制御部１０のすべり検出部１０２に対して、入力回転部５が１／Ｍ回転するごとに入力軸パルス信号Ｓ５０を１パルス出力する。
【００５９】
回転出力検出部６０は、反射型のロータリーエンコーダである。回転出力検出部６０は、第２コード部６０１と、光源および受光素子を含む第２ディテクタ６０２とを有する。本実施形態では、第２コード部６０１は、遊星キャリア６１の遊星支持部６１２の上面に設けられる。第２コード部６０１には、周方向に間隔を空けて、放射状に反射面が複数配置される。第２ディテクタ６０２は、その光源および受光素子が第２コード部６０１と対向するように配置される。
【００６０】
出力回転部６が中心軸９を中心として回転すると、第２コード部６０１も出力回転部６とともに回転する。第２ディテクタ６０２は、その光源から第２コード部６０１に対してレーザ光を照射しつつ、受光素子にて第２コード部６０１からの反射光を検出する。
【００６１】
ここで、回転出力検出部６０の分解能を、Ｎ［パルス数／回転］とする。すなわち、第２ディテクタ６０２は、制御部１０のすべり検出部１０２に対して、出力回転部６が１／Ｎ回転するごとに出力軸パルス信号Ｓ６０を１パルス出力する。
【００６２】
＜１−３．減速装置のすべり検出処理について＞
減速装置１２などのトラクション動力伝達減速装置において、出力側に外力が加わることにより、回転出力軸６４の回転が停止する場合がある。外力により回転出力軸６４の回転が強制的に停止された場合に回転入力軸５１が回転を続けると、太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間にすべりが発生する。
【００６３】
太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間にすべりが生じたまま回転入力軸５１の回転を続けると、太陽ローラ５３および遊星ローラ６３が摩耗する虞がある。また、ロボットアーム等の緻密な位置制御が求められる機器では、回転入力軸５１と回転出力軸６４との回転同期をとる場合がある。この場合、太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間にすべりが生じると、回転同期に狂いが生じ、正確な位置制御を行うのが困難となる虞がある。したがって、太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間にすべりが生じた際には、すぐに回転入力軸５１への回転動力の供給を停止し、同期位置の補正を行う必要がある。
【００６４】
本実施形態におけるすべり検出処理について、図３〜図５を参照しつつ、以下に説明する。図３は、すべり検出部１０２の構成を示したブロック図である。図４は、モータ１におけるすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。図５は、モータ１の各信号の一例を示した図である。なお、本実施形態では、減速装置１２の減速比をＬ＝５、回転入力検出部５０の分解能をＭ＝１０２４［パルス数／回転］、回転出力検出部６０の分解能をＮ＝２０４８［パルス数／回転］とする。なお、Ｌは他の値であってもよく、ＭおよびＮは他の自然数であってもよい。
【００６５】
本実施形態では、このように、回転出力検出部６０の分解能Ｎ＝２０４８［パルス数／回転］は、回転入力検出部５０の分解能Ｍ＝１０２４［パルス数／回転］よりも大きい。すなわち、Ｎ≧Ｍの関係を有する。減速装置１２において、回転出力軸６４は回転入力軸５１よりも回転速度が遅い。そのため、回転入力検出部５０の分解能Ｍと回転出力検出部６０の分解能Ｎとが同一だと、回転入力検出部５０が単位時間あたりに出力するパルス数よりも、回転出力検出部６０が単位時間あたりに出力するパルス数の方が、少なくなる。本実施形態のように、回転出力軸６４側の分解能Ｍを回転入力軸５１側の分解能Ｎより高くすれば、回転入力軸５１側と回転出力軸６４側とで、単位時間あたりに出力されるパルス数の差を縮めることができる。これにより、すべりの検出精度を効率良く高めることができる。
【００６６】
このため、太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間のすべりが全くないと仮定した場合、出力軸パルス信号Ｓ６０がｎ回入力される期間には、回転入力軸５１は、入力軸パルス信号Ｓ５０のパルス数ｎＬＭ／Ｎ回に対応する角度、回転する。なお、ｎ，Ｎ，Ｍ，Ｌの値によって、ｎＬＭ／Ｎは必ずしも整数とならない。
【００６７】
実際には、太陽ローラ５３から遊星ローラ６３へ回転駆動力が伝達される際、太陽ローラ５３と遊星ローラ６３との間に介在するトラクションオイルが当該駆動力を受けてせん断による弾性変形をする。そのため、遊星ローラ６３は、太陽ローラ５３に僅かに遅れて回転を伝達する。この僅かな遅れを、以下「微小すべり」と称する。微小すべりを考慮すると、出力軸パルス信号Ｓ６０がｎ回入力される期間に、回転入力軸５１は、入力軸パルス信号Ｓ５０のパルス数ｎＬＭ／Ｎ回に対応する角度よりも僅かに大きい角度、回転する。
【００６８】
さて、本実施形態のすべり検出部１０２の構成について説明する。図３に示すように、すべり検出部１０２は、出力側バイナリカウンタ７１、出力側設定部７２、出力側コンパレータ７３、入力側バイナリカウンタ８１、入力側設定部８２、および、入力側コンパレータ８３を有する。これらの各部は、例えば、回路基板２５上に配置される電子部品により、実現される。
【００６９】
出力側バイナリカウンタ７１は、出力軸パルス信号Ｓ６０が入力されるごとに出力カウント数Ｃｏｕｔをインクリメントするカウンタである。出力側バイナリカウンタ７１のカウントアップ入力端子には、第２ディテクタ６０２からの出力軸パルス信号Ｓ６０が入力される。
【００７０】
出力側バイナリカウンタ７１のリセット入力端子には、出力側コンパレータ７３からのリセット信号Ｓ７３が入力される。出力側バイナリカウンタ７１は、リセット信号Ｓ７３が入力されると、出力カウント数Ｃｏｕｔを、Ｃｏｕｔ＝０にリセットする。また、出力側バイナリカウンタ７１は、出力カウント数Ｃｏｕｔを出力側コンパレータ７３へ出力する。
【００７１】
出力側設定部７２は、ユーザからの指示に基づいて、出力軸パルス信号Ｓ６０の基準値ｎを設定する。本実施形態では、基準値ｎはｎ＝２とする。なお、基準値ｎは、任意に設定しうる１以上の自然数である。出力側設定部７２は、基準値ｎから１を引いたｎ−１を、出力側設定値Ｓ７２として出力側コンパレータ７３へ出力する。
【００７２】
出力側コンパレータ７３は、出力カウント数Ｃｏｕｔが基準値ｎに達したか否かを判断するコンパレータである。出力側コンパレータ７３の入力端子ａには、出力側バイナリカウンタ７１から出力された出力カウント数Ｃｏｕｔが入力される。出力側コンパレータ７３の入力端子ｂには、出力側設定部７２から出力された出力側設定値Ｓ７２が入力される。
【００７３】
出力側コンパレータ７３は、出力カウント数Ｃｏｕｔが出力側設定値ｎ−１よりも大きい場合に、リセット信号Ｓ７３を出力し、出力カウント数Ｃｏｕｔが出力側設定値ｎ−１以下である場合に、リセット信号Ｓ７３の出力を停止する。すなわち、出力側コンパレータ７３は、出力カウント数Ｃｏｕｔが基準値ｎに達すると、リセット信号Ｓ７３を出力側バイナリカウンタ７１および入力側バイナリカウンタ８１へと出力する。
【００７４】
入力側バイナリカウンタ８１は、入力軸パルス信号Ｓ５０が入力されるごとに入力カウント数Ｃｉｎをインクリメントするカウンタである。入力側バイナリカウンタ８１のカウントアップ入力端子には、第１ディテクタ５０２からの入力軸パルス信号Ｓ５０が入力される。
【００７５】
本実施形態では、入力側バイナリカウンタ８１のリセット入力端子には、出力側コンパレータ７３からのリセット信号Ｓ７３が入力される。このため、入力側バイナリカウンタ８１は、リセット信号Ｓ７３がＯＮ信号となると、入力カウント数Ｃｉｎを、Ｃｉｎ＝０にリセットする。また、入力側バイナリカウンタ８１は、入力カウント数Ｃｉｎを入力側コンパレータ８３へ出力する。
【００７６】
入力側設定部８２は、ユーザからの指示に基づいて、入力側設定値Ｓ８２を設定する。本実施形態では、入力側設定値Ｓ８２として、［ｎＬＭ／Ｎ］を設定する。なお、本願では、ガウス記号［ｘ］はｘの床関数を示すものとする。入力側設定部８２は、入力側設定値Ｓ８２を入力側コンパレータ８３へ出力する。
【００７７】
入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ｎＬＭ／Ｎ］より大きいか否かを判断するコンパレータである。入力側コンパレータ８３の入力端子Ａには、入力側バイナリカウンタ８１から出力された入力カウント数Ｃｉｎが入力される。入力側コンパレータ８３の入力端子Ｂには、入力側設定部８２から出力された入力側設定値Ｓ８２が入力される。
【００７８】
入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ｎＬＭ／Ｎ］よりも大きい場合に、停止信号Ｓ１０２をモータ駆動部１０１に出力し、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ｎＬＭ／Ｎ］以下である場合に、停止信号Ｓ１０２の出力を停止する。すなわち、入力側コンパレータ８３は、自然数である入力カウント数Ｃｉｎが［ｎＬＭ／Ｎ］＋１に達すると、停止信号Ｓ１０２をモータ駆動部１０１へと出力する。
【００７９】
次に、図４および図５を参照しつつ、すべり検出処理の流れについて説明する。モータ１の駆動が開始されると、図４に示すすべり検出処理も同時に開始される。
【００８０】
すべり検出処理が開始されると、まず、出力側バイナリカウンタ７１および入力側バイナリカウンタ８１がリセットされる（ステップＳＴ１０１）。すなわち、出力カウント数ＣｏｕｔがＣｏｕｔ＝０にリセットされるとともに、入力カウント数ＣｉｎがＣｉｎ＝０にリセットされる。
【００８１】
図５に示すように、すべり検出処理中、回転入力軸５１が１／Ｍ回転するごとに、入力側バイナリカウンタ８１に入力軸パルス信号Ｓ５０が１パルス入力され、入力カウント数Ｃｉｎがインクリメントされる。また、回転出力軸６４が１／Ｎ回転するごとに、出力側バイナリカウンタ７１に出力軸パルス信号Ｓ６０が１パルス入力され、出力カウント数Ｃｏｕｔがインクリメントされる。
【００８２】
すべり検出処理中、出力カウント数Ｃｏｕｔがｎ以上となったか否かを、出力側コンパレータ７３が判断し続ける（ステップＳＴ１０２）。本実施形態では、基準値ｎ＝２であるため、出力側コンパレータ７３は、出力カウント数Ｃｏｕｔが基準値ｎ＝２以上であるか否かを判断する。
【００８３】
ステップＳＴ１０２において、出力カウント数Ｃｏｕｔがｎ以上でないと判断されると、ステップＳＴ１０３へと進む。一方、ステップＳＴ１０２において、出力カウント数Ｃｏｕｔがｎ以上であると判断されると、出力側コンパレータ７３は、リセット信号Ｓ７３を出力する。これにより、ステップＳＴ１０１へ戻り、出力側バイナリカウンタ７１および入力側バイナリカウンタ８１がリセットされる。
【００８４】
図５において、時刻Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされた時刻である。時刻Ｔ１は、時刻Ｔ０の後において出力軸パルス信号Ｓ６０がｎ回、すなわち２回入力された時刻である。時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後において出力軸パルス信号Ｓ６０がｎ回、すなわち２回入力された時刻である。図５に示すように、時刻Ｔ１および時刻Ｔ２において、出力側コンパレータ７３がリセット信号Ｓ７３を出力することにより、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされる。
【００８５】
すべり検出処理中、入力カウント数Ｃｉｎが［ｎＬＭ／Ｎ］＋１以上となったか否かを、入力側コンパレータ８３が判断し続ける（ステップＳＴ１０３）。本実施形態では、ｎＬＭ／Ｎ＝５であるため、入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが［ｎＬＭ／Ｎ］＋１＝６以上であるか否かを判断する。
【００８６】
ステップＳＴ１０３において、入力カウント数Ｃｉｎが［ｎＬＭ／Ｎ］＋１＝６以上でないと判断されると、ステップＳＴ１０２へ戻る。一方、ステップＳＴ１０３において、入力カウント数Ｃｉｎが［ｎＬＭ／Ｎ］＋１＝６以上であると判断されると、入力側コンパレータ８３は、停止信号Ｓ１０２を出力する（ステップＳＴ１０４）。
【００８７】
図５において、時刻Ｔ３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ｎＬＭ／Ｎ］＋１＝６となる時刻である。すなわち、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２の後において入力軸パルス信号Ｓ５０が６回入力された時刻である。図５に示すように、時刻Ｔ３の状態になると、入力側コンパレータ８３がモータ駆動部１０１に停止信号Ｓ１０２を出力する。これにより、回転入力軸５１への回転駆動力の入力を停止できる。
【００８８】
このように、本実施形態では、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数がｎ回となる期間内に、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がｎＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、すべり検出部１０２が停止信号Ｓ１０２を出力する。これにより、回転出力軸６４が１回転する、すなわち、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数がＮ＝２０４８回となる場合よりも十分に小さい回転角度で、減速装置１２におけるトラクションのすべりを検出できる。すなわち、トラクション動力伝達減速装置である減速装置１２において、迅速なすべり検出を行うことができる。また、回転入力軸５１および回転出力軸６４の回転速度が一定でない場合であっても、減速装置１２におけるトラクションのすべりを検出できる。
【００８９】
したがって、回転角度が１回転３６０°よりも小さい動作をし、かつ、回転速度が一定でないロボットアームでは、本実施形態のすべり検出処理が、特に有用である。
【００９０】
＜２．第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係るすべり検出部１０２Ａの構成を示したブロック図である。上記の第１実施形態のすべり検出部１０２に代えて、図６のすべり検出部１０２Ａを用いてもよい。図７は、図６の例のすべり検出部１０２Ａを有するモータの各信号の一例を示した図である。
【００９１】
本実施形態では、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数が１回となる期間内に、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、すべり検出部１０２Ａが停止信号Ｓ１０２Ａを出力する。すなわち、上記の実施形態における基準値ｎが、ｎ＝１となる。なお、ここでは、ＬＭ／Ｎ＝５として以下に説明を行う。
【００９２】
図６に示すように、すべり検出部１０２Ａは、入力側バイナリカウンタ８１、入力側設定部８２、および、入力側コンパレータ８３を有する。これらの各部は、例えば、回路基板２５上に配置される電子部品により、実現される。
【００９３】
入力側バイナリカウンタ８１は、入力軸パルス信号Ｓ５０が入力されるごとに入力カウント数Ｃｉｎをインクリメントするカウンタである。入力側バイナリカウンタ８１のカウントアップ入力端子には、第１ディテクタ５０２からの入力軸パルス信号Ｓ５０が入力される。
【００９４】
本実施形態では、入力側バイナリカウンタ８１のリセット入力には、第２ディテクタ６０２からの出力軸パルス信号Ｓ６０が入力される。入力側バイナリカウンタ８１は、出力軸パルス信号Ｓ６０が入力されると、入力カウント数Ｃｉｎを、Ｃｉｎ＝０にリセットする。また、入力側バイナリカウンタ８１は、入力カウント数Ｃｉｎを入力側コンパレータ８３へ出力する。
【００９５】
入力側設定部８２は、ユーザからの指示に基づいて、入力側設定値Ｓ８２を設定する。本実施形態では、入力側設定値Ｓ８２として、［ＬＭ／Ｎ］を設定する。入力側設定部８２は、入力側設定値Ｓ８２を入力側コンパレータ８３へ出力する。
【００９６】
入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ＬＭ／Ｎ］より大きいか否かを判断するコンパレータである。入力側コンパレータ８３の入力端子Ａには、入力側バイナリカウンタ８１から出力された入力カウント数Ｃｉｎが入力される。入力側コンパレータ８３の入力端子Ｂには、入力側設定部８２から出力された入力側設定値Ｓ８２が入力される。
【００９７】
入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ＬＭ／Ｎ］よりも大きい場合に、停止信号Ｓ１０２をモータ駆動部１０１に出力し、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ＬＭ／Ｎ］以下である場合に、停止信号Ｓ１０２の出力を停止する。すなわち、入力側コンパレータ８３は、自然数である入力カウント数Ｃｉｎが［ＬＭ／Ｎ］＋１に達すると、停止信号Ｓ１０２をモータ駆動部１０１へと出力する。
【００９８】
次に、図７を参照しつつ、すべり検出処理の流れについて説明する。すべり検出処理が開始されると、まず、入力側バイナリカウンタ８１がリセットされる。
【００９９】
すべり検出処理中、回転入力軸５１が１／Ｍ回転するごとに、入力側バイナリカウンタ８１に入力軸パルス信号Ｓ５０が１パルス入力され、入力カウント数Ｃｉｎがインクリメントされる。また、回転出力軸６４が１／Ｎ回転するごとに、出力側バイナリカウンタ７１に出力軸パルス信号Ｓ６０が１パルス入力され、入力側バイナリカウンタ８１がリセットされる。
【０１００】
図７において、時刻Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、入力カウント数Ｃｉｎがリセットされた時刻である。時刻Ｔ１は、時刻Ｔ０の後において出力軸パルス信号Ｓ６０が１回入力された時刻である。時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後において出力軸パルス信号Ｓ６０が１回入力された時刻である。すなわち、時刻Ｔ１および時刻Ｔ２において、出力側コンパレータ７３がリセット信号Ｓ７３を出力することにより、入力カウント数Ｃｉｎがリセットされる。
【０１０１】
すべり検出処理中、入力カウント数Ｃｉｎが［ＬＭ／Ｎ］＋１以上となったか否かを、入力側コンパレータ８３が判断し続ける。本実施形態では、ＬＭ／Ｎ＝５であるため、入力側コンパレータ８３は、入力カウント数Ｃｉｎが［ＬＭ／Ｎ］＋１＝６以上であるか否かを判断する。
【０１０２】
図７において、時刻Ｔ３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値［ＬＭ／Ｎ］＋１＝６となる時刻である。すなわち、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２の後において入力軸パルス信号Ｓ５０が６回入力された時刻である。時刻Ｔ３の状態になると、入力側コンパレータ８３がモータ駆動部１０１に停止信号Ｓ１０２を出力する。これにより、回転入力軸５１への回転駆動力の入力を停止できる。
【０１０３】
このように、本実施形態では、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数がｎ＝１回となる期間内に、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、すべり検出部１０２が停止信号Ｓ１０２を出力する。
【０１０４】
また、このように、基準値ｎをｎ＝１とすることにより、上記の第１実施形態のすべり検出部１０２と比べて、出力側バイナリカウンタ７１、出力側設定部７２、および出力側コンパレータ７３を省略できる。これにより、制御部１０の回路構成を簡略化できる。また、ｎの値を最小値とすることにより、小さな回転角度でトラクションのすべりを検出できる。したがって、より迅速にトラクションのすべりを検出できる。
【０１０５】
＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【０１０６】
＜３−１．第１変形例＞
図８は、第１変形例に係るすべり検出部１０２Ｂの構成を示したブロック図である。上記の実施形態のすべり検出部１０２，１０２Ａに変えて、図８のすべり検出部１０２Ｂを用いてもよい。図９は、第１変形例のすべり検出部１０２Ｂを用いたすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。図１０は、第１変形例のすべり検出部１０２Ｂを有するモータの各信号の一例を示した図である。
【０１０７】
第１変形例では、第２実施形態と同様、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数が１回となる期間内に、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がＬＭ／Ｎの床関数に１を加えた数以上となる場合に、すべり検出部１０２Ｂが停止信号Ｓ１０２を出力する。すなわち、上記の実施形態における基準値ｎが、ｎ＝１となる。なお、ここでは、ＬＭ／Ｎ＝５として以下に説明を行う。
【０１０８】
図８に示すように、すべり検出部１０２Ｂは、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂおよび入力側設定部８２を有する。
【０１０９】
ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、入力軸パルス信号Ｓ５０が入力されるごとに入力カウント数Ｃｉｎをデクリメントするカウンタである。ローダブルダウンカウンタ８１Ｂのカウントダウン入力端子には、第１ディテクタ５０２からの入力軸パルス信号Ｓ５０が入力される。
【０１１０】
第１変形例では、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂのロード入力端子には、第２ディテクタ６０２からの出力軸パルス信号Ｓ６０が入力される。これにより、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、出力軸パルス信号Ｓ６０が入力されると、入力カウント数Ｃｉｎを、入力側設定部８２から入力される入力側設定値Ｓ８２にリセットする。また、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、入力カウント数Ｃｉｎが０未満になると、停止信号Ｓ１０２をモータ駆動部１０１へ出力する。
【０１１１】
入力側設定部８２は、入力側設定値Ｓ８２を設定する。第１変形例では、入力側設定値Ｓ８２として、［ＬＭ／Ｎ］を設定する。入力側設定部８２は、入力側設定値Ｓ８２をローダブルダウンカウンタへ出力する。
【０１１２】
上記の第２実施形態と比べて、この変形例では、入力側バイナリカウンタ８１に代えてローダブルダウンカウンタ８１Ｂを用いることにより、入力側コンパレータ８３を省略できる。これにより、制御部１０の回路構成をさらに簡略化できる。
【０１１３】
次に、図９および図１０を参照しつつ、第１変形例におけるすべり検出処理の流れについて説明する。モータ１の駆動が開始されると、図９に示すすべり検出処理も同時に開始される。
【０１１４】
すべり検出処理が開始されると、まず、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂがリセットされる（ステップＳＴ２０１）。すなわち、入力カウント数ＣｉｎがＣｉｎ＝［ＬＭ／Ｎ］にリセットされる。
【０１１５】
図１０に示すように、すべり検出処理中、回転入力軸５１が１／Ｍ回転するごとに、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂに入力軸パルス信号Ｓ５０が１パルス入力され、入力カウント数Ｃｉｎがデクリメントされる。
【０１１６】
すべり検出処理中、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、ロード入力端子に出力軸パルス信号が入力されたか否かを判断し続ける（ステップＳＴ２０２）。ステップＳＴ２０２において、ロード入力端子に出力軸パルス信号が入力されていないと判断されると、ステップＳＴ２０３へと進む。一方、ステップＳＴ２０２において、ロード入力端子に出力軸パルス信号が入力されたと判断されると、ステップＳＴ２０１へ戻る。これにより、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、入力カウント数ＣｉｎをＣｉｎ＝［ＬＭ／Ｎ］にリセットする。
【０１１７】
図１０において、時刻Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、入力カウント数Ｃｉｎがリセットされた時刻である。時刻Ｔ１は、時刻Ｔ０の後において出力軸パルス信号Ｓ６０が入力された時刻である。時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後において出力軸パルス信号Ｓ６０が入力された時刻である。図１０に示すように、時刻Ｔ１および時刻Ｔ２において、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂのロード入力に出力軸パルス信号が入力されることにより、入力カウント数Ｃｉｎがリセットされる。
【０１１８】
すべり検出処理中、入力カウント数Ｃｉｎが０以上であるか否かを、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂが判断し続ける（ステップＳＴ２０３）。ステップＳＴ２０３において、入力カウント数Ｃｉｎが０以上であると判断されると、ステップＳＴ２０２へ戻る。一方、ステップＳＴ２０３において、入力カウント数Ｃｉｎが０未満であると判断されると、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、停止信号Ｓ１０２を出力する（ステップＳＴ２０４）。
【０１１９】
図１０において、時刻Ｔ３は、入力カウント数Ｃｉｎが入力側設定値−１となる時刻である。すなわち、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２の後において入力軸パルス信号Ｓ５０が６回入力された時刻である。図１０に示すように、時刻Ｔ３の状態になると、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂがモータ駆動部１０１に停止信号Ｓ１０２を出力する。これにより、回転入力軸５１への回転駆動力の入力を停止できる。
【０１２０】
第１変形例のように、入力側のカウンタとして、入力側バイナリカウンタ８１に代えて、入力軸パルス信号Ｓ５０が入力されるごとに入力カウント数Ｃｉｎをデクリメントするダウンカウンタを用いてもよい。第１変形例では、ローダブルダウンカウンタ８１Ｂは、入力カウント数ＣｉｎをＬＭ／Ｎの床関数にリセットし、かつ、入力カウント数Ｃｉｎが０未満である場合に停止信号を出力した。
【０１２１】
なお、当該ダウンカウンタとして、入力軸パルス信号Ｓ５０が入力されるごとに入力カウント数をデクリメントし、かつ、出力軸パルス信号Ｓ６０が入力されるごとに入力カウント数をＬＭ／Ｎの床関数に自然数ｍを加えた値にリセットするダウンカウンタを用いてもよい。その場合、すべり検出部１０２は、当該ダウンカウンタと、当該ダウンカウンタから入力カウント数がｍ−１以下である場合に停止信号を出力するコンパレータとを有していればよい。
【０１２２】
＜３−２．第２変形例＞
図１１は、第２変形例に係るモータの制御系統を示したブロック図である。図１２は、第２変形例におけるすべり検出処理の流れを示したフローチャートである。図１３は、第２変形例におけるすべり検出処理におけるモータの各信号の一例を示した図である。
【０１２３】
上記の実施形態および第１変形例では、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数がｎ回となるごとに、カウンタがリセットされていた。しかしながら、本発明では、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がｎ回となるごとに、カウンタがリセットされてもよい。第２変形例におけるすべり検出処理では、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がｎ回となるごとに、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされる。
【０１２４】
第２変形例では、図１１に破線で示すように、駆動部１１の静止部２に設けられ、マグネット３２３の位置を検出する磁気センサ２５１と、制御部１０の入力軸パルス発生部１０３Ｃとにより、回転入力検出手段としての回転入力検出部５０Ｃが構成されている。入力軸パルス発生部１０３Ｃは、磁気センサ２５１から入力されるロータ３２の回転位置Ｓ２５１に基づいて、入力軸パルス信号Ｓ５０Ｃを生成する。マグネット３２３は、回転入力軸５１とともに回転するため、このようにマグネット３２３の回転位置情報である回転位置Ｓ２５１に基づいて生成した入力軸パルス信号Ｓ５０Ｃを、回転入力軸５１の回転位置情報に基づく信号とみなすことができる。
【０１２５】
この第２変形例では、駆動部１１が８極のモータであるため、回転入力検出部５０Ｃの分解能をＭ＝８［パルス数／回転］とする。また、減速装置１２の減速比をＬ＝５、回転出力検出部６０の分解能をＮ＝１２８［パルス数／回転］とする。したがって、各値は、ｎＮ／ＬＭ＝６．４、および、Ｎ／ＬＭ＝３．２の関係を有する。
【０１２６】
第２変形例では、入力軸パルス信号Ｓ５０Ｃと出力軸パルス信号Ｓ６０とは、Ｎ≧ＬＭの関係を有する。このように、回転出力軸６４側の分解能Ｍを回転入力軸５１側の分解能Ｎに減速比Ｌをかけた値よりも高くすれば、単位時間あたりに出力される出力軸パルス信号Ｓ６０の数が増加する。したがって、すべりの検出精度を効率良く高めることができる。なお、ＭおよびＮは、他の自然数であってもよい。
【０１２７】
なお、第２変形例における回転入力検出手段は、マグネット位置検出素子である磁気センサを含んでいた。しかしながら、回転入力検出手段は、磁気センサに代えて、電機子であるステータ２３に誘起される逆電力を検出する逆起電力検出手段を含むものであってもよい。また、回転入力検出手段は、電機子であるステータ２３を流れる電機子電流に含まれる電流リップルを検出する電流リップル検出手段を含むのもであってもよい。これらの場合であっても、回転入力軸５１とともに回転するマグネット３２３の回転位置情報に基づいて入力軸パルス信号を生成できる。
【０１２８】
図１２に示すように、第２変形例では、すべり検出処理が開始されると、まず、出力カウント数ＣｏｕｔがＣｏｕｔ＝０にリセットされるとともに、入力カウント数ＣｉｎがＣｉｎ＝０にリセットされる（ステップＳＴ３０１）。
【０１２９】
図１３に示すように、すべり検出処理中、入力軸が１／Ｍ回転するごとに、入力軸パルス信号Ｓ５０が１パルス出力され、入力カウント数Ｃｉｎがインクリメントされる。また、出力軸が１／Ｎ回転するごとに、出力軸パルス信号Ｓ６０が１パルス出力され、出力カウント数Ｃｏｕｔがインクリメントされる。
【０１３０】
すべり検出処理中、すべり検出部１０２は、入力カウント数Ｃｉｎがｎ以上となったか否かを判断し続ける（ステップＳＴ３０２）。第２変形例では、ｎ＝２であるため、すべり検出部は、入力カウント数Ｃｉｎがｎ＝２以上であるか否かを判断する。
【０１３１】
ステップＳＴ３０２において、入力カウント数Ｃｉｎがｎ以上でないと判断されると、ステップＳＴ３０２へ戻る。一方、ステップＳＴ３０２において、入力カウント数Ｃｉｎがｎ以上であると判断されると、ステップＳＴ３０３へと進む。
【０１３２】
ステップＳＴ３０３では、すべり検出部は、入力カウント数Ｃｉｎがｎ以上となった時点で、出力カウント数Ｃｏｕｔが［ｎＮ／ＬＭ］−１以上であるか否かを判断する。図１３では、ｎＮ／ＬＭ＝６．４であるため、すべり検出部は、出力カウント数Ｃｏｕｔが［ｎＮ／ＬＭ］−１＝５以上であるか否かを判断する。
【０１３３】
ステップＳＴ３０３において、出力カウント数Ｃｏｕｔが［ｎＮ／ＬＭ］−１＝５以上であると判断されると、ステップＳＴ３０１へ戻り、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされる。一方、ステップＳＴ３０３において、出力カウント数Ｃｏｕｔが［ｎＮ／ＬＭ］−１＝５未満であると判断されると、すべり検出部は、停止信号Ｓ１０２を出力する（ステップＳＴ３０４）。
【０１３４】
図１３において、時刻Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされた時刻である。時刻Ｔ１は、時刻Ｔ０の後において入力軸パルス信号Ｓ５０がｎ回、すなわち２回入力された時刻である。時刻Ｔ２は、時刻Ｔ１の後において入力軸パルス信号Ｓ５０がｎ回、すなわち２回入力された時刻である。時刻Ｔ１および時刻Ｔ２において、出力カウント数Ｃｏｕｔは、［ｎＮ／ＬＭ］−１＝５に達している。このため、時刻Ｔ１および時刻Ｔ２において、入力カウント数Ｃｉｎおよび出力カウント数Ｃｏｕｔがリセットされる。
【０１３５】
図１３において、時刻Ｔ３は、時刻Ｔ２の後において入力軸パルス信号Ｓ５０がｎ回、すなわち２回入力された時刻である。時刻Ｔ３において、出力カウント数Ｃｏｕｔは、［ｎＮ／ＬＭ］−１＝５に達していない。このため、出力軸が回転不足であることがわかる。したがって、時刻Ｔ３において、すべり検出部は、停止信号Ｓ１０２を出力する。
【０１３６】
このように、入力軸パルス信号Ｓ５０の出力回数がｎ回となるごとに、カウンタがリセットされてもよい。この場合であっても、出力軸が１回転する、すなわち、出力軸パルス信号Ｓ６０の出力回数がＮ回となる場合よりも十分に小さい回転角度で、減速装置におけるトラクションのすべりを検出できる。また、入力軸および出力軸の回転速度が一定でない場合であっても、減速装置１２におけるトラクションのすべりを検出できる。
【０１３７】
＜３−３．その他の変形例＞
上記の実施形態では、駆動部内の回路基板に備えられた電子部品がすべり検出部を構成していたが、本発明はこの限りではない。すべり検出部は、モータ駆動部とは別に減速装置内に備えられてもよいし、駆動部および減速装置の外部に接続されたパーソナルコンピュータにより実現されてもよい。
【０１３８】
また、各部材の細部の形状についても、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明は、トラクション動力伝達減速装置および減速装置付きモータに利用できる。
【符号の説明】
【０１４０】
１  モータ
２  静止部
３  回転部
４  ケーシング
５  入力回転部
６  出力回転部
９  中心軸
１０  制御部
１１  駆動部
１２  減速装置
２３  ステータ
２５  回路基板
３１  駆動シャフト
３２  ロータ
１０１  モータ駆動部
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂ，  検出部
１０３Ｃ  入力軸パルス発生部
２５１  磁気センサ
３２３  マグネット
４３  インターナルリング
５０，５０Ｃ  回転入力検出部
５１  入力軸
５３  太陽ローラ
６０  回転出力検出部
６１  遊星キャリア
６２  遊星シャフト
６３  遊星ローラ
６４  出力軸
７１  出力側バイナリカウンタ
７２  出力側設定部
７３  出力側コンパレータ
８１  入力側バイナリカウンタ
８１Ｂ  ローダブルダウンカウンタ
８２  入力側設定部
８３  入力側コンパレータ
８３  入力側設定部
９１  遊星軸
Ｓ５０，Ｓ５０Ｃ  入力軸パルス信号
Ｓ６０  出力軸パルス信号
Ｓ７２  出力側設定値
Ｓ７３  リセット信号
Ｓ８２  入力側設定値
Ｓ１０２，Ｓ１０２Ａ  停止信号
Ｓ２５１  回転位置
【図１】
0006448942.tif 000002
【図２】
0006448942.tif 000003
【図３】
0006448942.tif 000004
【図４】
0006448942.tif 000005
【図５】
0006448942.tif 000006
【図６】
0006448942.tif 000007
【図７】
0006448942.tif 000008
【図８】
0006448942.tif 000009
【図９】
0006448942.tif 000010
【図１０】
0006448942.tif 000011
【図１１】
0006448942.tif 000012
【図１２】
0006448942.tif 000013
【図１３】
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