特許 6535645 アブソリュートエンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6535645

(24)【登録日】2019年6月7日

(45)【発行日】2019年6月26日

(54)【発明の名称】アブソリュートエンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20190617BHJP

   G01B 7/30 20060101ALI20190617BHJP

   G01D 5/04 20060101ALI20190617BHJP

【ＦＩ】

   G01D5/244 H

   G01B7/30 H

   G01D5/04 C

【請求項の数】2

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-202510(P2016-202510)

(22)【出願日】2016年10月14日

(65)【公開番号】特開2018-63212(P2018-63212A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2017年10月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】鴨木 豊

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１４７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２６１７８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２９７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７５５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３２４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１１８４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１５２３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｇ０１Ｄ ５／００−５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸の複数回の回転にわたる回転角及び回転数に基づく回転量を検出するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸に設けられるとともに一体に回転する第１歯車部と、
連続回転する前記第１歯車部に噛み合って間欠回転する歯車部であって、前記第１歯車部に対して予め定められた減速比で減速回転する第２歯車部と、
前記第２歯車部の回転量を順次減少するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）段の歯車と、
前記第１歯車部の回転角を検出する第１磁気式角度センサと、
前記第２歯車部の回転角を検出する第２磁気式角度センサと、
前記第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサと、を備え、
前記主軸の回転角度及び回転数が、前記第１歯車部の回転角と、前記第２歯車部の回転角と、前記第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転角と、で特定されることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。

【請求項2】

前記回転センサのうち前記Ｎ段目の回転センサは、前記回転センサのうち前記第Ｎ−１段目の回転センサの分解能より高い分解能を備える磁気式角度センサであ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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主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】

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ずつ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せば、エンコーダが大型化する問題がある。

【0005】

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小型化に有利なアブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、主軸の複数回の回転にわたる回転角の総和である回転量を検出するアブソリュートエンコーダであって、主軸と一体に回転する第１歯車部と、連続回転する第１歯車部に噛み合って間欠回転する歯車部であって、第１歯車部に対して予め定められた減速比で減速回転する第２歯車部と、連続回転する第２歯車部に噛み合って間欠回転する歯車部であって、第２歯車部に対して予め定められた減速比で減速回転する第３歯車部と、第１歯車部の回転角を検出する第１磁気式角度センサと、第２歯車部の回転角を検出する第２磁気式角度センサと、第３歯車部の回転角を検出する第３角度センサと、を備える。第３角度センサは、第３歯車部の回転角に応じたデジタル信号を出力するスイッチ要素を含むロータリーコードスイッチ、又は第２角度センサの分解能より高い分解能を備える磁気式角度センサであり、主軸の回転角度及び回転数が、第１歯車部の回転角と、第２歯車部の回転角と、第３歯車部の回転角と、で特定される。

【0007】

この態様によると、アブソリュートエンコーダにおいて、第１角度センサおよび第２角度センサからの出力信号に基づき主軸の複数回の回転にわたる回転角の総和である回転量を特定することができる。

【0008】

本発明の別の態様もまた、アブソリュートエンコーダである。このアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転角及び回転数に基づく回転量を検出するアブソリュートエンコーダであって、主軸と一体に回転する第１歯車部と、連続回転する第１歯車部に噛み合って間欠回転する歯車部であって、第１歯車部に対して予め定められた減速比で減速回転する第２歯車部と、第２歯車部の回転量を順次減少するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車と、第１歯車部の回転角を検出する第１磁気式角度センサと、第２歯車部の回転角を検出する第２磁気式角度センサと、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサと、を備える。回転センサは、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転角に応じたデジタル信号を出力するスイッチ要素を含むロータリーコードスイッチ、又は第２角度センサの分解能より高い分解能を備える磁気式角度センサであり、主軸の回転角度及び回転数が、第１歯車部の回転角と、第２歯車部の回転角と、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転角と、で特定される。

【0009】

本発明のさらに別の態様もまた、アブソリュートエンコーダである。このアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転角及び回転数に基づく回転量を検出するアブソリュートエンコーダであって、主軸と一体に回転する第１歯車部と、第１歯車部の回転量を順次減少するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車と、連続回転する第Ｎ段の歯車に噛み合い間欠回転する歯車部であって、第Ｎ段の歯車に対して予め定められた減速比で連結される第２歯車部と、第１歯車部の回転角を検出する第１磁気式角度センサと、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサと、第２歯車部の回転角を検出する第２角度センサと、を備える。回転センサは、第１段〜第Ｎ段の歯車の回転角を検出する磁気式角度センサであり、第２角度センサは、第２歯車部の回転角に応じたデジタル信号を出力するスイッチ要素を含むロータリーコードスイッチ、又は回転センサの分解能より高い分解能を備える磁気式角度センサであり、主軸の回転角度及び回転数が、第１歯車部の回転角と、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転角と、第２歯車部の回転角と、で特定される。

【0010】

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、本発明の態様となる。

【0011】

本発明によれば、分解能を確保しつつ小型化に有利な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】

【0012】

【図1】エンコーダを備えたモータにより駆動されるボールスクリュウ機構を含む装置の模式図である。

【図2】第１実施形態に係るエンコーダを示す模式図である。

【図3】第１実施形態に係るエンコーダを示す正面図である。

【図4】図３のエンコーダの各歯車部の上面視の配置図である。

【図5】図３のエンコーダの各歯車部の下面視の配置図である。

【図6】図３のエンコーダの各角度センサ、各ホール検出器および制御部の下面視の配置図である。

【図7】第２実施形態に係るエンコーダを示す模式図である。

【図8】第２実施形態に係るエンコーダを示す正面図である。

【図9】図８のエンコーダの各歯車部の上面視の配置図である。

【図10】図８のエンコーダの各歯車部の下面視の配置図である。

【図11】図８のエンコーダの各角度センサ、各ホール検出器および制御部の下面視の配置図である。

【図12】第３実施形態に係るエンコーダを示す模式図である。

【図13】第３実施形態に係るエンコーダを示す正面図である。

【図14】図１３のエンコーダの各歯車部の上面視の配置図である。

【図15】図１３のエンコーダの各歯車部の下面視の配置図である。

【図16】図１３のエンコーダの各角度センサ、各ホール検出器および制御部の下面視の配置図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、エンコーダ１００を備えたモータ１０７により駆動されるボールスクリュウ機構１０５を含む装置１０４の模式図である。ここで、ボールスクリュウ機構１０５は、ねじ軸１０５ｓにナット（不図示）とボール（不図示）を組み合わせて構成され、回転運動を直線運動に変換する要素である。装置１０４は、ボールスクリュウ機構１０５によってモータ１０７の主軸８の回転運動をＺ軸方向の直線運動に変換して、可動部１０５ｍをねじ軸１０５ｓ上の所望の位置に移動させる。ボールスクリュウ機構１０５のねじ軸１０５ｓはモータ１０７の主軸８と一体に回転する。エンコーダ１００は、可動部１０５ｍのＺ軸方向の位置を主軸８の回転位置に置き換えて検出するために、主軸８の複数の回転にわたる回転量を検出する。主軸８の初期位置からの複数回の回転にわたる回転角の総和（以下、主軸の回転量という。）は、可動部１０５ｍの初期位置からの変位距離に比例する。したがって、主軸８の回転量と可動部１０５ｍの変位距離との比例定数を特定することによって、主軸８の回転量を検出することで可動部１０５ｍの位置を検出することができる。

【0014】

このようなエンコーダとしては、例えば主軸の１回転内の絶対回転角を検出してデジタル信号として出力する角度センサを複数組み合わせて構成することが考えられる。角度センサを複数組み合わせるエンコーダの一例として、主軸と異なる減速比で回転する第１従軸と第２従軸の３軸それぞれに別々の角度センサを設ける構成が考えられる。この構成では、主軸、第１従軸および第２従軸の３軸から検出した回転角に基づいて主軸の複数回転にわたる回転量をデジタル演算して求める。デジタル演算するとは、例えばＮ進法に変換した量で演算することなどが挙げられる。この構成では、回転角から回転量を算出するから、複数の角度センサで検出された回転角（以下、検出回転角）のいずれかの分解能が低いと、演算して求めた回転量の精度が低下するという課題がある。この精度を改善するために、この３軸すべてに高分解能の角度センサを取付けることも考えられるが、この場合、高価な角度センサを３個備えることでコストダウンに不利になるという課題がある。

【0015】

また、この構成では、これらの３個の角度センサそれぞれの検出回転角（デジタル信号）を、ＣＰＵ（central processing unit）にて複雑なアルゴリズムを用いて演算し回転量を求めることになる。したがって、演算能力の低いＣＰＵを用いると演算が追いつかずに誤動作する課題がある。これらの課題から、複数の回転角を並列的に処理して回転量を検出する構成には、コストアップを抑えつつ精度を向上する観点で改善をする余地がある。

【0016】

これらを踏まえ、主軸の複数回の回転（以下、複数回転と呼称する）にわたる回転量を、主軸の１回転内の回転角と、主軸の回転の回数である回転数とに基づき式１によって求める。
（式１） 主軸の回転量＝主軸の回転角＋主軸の回転数×３６０°
本発明は、このような認識に基づきなされたもので、主軸の回転角と回転数とに基づいてその回転量を求めるアブソリュートエンコーダを提供する。

【0017】

以下、本発明を好適ないくつかの実施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、各図面において第１実施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。

【0018】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るエンコーダ１００について説明する。図２は、エンコーダ１００を示す模式図である。図３は、エンコーダ１００を示す正面図である。以下、ＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は水平な左右方向に対応し、Ｙ軸方向は水平な前後方向に対応し、Ｚ軸方向は鉛直な上下方向に対応する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸方向は左方向あるいは右方向と、Ｙ軸方向は前方向あるいは後方向と、Ｚ軸方向で正方向を上方向、Ｚ軸方向で負方向を下方向と表記することがある。特に、後述する第１基板１２６側から視て第２基板１２８側を上側と、第２基板１２８側から視て第１基板１２６側を下側という。このような方向の表記はエンコーダ１００の使用姿勢を制限するものではなく、エンコーダ１００は任意の姿勢で使用されうる。

【0019】

エンコーダ１００は、主軸８の複数回転にわたる回転量を検出するアブソリュート型のエンコーダである。エンコーダ１００は検出した主軸８の回転量をデジタル信号として出力する。図２に示すように、エンコーダ１００は、第１ロータ１０８と、第２ロータ１０９と、第３ロータ１１０と、第１角度センサ１１６と、第２角度センサ１１８と、第３角度センサ１２０と、変速部Ｇ１と、変速部Ｇ２と、変速部Ｇ３と、制御部１２２と、を主に含む。これらのロータは主軸８の回転に連動してそれぞれ異なる速度で回転する。第１ロータ１０８は主軸８と一体に回転する。第２ロータ１０９は、第１ロータ１０８から、変速比Ｐ１の変速部Ｇ１と、変速比Ｐ２の変速部Ｇ２と、を介して減速回転する。第３ロータ１１０は、第２ロータ１０９から変速比Ｐ３の変速部Ｇ３を介して減速回転する。ここで、変速比とは第１ロータ１０８と比較した場合の回転比率をいい、例えば、変速比Ｐ１は第１ロータ１０８に対する変速部Ｇ１の回転比率をいう。他のＰ２、Ｐ３についても、この概念が同様に適用される。

【0020】

第１角度センサ１１６は、第１ロータ１０８の回転角（＝主軸８の回転角）を検出する。第１ロータ１０８と、マグネットＭ１と、第１角度センサ１１６と、第１取得部４１と、は主軸８の回転角を特定する第１特定要素７１を構成する。第２角度センサ１１８は第２ロータ１０９の回転角を検出する。第２ロータ１０９と、マグネットＭ２と、第２角度センサ１１８と、第２取得部４２と、は第２ロータ１０９の回転角を特定する第２特定要素７２を構成する。第３角度センサ１２０は第３ロータ１１０の回転角を検出する。第３ロータ１１０と、第３角度センサ１２０と、第３取得部４３と、は第３ロータ１１０の回転角を特定する第３特定要素７３を構成する。

【0021】

制御部１２２は、第２角度センサ１１８および第３角度センサ１２０が検出する回転角に基づき、主軸８の回転数を特定すると共に、この回転数と第１角度センサ１１６が検出した第１ロータ１０８の回転角に基づき、主軸８の回転角を特定する。すなわち、制御部１２２は、第１角度センサ１１６、第２角度センサ１１８、第３角度センサ１２０が検出する回転角に基づき、主軸８の回転量を特定する。例えば、主軸８の回転量は式２によって特定することができる。
（式２） 主軸８の回転量＝第１ロータ１０８の回転角＋Ｐ１×Ｐ２×（第２ロータ１０９の回転角＋Ｐ３×第３ロータ１１０の回転角）
制御部１２２については後述する。

【0022】

続いて、エンコーダ１００の詳細な構成について説明する。図３に示すように、エンコーダ１００は、第１基板１２６と、第２基板１２８と、Ｚ軸方向において第１基板１２６と第２基板１２８との間に配置された中間歯車部１１５と、マグネットＭ１と、マグネットＭ２と、をさらに含む。また、第１ロータ１０８には第１歯車部１１２が、第２ロータ１０９には第２歯車部１１３が、第３ロータ１１０には第３歯車部１１４がそれぞれに設けられる。第１ロータ１０８の回転軸と第１歯車部１１２の回転軸、第２ロータ１０９の回転軸と第２歯車部１１３の回転軸、第３ロータ１１０の回転軸と第３歯車部１１４の回転軸は、同じになるように配置されている。図４は、第２基板１２８側から視たエンコーダ１００の各歯車部の配置図である。図５は、第１基板１２６側から視たエンコーダ１００の各歯車部の配置図である。図６は、第１基板１２６側から視たエンコーダ１００の各角度センサ、各ホール検出器および制御部１２２の配置図である。なお、図４〜図６では、理解を容易にするため一部の歯車部の記載を省略している。

【0023】

（第１基板）
第１基板１２６は、エンコーダ１００のモータ１０７側（図３において下側）に設けられる略平板状の部材である。第１基板１２６は、例えば樹脂材料を用いてモールド成型により形成されてもよい。第１基板１２６は主軸８が挿通される孔部１２６ｈを有する。第１基板１２６には、中間歯車部１１５、第２ロータ１０９および第３ロータ１１０を回転可能に支持する４本のシャフト（不図示）が設けられており、これら４本のシャフトは第１基板１２６に対して直交し、且つ第２基板１２８に向かって延びている。これら４本のシャフトは回転軸を構成する。各ロータ１０８、１０９、１１０の中央部にはこのシャフトを回転可能に支持する軸受（不図示）が設けられる。この軸受には転がり軸受や滑り軸受を用いてもよい。

【0024】

（第２基板）
図３に示すように、第２基板１２８は、エンコーダ１００の第１基板１２６と反対側に設けられる略平板状の部材である。第２基板１２８は、第１基板１２６に設けられた複数のボス（不図示）に固定されてもよい。図６に示すように、第２基板１２８は、第１角度センサ１１６と、第２角度センサ１１８と、第３角度センサ１２０と、制御部１２２と、を支持する。第２基板１２８は、例えば各センサと制御部の配線が設けられたプリント配線板であってもよい。第１角度センサ１１６の中央部は第１ロータ１０８の回転軸Ｒ１の延長上に配置され、マグネットＭ１に対向している。第２角度センサ１１８の中央部は第２ロータ１０９の回転軸Ｒ２の延長上に配置され、マグネットＭ２に対向している。第３角度センサ１２０の中央部は第３ロータ１１０の回転軸Ｒ３の延長上に配置される。

【0025】

（角度センサ）
第１角度センサ１１６、第２角度センサ１１８および第３角度センサ１２０（以下、各角度センサと表記することがある。）は、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センサである。各角度センサは検出した回転角に応じた信号（例えばデジタル信号）を制御部１２２に出力する。第１角度センサ１１６、第２角度センサ１１８および第３角度センサ１２０は、一旦通電を停止して再通電をした場合にも、通電停止前と同じ回転角を制御部１２２に出力する。このためバックアップ電源を備えない構成が可能である。図６に示すように、各角度センサ１１６、１１８、１２０は第２基板１２８の予め定められた位置又は所定の位置にはんだ付け等の手段によって固定される。図６において第１角度センサ１１６、第２角度センサ１１８を囲む円形の破線は、第２基板１２８に投影したマグネットＭ１、Ｍ２の外形を示す。

【0026】

第１角度センサ１１６と第２角度センサ１１８には比較的分解能が高い磁気式角度センサを使用してもよい。磁気式角度センサは、Ｚ軸方向において、例えばマグネットの２極の磁極と隙間を介して対向配置され、これら磁極の回転に基づいてロータの回転角を特定してデジタル信号を制御部１２２に出力する。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）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特定す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の外形を有する樹脂中に埋め込まれてもよい。第１角度センサ１１６では、この樹脂から露出する複数の出力端子に検出した主軸８の回転角に対応する並列デジタル信号である角度信号が出力される。

【0027】

第３角度センサ１２０は、第１角度センサ１１６と同様の磁気式角度センサが用いられてもよいが、第１実施形態ではロータリーコードスイッチが用いられる。ロータリーコードスイッチは、ロータの回転角に応じた複数ビット（例えば４ビット）のデジタル信号を出力するスイッチ要素を含んでもよい。ロータリーコードスイッチは磁気式角度センサに比べて、構成がシンプルで安価である。図３に示すように、第３角度センサ１２０の入力軸１２０ｓは、第３ロータ１１０の中央部から第２基板１２８に向かって延在する筒状部１１０ｓの中央部に形成された凹部１１０ｈに挿入されて固定される。

【0028】

なお、第３角度センサ１２０の分解能は第２角度センサ１１８の分解能より高くしてもよい。例えば第３角度センサ１２０に分解能が７ビットの磁気式角度センサを用いて、第２角度センサ１１８に分解能が４ビットのロータリーコードスイッチを用いてもよい。１／１２８回転ずつ緩慢に回転する第２歯車の後段に、分解能が１／１６回転（４ビット）の角度センサを配置する構成に比べ、１／１６回転ずつ比較的速く回転する第２歯車の後段に、分解能が１／１２８（７ビット）の角度センサを配置する構成の方が、歯車のバックラッシュによる影響が小さく、計数誤差の発生を抑制しやすい。

【0029】

（マグネット）
マグネットＭ１およびマグネットＭ２（以下、各マグネットと表記することがある。）は略円筒形状を有し、例えばＮｄＦｅＢ系の磁石材料から形成されるボンド磁石である。各マグネットの第２基板１２８側の端部には径方向に２極の磁極が設けられる。言い換えれば、周方向に２つの磁極が並んで設けられている。各マグネットは各ロータ１０８、１０９から第２基板１２８に向かって（上向きに）延在する各支持部１０８ｓ、１０９ｓに形成された各凹部１０８ｈ、１０９ｈに収容され、例えば接着材を用いて固定される。第１角度センサ１１６は、第１ロータ１０８に設けられたマグネットＭ１の磁極を検出して、第１ロータ１０８の回転角を複数ビット（例えば７ビット）のデジタル信号として出力する。第２角度センサ１１８は、第２ロータ１０９に設けられたマグネットＭ２の磁極を検出して、第２ロータ１０９の回転角を複数ビット（例えば７ビット）のデジタル信号として出力する。

【0030】

（減速機構）
図３〜５に示すように、第１歯車部１１２には欠歯ギアが設けられ、中間歯車部１１５にはゼネバ機構が設けられている。これら第１歯車部１１２と中間歯車部１１５は欠歯ギアとゼネバ機構により結合されて変速比がＰ１である変速部Ｇ１を構成する。中間歯車部１１５と第２歯車部１１３はギア結合されて変速比がＰ２である変速部Ｇ２を構成する。同様に、第２歯車部１１３と第３歯車部１１４は欠歯ギアとゼネバ機構により結合されて変速比がＰ３である変速部Ｇ３を構成する。変速部Ｇ１、変速部Ｇ２および変速部Ｇ３は次第に減速する減速機構を構成する。この減速機構によって、第１ロータ１０８、中間歯車部１１５、第２ロータ１０９および第３ロータ１１０は、連動して回転する。つまり、第１ロータ１０８が回転することによって、第２ロータ１０９および第３ロータ１１０は予め設定された減速比で減速回転する。なお、第１歯車部１１２と中間歯車部１１５は欠歯ギアとゼネバ機構により結合されて、変速比Ｐ１の変速部Ｇ１を構成している。同様に、第２歯車部１１３と第３歯車部１１４は欠歯ギアとゼネバ機構により結合されて変速比Ｐ３の変速部Ｇ３を構成している。
但し、ゼネバ機構による伝達であるため連続回転ではなく間欠回転による伝達であり、主軸８の回転は連続した回転角度ではなく主軸８の回転数を表す離散的な回転位置として、各ロータ１０８、１０９、１１０へと伝達される。

【0031】

（第１歯車部）
第１歯車部１１２は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる駆動歯車１１２ｄと、カム部１１２ｃと、を含む。駆動歯車とは、駆動する歯車をいう。この駆動歯車により駆動される歯車は従動歯車という。カム部１１２ｃおよび駆動歯車１１２ｄは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。カム部１１２ｃおよび駆動歯車１１２ｄは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えていてもよい。駆動歯車１１２ｄが中間歯車部１１５の従動歯車１１５ｅと噛み合うことで、第１ロータ１０８の回転が中間歯車部１１５に伝達される。カム部１１２ｃが中間歯車部１１５のカム部１１５ｃと噛み合うことで中間歯車部１１５の非正規回転を規制する。ここで非正規回転とは従動歯車が駆動歯車と噛み合うことで正規に伝達される回転以外の回転をいう。以下の従動歯車が駆動歯車と噛み合う部分についても、この概念が同様に適用される。第１歯車部１１２の駆動歯車１１２ｄは、その外周を１２等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１１２ｄは角度が６０°であるギア歯を有する欠歯歯車である。このような第１歯車部のカム部１１２ｃと中間歯車部のカム部１１５ｃは、第１歯車部の駆動歯車１１２ｄと中間歯車部の従動歯車１１５ｅによって駆動されるゼネバ機構を構成している。

【0032】

（中間歯車部）
中間歯車部１１５は、第１ロータ１０８と第２ロータ１０９の間で回転を減速して伝達する要素である。中間歯車部１１５を設けることで、第１ロータ１０８と第２ロータ１０９の間の減速比を大きくできる。中間歯車部１１５は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる従動歯車１１５ｅと、カム部１１５ｃと、駆動歯車１１５ｄと、を含む。カム部１１５ｃ、従動歯車１１５ｅおよび駆動歯車１１５ｄは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。カム部１１５ｃ、従動歯車１１５ｅおよび駆動歯車１１５ｄは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えてもよい。従動歯車１１５ｅが第１歯車部１１２の駆動歯車１１２ｄと噛み合うことで、第１ロータ１０８の回転が中間歯車部１１５に伝達される。

【0033】

従動歯車１１５ｅはその外周を４８等分した位置に４８個のギア歯を有する平歯車である。第１歯車部１１２の駆動歯車１１２ｄは、その外周を１２等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。中間歯車部のカム部１１５ｃはその外周を１８等分するカムから成る、ゼネバホイールである。この第１歯車部のカム部１１２ｃはその外周に１箇所のゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、第１歯車部のカム部１１２ｃと中間歯車部のカム部１１５ｃは第１歯車部の駆動歯車１１２ｄと中間歯車部の従動歯車１１５ｅによって駆動される分割比１８のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により中間歯車部１１５は間欠駆動される。つまり、第１歯車部１１２が連続回転するとき中間歯車部１１５および中間歯車部１１５は分割比Ｐ１が１８で間欠回転する。従動歯車のピッチ円直径はカム部のピッチ円直径よりやや大きい。つまり従動歯車１１５ｅの歯の先端はカム部１１５ｃよりも外周側（第１歯車部１１２側）に突出している。

【0034】

中間歯車部１１５の駆動歯車１１５ｄは、その外周を１２等分した位置に１２個のギア歯を有する平歯車である。

【0035】

（第２歯車部）
第２歯車部１１３は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる従動歯車１１３ｅと、カム部１１３ｃと、駆動歯車１１３ｄと、を含む。従動歯車１１３ｅ、駆動歯車１１３ｄおよびカム部１１３ｃはそれぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。従動歯車１１３ｅ、駆動歯車１１３ｄおよびカム部１１３ｃは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えていてもよい。従動歯車１１３ｅが中間歯車部１１５の駆動歯車１１５ｄと噛み合うことで、中間歯車部１１５の回転が第２ロータ１０９に伝達される。

【0036】

従動歯車１１３ｅはその外周を６０等分した位置に６０個のギア歯を有する平歯車である。したがって、第２歯車部１１３は中間歯車部１１５に対して１２／６０（＝１／５）の減速比Ｐ２でギア連結される。つまり、駆動歯車１１５ｄと従動歯車１１３ｅとは変速比Ｐ２が５である変速部Ｇ２を構成する。この構成により、第２ロータ１０９が１回転する間に主軸８はＰ１（＝１８）とＰ２（＝５）の積である９０回分回転しており、第２ロータ１０９の回転角を検出することで主軸８の９０回転にわたる回転数を検出することができる。

【0037】

第２歯車部１１３の駆動歯車１１３ｄは、その外周を２０等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１１３ｄは３６°だけギア歯を有する欠歯歯車である。第２歯車部１１３の駆動歯車１１３ｄは、第３歯車部１１４の従動歯車１１４ｅと噛合う。第２歯車部１１３のカム部１１３ｃは、第３歯車部１１４のカム部１１４ｃと噛合う。

【0038】

（第３歯車部）
第３歯車部１１４は、第２基板１２８側（上）から順に設けられるカム部１１４ｃと、従動歯車１１４ｅと、を含む。カム部１１４ｃおよび従動歯車１１４ｅは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。カム部１１４ｃと従動歯車１１４ｅは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えていてもよい。第３歯車部１１４の従動歯車１１４ｅは、その外周の４４等分した位置に４４個のギア歯を有する平歯車である。第３歯車部のカム部１１４ｃはその外周を１６等分するカムから成るゼネバホイールであり、第２歯車部のカム部１１３ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、第２歯車部のカム部１１３ｃと第３歯車部のカム部１１４ｃは第２歯車部の駆動歯車１１３ｄと第３歯車部の従動歯車１１４ｅによって駆動される分割比１６のゼネバ機構を構成している。つまり、第２歯車部と第３歯車部とは変速比Ｐ３が１６である変速部Ｇ３を構成する。この構成により、第３ロータ１１０が１回転することで第２ロータ１０９は変速比Ｐ３に対応して１６回分回転しており、さらに主軸８は変速比Ｐ１と変速比Ｐ２の積に対応して１４４０回分回転している。よって、第３ロータ１１０の回転角を検出することで主軸の１４４０回転にわたる回転数を検出することができる。

【0039】

（制御部）
図２を参照する。制御部１２２は、第１取得部４１と、第２取得部４２と、第３取得部４３と、回転数特定部４５と、回転量特定部４４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理解されるところである。

【0040】

第１取得部４１は第１角度センサ１１６から出力された信号（以下、出力信号と呼称する）を取得して所定の形式のデータに整えて回転量特定部４４に送る。第２取得部４２は第２角度センサ１１８からの出力信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。第３取得部４３は第３角度センサ１２０からの出力信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。回転数特定部４５は、第１取得部４１からの出力データと第２取得部４２からの出力データに基づき第１ロータ１０８の回転数（＝主軸８の回転数）を特定し、回転量特定部４４に送る。回転量特定部４４は、第１取得部４１からの出力データおよび回転数特定部４５からの出力データに基づき、前述の式２によって主軸８の回転量を特定する。出力部４６は回転量特定部４４によって特定された主軸８の回転量を所定の形式で出力する。出力部４６から出力される信号は並列デジタル信号であってもよい。

【0041】

ここで、出力部４６からのデジタル信号の各ビットを上位側から下位側に向かって区分したとき、上位側のビットを上位ビットと、その下のビットを中位ビットと、さらにその下のビットを下位ビットというとき、式２に示すように、第３角度センサ１２０からの出力信号は主に上位ビット、第２角度センサ１１８からの出力信号は主に中位ビット、第１角度センサ１１６からの出力信号は主に下位ビットの領域にそれぞれ対応する。このため、３つの角度センサの分解能が相違する場合も検出精度への影響を小さくできる。また、式２による演算は単純であるから、演算量が少なくて済み、制御部１２２に演算能力の低いＣＰＵを用いることが可能になる。

【0042】

次に、このように構成された第１実施形態のエンコーダ１００を製造する方法について説明する。エンコーダ１００の製造方法は、下側の部材の一部に上側の部材を順次積み重ねて組み立てる工程を含んでもよい。
（１）モータ１０７と、シャフト（不図示）を立設した第１基板１２６と、を準備する。
（２）主軸８を上向きにした姿勢でモータ１０７を治具に固定する。孔部１２６ｈに主軸８を挿通して第１基板１２６をモータ１０７の上側に固定する。
（３）第１ロータ１０８を第２基板１２８が設けられる側（上）から主軸８に被せて固定する。
（４）第３ロータ１１０を第１基板１２６に取付ける。この際、第１基板１２６のシャフトに第３ロータ１１０の軸受（不図示）を第２基板１２８が設けられる側（上）から嵌合する。
（５）第２ロータ１０９を、第３ロータ１１０の一部を覆うように第１基板１２６に取付ける。この際、第１基板１２６のシャフトに第２ロータ１０９の軸受（不図示）を第２基板１２８側（上）から嵌合する。
（６）中間歯車部１１５を、第２ロータ１０９の一部を覆うように第１基板１２６に取付ける。この際、第１基板１２６のシャフトに中間歯車部１１５の軸受（不図示）を第２基板１２８側（上）から嵌合する。
（７）第１角度センサ１１６、第２角度センサ１１８、第３角度センサ１２０および制御部１２２を取付けた第２基板１２８を、複数のボス（不図示）等を介して第１基板１２６に固定する。この際、第３角度センサ１２０の入力軸１２０ｓを第３ロータ１１０に固定する。
このように各部材を順次上側に重ねるように組み立てることで、個々の作業が単純化され、製造の手間や設備投資額を抑制することができる。
なお、上述の工程は一例であって、必要に応じて工程順を変更したり、別の工程を追加したり、一部の工程を削除してもよい。

【0043】

次に、このように構成された第１実施形態のエンコーダ１００を説明する。
第１実施形態のエンコーダ１００は、主軸８と一体に回転する第１歯車部１１２と、第１歯車部１１２が連続回転するとき間欠回転する歯車であって、第１歯車部１１２に対して第１減速比で減速回転する第２歯車部１１３と、主軸８の回転角を検出する第１角度センサ１１６と、第２歯車部１１３の回転角を検出する第２角度センサ１１８と、を備える。この構成によれば、検出した主軸８の回転角と、検出した第２歯車部１１３の回転角から特定した主軸８の回転数とに基づき、例えば前述の式１により主軸８の複数回転にわたる回転量を特定することができる。一方の角度センサがその分解能の範囲でエンコーダ１００から出力されるデジタル信号の下位のビット列を検出し、他方の角度センサがその分解能の範囲で中位または上位のビット列を検出することで、分解能が異なる複数の角度センサを組み合わせた場合でもエンコーダの精度の低下を抑制することができる。ここで、エンコーダ１００から出力されるデジタル信号のビット列をその上位側から下位側に向かって区分したとき、上位のビット列を上位のビット列と、その下のビット列を中位のビット列と、さらにその下のビット列を下位のビット列と呼ぶ。なお、各ビット列の幅は、角度センサの分解能に応じて設定することができる。

【0044】

第１実施形態のエンコーダ１００は、第２歯車部１１３が連続回転するとき間欠回転する歯車であって、第２歯車部１１３に対して第２減速比で減速回転する第３歯車部１１４と、第３歯車部１１４の回転角を検出する第３角度センサ１２０と、を備える。この構成によれば、第３歯車部１１４の回転角を検出することで、第２歯車部１１３の回転数を特定できるから、主軸８の回転数の計数範囲を拡大して、より多くの回転数にわたる回転量を特定することができる。

【0045】

第１実施形態のエンコーダ１００では、第３角度センサ１２０が、第３歯車の回転角に応じたデジタル信号を出力するスイッチ要素を含むロータリーコードスイッチを有する。この構成によれば、分解能の差による精度低下が少ないから、比較的安価なロータリーコードスイッチを採用することが可能になりコストダウンに有利になる。

【0046】

第１実施形態のエンコーダ１００は、第３角度センサ１２０の分解能を第２角度センサ１１８の分解能より高く設定する構成も可能である。この構成では、第２歯車部１１３の前後の減速比を小さくして第３歯車部１１４の回転速度を速くできるから、歯車のバックラッシュによる影響を小さくして計数誤差の発生を抑えることが可能になる。

【0047】

［第２実施形態］
続いて本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の図面および説明では、第１実施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。第１実施形態と重複する説明を適宜省略し、第１実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
図７は、エンコーダ２００を示す模式図である。図８はエンコーダ２００を示す正面図である。エンコーダ２００は、エンコーダ１００に対して主軸８の回転数を特定するための第３特定要素７３の構成が異なり他の構成は共通である。図７に示すように、エンコーダ２００は第３特定要素７３に代えて第３特定要素７４を備える。

【0048】

第３特定要素７４は第２ロータ１０９の複数回転にわたる回転数を特定する要素である。第３特定要素７４は、第２歯車部１１３の回転量を順次半減するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車と、この第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサと、を含む。第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車それぞれと、この歯車の回転を検出する回転センサそれぞれとは、検出要素を構成する。本実施例では、この検出要素は１ビットのデータを出力する検出要素である１ビット検出要素となっている。１ビット検出要素は、順次１／２の減速比で減速回転するように多段連結される。第２実施形態の第３特定要素７４は、Ｎ＝２として２段連結された歯車と回転センサとしてホール検出器を含む。

【0049】

特に、第３特定要素７４は、第４ロータ１４６、第５ロータ１４７、マグネットＭ４、マグネットＭ５、第４ホール検出器１６１、第５ホール検出器１６２および第４取得部４７を含む。マグネットＭ４、Ｍ５はマグネットＭ１、Ｍ２と同様の仕様を備え、必要に応じて外径や厚みが変更されてもよい。図８に示すように、マグネットＭ４、Ｍ５は、第４ロータ１４６、第５ロータ１４７から第２基板１２８（上向き）に延在する各支持部１４６ｓ、１４７ｓの各凹部１４６ｈ、１４７ｈに収容され、例えば接着材を用いて固定される。第４ホール検出器１６１は第４ロータ１４６の回転軸Ｒ４の延長線の近傍に配置される。第５ホール検出器１６２は第５ロータ１４７の回転軸Ｒ５の延長線の近傍に配置される。

【0050】

第４ロータ１４６、マグネットＭ４および第４ホール検出器１６１は１ビット検出要素を構成する。第５ロータ１４７、マグネットＭ５および第５ホール検出器１６２は別の１ビット検出要素を構成する。マグネットＭ４およびマグネットＭ５（以下、各マグネットという。）の第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２（以下、各ホール検出器という。）に対向する面には径方向に２分割された２極の磁極が設けられる。すなわち、２つの磁極は周方向に並んで設けられている。各ホール検出器は各マグネットの磁極に基づきＬレベルとＨレベルのデジタル信号である出力信号を出力する。各ホール検出器は例えばホールＩＣであってもよい。一例として、各ホール検出器はＮ極に対応してＬレベルを、Ｓ極に対応してＨレベルを出力してもよい。したがって、各ホール検出器は各マグネットが１回転する毎に１サイクルの出力信号を出力する。つまり、第４ロータ１４６が１回転することで第４ホール検出器１６１は１サイクルの出力信号を出力し、第５ロータ１４７が１回転することで第５ホール検出器１６２は１サイクルの出力信号を出力する。

【0051】

第４ロータ１４６は、第２ロータ１０９が回転することによって１／２の減速比で間欠回転する。第５ロータ１４７は、第４ロータ１４６が回転することによって１／２の減速比で間欠回転する。したがって、第５ロータ１４７が１回転して１サイクルの出力信号を出力するとき、第４ロータ１４６は２回転して２サイクルの出力信号を出力し、第２ロータ１０９は４回転して４周期の回転角信号を出力する。よって、第３特定要素７４は、２つの１ビット検出要素の２ビットの並列信号により４つの状態を判別して、第２ロータ１０９の４回転以内の回転数を特定することができる。第３特定要素７４は、順次１／２の減速比で減速回転する１ビット検出要素の連結数（＝Ｎ）を３以上に増やすことで、判別可能な状態数を増やし、ひいては特定可能な第２ロータ１０９の回転数の範囲を増やすことができる。

【0052】

第４取得部４７は、各ホール検出器からの出力信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。第２取得部４２は、第２角度センサ１１８からの回転角信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。回転数特定部４５は、第４取得部４７からの出力データに基づき第２ロータ１０９の回転数を特定し、第２取得部４２からのデータに基づき第２ロータ１０９の回転角を特定する。回転数特定部４５は、特定した第２ロータ１０９の回転数および第２ロータ１０９の回転角に基づき式３によって主軸８の回転数を特定する。
（式３） 主軸８の回転数＝Ｐ１×Ｐ２×（第２ロータ１０９の回転角÷３６０°＋第２ロータ１０９の回転数）
この主軸８の回転数を前述の式１に代入することで、主軸８の回転量を特定することができる。回転量特定部４４は、第１取得部４１からの出力データおよび回転数特定部４５からの出力データに基づき主軸８の回転量を特定する。出力部４６は回転量特定部４４によって特定された主軸８の回転量を所定の形式で出力する。

【0053】

次に、第２実施形態に係るエンコーダ２００の詳細な構成を説明する。図９は、第２基板１２８側から視たエンコーダ２００の各歯車部の配置図である。図１０は、第１基板１２６側から視たエンコーダ２００の各歯車部の配置図である。図１１は、第１基板１２６側から視たエンコーダ２００の各角度センサ、各ホール検出器および制御部１２４の配置図である。なお、図９〜図１１では、理解を容易にするため一部の歯車部の記載を省略している。

【0054】

エンコーダ２００は、減速機構として第１歯車部１１２、中間歯車部１１５、第２歯車部１１３、連絡歯車部１５４、連携歯車部１５５、第４歯車部１５６および第５歯車部１５７を含む。第１歯車部１１２、中間歯車部１１５、第２歯車部１１３、連絡歯車部１５４、連携歯車部１５５、第４歯車部１５６および第５歯車部１５７はこの順で回転を順次伝達する。特に、第４歯車部１５６は第４ロータ１４６を回転駆動し、第５歯車部１５７は、第５ロータ１４７を回転駆動する。

【0055】

第１基板１２６には、第１歯車部１１２、中間歯車部１１５、第２歯車部１１３、連絡歯車部１５４、連携歯車部１５５、第４歯車部１５６および第５歯車部１５７を回転可能に支持する７本のシャフト（不図示）が立設される。各歯車の中央部にはこのシャフトに径方向の隙間を介して嵌合する軸受（不図示）が設けられる。この軸受には転がり軸受や滑り軸受を用いてもよい。

【0056】

第１歯車部１１２については第１実施形態と同様であり説明を省く。中間歯車部１１５は駆動歯車１１５ｄの代わりに駆動歯車１１５ｊを含む。中間歯車部１１５は、カム部１１５ｃと駆動歯車１１５ｊの間にカム部１１５ｆを含む。駆動歯車１１５ｊは、その外周を１２等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１１５ｊは６０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。第２歯車部１１３は駆動歯車１１３ｄの代わりに駆動歯車１１３ｊを含む。駆動歯車１１３ｊは、その外周を２８等分した位置に２８個のギア歯を有する平歯車である。連絡歯車部１５４は、その外周を１４等分した位置に１４個のギア歯を有する平歯車である歯車１５４ｂを含む。

【0057】

連携歯車部１５５は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる駆動歯車１５５ｄと、カム部１５５ｃと、従動歯車１５５ｅと、を含む。駆動歯車１５５ｄ、カム部１５５ｃおよび従動歯車１５５ｅは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。駆動歯車１５５ｄ、カム部１５５ｃおよび従動歯車１５５ｅは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えていてもよい。従動歯車１５５ｅは、その外周を２８等分した位置に２８個のギア歯を有する平歯車である。駆動歯車１５５ｄは、その外周を１８等分した位置のうち連続する９箇所に９個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１５５ｄは１８０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。

【0058】

第４歯車部１５６は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる駆動歯車１５６ｄと、カム部１５６ｃと、従動歯車１５６ｅと、カム部１５６ｆと、を含む。駆動歯車１５６ｄ、カム部１５６ｃ、従動歯車１５６ｅおよびカム部１５６ｆは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。駆動歯車１５６ｄ、カム部１５６ｃ、従動歯車１５６ｅおよびカム部１５６ｆは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。従動歯車１５６ｅは、その外周を１８等分した位置に１８個のギア歯を有する平歯車である。駆動歯車１５６ｄは、その外周を１８等分した位置のうち連続する９箇所に９個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１５６ｄは１８０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。

【0059】

第５歯車部１５７は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる従動歯車１５７ｅと、カム部１５７ｃと、を含む。従動歯車１５７ｅおよびカム部１５７ｃは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。従動歯車１５７ｅおよびカム部１５７ｃは一体に形成され、さらに同じ回転軸を備えていてもよい。従動歯車１５７ｅは、その外周を１８等分した位置に１８個のギア歯を有する平歯車である。

【0060】

中間歯車部１１５のカム部１１５ｆは、第２歯車部１１３のゼネバホイールであるカム部１１３ｃと噛み合うことで変速比Ｐ２が２０である変速部Ｇ２を構成する。つまり、中間歯車部１１５が２０回転するとき第２歯車部１１３は１回転する。駆動歯車１１５ｊが欠歯歯車であり、従動歯車１１３ｅが駆動歯車１１５ｊの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１１３ｃはその外周を２０等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１１５ｆはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１１５ｆとカム部１１３ｃは駆動歯車１１５ｊと従動歯車１１３ｅによって駆動される分割比２０のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第２歯車部１１３は間欠駆動される。つまり、駆動歯車１１５ｊが連続回転するとき第２歯車部１１３は分割比２０の間欠回転する。中間歯車部１１５のカム部１１５ｆは、第２歯車部１１３のカム部１１３ｃと噛み合うことで駆動歯車１１５ｊの非駆動区間における第２歯車部１１３の非正規回転を規制する。

【0061】

連絡歯車部１５４の歯車１５４ｂは、第２歯車部１１３の駆動歯車１１３ｊと噛み合うことで変速比Ｐ４が１／２である変速部Ｇ４を構成する。つまり、第２歯車部１１３が１回転するとき連絡歯車部１５４は２回転する。連絡歯車部１５４の歯車１５４ｂは、連携歯車部１５５の従動歯車１５５ｅと噛み合うことで変速比Ｐ５が２である変速部Ｇ５を構成する。つまり、連絡歯車部１５４が２回転するとき連携歯車部１５５は１回転する。

【0062】

連携歯車部１５５のカム部１５５ｃは、第４歯車部１５６のゼネバホイールであるカム部１５６ｆと噛み合うことで変速比Ｐ６が２である変速部Ｇ６を構成する。つまり、連携歯車部１５５が２回転するとき第４歯車部１５６は１回転する。駆動歯車１５５ｄが欠歯歯車であり、従動歯車１５６ｅが駆動歯車１５５ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１５６ｆはその外周を２等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１５５ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５６ｆとカム部１５５ｃは駆動歯車１５５ｄと従動歯車１５６ｅによって駆動される分割比２のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第４歯車部１５６は間欠駆動される。つまり、連携歯車部１５５が連続回転するとき第４歯車部１５６は分割比２の間欠回転する。連携歯車部１５５のカム部１５５ｃは、第４歯車部１５６のカム部１５６ｆと噛み合うことで駆動歯車１５５ｄの非駆動区間における第４歯車部１５６の非正規回転を規制する。

【0063】

第４歯車部１５６のカム部１５６ｃは、第５歯車部１５７のゼネバホイールであるカム部１５７ｃと噛み合うことで変速比Ｐ７が２である変速部Ｇ７を構成する。つまり、第４歯車部１５６が２回転するとき第５歯車部１５７は１回転する。駆動歯車１５６ｄが欠歯歯車であり、従動歯車１５６ｅが駆動歯車１５５ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１５７ｃはその外周を２等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１５６ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５７ｃとカム部１５６ｃは駆動歯車１５６ｄと従動歯車１５７ｅによって駆動される分割比２のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第５歯車部１５７は間欠駆動される。つまり、第４歯車部１５６が連続回転するとき第５歯車部１５７は分割比２の間欠回転する。第４歯車部１５６のカム部１５６ｃは、第５歯車部１５７のカム部１５７ｃと噛み合うことで駆動歯車１５６ｄの非駆動区間における第５歯車部１５７の非正規回転を規制する。

【0064】

各歯車が以上のように多段結合されることで、第２ロータ１０９が４回転するとき、第４ロータ１４６は２回転し、第５ロータ１４７は１回転する。したがって、第４ロータ１４６と第５ロータ１４７の回転を検出することで第２ロータ１０９の４回転分の回転数を特定することができる。

【0065】

次に、このように構成された第２実施形態のエンコーダ２００を説明する。
第２実施形態のエンコーダ２００は、主軸８と一体に回転する第１歯車部１１２と、第１歯車部１１２が連続回転するとき間欠回転する歯車であって第１歯車部１１２に対して予め設定された減速比で減速回転する第２歯車部１１３と、第２歯車部１１３部の回転量を順次半減するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車である第４歯車部１５６および第５歯車部１５７と、主軸８の回転角を検出する第１角度センサ１１６と、第２歯車部１１３の回転角を検出する第２角度センサ１１８と、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２と、を備える。この構成によれば、第１角度センサ１１６および第２角度センサ１１８からの出力信号と、第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２からの出力信号とに基づいて主軸８の複数回転にわたる回転量を特定することができる。第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２を備えることによって主軸８の回転量の特定可能範囲を拡大することができる。また、駆動歯車１５５ｄ、従動歯車１５６ｅ、駆動歯車１５６ｄ、従動歯車１５７ｅは同じ歯数（１８歯）であり、同じ速度で回転するため、各歯車の回転を検出するタイミングにおける歯車の通過速度の低下を抑制して、第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２の検出タイミングの変動を軽減することができる。

【0066】

［第３実施形態］
続いて本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の図面および説明では、第２実施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。第２実施形態と重複する説明を適宜省略し、第２実施形態と相違する構成について重点的に説明する。
図１２は、エンコーダ３００を示す模式図である。図１３はエンコーダ３００を示す正面図である。エンコーダ３００は、エンコーダ２００に対して、第３特定要素７４が第２特定要素７２の前段側に結合される点および歯車列の構成が異なり、他の構成は共通である。

【0067】

第３実施形態の第３特定要素７４は第１ロータ１０８の回転数（＝主軸８の回転数）を特定する機構である。第３特定要素７４は、第１歯車部１１７の回転量を順次半減するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車と、この第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサと、を含む。

【0068】

第４ロータ１４６は第１ロータ１０８の次段に接続される。第４ロータ１４６は、第１ロータ１０８が回転することによって１／２の分割比で間欠回転する。第５ロータ１４７は、第４ロータ１４６が回転することによって１／２の分割比で間欠回転する。したがって、第５ロータ１４７が１回転して第５ホール検出器１６２から１サイクルの出力信号を出力するとき、第４ロータ１４６は２回転して第４ホール検出器１６１から２サイクルの出力信号を出力し、第１ロータ１０８は４回転して第１角度センサ１１６から４サイクルの回転角信号を出力する。よって、２つの１ビット検出要素の２ビットの並列信号により第１ロータ１０８の４回転以内の回転数（以下、「第１ロータ１０８の回転数」という。）を特定することができる。したがって、この１ビット検出要素の連結数（＝Ｎ）を増やすことで特定可能な第１ロータ１０８の回転数を増やすことができる。

【0069】

第２ロータ１０９は、所定の減速機構を介して第５ロータ１４７の後段に接続される。第２ロータ１０９は、第５ロータ１４７が回転することによって後述する変速比Ｐ１０×Ｐ１１×Ｐ１２で減速回転する。よって、第２ロータ１０９が０°〜３６０°回転する間に、第２角度センサ１１８は、Ｐ１０×Ｐ１１×Ｐ１２回転以内の第５ロータ１４７の回転数に対応する回転角信号を出力する。

【0070】

第４取得部４７は、第４ホール検出器１６１と第５ホール検出器１６２からの出力信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。第２取得部４２は、第２角度センサ１１８からの回転角信号を取得して所定の形式のデータに整えて回転数特定部４５に送る。回転数特定部４５は、第４取得部４７からの出力データに基づき第１ロータ１０８の回転数を特定し、第２取得部４２からのデータに基づき第２ロータ１０９の回転角を特定する。回転数特定部４５は、例えば第１ロータ１０８の回転数および第２ロータ１０９の回転角に基づき式４によって主軸８の回転数を特定してもよい。
（式４） 主軸８の回転数＝４×Ｐ１０×Ｐ１１×Ｐ１２×第２ロータ１０９の回転角÷３６０°
この主軸８の回転数を前述の式１に代入することで、主軸８の回転量を特定することができる。回転量特定部４４は、第１取得部４１からの出力データおよび回転数特定部４５からの出力データに基づき主軸８の回転量を特定する。出力部４６は回転量特定部４４によって特定された主軸８の回転量を所定の形式で出力する。

【0071】

次に、第３実施形態に係るエンコーダ３００の詳細な構成を説明する。図１４は、第２基板１２８側から視たエンコーダ３００の各歯車部の配置図である。図１５は、第１基板１２６側から視たエンコーダ３００の各歯車部の配置図である。図１６は、第１基板１２６側から視たエンコーダ３００の各角度センサ、各ホール検出器および制御部１２４の配置図である。なお、図１４〜図１６では、理解を容易にするため一部の歯車部の記載を省略している。

【0072】

エンコーダ３００は、減速機構として第１歯車部１１７、第４歯車部１５１、第５歯車部１５２、連絡歯車部１５８、連携歯車部１５９および第２歯車部１１９を含む。第１歯車部１１７、第４歯車部１５１、第５歯車部１５２、連絡歯車部１５８、連携歯車部１５９および第２歯車部１１９は、この順番で回転を伝達する。エンコーダ３００の第１歯車部１１７、第２歯車部１１９、第４歯車部１５１および第５歯車部１５２は、エンコーダ２００の第１歯車部１１２、第２歯車部１１３、第４歯車部１５６および第５歯車部１５７に対応する。

【0073】

第１基板１２６には、第１歯車部１１７、第４歯車部１５１、第５歯車部１５２、連絡歯車部１５８、連携歯車部１５９および第２歯車部１１９を回転可能に支持する６本のシャフト（不図示）が立設される。各歯車の中央部にはこのシャフトに隙間を介して嵌合する軸受（不図示）が設けられる。この軸受には転がり軸受や滑り軸受を用いてもよい。

【0074】

第１歯車部１１７は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる駆動歯車１１７ｄと、カム部１１７ｃと、を含む。駆動歯車１１７ｄおよびカム部１１７ｃは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。駆動歯車１１７ｄおよびカム部１１７ｃは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。駆動歯車１１７ｄは、その外周を２２等分した位置のうち連続する１１箇所に１１個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１１７ｄは１８０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。

【0075】

第４歯車部１５１は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる駆動歯車１５１ｄと、カム部１５１ｃと、従動歯車１５１ｅと、カム部１５１ｆと、を含む。駆動歯車１５１ｄ、カム部１５１ｃ、従動歯車１５１ｅおよびカム部１５１ｆは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。駆動歯車１５１ｄ、カム部１５１ｃ、従動歯車１５１ｅおよびカム部１５１ｆは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。従動歯車１５１ｅは、その外周を２２等分した位置に２２個のギア歯を有する平歯車である。駆動歯車１５１ｄは、その外周を２２等分した位置のうち連続する１１箇所に１１個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１５１ｄは１８０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。

【0076】

第５歯車部１５２は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる歯車１５２ｂと、カム部１５２ｃを含む。歯車１５２ｂおよびカム部１５２ｃは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。歯車１５２ｂおよびカム部１５２ｃは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。歯車１５２ｂは、その外周を２２等分した位置に２２個のギア歯を有する平歯車である。

【0077】

連絡歯車部１５８は、第２基板１２８側（上）から順に設けられる従動歯車１５８ｅ、カム部１５８ｃおよび駆動歯車１５８ｄを含む。従動歯車１５８ｅ、カム部１５８ｃおよび駆動歯車１５８ｄは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。従動歯車１５８ｅ、カム部１５８ｃおよび駆動歯車１５８ｄは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。従動歯車１５８ｅは、その外周を２２等分した位置に２２個のギア歯を有する平歯車である。駆動歯車１５８ｄは、その外周を１２等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１５８ｄは６０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。

【0078】

連携歯車部１５９は、第２基板１２８側（上）から順に設けられるカム部１５９ｆ、従動歯車１５９ｅ、カム部１５９ｃおよび駆動歯車１５９ｄを含む。カム部１５９ｆ、従動歯車１５９ｅ、カム部１５９ｃおよび駆動歯車１５９ｄは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。カム部１５９ｆ、従動歯車１５９ｅ、カム部１５９ｃおよび駆動歯車１５９ｄは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。従動歯車１５９ｅは、その外周を４８等分した位置に４８個のギア歯を有する平歯車である。駆動歯車１５９ｄは、その外周を１２等分した位置のうち連続する２箇所に２個の歯を有する部分と、他の箇所に歯が設けられない部分である欠歯部と、を有する欠歯歯車である。つまり、駆動歯車１５９ｄは６０°だけギア歯を有する欠歯歯車である。カム部１５９ｆは、その外周に１８歯の略花弁状のカム面を有する。

【0079】

第２歯車部１１９は、第２基板１２８側（上）から順に設けられるカム部１１９ｃおよび従動歯車１１９ｅを含む。カム部１１９ｃおよび従動歯車１１９ｅは、それぞれ外周面に所定の凹凸またはギア歯が設けられる略円筒形状の外形を有する。カム部１１９ｃおよび従動歯車１１９ｅは一体に形成され、さらに同じ中心軸を備えていてもよい。従動歯車１１９ｅは、その外周を６０等分した位置に６０個のギア歯を有する平歯車である。カム部１１９ｃは、その外周に２０歯の略花弁状のカム面を有する。

【0080】

第１歯車部１１７のカム部１１７ｃは、第４歯車部１５１のゼネバホイールである１５１ｆと噛み合うことで変速比Ｐ８が２である変速部Ｇ８を構成する。つまり、第１歯車部１１７が２回転するとき第４歯車部１５１は１回転する。駆動歯車１１７ｄが欠歯歯車であり、従動歯車１５１ｅが駆動歯車１１７ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１５１ｆはその外周を２等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１１７ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５１ｆとカム部１１７ｃは駆動歯車１１７ｄと従動歯車１５１ｅによって駆動される分割比２のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第４歯車部１５１は間欠駆動される。つまり、駆動歯車１１７ｄが連続回転するとき第４歯車部１５１は分割比２の間欠回転する。第１歯車部１１７のカム部１１７ｃは、第４歯車部１５１のカム部１５１ｆと噛み合うことで駆動歯車１１７ｄの非駆動区間における第４歯車部１５１の非正規回転を規制する。

【0081】

第４歯車部１５１のカム部１５１ｃは、第５歯車部１５２のゼネバホイールであるカム部１５２ｃと噛み合うことで変速比Ｐ９が２である変速部Ｇ９を構成する。つまり、第４歯車部１５１が２回転するとき第５歯車部１５２は１回転する。駆動歯車１５１ｄが欠歯歯車であり、歯車１５２ｂが駆動歯車１５１ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１５２ｃはその外周を２等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１５１ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５２ｃとカム部１５１ｃは駆動歯車１５１ｄと歯車１５２ｂによって駆動される分割比２のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第５歯車部１５２は間欠駆動される。つまり、駆動歯車１５１ｄが連続回転するとき第５歯車部１５２は分割比２の間欠回転する。第４歯車部１５１のカム部１５１ｃは、第５歯車部１５２のカム部１５２ｃと噛み合うことで駆動歯車１５１ｄの非駆動区間における第５歯車部１５２の非正規回転を規制する。

【0082】

第５歯車部１５２の歯車１５２ｂは、連絡歯車部１５８の従動歯車１５８ｅと噛み合うことで変速比Ｐ１０が１である変速部Ｇ１０を構成する。つまり、第５歯車部１５２が１回転するとき連絡歯車部１５８は１回転する。

【0083】

連絡歯車部１５８のカム部１５８ｃは、連携歯車部１５９のゼネバホイールであるカム部１５９ｆと噛み合うことで変速比Ｐ１１が１８である変速部Ｇ１１を構成する。つまり、連絡歯車部１５８が１８回転するとき連携歯車部１５９は１回転する。駆動歯車１５８ｄが欠歯歯車であり、従動歯車１５９ｅが駆動歯車１５８ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１５９ｆはその外周を１８等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１５８ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５９ｆとカム部１５８ｃは駆動歯車１５８ｄと従動歯車１５９ｅによって駆動される分割比１８のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により連携歯車部１５９は間欠駆動される。つまり、駆動歯車１５１ｄが連続回転するとき連携歯車部１５９は分割比１８の間欠回転する。連絡歯車部１５８のカム部１５８ｃは、連携歯車部１５９のカム部１５９ｆと噛み合うことで駆動歯車１５８ｄの非駆動区間における連携歯車部１５９の非正規回転を規制する。

【0084】

連携歯車部１５９のカム部１５９ｃは、第２歯車部１１９のゼネバホイールであるカム部１１９ｃと噛み合うことで変速比Ｐ１２が２０である変速部Ｇ１２を構成する。つまり、連携歯車部１５９が２０回転するとき第２歯車部１１９は１回転する。駆動歯車１５９ｄが欠歯歯車であり、従動歯車１１９ｅが駆動歯車１５９ｄの欠歯部と噛み合うことで回転が伝達されない非駆動区間を有する。カム部１１９ｃはその外周を２０等分するカムから成るゼネバホイールであり、カム部１５９ｃはその外周に１箇所の前記ゼネバホイールの非正規回転を規制するロック要素を持っており、カム部１５９ｃとカム部１５９ｃは駆動歯車１５９ｄと従動歯車１１９ｅによって駆動される分割比２０のゼネバ機構を構成している。ゼネバ機構により第２歯車部１１９は間欠駆動される。つまり、連携歯車部１５９が連続回転するとき第２歯車部１１９は分割比２０の間欠回転する。連携歯車部１５９のカム部１５９ｃは、第２歯車部１１９のカム部１１９ｃと噛み合うことで駆動歯車１５９ｄの非駆動区間における第２歯車部１１９の非正規回転を規制する。

【0085】

各歯車部が以上のように多段結合されることで、第２歯車部１１９および第２ロータ１０９が１回転するとき、連携歯車部１５９が２０回転し、連絡歯車部１５８は３６０回転し、第５歯車部１５２および第５ロータ１４７は３６０回転し、第４歯車部１５１および第４ロータ１４６は７２０回転し、第１歯車部１１７、第１ロータ１０８および主軸８は１４４０回転する。第２ロータ１０９、第４ロータ１４６および第５ロータ１４７の回転を検出することで、主軸８の１４４０回転の範囲内の回転数を特定することができる。

【0086】

次に、このように構成された第３実施形態のエンコーダ３００の特徴を説明する。
第３実施形態のエンコーダ３００は、主軸８と一体に回転する第１歯車部１１７と、第１歯車部１１７の回転量を順次半減するように連結されて前段が連続回転するとき前段と同じ回転速度で間欠回転する第１段〜第Ｎ（Ｎは１以上の整数）段の歯車である第４歯車部１５１および第５歯車部１５２と、第Ｎ段の歯車である第５歯車部１５２が連続回転するとき間欠回転する歯車であって、第５歯車部１５２に対して第１減速比で連結される第２歯車部１１９と、主軸８の回転角を検出する第１角度センサ１１６と、第１段〜第Ｎ段の歯車それぞれの回転を検出する回転センサである第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２と、第２歯車部１１９の回転角を検出する第２角度センサ１１８と、を備える。この構成によれば、第１角度センサ１１６および第２角度センサ１１８からの出力信号と、第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２からの出力信号とに基づいて主軸８の複数回転にわたる回転量を特定することができる。第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２を備えたことによって主軸８の回転量の特定可能範囲を拡大することができる。また、同じ歯数（２２歯）であり、同じ速度で回転する駆動歯車１１７ｄ、従動歯車１５１ｅ、駆動歯車１５１ｄ、歯車１５２ｂにより構成される第４歯車部１５１および第５歯車部１５２が第２歯車部１１９の前段側に設けられることで、各歯車の回転を検出するタイミングにおける歯車の通過速度の低下を抑制して、第４ホール検出器１６１および第５ホール検出器１６２の検出タイミングの変動を軽減できるとともにこれらの入力側の周速を大きくしてバックラッシュの影響を抑制することができる。

【0087】

以上、本発明のいくつかの実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、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。

【0088】

以下、変形例について説明する。変形例の説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部、部材には、同一の符号を用いる。また、実施形態と重複する説明は適宜省略し、実施形態と相違する構成について重点的に説明する。

【0089】

（変形例１）
第１〜第３実施形態では、間欠駆動を実現するために１８０°、６０°あるいは３６°だけギア歯を有する欠歯歯車を用いる例について説明したがこれに限られない。間欠駆動は別の原理に基づく機構によって実現されてもよい。例えば、間欠駆動は駆動ピンとカム溝を用いたゼネバ機構によって実現されてもよい。
また第２?第３実施形態で第４ロータおよび第５ロータの変速比を１／２として説明したが、駆動ギアと従動ギアの歯数を同じにして、駆動ギアと従動ギアが同じ回転速度で回転するようにして、ゼネバホイールの分割数を２より大きくしても変速比１/２の場合と同じ効果が得られる。

【0090】

（変形例２）
第２および第３実施形態では、回転センサがホール効果を用いた磁気式センサである例について説明したがこれに限られない。回転センサは回転を検出可能なセンサであれば別の原理に基づくものであってもよい。例えば、回転センサは光学式や静電容量式のセンサであってもよい。

【0091】

（変形例３）
第１〜第３実施形態では、エンコーダ１００が５組の歯車部から、エンコーダ２００が７組の歯車部から、エンコーダ３００が６組の歯車部から、それぞれ構成される例について説明したがこれに限られない。必要に応じて歯車部の構成数は増減してもよい。

【0092】

（変形例４）
第１〜第３実施形態では、各歯車部が直線状に配置される例について説明したがこれに限られない。例えば、各歯車部は環状あるいはらせん状に配置されてもよい。

【0093】

（その他の変形例）
第１〜第３実施形態では、第１基板１２６にシャフトを立設し、このシャフトに歯車部に設けた軸受を嵌合する例について説明したがこれに限られない。各歯車部にシャフトを固定し、このシャフトを第１基板１２６に設けた軸受に嵌合するように構成してもよい。第２、第３実施形態では、Ｎは１以上の整数として説明したが、Ｎは２以上の整数であってもよい。

【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。

【0095】

説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。

【符号の説明】

【0096】

１００、２００、３００・・エンコーダ、 ８・・主軸、 １０８・・第１ロータ、 １０９・・第２ロータ、 １１０・・第３ロータ、 １１２・・第１歯車部、 １１３・・第２歯車部、 １１４・・第３歯車部、 １１６・・第１角度センサ、 １１８・・第２角度センサ、 １１９・・第２歯車部、 １２０・・第３角度センサ、 １４６・・第４ロータ、 １４７・・第５ロータ、 １５６・・第４歯車部、 １６１・・第４ホール検出器、 １６２・・第５ホール検出器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】