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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023063669
(43)【公開日】2023-05-10
(54)【発明の名称】エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ
(51)【国際特許分類】
G01D 5/245 20060101AFI20230428BHJP
H02K 11/215 20160101ALI20230428BHJP
【ＦＩ】
G01D5/245 110L
G01D5/245 B
H02K11/215
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021173621
(22)【出願日】2021-10-25
(71)【出願人】
【識別番号】391008515
【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100132883
【弁理士】
【氏名又は名称】森川 泰司
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100165489
【弁理士】
【氏名又は名称】榊原 靖
(72)【発明者】
【氏名】赤川 学海
【テーマコード（参考）】
2F077
5H611
【Ｆターム（参考）】
2F077AA21
2F077AA28
2F077CC07
2F077CC08
2F077DD05
2F077JJ02
2F077JJ07
2F077JJ23
2F077QQ15
2F077QQ17
2F077UU26
2F077VV02
5H611AA01
5H611BB01
5H611PP07
5H611QQ03
5H611RR02
5H611RR03
5H611UA04
(57)【要約】
【課題】大型化を抑制することができるエンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータを提供する。
【解決手段】エンコーダ１は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転を検出するものであって、第１回転軸体１０と、第１永久磁石１１と、センサユニット５０と、第１軸受１２とを備える。第１回転軸体１０は、出力軸６１ａの端部に連結され、出力軸６１ａの回転に伴って回転する。第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている。センサユニット５０のセンサは、第１回転軸体１０の回転に応じて、第１永久磁石１１の磁束密度の変化を検出する。第１軸受１２は、第１回転軸体１０を回転可能に支持するように設けられると共に、第１永久磁石１１の周囲を囲み、第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。
【選択図】図４
【解決手段】エンコーダ１は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転を検出するものであって、第１回転軸体１０と、第１永久磁石１１と、センサユニット５０と、第１軸受１２とを備える。第１回転軸体１０は、出力軸６１ａの端部に連結され、出力軸６１ａの回転に伴って回転する。第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている。センサユニット５０のセンサは、第１回転軸体１０の回転に応じて、第１永久磁石１１の磁束密度の変化を検出する。第１軸受１２は、第１回転軸体１０を回転可能に支持するように設けられると共に、第１永久磁石１１の周囲を囲み、第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータの出力軸の回転を検出するエンコーダであって、
前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
前記第１回転軸体を収容するケースと、
前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
を備える、エンコーダ。
前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
前記第１回転軸体を収容するケースと、
前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
を備える、エンコーダ。
【請求項2】
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第２回転軸体と、
前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
を備える、請求項１に記載のエンコーダ。
前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
を備える、請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項3】
前記第２軸受は、前記第２永久磁石の周囲を囲み、前記第２永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている、請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項4】
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第３回転軸体と、
前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
を備える、請求項２又は３に記載のエンコーダ。
前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
を備える、請求項２又は３に記載のエンコーダ。
【請求項5】
前記第３軸受は、前記第３永久磁石の周囲を囲み、前記第３永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている、請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項6】
前記第１回転軸体には、第１歯車が設けられ、
前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項４又は５に記載のエンコーダ。
前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項４又は５に記載のエンコーダ。
【請求項7】
前記第３回転軸体には、前記第１回転軸体の前記第１歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項8】
前記第３回転軸体には、前記第２回転軸体の前記第２歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転する、請求項６に記載のエンコーダ。
【請求項9】
前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項10】
前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられている、請求項２から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項11】
前記第１回転軸体の軸方向における前記第１軸受の端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出している、請求項１から１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項12】
前記第１回転軸体の軸方向における端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出している、請求項１から１１のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項13】
出力軸を備えるモータと、
前記モータの前記出力軸の回転を検出する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンコーダと、
を備える、モータユニット。
前記モータの前記出力軸の回転を検出する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のエンコーダと、
を備える、モータユニット。
【請求項14】
移動体と、
前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、請求項１３に記載のモータユニットと、
を備える、アクチュエータ。
前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、請求項１３に記載のモータユニットと、
を備える、アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ケースと、モータの出力シャフトに連結されている主動歯車と、永久磁石と、ケースに対して主動歯車を回転可能に支持する軸受と、磁気干渉防止用部材（磁気遮蔽部材）と、永久磁石の磁場の変化を検出する磁気センサとを備える機械式エンコーダが開示されている。さらに、このエンコーダは、前記の永久磁石とは異なる別の永久磁石と、別の永久磁石の磁場の変化を検出する別の磁気センサとを備える。このエンコーダにおいては、永久磁石は、主動歯車の端部に設けられている。永久磁石から生ずる磁気を磁気センサが検知しやすくなるように、主動歯車の端部は、軸受の端面から磁気センサ側に突出して設けられている。磁気遮蔽部材は、主回転体の突出部分の周囲を囲むように設けられ、主動歯車の端部に設けられている永久磁石から生ずる磁気を遮蔽する。この磁気遮蔽部材により、主動歯車の永久磁石の磁気が、別の永久磁石の磁場の変化を検出する磁気センサに影響を及ぼすことを抑制し、結果として、特許文献１に記載のエンコーダは、その検出精度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６４３０８００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に記載のエンコーダは、主動歯車の端部は、軸受の端面から磁気センサ側に突出して設けられている。このため、主動歯車は、例えば、その突出方向の長さが大きくなるなど、エンコーダのサイズが大きくなるおそれがあり、改善の余地がある。
【0005】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、大型化を抑制することができるエンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータ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】
上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るエンコーダは、
モータの出力軸の回転を検出するエンコーダであって、
前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
前記第１回転軸体を収容するケースと、
前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
を備える。
モータの出力軸の回転を検出するエンコーダであって、
前記出力軸の端部に連結され、前記出力軸の回転に伴って回転する第１回転軸体と、
前記第１回転軸体の端部に設けられた第１永久磁石と、
前記第１回転軸体を収容するケースと、
前記第１永久磁石に対向するように配置され、前記第１回転軸体の回転に応じて、前記第１永久磁石の磁束密度の変化を検出する第１センサと、
前記ケースに対して、前記第１回転軸体を回転可能に支持すると共に、前記第１永久磁石の周囲を囲み、前記第１永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている第１軸受と、
を備える。
【0007】
前記エンコーダは、
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第２回転軸体と、
前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
を備えていてもよい。
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第２回転軸体と、
前記第２回転軸体に設けられた第２永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第２回転軸体を回転可能に支持する第２軸受と、
前記第２永久磁石に対向するように配置され、前記第２回転軸体の回転に応じて、前記第２永久磁石の磁束密度の変化を検出する第２センサと、
を備えていてもよい。
【0008】
前記第２軸受は、前記第２永久磁石の周囲を囲み、前記第２永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されていてもよい。
【0009】
前記エンコーダは、
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第３回転軸体と、
前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
を備えていてもよい。
前記第１回転軸体の回転に伴って回転する第３回転軸体と、
前記第３回転軸体に設けられた第３永久磁石と、
前記ケースに対して、前記第３回転軸体を回転可能に支持する第３軸受と、
前記第３永久磁石に対向するように配置され、前記第３回転軸体の回転に応じて、前記第３永久磁石の磁束密度の変化を検出する第３センサと、
を備えていてもよい。
【0010】
前記第３軸受は、前記第３永久磁石の周囲を囲み、前記第３永久磁石から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されていてもよい。
【0011】
前記第１回転軸体には、第１歯車が設けられ、
前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
前記第２回転軸体には、前記第１歯車が噛み合う第２歯車が設けられ、
前記第２回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
【0012】
前記第３回転軸体には、前記第１回転軸体の前記第１歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
【0013】
前記第３回転軸体には、前記第２回転軸体の前記第２歯車が噛み合う第３歯車が設けられ、
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
前記第３回転軸体は、前記第１歯車と前記第２歯車との噛み合い、及び前記第２歯車と前記第３歯車との噛み合いに基づいて、前記第１回転軸体の回転に伴って回転してもよい。
【0014】
前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部と同じ側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
【0015】
前記第２回転軸体は、その軸方向が、前記第１回転軸体の軸方向に対して平行に設けられ、
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石が設けられている前記第１回転軸体の端部とは反対側の前記第２回転軸体の端部に設けられていてもよい。
【0016】
前記第１回転軸体の軸方向における前記第１軸受の端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出していてもよい。
【0017】
前記第１回転軸体の軸方向における端部は、前記第１回転軸体の軸方向における前記第１永久磁石の端部よりも突出していてもよい。
【0018】
本発明の第２の観点に係るモータユニットは、
出力軸を備えるモータと、
前記モータの前記出力軸の回転を検出する、第１の観点に係るエンコーダと、
を備える。
出力軸を備えるモータと、
前記モータの前記出力軸の回転を検出する、第１の観点に係るエンコーダと、
を備える。
【0019】
本発明の第３の観点に係るアクチュエータは、
移動体と、
前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、第２の観点に係るモータユニットと、
を備える。
移動体と、
前記出力軸の回転に基づいて前記移動体を移動させる、第２の観点に係るモータユニットと、
を備える。
【発明の効果】
【0020】
本発明では、第１軸受が第１永久磁石の周囲を囲んでいるため、例えば、第１回転軸体の軸方向の長さを小さくすることが可能になる。このため、本発明では、エンコーダのサイズを小さくすることができる。この結果、本発明では、大型化を抑制することができるエンコーダ、モータユニット、及びアクチュエータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施の形態に係るアクチュエータの斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るエンコーダの分解斜視図である。
【図4】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係るエンコーダの正面図である。（Ｂ）は、（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係るエンコーダの分解断面図である。
【図6】第１回転軸体の断面図である。
【図7】（Ａ）は、第２回転軸体の断面図である。（Ｂ）は、第３回転軸体の断面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係るエンコーダの機能ブロック図である。
【図9】（ａ）は、エンコーダの第１回転軸体、第２回転軸体、及び第３回転軸体の回転角度と回転回数との関係を示すグラフ（その１）である。（ｂ）は、エンコーダの第１回転軸体、第２回転軸体、及び第３回転軸体の回転角度と回転回数との関係を示すグラフ（その２）である。
【図10】比較例に係るエンコーダの断面図である。
【図11】変形例１に係るエンコーダの正面図である。
【図12】変形例２に係るエンコーダの断面図である。
【図13】変形例３に係るエンコーダの断面図である。
【図14】変形例４に係るエンコーダの断面図である。
【図15】変形例５に係るエンコーダの正面図である。
【図16】変形例５に係るエンコーダについて一部を簡略して示した正面図である。
【図17】変形例６に係るエンコーダの断面図である。
【図18】変形例７に係るエンコーダの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施の形態に係るエンコーダ１、モータユニット６０及びアクチュエータ１００について説明する。なお、図中のＹ軸方向は、図１に示すように、スライドカバーＣが進退する直線運動方向Ｄ１に平行な方向であり、Ｘ軸方向及びＺ軸方向は、直線運動方向Ｄ１に直交する方向である。また、図中のＸＹ平面は、アクチュエータ１００が設置される面に平行な水平面である。
【0023】
アクチュエータ１００は、本実施の形態においては、スライドカバーＣが直線運動方向Ｄ１に移動するスライダタイプのアクチュエータである。アクチュエータ１００は、図２に示すように、上記のモータユニット６０及びスライドカバーＣに加えて、ボールねじ７０と、アクチュエータハウジング８０と、移動体９０とを備える。
【0024】
モータユニット６０は、モータ本体６１（モータ）と、モータケーシング６２と、第１カップリング６３と、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転（より詳細には、出力軸６１ａの回転角度及び回転数等）を検出する機械式のエンコーダ１とを有する。モータユニット６０は、例えば、アクチュエータハウジング８０から着脱可能な一つのユニットとして構成されている。ただし、これには限られない。モータユニット６０は、アクチュエータハウジング８０に対して着脱できないように一体的に固定されているものであってもよい。
【0025】
モータ本体６１は、例えば、ステッピングモータやサーボモータであり、出力軸６１ａ（回転軸）と、ロータ、ステータ等を有している。モータ本体６１には、商用電源や直流電源からアクチュエータケーブルを経由して電力が供給される。モータ本体６１に電力が供給されることによって、モータ本体６１のロータが回転する。このロータの回転運動は、出力軸６１ａに出力される。出力軸６１ａは、一対の第１カップリング６３及び第２カップリング７３を介して、ボールねじ７０のボールねじ軸７１が接続されている。出力軸６１ａは、モータ本体６１のロータの回転運動に基づいて回転し、この結果、ボールねじ７０のボールねじ軸７１が出力軸６１ａと共に回転する。
【0026】
モータケーシング６２は、モータ本体６１を収納することで、モータ本体６１を保護する。
【0027】
第１カップリング６３は、モータ本体６１の出力軸６１ａに固定されている。第１カップリング６３は、ボールねじ７０のボールねじ軸７１に固定されている第２カップリング７３と係合することで、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転運動を、ボールねじ７０のボールねじ軸７１に伝達する。
【0028】
エンコーダ１は、図３及び図４に示すように、第１回転軸体１０と、第１永久磁石１１と、第１軸受１２と、第２回転軸体２０と、第２永久磁石２１と、第２軸受２２－１、２２－２と、第３回転軸体３０と、第３永久磁石３１と、第３軸受３２－１、３２－２と、ケース４０と、センサユニット５０とを備える。エンコーダ１において、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の３本の回転軸体は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転角度及び回転数を検出するために用いられる。これにより、アクチュエータ１００の後述するコントローラ２００は、移動体９０の絶対位置を算出することができる。
【0029】
第１回転軸体１０は、図４及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材である。第１回転軸体１０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第１回転軸体１０の外周面には、第１歯車１０ａが形成されている。詳しくは、第１回転軸体１０は、図６に示すように、円柱状部材１０－１と、貫通孔１０ｂが形成されている円筒状部材１０－２とを有する。そして、第１歯車１０ａは、円筒状部材１０－２の外周面に形成されている。円筒状部材１０－２の貫通孔１０ｂには、円柱状部材１０－１と出力軸６１ａとが両側から嵌め込まれている。これにより、円筒状部材１０－２は、モータ本体６１の出力軸６１ａの端部に連結され、第１回転軸体１０は、出力軸６１ａの回転に伴って回転する。したがって、第１回転軸体１０は、モータ本体６１の出力軸６１ａに直接的に連結されている主動軸として構成される。
【0030】
第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第１永久磁石１１は、その一部が第１回転軸体１０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第１回転軸体１０の端部に対する第１永久磁石１１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
【0031】
第１軸受１２は、ケース４０に対して、第１回転軸体１０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第１軸受１２は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部で第１回転軸体１０を支持する。この第１軸受１２は、第１永久磁石１１から生じる磁気がセンサＳ２、Ｓ３に影響を及ぼすのを抑制するように第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第１軸受１２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第１軸受１２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第１軸受１２は、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部に設けられている第１永久磁石の周囲を囲んで設けられている。これにより、第１回転軸体１０は、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出しないように設けられる。また、第１軸受１２は、そのＹ軸方向における長さＬ１が、第１永久磁石１１のＹ軸方向における長さＬ２よりも大きく形成されている（Ｌ１＞Ｌ２）。これにより、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲みやすくなる。
【0032】
第２回転軸体２０は、図４及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材である。第２回転軸体２０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第２回転軸体２０は、その軸方向が、第１回転軸体１０の軸方向に平行となるように設けられている。また、第２回転軸体２０の外周面には、第１回転軸体１０の第１歯車１０ａと噛み合う第２歯車２０ａが形成されている。第２回転軸体２０は、第１歯車１０ａと第２歯車２０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転するように設けられている。詳しくは、第２回転軸体２０は、図７（Ａ）に示すように、円柱状部材２０－１と、貫通孔２０ｂが形成されている円筒状部材２０－２とを有する。そして、第２歯車２０ａは、円筒状部材２０－２の外周面に形成されている。円筒状部材２０－２の貫通孔２０ｂには、円柱状部材２０－１が嵌め込まれている。第２回転軸体２０は、第１回転軸体１０を介して、モータ本体６１の出力軸６１ａに間接的に連結されている従動軸として構成される。
【0033】
第２永久磁石２１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第２永久磁石２１は、その一部が第２回転軸体２０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第２回転軸体２０の端部に対する第２永久磁石２１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第２永久磁石２１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
【0034】
第２軸受２２－１、２２－２は、ケース４０に対して、第２回転軸体２０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第２軸受２２－１、２２－２は、２つ設けられており、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部及び＋Ｙ側の端部の双方の端部で第２回転軸体２０を支持する。この第２軸受２２－１、２２－２は、第２永久磁石２１から生じる磁気がセンサＳ１、Ｓ３に影響を及ぼすのを抑制するように第２永久磁石２１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第２軸受２２－１、２２－２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第２軸受２２－１、２２－２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第２軸受２２－１、２２－２のうちの一方の第２軸受２２－１は、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端部に設けられている第２永久磁石２１の周囲を囲んで設けられている。これにより、第２回転軸体２０は、その－Ｙ側の端部が第２軸受２２の－Ｙ側の端面２２ａから突出しないように設けられる。また、－Ｙ側の端部に設けられている第２軸受２２は、そのＹ軸方向における長さＬ３が、第２永久磁石２１のＹ軸方向における長さＬ４よりも大きく形成されている（Ｌ３＞Ｌ４）。これにより、第２軸受２２は、第２永久磁石２１の周囲を囲みやすくなる。
【0035】
第３回転軸体３０は、図４及び図５に示すように、Ｙ軸方向を柱軸方向とする略円柱形状に形成され、Ｙ軸方向回りに回転可能に設けられている部材であり、概ね、第２回転軸体２０と同じ形状に形成されている。第３回転軸体３０は、例えば、軟磁性材料で形成されている。この第３回転軸体３０は、その軸方向が、第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０の軸方向に平行となるように設けられている。また、第３回転軸体３０の外周面には、第１回転軸体１０の第１歯車１０ａと噛み合う第３歯車３０ａが形成されている。第３回転軸体３０は、第１歯車１０ａと第３歯車３０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転するように設けられている。詳しくは、第３回転軸体３０は、図７（Ｂ）に示すように、円柱状部材３０－１と、貫通孔３０ｂが形成されている円筒状部材３０－２とを有する。そして、第３歯車３０ａは、円筒状部材３０－２の外周面に形成されている。円筒状部材３０－２の貫通孔３０ｂには、円柱状部材３０－１が嵌め込まれている。第３回転軸体３０は、第２回転軸体２０と同様に、第１回転軸体１０を介して、モータ本体６１の出力軸６１ａに間接的に連結されている従動軸として構成される。
【0036】
第３永久磁石３１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部に設けられている永久磁石である。本実施の形態においては、第３永久磁石３１は、その一部が第３回転軸体３０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限られない。第３回転軸体３０の端部に対する第３永久磁石３１の取付方法や固定方法は任意である。例えば、第３永久磁石３１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部の端面に接着剤等で固定されていてもよい。
【0037】
第３軸受３２－１、３２－２は、ケース４０に対して、第３回転軸体３０を回転可能に支持するために設けられている。本実施の形態においては、第３軸受３２－１、３２－２は、２つ設けられており、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部及び＋Ｙ側の端部の双方の端部で第３回転軸体３０を支持する。この第３軸受３２－１、３２－２は、第３永久磁石３１がセンサＳ１、Ｓ２に影響を及ぼすのを抑制するように第３永久磁石３１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。第３軸受３２－１、３２－２の磁気遮蔽材料は、例えば、軟磁性材料である。しかしながら、これに限られず、第３軸受３２－１、３２－２の磁気遮蔽材料は、磁気を遮蔽できる素材であれば、軟磁性材料以外の素材であってもよい。また、第３軸受３２－１、３２－２のうちの一方の第３軸受３２－１は、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端部に設けられている第３永久磁石の周囲を囲んで設けられている。これにより、第３回転軸体３０は、その－Ｙ側の端部が第３軸受３２の－Ｙ側の端面３２ａから突出しないように設けられる。また、－Ｙ側の端部に設けられている第３軸受３２は、そのＹ軸方向における長さＬ５が、第３永久磁石３１のＹ軸方向における長さＬ６よりも大きく形成されている（Ｌ５＞Ｌ６）。これにより、第３軸受３２は、第３永久磁石３１の周囲を囲みやすくなる。
【0038】
本実施の形態において、図４及び図５に示すように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端面、第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａ、第２回転軸体２０の－Ｙ側の端面、第２軸受２２の－Ｙ側の端面２２ａ、第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面、第３軸受３２の－Ｙ側の端面３２ａは、Ｙ軸方向に直交する同一面Ｐに位置する。また、図４（Ａ）に示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０は、第１回転軸体１０の中心軸Ａを通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ７に沿って一列に配置されている。
【0039】
ケース４０は、図３及び図５に示すように、エンコーダ１の各構成部材を収容して保護する。本実施の形態においては、ケース４０は、第１ケース部分４１と、第２ケース部分４２と、第３ケース部分４３とを有し、それらがＹ軸方向に順に重ねられて構成されている。
【0040】
第１ケース部分４１は、ケース４０の後端側（＋Ｙ側）の部分として構成されている板状の部材である。第１ケース部分４１は、留め具４４によって、モータユニット６０のモータケーシング６２に固定されている。この第１ケース部分４１には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔４１ａが形成されている。貫通孔４１ａには、第１回転軸体１０が挿通されて配置される。
【0041】
第２ケース部分４２は、第１ケース部分４１と第３ケース部分４３との間に配置される板状の部材である。第２ケース部分４２は、留め具４５によって、第３ケース部分４３に固定されている。この第２ケース部分４２には、Ｙ軸方向に貫通する３つの貫通孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃが形成されている。３つの貫通孔４２ａ、４２ｂ、４２ｃには、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０がそれぞれ挿通されて配置される。
【0042】
第３ケース部分４３は、ケース４０の先端側（－Ｙ側）の部分として構成されている蓋状の部材である。第３ケース部分４３には、Ｙ軸方向に貫通する３つの貫通孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃが形成されている。３つの貫通孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃには、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０がそれぞれ挿通されて配置される。なお、例えば、図４（Ｂ）に示すように、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面などと同様に、同一面Ｐに位置する。これにより、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面は、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面から露出する。なお、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の－Ｙ側の端面などと同様に、同一面Ｐに位置することは、一例であり、これに限られない。第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面は、同一面Ｐから突出していたりするなど、同一面Ｐに位置していなくてもよい。
【0043】
センサユニット５０は、基板５１と、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２ａと、通信素子（回路）５２ｂとを有する。基板５１には、図８に示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、ＣＰＵ５２ａと、通信素子５２ｂとが実装されている。また、基板５１には、外部機器であるコントローラ２００が接続される。このセンサユニット５０は、図４及び図５に示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転に応じた、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁場（磁界）の変化（より詳細には、磁束密度の変化）からモータユニット６０の出力軸６１ａの回転角度を検出すると共に出力軸６１ａの回転数を算出し、これら回転角度及び回転数に相当する信号をアクチュエータ１００（モータ本体６１）制御用のコントローラ２００に送信するために用いられる。
【0044】
基板５１は、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３が実装された実装面が、第３ケース部分４３の－Ｙ側の端面に対向するように設けられている。これにより、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１に対向するように配置される。そして、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、第１、第２、及び第３回転軸体１０、２０、及び３０のそれぞれの軸線上（Ｙ軸に沿った線上）に、第１、第２、第３永久磁石１１、２１、及び３１と共に配置される。また、センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、それぞれ、第１、第２、及び第３回転軸体１０、２０、及び３０の軸線上において、第１、第２、及び第３永久磁石１１、２１、及び３１の－Ｙ側の端面から所定の距離（ギャップ）をあけて配置される。ここで、所定の距離（ギャップ）とは、各センサＳ１、Ｓ２、及びＳ３が、これらに対応する第１、第２、及び第３永久磁石１１、２１、及び３１の磁束密度の変化を検出するのに十分な距離を意味する。
【0045】
基板５１は、図３及び図４に示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３と第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１とのギャップが調整可能な支持部材５３によって、ケース４０の第３ケース部分４３に支持されている。本実施の形態においては、支持部材５３は、第３ケース部分４３に形成されているネジ穴４３ｄに捻じ込まれるボルトである。さらに、支持部材５３は、第２ケース部分４２に形成されているネジ穴４２ｄと第１ケース部分４１に形成されているネジ穴４１ｂとにも捻じ込まれる。支持部材５３が、ネジ穴４３ｄ、４２ｄ、４１ｂに捻じ込まれることで、センサユニット５０も含めて、基板５１、第１ケース部分４１、第２ケース部分４２、及び第３ケース部分４３は、一体化される。また、基板５１において、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３が実装された面とは反対側の－Ｙ側の面には、コネクタ５４が実装されている。このコネクタ５４には、ケーブルを介して、コントローラ２００（図８参照）が接続される。
【0046】
センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図４及び図５に示すように、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出する磁気センサである。センサＳ１～Ｓ３は、例えば、ホール素子を含んで構成され、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１からの磁束密度の変化を検出し、検出した磁束密度の変化に応じた電圧信号を出力する。電圧信号は、図８に示すように、センサユニット５０のＣＰＵ５２ａに出力される。この電圧信号は、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）に相当する信号である。なお、本実施の形態１においては、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、ホール素子を含んで構成されるホールセンサである。しかしながら、これに限られない。センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、磁気抵抗効果素子を含んで構成されるＭＲ（Magneto Resistive）センサであってもよい。
【0047】
ＣＰＵ５２ａは、図４及び図８に示すように、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３から入力された電圧信号を処理することで、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）を算出する。なお、第１回転軸体１０の回転角度は、モータ本体６１の出力軸６１ａの回転角度と同一であるため、ＣＰＵ５２ａは、第１回転軸体１０の回転角度を算出すると、出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）も算出できる。また、ＣＰＵ５２ａは、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度に基づいて、出力軸６１ａの回転数を算出する。ＣＰＵ５２ａは、算出された第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度及び出力軸６１ａの回転数に相当する信号をコントローラ２００に出力する。
【0048】
通信素子５２ｂは、外部に設置されたアクチュエータ１００のコントローラ２００とＣＰＵ５２ａとの間の通信を行う回路部品である。
【0049】
コントローラ２００は、例えば、コントローラ用ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部、表示部、入力部、及びインターフェイス部等を含んで構成されている。このコントローラ２００は、図２及び図８に示すように、ＣＰＵ５２ａからの信号に基づいて、移動体９０の絶対位置を算出する。また、コントローラ２００は、アクチュエータ１００（モータ本体６１）の動作を制御する。アクチュエータ１００の動作の内容は、コントローラ２００に接続されたティーチングペンダント等によって設定され、コントローラ２００の記憶部に記憶される。コントローラ２００のコントローラ用ＣＰＵは、記憶部からプログラムやデータを読み出して、アクチュエータ１００（モータ本体６１）の動作のためのプログラムを実行する。
【0050】
【0051】
ボールねじ７０は、ボールねじ軸７１と、ボールねじ軸７１に螺合するボールねじナット７２とを有する。
【0052】
ボールねじ軸７１は、ボールねじナット７２との螺合に基づいて、ボールねじナット７２を直線運動させる。ボールねじ軸７１は、外周面が螺旋状のボールねじ面として構成されたボールねじ軸本体７１ａと、ボールねじ軸本体７１ａより小径に形成されている端部７１ｂ、７１ｃとを有する。端部７１ｂ、７１ｃのうちの－Ｙ側の端部７１ｃには、第２カップリング７３が固定されている。この第２カップリング７３は、モータユニット６０の出力軸６１ａに固定されている第１カップリング６３と係合する。
【0053】
ボールねじナット７２は、ボールねじ軸７１のボールねじ軸本体７１ａの外周に配置されている。ボールねじナット７２は、ボールねじ軸７１に複数のボールねじ用転動体を介して嵌め込まれる。このボールねじ用転動体が転動することにより、ボールねじ軸７１の回転運動が、ボールねじナット７２の直線運動に円滑に変換される。また、ボールねじナット７２は、移動体９０に対して、ボルトやねじの留め具により固定されている。
【0054】
アクチュエータハウジング８０は、ボールねじ７０と移動体９０とを収容して保護する。アクチュエータハウジング８０は、例えば、ベース８１と、一対のサイドカバー８２Ｒ、８２Ｌと、シート部材８３と、フロントブラケット８４と、リアブラケット８５とを有する。
【0055】
ベース８１には、レールが設けられている。ベース８１のレールには、リニアガイド用転動体を介して、移動体９０が支持されている。このレールをリニアガイド用転動体が転動することにより、移動体９０は、ベース８１に対して、直線運動方向Ｄ１に円滑に往復運動をする。
【0056】
サイドカバー８２Ｒ、８２Ｌは、アクチュエータハウジング８０の両側の側壁部分を構成する。サイドカバー８２Ｒ、８２Ｌは、ベース８１と共に、アクチュエータ１００の内部の各構成部品を保護する。
【0057】
シート部材８３は、Ｙ軸方向を長手方向とする略矩形のステンレスシートであり、サイドカバー８２Ｒとサイドカバー８２Ｌとの間の開口部分８２ａを塞ぐ。シート部材８３の＋Ｙ側の端部は、フロントブラケット８４に固定されている。シート部材８３の－Ｙ側の端部は、リアブラケット８５に固定されている。
【0058】
フロントブラケット８４は、ベース８１の＋Ｙ側の端側に固定されている。フロントブラケット８４は、例えば、ベアリング８４ａを有し、このベアリング８４ａによって、ボールねじ軸７１の端部７１ｂを回転可能に支持する。
【0059】
リアブラケット８５は、ベース８１の－Ｙ側の端部に固定されている。リアブラケット８５は、例えば、ベアリング８５ａを有し、このベアリング８５ａによって、ボールねじ軸７１の端部７１ｃを回転可能に支持する。
【0060】
移動体９０は、ボールねじナット８２と共に、＋Ｙ方向及び－Ｙ方向の双方向にスライド移動する部材である。移動体９０には、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔９１が形成されている。この貫通孔９１には、ボールねじ軸７１が挿通されると共に、ボールねじナット７２が挿入されて固定されている。また、この移動体９０には、上側（＋Ｚ側）からスライドカバーＣが取り付けられている。なお、シート部材８３は、Ｙ軸方向においてスライドカバーＣを貫通している。これにより、スライドカバーＣがシート部材８３に沿って直線運動方向Ｄ１に移動可能となる。
【0061】
次に、主動軸としての第１回転軸体１０の回転角度、従動軸としての第２回転軸体２０の回転角度及び第３回転軸体３０の回転角度による第１回転軸体１０の回転数の算出、及び移動体９０の絶対位置の算出について、図２、図４、図８及び図９を用いて説明する。
【0062】
先ず、センサユニット５０のセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図４及び図５に示すように、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転に応じた、第１永久磁石１１、第２永久磁石２１、及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出する。そして、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図８に示すように、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）に相当する電圧信号をＣＰＵ５２ａに出力する。
【0063】
次に、ＣＰＵ５２ａは、センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３から入力された電圧信号に基づいて、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０の回転角度（絶対角度）と、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）を算出する。また、ＣＰＵ５２ａは、これらの回転角度（絶対角度）に基づいて、第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数を以下のように算出する。
【0064】
第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数の算出は、第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度を用いて行う。第１回転軸体１０の第１歯車１０ａの歯数Ｎ１と、第２回転軸体２０の第２歯車２０ａの歯数Ｎ２と、第３回転軸体３０の第３歯車３０ａの歯数Ｎ３はそれぞれ異なっており、互に素となるように設定されている。本実施の形態では、第１歯車１０ａの歯数Ｎ１は「２５」、第２歯車２０ａの歯数Ｎ２は「２４」、第３歯車３０ａの歯数Ｎ３は「２３」に設定されている。しかしながら、歯数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、これに限られない。歯数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、「２５」、「２４」、「２３」以外の歯数であってもよい。
【0065】
なお、図２及び図４に示すように、第１回転軸体１０の回転角度に対する第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数によって算出できる移動体９０の絶対位置の最大値が決定され、上記組み合わせの数が大きいほど算出できる移動体９０の絶対位置は大きくなる。すなわち、移動体９０の直線運動方向Ｄ１における移動可能距離によって算出すべき移動体９０の絶対位置の最大値が決定されるため、第１歯車１０ａの歯数Ｎ１、第２歯車２０ａの歯数Ｎ２、第３歯車３０ａの歯数Ｎ３は、移動体９０の直線運動方向Ｄ１における移動可能距離に応じて設定される。
【0066】
そして、第１回転軸体１０を回転させていくと、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は、図９のグラフに示すように、第１回転軸体１０の回転角度に対してずれが生じる。なお、図９（ａ）、（ｂ）では、横軸は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転数を示し、縦軸は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度を示している。
【0067】
図９（ａ）に示すように、第１回転軸体１０の回転開始前においては、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は一致している。この回転開始時は、移動体９０が最も基端側（－Ｙ側、図２中左側）に配置されている状態である。また、回転開始前の移動体９０の位置を原点、すなわち、移動体９０の絶対位置ひいてはボールねじ軸７１の回転数が「０」である位置とする。この第１回転軸体１０の回転開始前の状態から、第１回転軸体１０を正転させて移動体９０を＋Ｙ方向に前進させる場合を想定する。
第１回転軸体１０が回転していくと、それに伴って、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０も回転していき、第１回転軸体１０の回転角度に対して、第２回転軸体２０の回転角度にはずれが生じていく。また、このとき、第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０の回転角度の双方に対して、第３回転軸体３０の回転角度にもずれが生じていく。これらのずれは、第１回転軸体１０の回転に伴って、徐々に大きくなっていく。
第１回転軸体１０が回転していくと、それに伴って、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０も回転していき、第１回転軸体１０の回転角度に対して、第２回転軸体２０の回転角度にはずれが生じていく。また、このとき、第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０の回転角度の双方に対して、第３回転軸体３０の回転角度にもずれが生じていく。これらのずれは、第１回転軸体１０の回転に伴って、徐々に大きくなっていく。
【0068】
さらに、第１回転軸体１０が回転していくと、ある時点で第１回転軸体１０の回転角度と、第２回転軸体２０又は第３回転軸体３０の回転角度とのずれが最大となる。それ以降は、図９（ｂ）に示すように、第１回転軸体１０の回転角度と、第２回転軸体２０又は第３回転軸体３０の回転角度とのずれが徐々に小さくなっていき、やがて、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０及び第３回転軸体３０の回転角度は、再び一致して、第１回転軸体１０の回転開始前の状態に戻る。
【0069】
このように第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度が変化する間においては、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせが一致することはない。第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせから、第１回転軸体１０の回転数、ひいては、ボールねじ軸７１の回転数を算出することができる。
また、第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数（ｎ）は、次の式（１）により算出される。
ｎ＝Ｎ２×Ｎ３＝２４×２３＝５５２・・・（１）
ただし、
ｎ：第１回転軸体１０の回転数に対応する第２回転軸体２０、第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数
Ｎ２：第２回転軸体２０の第２歯車２０ａの歯数
Ｎ３：第３回転軸体３０の第３歯車３０ａの歯数
また、第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数（ｎ）は、次の式（１）により算出される。
ｎ＝Ｎ２×Ｎ３＝２４×２３＝５５２・・・（１）
ただし、
ｎ：第１回転軸体１０の回転数に対応する第２回転軸体２０、第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせの数
Ｎ２：第２回転軸体２０の第２歯車２０ａの歯数
Ｎ３：第３回転軸体３０の第３歯車３０ａの歯数
【0070】
ＣＰＵ５２ａは、上述に示した第２回転軸体２０の回転角度と第３回転軸体３０の回転角度の組み合わせから第１回転軸体１０の回転数を算出する。以上により、ＣＰＵ５２ａは、第１、第２、第３回転軸体１０、２０、３０及び出力軸６１ａの回転角度（絶対角度）に加えて、第１回転軸体１０（出力軸６１ａ）の回転数を算出する。また、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数は、第１回転軸体１０の回転角度及び回転数と同一であるため、結果として、ＣＰＵ５２ａは、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数も算出する。以上により、ＣＰＵ５２ａによって、出力軸６１ａ及びボールねじ軸７１の回転角度及び回転数の算出が完了する。
【0071】
続いて、ＣＰＵ５２ａは、図８に示すように、算出した出力軸６１ａの回転角度及び回転数に相当する信号を、通信素子５２ｂを経由して、コントローラ２００に出力する。
【0072】
コントローラ２００には、図２及び図８に示すように、ＣＰＵ５２ａから、出力軸６１ａの回転角度及び回転数に相当する信号が入力される。コントローラ２００は、出力軸６１ａの回転角度及び回転数と、ボールねじ軸７１の螺旋溝のピッチとから、移動体９０の絶対位置を算出する。以上により、コントローラ２００によって、移動体９０の絶対位置の算出が完了する。
【0073】
以上、説明したように、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、図４に示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲み、第１永久磁石１１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第１回転軸体１０のＹ軸方向、柱軸方向の長さを小さくすることが可能になる。これにより、本発明では、エンコーダのサイズを小さくすることができる。
【0074】
例えば、比較例に係るエンコーダ１Ａにおいては、図１０に示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲まずに設けられている。この場合、第１回転軸体１０は、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出して設けられる。すると、第１回転軸体１０のＹ軸方向、柱軸方向の長さが長くなり、エンコーダ１Ａのサイズが大きくなるおそれがある。ひいては、エンコーダ１Ａを備えるモータユニット、そのモータユニットを備えるアクチュエータが大型化するおそれがある。
【0075】
これに対して、本実施の形態に係るエンコーダ１において、図４に示すように、第１軸受１２は、第１永久磁石１１の周囲を囲んで形成されている。これにより、第１回転軸体１０を、その－Ｙ側の端部が第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出しないように設けることが可能になる。このため、第１回転軸体１０のＹ軸方向の長さを小さくすること、即ち、低背化を実現すること可能になる。この結果、本実施の形態では、大型化を抑制することができるエンコーダ１等を提供することができる。
【0076】
また、比較例に係るエンコーダ１Ａにおいては、図１０に示すように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端面１２ａから突出する。このため、エンコーダ１Ａでは、第１永久磁石１１の磁気が、他の第２永久磁石２１及び第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ２、Ｓ３に影響を及ぼすことを抑制するために、第１軸受１２の突出する部分に設けられている第１永久磁石１１の周囲を囲むことで、第１永久磁石１１から生ずる磁気を遮蔽する磁気遮蔽部材１１０を別途設ける必要が生ずる。
【0077】
これに対して、本実施の形態では、図４に示すように、第１軸受１２が、第１回転軸体１０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第１永久磁石１１から生ずる磁気が、第１永久磁石１１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ１以外のセンサＳ２、センサＳ３に影響を及ぼすことを抑制するように、第１永久磁石１１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。これにより、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第１軸受１２とは別に磁気遮蔽部材を用意する必要がなく、比較例に係るエンコーダ１Ａに比べて、部品点数を削減することができる。以上より、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、部品点数を削減しつつ、エンコーダ１の低背化を実現することができる。
【0078】
また、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第２軸受２２は、第２永久磁石２１の周囲を囲み、第２永久磁石２１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第２回転軸体２０のＹ軸方向、柱軸方向の長さも小さくすることができる。同様に、第３軸受３２は、第３永久磁石３１の周囲を囲み、第３永久磁石３１から生じる磁気を遮蔽する磁気遮蔽材料から形成されている。このため、第３回転軸体３０のＹ軸方向、柱軸方向の長さも小さくすることができる。この結果、本実施の形態では、エンコーダ１のサイズをさらに小さくすることができる。
【0079】
また、本実施の形態では、第２軸受２２は、第２回転軸体２０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第２永久磁石２１から生ずる磁気が、第２永久磁石２１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ２以外のセンサＳ１、Ｓ３に影響を及ぼすことを抑制するように第２永久磁石２１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。同様に、第３軸受３２は、第３回転軸体３０をケース４０に対して回転可能に支持する本来の機能に加えて、第３永久磁石３１から生ずる磁気が、第３永久磁石３１の磁束密度の変化を検出するセンサＳ３以外のセンサＳ１、Ｓ２に影響を及ぼすことを抑制するように第３永久磁石３１の磁気を遮蔽する機能も兼ね備える。このため、本実施の形態に係るエンコーダ１においては、第２軸受２２及び第３軸受３２とは別に磁気遮蔽部材を用意する必要がなく、部品点数をさらに削減することができる。
【0080】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。
【0081】
例えば、本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように、従動軸として構成される第３回転軸体３０の第３歯車３０ａは、主動軸として構成される第１回転軸体１０の第１歯車１０ａに噛み合っている。しかしながら、これに限られない。図１１に示す変形例１に係るエンコーダ２のように、第３回転軸体３０の第３歯車３０ａは、同じ従動軸として構成される第２回転軸体２０の第２歯車２０ａに噛み合っていてもよい。この場合、第３回転軸体３０は、第１歯車１０ａと第２歯車２０ａとの噛み合い、及び第２歯車２０ａと第３歯車３０ａとの噛み合いに基づいて、第１回転軸体１０の回転に伴って回転する。
【0082】
また、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、第２永久磁石２１は、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部と同じ－Ｙ側の第２回転軸体２０の端部に設けられている。しかしながら、これに限られない。図１２に示す変形例２に係るエンコーダ３のように、第２永久磁石２１は、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部とは反対側である＋Ｙ側の第２回転軸体２０の端部に設けられていてもよい。同様に、第３永久磁石３１も、第１永久磁石１１が設けられている第１回転軸体１０の端部とは反対側である＋Ｙ側の第３回転軸体３０の端部に設けられていてもよい。
【0083】
また、本実施の形態では、図４（Ｂ）に示すように、第１永久磁石１１は、その一部が第１回転軸体１０の端部から露出するように設けられている。しかしながら、これに限らない。図１３に示す変形例３に係るエンコーダ４のように、第１回転軸体１０に埋め込まれた第１永久磁石１１からの磁束が、センサＳ１により十分な精度で検出可能な程度に漏れ出していれば、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の端部に埋め込まれていてもよい。この場合、第１永久磁石１１は、第１回転軸体１０の端部から非露出状態に配置される。同様に、第２永久磁石２１及び第３永久磁石３１も、第２、第３回転軸体２０、３０に埋め込まれた第２、第３永久磁石２１、３１からの磁束が、センサＳ２、Ｓ３により十分な精度で検出可能な程度に漏れ出していれば、第２回転軸体２０の端部及び第３回転軸体３０の端部から非露出状態に配置されていてもよい。
【0084】
また、本実施の形態に係るエンコーダ１は、図４（Ｂ）に示すように、３つの第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０を備える。しかしながら、回転軸体の本数は、これに限られない。エンコーダ１は、２つの第１回転軸体１０及び第２回転軸体２０のみを備えていてもよいし、１つの第１回転軸体１０のみを備えていてもよい。また、図１４に示す変形例４のように、エンコーダ５は、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０に加えて、第４回転軸体１２０を更に備えていてもよい。また、エンコーダは、５つ以上の回転軸体を備えていてもよい。
【0085】
また、実施の形態に係るエンコーダ１及び変形例１に係るエンコーダ２では、第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０は、図４（Ａ）に示すように、第１回転軸体１０の中心軸Ａを通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ７に沿って一列に配置されている。しかしながら、これに限られない。第１回転軸体１０、第２回転軸体２０、及び第３回転軸体３０のうちの１つもしくは２つは、直線Ｌ７から外れて配置されていてもよい。例えば、図１５及び図１６に示す変形例５に係るエンコーダ６のように、第３回転軸体３０のみが、直線Ｌ７から外れて配置されていてもよい。この場合、直線Ｌ７と、第３回転軸体３０の中心軸Ａ－２及び第２回転軸体の中心軸の双方を通り、且つ、Ｙ軸方向に直交する直線Ｌ８とのなす角度θが小さくすることにより、エンコーダ６のサイズを小さくすることができる。
【0086】
具体的には、ＸＺ平面のＺ軸方向における第１回転軸体１０と第２回転軸体２０との重なる長さ（重なり量）Ｌ９を大きくすることができる。同様に、Ｚ軸方向における第２回転軸体２０と第３回転軸体３０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１０を大きくすることができる。重なる長さ（重なり量）Ｌ９、Ｌ１０を大きくすることができることにより、ＸＺ平面のＺ軸方向における第１回転軸体１０の＋Ｚ側の端部から第３回転軸体３０の－Ｚ側の端部までの長さＬ１１を小さくすることができる。
【0087】
また、ＸＺ平面のＸ軸方向における第２回転軸体２０と第１回転軸体１０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１２を大きくすることができる。同様に、Ｘ軸方向における第１回転軸体１０と第３回転軸体３０との重なる長さ（重なり量）Ｌ１３を大きくすることができる。重なる長さ（重なり量）Ｌ１２、Ｌ１３を大きくすることができることにより、ＸＺ平面のＸ軸方向における第２回転軸体２０の－Ｘ側の端部から第３回転軸体３０の＋Ｘ側の端部までの長さＬ１４を小さくすることができる。
【0088】
長さＬ１１、Ｌ１４を小さくすることができるため、結果として、エンコーダ６のサイズを小さくすることができる。
【0089】
また、実施の形態に係るエンコーダ１では、図４に示すように、第１永久磁石１１、第１回転軸体１０、及び第１軸受１２の－Ｙ側の各端面は略面一で構成されている。ただし、これに限られない。例えば、第１軸受１２及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部の少なくとも一方が、第１永久磁石１１の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。
【0090】
具体的には、例えば、図１７に示す変形例６に係るエンコーダ７のように、第１軸受１２の－Ｙ側の端部は、第１永久磁石１１及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。この構成により、第１永久磁石１１及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端部から窪むように形成される。
【0091】
エンコーダ７においては、第１永久磁石１１の磁束がセンサＳ２、Ｓ３の方に漏れ出るのを抑制することにより、磁気干渉抑制効果の更なる向上を図ることができる。
【0092】
また、図１８に示す変形例７に係るエンコーダ８のように、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１永久磁石１１の－Ｙ側の端部よりも－Ｙ側（センサＳ１側）に突出していてもよい。なお、エンコーダ８においては、第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２の－Ｙ側の端部は、略面一で構成されている。これらの構成により、第１永久磁石１１の－Ｙ側の端部は、第１軸受１２及び第１回転軸体１０の－Ｙ側の端部から窪むように形成される。
【0093】
エンコーダ８においては、第１永久磁石１１の磁束がセンサＳ２、Ｓ３の方に漏れ出るのを抑制することにより、磁気干渉抑制効果の更なる向上を図ることができる。
【0094】
なお、第２永久磁石２１、第２回転軸体２０、及び第２軸受２２－１の各端部の位置に関する関係、第３永久磁石３１、第３回転軸体３０、及び第３軸受３２－１の各端部の位置に関する関係についても同様である。したがって、エンコーダ７、８においては、第２永久磁石２１の磁束及び第３永久磁石３１の磁束が他のセンサの方に漏れ出るのを抑制することにより、即ち、磁気干渉抑制効果の更なる向上も図ることができる。
【0095】
また、実施の形態に係るアクチュエータ１００は、図１及び図２に示すように、スライドカバーＣが直線運動方向Ｄ１に移動するスライダタイプのアクチュエータである。しかしながら、これに限られない。アクチュエータ１００は、ロッドが直線運動方向Ｄ１に移動するロッドタイプのアクチュエータであってもよい。
【0096】
また、実施の形態に係るアクチュエータ１００は、ボールねじ７０を備える。そして、アクチュエータ１００は、ボールねじ７０のボールねじ軸７１とボールねじナット７２との螺合に基づいて、モータユニット６０の出力軸６１ａの回転運動を、移動体９０の直線運動に変換している。しかしながら、アクチュエータ１００の構造や形状は、これに限られない。例えば、アクチュエータ１００は、ボールねじ７０に代えて、出力軸６１ａの回転運動を移動体９０に伝達するタイミングベルト及びタイミングプーリを備えるものであってもよい。
【0097】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【0098】
１，１Ａ，２，３，４，５，６：エンコーダ
１０：第１回転軸体
１０－１：円柱状部材
１０－２：円筒状部材
１０ａ：第１歯車
１０ｂ：貫通孔
１１：第１永久磁石
１２：第１軸受
１２ａ：端面
２０：第２回転軸体
２０－１：円柱状部材
２０－２：円筒状部材
２０ａ：第２歯車
２０ｂ：貫通孔
２１：第２永久磁石
２２－１，２２－２：第２軸受
２２ａ：端面
３０：第３回転軸体
３０－１：円柱状部材
３０－２：円筒状部材
３０ａ：第３歯車
３０ｂ：貫通孔
３１：第３永久磁石
３２－１，３２－２：第３軸受
３２ａ：端面
４０：ケース
４１：第１ケース部分
４１ａ：貫通孔
４１ｂ：ネジ穴
４２：第２ケース部分
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ：貫通孔
４２ｄ：ネジ穴
４３：第３ケース部分
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ：貫通孔
４３ｄ：ネジ穴
４４，４５：留め具
５０：センサユニット
５１：基板
５２ａ：ＣＰＵ
５２ｂ：通信素子
５３：支持部材
５４：コネクタ
６０：モータユニット
６１：モータ本体（モータ）
６１ａ：出力軸（回転軸）
６２：モータケーシング
６３：第１カップリング
７０：ボールねじ
７１：ボールねじ軸
７１ａ：ボールねじ軸本体
７１ｂ，７１ｃ：端部
７２：ボールねじナット
７３：第２カップリング
８０：アクチュエータハウジング
８１：ベース
８２：ボールねじナット
８２Ｒ，８２Ｌ：サイドカバー
８２ａ：開口部分
８３：シート部材
８４：フロントブラケット
８４ａ：ベアリング
８５：リアブラケット
８５ａ：ベアリング
９０：移動体
９１：貫通孔
１００：アクチュエータ
１１０：磁気遮蔽部材
１２０：第４回転軸体
２００：コントローラ
Ｓ１：センサ（第１センサ）
Ｓ２：センサ（第２センサ）
Ｓ３：センサ（第３センサ）
Ｃ：スライドカバー
Ｄ１：直線運動方向
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４：長さ
Ｌ７，Ｌ８：直線
Ａ，Ａ－２：中心軸
Ｐ：同一面
θ：角度
１０：第１回転軸体
１０－１：円柱状部材
１０－２：円筒状部材
１０ａ：第１歯車
１０ｂ：貫通孔
１１：第１永久磁石
１２：第１軸受
１２ａ：端面
２０：第２回転軸体
２０－１：円柱状部材
２０－２：円筒状部材
２０ａ：第２歯車
２０ｂ：貫通孔
２１：第２永久磁石
２２－１，２２－２：第２軸受
２２ａ：端面
３０：第３回転軸体
３０－１：円柱状部材
３０－２：円筒状部材
３０ａ：第３歯車
３０ｂ：貫通孔
３１：第３永久磁石
３２－１，３２－２：第３軸受
３２ａ：端面
４０：ケース
４１：第１ケース部分
４１ａ：貫通孔
４１ｂ：ネジ穴
４２：第２ケース部分
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ：貫通孔
４２ｄ：ネジ穴
４３：第３ケース部分
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ：貫通孔
４３ｄ：ネジ穴
４４，４５：留め具
５０：センサユニット
５１：基板
５２ａ：ＣＰＵ
５２ｂ：通信素子
５３：支持部材
５４：コネクタ
６０：モータユニット
６１：モータ本体（モータ）
６１ａ：出力軸（回転軸）
６２：モータケーシング
６３：第１カップリング
７０：ボールねじ
７１：ボールねじ軸
７１ａ：ボールねじ軸本体
７１ｂ，７１ｃ：端部
７２：ボールねじナット
７３：第２カップリング
８０：アクチュエータハウジング
８１：ベース
８２：ボールねじナット
８２Ｒ，８２Ｌ：サイドカバー
８２ａ：開口部分
８３：シート部材
８４：フロントブラケット
８４ａ：ベアリング
８５：リアブラケット
８５ａ：ベアリング
９０：移動体
９１：貫通孔
１００：アクチュエータ
１１０：磁気遮蔽部材
１２０：第４回転軸体
２００：コントローラ
Ｓ１：センサ（第１センサ）
Ｓ２：センサ（第２センサ）
Ｓ３：センサ（第３センサ）
Ｃ：スライドカバー
Ｄ１：直線運動方向
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４：長さ
Ｌ７，Ｌ８：直線
Ａ，Ａ－２：中心軸
Ｐ：同一面
θ：角度
【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】
【図17】
【図18】