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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】P2024120744
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】産業機器用制御システム及びトルク検出装置
(51)【国際特許分類】
G01L 3/14 20060101AFI20240829BHJP
F16H 1/32 20060101ALI20240829BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
G01L3/14 A
F16H1/32 B
B25J13/08 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027760
(22)【出願日】2023-02-24
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和４年２月２４日 智頭電気株式会社へ販売 令和５年２月１０日 四国計測工業株式会社へ販売 令和５年２月１４日 東京工業大学へ販売 令和５年２月１５日 株式会社アイディエスへ販売 令和５年２月２０日 大和製衡株式会社へ販売 令和５年２月２２日 ライト電業株式会社へ販売 令和５年２月２２日 株式会社アールティへ販売
(71)【出願人】
【識別番号】501428545
【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ
(74)【代理人】
【識別番号】100125737
【弁理士】
【氏名又は名称】廣田 昭博
(72)【発明者】
【氏名】河村 友裕
【テーマコード（参考）】
3C707
3J027
【Ｆターム（参考）】
3C707AS06
3C707BS12
3C707CT05
3C707CV08
3C707CW08
3C707CX01
3C707CX03
3C707DS01
3C707HS27
3C707HT26
3C707KV01
3C707KV06
3C707KW05
3C707KX10
3C707MT04
3J027FA37
3J027FA43
3J027FB32
3J027GA01
3J027GB03
3J027GC07
3J027GC22
3J027GD04
3J027GD08
3J027GD12
3J027GE01
3J027GE14
(57)【要約】
【課題】波動歯車装置が搭載された産業機器において、回転リップルの抑制とノイズ耐性の向上とに寄与すること。
【解決手段】ロボットに搭載された波動歯車装置は、内歯が形成された剛性内歯歯車と、剛性内歯歯車の内側に配置され外歯が形成された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車の内側に設けられ、可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより外歯を内歯に部分的に噛み合わせるとともに剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有している。可撓性外歯歯車には、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃと第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃとが中心軸線を囲むように配列されている。第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃ１からの信号は検出器９６の合成部９６ａにて合成され、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃからの信号は検出器９７の合成部９７ａにて合成され、合成された両信号はロボットコントローラ４２にて比較される。
【選択図】 図６
【解決手段】ロボットに搭載された波動歯車装置は、内歯が形成された剛性内歯歯車と、剛性内歯歯車の内側に配置され外歯が形成された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車の内側に設けられ、可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより外歯を内歯に部分的に噛み合わせるとともに剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有している。可撓性外歯歯車には、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃと第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃとが中心軸線を囲むように配列されている。第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃ１からの信号は検出器９６の合成部９６ａにて合成され、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃからの信号は検出器９７の合成部９７ａにて合成され、合成された両信号はロボットコントローラ４２にて比較される。
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成された可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有する波動歯車装置と、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置とを備えた産業機器に適用され、前記トルク検出装置にて検出したトルクに応じて前記産業機器を制御する産業機器用制御システムであって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている産業機器用制御システム。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている産業機器用制御システム。
【請求項2】
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ仮想直線と、前記回動中心及び少なくとも何れかの前記第２歪みゲージを結ぶ仮想直線とのなす角が、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度の整数倍となるように配置されている請求項１に記載の産業機器用制御システム。
【請求項3】
前記波動歯車装置は、前記剛性カムが楕円形をなす２ローブ型の波動歯車装置であり、
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とした点対称の関係となるように配置されている請求項２に記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とした点対称の関係となるように配置されている請求項２に記載の産業機器用制御システム。
【請求項4】
内周面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成された可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有する波動歯車装置を備えた産業機器に適用され、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えているトルク検出装置。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えているトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、産業機器用制御システム及び産業機器に適用されるトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
工場等で用いられる産業用ロボット等の産業機器には、減速機として波動歯車装置が搭載されているものがある。波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、その内側に配置された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて剛性内歯歯車に部分的に噛み合わせるとともに噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（波動発生器）とで構成されている。近年では産業機器や作業者の保護等の観点から、例えば運転時にトルクを監視し、過度に大きなトルクが発生した場合には減速や停止等の制御を行うように構成されたものがあり、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、例えば可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号に基づいてトルクを検出するといった対応が講じられている。
【0003】
但し、可撓性外歯歯車においては波動歯車装置の構造上、剛性カムの回動によって伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージをからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化することとなる。このような出力信号の変化、すなわちトルク検出にて誤差の要因となる成分（所謂回転リップル）を抑制すべく、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成するといった技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平９－１８４７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、産業機器においては、駆動部へ駆動電力を供給するための電源線をノイズ源としたノイズ（高電圧サージノイズ）が信号線に印加される可能性がある。特に強電線である電源線と弱電線である信号線とが近接配置される場合にはそのような懸念が一層強くなる。また、工場においては産業機器が多数設置されることが多く、他の産業機器の電源線等がノイズ源になる可能性もある。上述の如く波動歯車装置に併設する歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。つまり、産業機器のノイズ耐性を向上させることが困難になると懸念される。
【0006】
このように、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、回転リップルを抑制しつつ、ノイズ耐性を向上させる上でトルク検出に係る構成に未だ改善の余地がある。
【0007】
本発明は、上記例示した課題等に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、波動歯車装置が搭載された産業機器において、回転リップルの抑制とノイズ耐性の向上とに寄与することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以下、上記課題を解決するための手段について記載する。
【0009】
第１の手段．内周面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成された可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有する波動歯車装置と、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置とを備えた産業機器に適用され、前記トルク検出装置にて検出したトルクに応じて前記産業機器を制御する産業機器用制御システムであって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている。
【0010】
本手段に示す波動歯車装置においては、剛性カムが回動することで、可撓性外歯歯車に伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化する信号となる。この点、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成する構成にすることは、トルク検出の誤差要因となる回転リップルを抑制する上で好ましい。ここで、産業機器においては、内蔵されている駆動部へ駆動電力を供給するための電源線や他の産業機器の電源線等をノイズ源としたノイズが信号線に印加される可能性がある。上述の如く歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。
【0011】
この点、本手段に示すように、複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成した第１信号と、複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成した第２信号とを比較すれば、第１歪みゲージからの出力信号及び第２歪みゲージからの出力信号の何れかにノイズが印加されることで、第１信号と第２信号とが大きく乖離する等して第１信号と第２信号との関係が崩れることとなる。つまり、第１信号と第２信号との比較によって少なくとも何れかの出力信号にノイズが印加された旨を把握できる。これは、ノイズに起因した誤動作を抑制する上で好ましい。以上の通り、本手段に示す構成によれば、回転リップルの抑制とノイズ耐性の強化とに寄与できる。
【0012】
第２の手段．内周面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成された可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カムとを有する波動歯車装置を備えた産業機器に適用され、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージと複数の第２歪みゲージとで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部と
を備えている。
【0013】
本手段に示すトルク検出装置によれば、出力信号にノイズが印加された場合には、第１信号と第２信号との比較によって当該ノイズを把握可能となり、回転リップルの抑制とノイズ耐性の強化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１の実施形態におけるロボットシステムを示す概略図。
【図2】ロボットシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図3】波動歯車装置の平面図。
【図5】（ａ）可撓性外歯歯車の平面図、（ｂ１）第１歪みゲージの位置関係を示す概略図、（ｂ２）第２歪みゲージの位置関係を示す概略図。
【図6】トルク検出に係る電気的構成を示す概略図。
【図7】各検出信号の波形と合成した波形とを示す概略図。
【図8】比較結果を例示した概略図。
【図9】（a）第２の実施形態における歪みゲージの配置を示す概略図、（ｂ１），（ｂ２）合成した波形を示す概略図。
【図10】（a）第３の実施形態における歪みゲージの配置を示す概略図、（ｂ１），（ｂ２）合成した波形を示す概略図。
【図11】（a）第４の実施形態における歪みゲージの配置を示す概略図、（ｂ１），（ｂ２）合成した波形を示す概略図。
【図12】（ａ）第5の実施形態における第１信号と第２信号との相関を示す概略図、（ｂ）判定基準テーブルを示す概略図。
【図13】（a）第６の実施形態における歪みゲージの配置を示す可撓性外歯歯車の平面図、（ｂ１）第１歪みゲージの位置関係を示す概略図、（ｂ２）第２歪みゲージの位置関係を示す概略図。
【図14】変形例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0015】
＜第１の実施形態＞
以下、工場の製造ライン等にて人と協働で作業に従事する垂直多関節型の産業用ロボット（ロボット１５という）を備えるロボットシステムに具現化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
以下、工場の製造ライン等にて人と協働で作業に従事する垂直多関節型の産業用ロボット（ロボット１５という）を備えるロボットシステムに具現化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0016】
図１に示すように、ロボット１５の本体部（ロボット本体２１）は、台座等に固定されるベース部２２と、当該ベース部２２により支持されているショルダ部２３と、ショルダ部２３により支持されている下アーム部２４と、下アーム部２４により支持されている第１上アーム部２５と、第１上アーム部２５により支持されている第２上アーム部２６と、第２上アーム部２６により支持されている手首部２７と、手首部２７により支持されているフランジ部２８とを有している。
【0017】
ベース部２２及びショルダ部２３には、それらベース部２２及びショルダ部２３を連結する第１関節部が形成されており、ショルダ部２３は第１関節部の連結軸（第１軸ＡＸ１）を中心として水平方向に回動可能となっている。ショルダ部２３及び下アーム部２４には、それらショルダ部２３及び下アーム部２４を連結する第２関節部が形成されており、下アーム部２４は第２関節部の連結軸（第２軸ＡＸ２）を中心として上下方向に回動可能となっている。下アーム部２４及び第１上アーム部２５には、それら下アーム部２４及び第１上アーム部２５を連結する第３関節部が形成されており、第１上アーム部２５は第３関節部の連結軸（第３軸ＡＸ３）を中心として上下方向に回動可能となっている。第１上アーム部２５及び第２上アーム部２６には、それら第１上アーム部２５及び第２上アーム部２６を連結する第４関節部が形成されており、第２上アーム部２６は第４関節部の連結軸（第４軸ＡＸ４）を中心として捻り方向に回動可能となっている。第２上アーム部２６及び手首部２７には、それら第２上アーム部２６及び手首部２７を連結する第５関節部が形成されており、手首部２７は第５関節部の連結軸（第５軸ＡＸ５）を中心として上下方向に回動可能となっている。手首部２７及びフランジ部２８には、それら手首部２７及びフランジ部２８を連結する第６関節部が形成されており、フランジ部２８は第６関節部の連結軸（第６軸ＡＸ６）を中心として捻り方向に回動可能となっている。
【0018】
各関節部には、関節部を回動させる電動式アクチュエータとしてのサーボモータ３１と、サーボモータ３１に発生する動力を伝達する伝達機構（後述する波動歯車装置を含む）と、各サーボモータ３１に付属のロータリエンコーダ３２とが配設されており、サーボモータ３１及びロータリエンコーダ３２はロボットコントローラ４２に接続されている（図２参照）。
【0019】
ショルダ部２３、下アーム部２４、第１上アーム部２５、第２上アーム部２６、手首部２７、フランジ部２８は、一連となるように配列されることでロボット本体２１におけるアームを構成しており、当該アームの先端部であるフランジ部２８にはエンドエフェクタ２９が取り付けられている。このエンドエフェクタ２９をハンドタイプとすることによりワーク等を把持可能となる。
【0020】
ここで、図２を参照して、ロボットシステム１０の電気的構成について補足説明する。ロボット本体２１に付属の上記ロボットコントローラ４２には、サーボモータ３１等の駆動制御等を行う制御部５１と、サーボモータ３１、ロータリエンコーダ３２及び上位コントローラ４１（例えばティーチングペンダントやＰＣ）等について信号の入出力を担う入出力部５２とが設けられている。制御部５１は、上位コントローラ４１から作業用の動作指示を受けて動作目標位置を特定する。そして、当該動作目標位置と、ロータリエンコーダ３２から取得したポジションデータ、すなわちサーボモータ３１の回転角度（回転位置）を示すエンコーダ値とに基づいてサーボモータ３１の駆動制御を行う。
【0021】
また、ロボット１５の各関節部には上記伝達機構を構成する波動歯車装置３５（減速機）が配設されている。波動歯車装置３５には関節部に発生するトルクを検出可能なトルク検出センサ３６が併設されており、トルク検出センサ３６についてもロボットコントローラ４２に接続されている。ロボットコントローラ４２はトルク検出センサ３６からの信号（検出したトルク）に応じてロボットを減速させたり、停止（防護停止を含む）させたりする。
【0022】
本実施形態では、トルク検出に係る構成が工夫されていることを特徴の１としている。以下、図３及び図４を参照して波動歯車装置３５について説明し、その後、当該工夫について説明する。図３は波動歯車装置３５の平面図、図４は図３のＡ－Ａ線断面図である。
【0023】
図３に示すように、波動歯車装置３５は、内周面に内歯６１が形成された円環状の剛性内歯歯車６０（所謂サーキュラスプライン）を備えている。この剛性内歯歯車６０には、相手部材（例えばアーム部２５のフレーム）への固定用のボルトが挿通される挿通孔６２及び位置決めピン等が挿通される位置決め孔６３が複数形成されている。
【0024】
図４に示すように、剛性内歯歯車６０の内側には、ばね鋼を用いて形成された可撓性外歯歯車７０（所謂フレックススプライン）が配置されている。可撓性外歯歯車７０は、薄肉の円筒状に形成された歯車主部７１と、この歯車主部７１の一端部に形成されたフランジ部７２（所謂ダイヤフラム）とを有してなり、所謂シルクハット型となっている。歯車主部７１の外周面において他端部寄りとなる部分には、剛性内歯歯車６０の内歯６１に噛み合う外歯７３が形成されている。
【0025】
フランジ部７２は、歯車主部７１の上記一端部から放射方向に突出しており、歯車主部７１と同軸となる円板状をなしている。フランジ部７２の板厚は、基端側では相対的に小さく且つ先端側では相対的に大きくなっている。フランジ部７２において先端側となる肉厚部７６には相手部材（例えばアーム部２６のフレーム）への固定用のボルトが挿通されるボルト孔７７及び位置決めピンが挿通される位置決め孔７８が複数個形成されており、基端側となる薄肉部７５の一方の板面（詳しくは歯車主部７１側とは反対の板面）は後述する歪みゲージ９１，９２の貼り付け及びそれら歪みゲージ９１，９２に接続されるリード線を固定する固定具（図示略）の取り付けのための領域となっている。
【0026】
歯車主部７１の内部、具体的には外歯７３が形成されている箇所には波動発生器８０が嵌め込まれている。波動発生器８０は、外周部分が可撓性外歯歯車７０（歯車主部７１）の内周面に対向する円環状のウェーブベアリング８１と、ウェーブベアリング８１の内部に収容されている楕円形の剛性カム８５とを有してなり、ウェーブベアリング８１が剛性カム８５の外形に合わせて変形することで全体として楕円形をなしている。
【0027】
具体的には、ウェーブベアリング８１は、歯車主部７１の内周面に当接する外輪８２と、剛性カム８５に固定された内輪８３と、外輪８２及び内輪８３の間に配列された複数のボール８４とからなる。剛性カム８５の中央部分には、サーボモータ３１の軸部（入力軸）を連結するための連結部８７が形成されている。サーボモータ３１の軸部に追従して剛性カム８５が内輪８３と一緒に回動することにより、外輪８２がボール８４を介して弾性変形し、外輪８２に当接している可撓性外歯歯車７０についても当該外輪８２に追従するようにして弾性変形する。
【0028】
可撓性外歯歯車７０の外歯７３のうち、楕円形となった波動発生器８０の長軸両端（長径方向両端部の２箇所）に位置しているものが、剛性内歯歯車６０の内歯６１に部分的に噛み合っている。そして、波動発生器８０が回転すると、外歯７３の内歯６１に対する噛み合い位置が円周方向にシフトする。外歯７３の枚数は、内歯６１の枚数よりも例えば２枚少なく設定されているため、可撓性外歯歯車７０と剛性内歯歯車６０との間に相対的な回転が生じる。このため、例えば剛性内歯歯車６０を固定しておくことにより、可撓性外歯歯車７０が出力部となって当該可撓性外歯歯車７０から減速回転出力を取り出すことができる。
【0029】
本実施形態においては、剛性内歯歯車６０、可撓性外歯歯車７０、波動発生器８０（剛性カム８５）が同軸となっており、何れも中心軸線ＣＬを中心に回動する。
【0030】
波動歯車装置３５が回転駆動されると、当該波動歯車装置３５にトルクが発生する。発生したトルクは、剛性内歯歯車６０に付属の上記トルク検出センサ３６によって検出される。ここで、図５（ａ）及び図６を参照して、トルク検出センサ３６について説明する。図５（ａ）は可撓性外歯歯車７０の平面図、図６はトルク検出に係る電気的構成を示すブロック図である。
【0031】
図５（a）に示すように、トルク検出センサ３６は、中心軸線ＣＬを中心とした仮想円ＦＣ上に並ぶように配列された複数の第１歪みゲージ９１及び複数の第２歪みゲージ９２を有してなる。本実施形態では、第１歪みゲージ９１の数及び第２歪みゲージ９２の数は何れも３つとなっており、中心軸線ＣＬは計６つの歪みゲージ９１，９２によって囲まれている。
【0032】
第１歪みゲージ９１は線状をなす２つの素子片９３ａ，９３ｂを互いに直交するようにして積層した積層型となっており、第２歪みゲージ９２についても線状をなす２つの素子片９４ａ，９４ｂを互いに直交するようにして積層した積層型となっている。また、素子片９３ａ，９３ｂ及び素子片９４ａ，９４ｂについては、何れも全長（ゲージ長さ）や全幅（ゲージ幅）等の各種仕様が共通となっている。そして、中心軸線ＣＬに対する各素子片９３ａ，９４ａの配置角度については統一されており、中心軸線ＣＬに対する各素子片９３ｂ，９４ｂの配置角度についても統一されている。
【0033】
図６に示すように、各第１歪みゲージ９１はリード線を介して第１検出器９６に各々接続されている。第１検出器９６には、抵抗値の微小変化の検出に適した電気回路であるブリッジ回路部９６ａ（例えばホイートストンブリッジ）と、ブリッジ回路部９６ａにて検出した各信号を増幅するアンプ部９６ｂとが各々設けられている。また、第１検出器９６にはアンプ部９６ｂにて増幅された全て（３つ）の信号を合成する合成部９６ｃが設けられており、当該合成部９６ｃにて合成された検出信号である第１信号（合成結果）はロボットコントローラ４２の入出力部５２へ出力される。
【0034】
各第２歪みゲージ９２はリード線を介して第２検出器９７に各々接続されている。第２検出器９７にも、第１検出器９６と同様に、抵抗値の微小変化の検出に適した電気回路であるブリッジ回路部９７ａ（例えばホイートストンブリッジ）と、ブリッジ回路部９７ａにて検出した各信号を増幅するアンプ部９７ｂとが各々設けられている。また、第２検出器９７にはアンプ部９７ｂにて増幅された全て（３つ）の信号を合成する合成部９７ｃが設けられており、当該合成部９６ｃにて合成された検出信号である第２信号（合成結果）はロボットコントローラ４２の入出力部５２へ出力される。
【0035】
本実施形態に示す合成部９７ｃにおいては、３つの検出信号を足し合わせることによりそれら検出信号を「合成」している。詳細については後述するが、ロボットコントローラ４２では、入力された第１信号及び第２信号に基づいてノイズ等の異常を検出し、第１信号に基づいて防護停止等の要否を判定する。
【0036】
ここで、検出信号を合成する技術的意義について説明する。図３に示したように、本実施形態に示す波動発生器８０は、剛性カム８５が楕円形となっており、ギアの噛み合いが中心軸線ＣＬを中心とした回動方向において異なる２カ所で発生する２ローブ型となっている。具体的には、中心軸線ＣＬを挟んだ両側にてギアが噛み合う構成、すなわち中心軸線ＣＬを中心とした回転方向においておよそ１８０°間隔で噛み合いが発生する構成となっている。
【0037】
可撓性外歯歯車７０は、波動発生器８０によって楕円形に撓められ、波動発生器８０の回転に伴って当該可撓性外歯歯車７０の各部分については中心軸線ＣＬと直交する方向（中心軸線ＣＬに対して近づく側及び遠ざかる側）における強制的な変形が繰り返されることとなる。よって、可撓性外歯歯車７０には伝達トルクとは無関係な周期的な歪みが発生する。具体的には、可撓性外歯歯車７０の各部分は、波動発生器８０が１回転する毎に中心軸線ＣＬと直交する方向にて一定のストロークで２往復する。このため、伝達トルクとは関係のない歪みは、波動発生器８０の１回転につき２周期を基本とする正弦波状の波形として各歪みゲージの検出信号に現出することとなる（図７参照）。以下、波動発生器８０の回転に伴って伝達トルクとは無関係に可撓性外歯歯車７０に発生する周期的な歪み成分を「回転リップル」という。
【0038】
本実施形態では、３つの第１歪みゲージ９１によって歪みゲージ群である第１グループＧ１が構成されており、３つの第２歪みゲージ９２によって歪みゲージ群である第２グループＧ２が構成されている。以下の説明では、それら３つの第１歪みゲージ９１を、「第１歪みゲージ９１Ａ」、「第１歪みゲージ９１Ｂ」、「第１歪みゲージ９１Ｃ」、３つの第２歪みゲージ９２を、「第２歪みゲージ９２Ａ」、「第２歪みゲージ９２Ｂ」、「第２歪みゲージ９２Ｃ」とも称する。
【0039】
図５（ｂ１）に示すように、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃは、中心軸線ＣＬを中心とする仮想円ＦＣ上に位置しており、当該中心軸線ＣＬを中心とした可撓性外歯歯車７０の回動方向（周方向）にて等間隔となるようにして配列されている。すなわち、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃは、中心軸線ＣＬを中心として１２０°間隔となるように配置されている。言い換えれば、中心軸線ＣＬにおいて第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃと同一平面上に位置する部分（中心点ＣＰ）及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと、中心点ＣＰと第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂとのなす角＝１２０°、仮想直線Ｌ１Ｂと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｃとのなす角＝１２０°、仮想直線Ｌ１Ｃと仮想直線Ｌ１Ａとのなす角＝１２０°となるように配置されており、何れのなす角についても、上記正弦波の１周期（１８０°）の整数倍とは一致しない構成となっている。
【0040】
上述の如く配置された３つの第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃの検出信号については、位相が異なるもののそれら検出信号の振幅及び周期については同様となる。これら３つの検出信号を合成することにより、上述した回転リップルを抑制することができる（図７（ａ）参照）。具体的には、第１信号の振幅については剛性カム８５の回動角度をαとすると「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋１２０×２）＋ｓｉｎ（α－１２０×２）＋β」の値に比例し、ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＝０となるため、理論上は回転リップルがキャンセルされる。つまり、合成された信号である第１信号の波形（合成結果）は、理論上はフラットな波形となる。
【0041】
なお、アンプ部９６ｂによる各検出信号の増幅率については、上記回転リップルを抑制することができるのであれば任意であり、例えば共通としてもよいし、個体差等に配慮して増幅率を個別に設定可能としてもよい。
【0042】
図５（ｂ２）に示すように、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃは、中心軸線ＣＬを中心とする仮想円ＦＣ上に位置しており、当該中心軸線ＣＬを中心とした可撓性外歯歯車７０の回動方向（周方向）にて等間隔となるようにして配列されている。すなわち、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃは、中心軸線ＣＬを中心として１２０°間隔となるように配置されている。言い換えれば、中心軸線ＣＬにおいて第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃと同一平面上に位置する部分（中心点ＣＰ）及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａと、中心点ＣＰと第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角＝１２０°、仮想直線Ｌ２Ｂと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角＝１２０°、仮想直線Ｌ２Ｃと仮想直線Ｌ２Ａとのなす角＝１２０°となるように配置されており、それらなす角については、上記正弦波の１周期（１８０°）の整数倍と一致しない構成となっている。
【0043】
上述の如く配置された３つの第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃの検出信号については、位相が異なるもののそれら検出信号の振幅及び周期については同様となる。これら３つの検出信号を合成することにより、上述した回転リップルを抑制することができる（図７（ｂ）参照）。具体的には、第２信号の振幅については剛性カム８５の回動角度をαとすると「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋１２０×２）＋ｓｉｎ（α－１２０×２）＋β」の値に比例し、ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＝０となるため、理論上は回転リップルがキャンセルされる。つまり、合成された信号である第２信号の値は一定となり、理論上はフラットな波形となる。
【0044】
なお、アンプ部９７ｂによる各検出信号の増幅率については、上記回転リップルを抑制することができるのであれば任意であり、例えば共通としてもよいし、個体差等に配慮して増幅率を個別に設定可能としてもよい。
【0045】
次に、再び図５（ａ）を参照して、第１歪みゲージ９１と、第２歪みゲージ９２との位置関係について補足説明する。
【0046】
第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２は、上記仮想円ＦＣ上に交互となるようにして配置されている。つまり、第１歪みゲージ９１の両隣は第２歪みゲージ９２となり、第２歪みゲージ９２の両隣は第１歪みゲージ９１となるように配置されている。第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とは、中心軸線ＣＬを中心として点対称の関係となっている。言い換えれば、フランジ部７２において第１歪みゲージ９１が配設されている配設領域を中心軸線ＣＬを中心に１８０°ずらした場合に、それら配設領域がフランジ部７２において第２歪みゲージ９２が配設されている配設領域と一致する構成となっている。
【0047】
より具体的には、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａのなす角、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂのなす角、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｃと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｃのなす角は、何れも１８０°となっており、３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。
【0048】
以上詳述した配置とすることで、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃからの検出信号を合成した第１信号の波形と、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃからの検出信号を合成した第２信号の波形とを揃えることが可能となっている（図７参照）。これら第１信号及び第２信号は、何れもロボットコントローラ４２の入出力部５２に入力される。そして、入出力部５２においては、これら第１信号及び第２信号を比較して、ノイズの有無等を確認する。
【0049】
具体的には、第１信号の値と第２信号の値との差が予め設定されている判定基準値（第１判定基準値）を超えているか否かを判定する。第１信号の値と第２信号の値との差が第１判定基準値を超えていない場合には、ノイズが発生していないものとして第１信号の値をそのまま制御部５１へ出力する（図８（ａ）参照）。制御部５１では、この第１信号の値に基づいて発生しているトルクを把握し、このトルクがロボット１５の防護停止に対応した大きさとなっている場合には防護停止の処理を行い、ロボット１５の減速に対応した大きさとなっている場合には減速の処理を行う。
【0050】
ここで、第１信号の値と第２信号の値との差が予め設定されている第１判定基準値を超えていない場合であっても、当該第１判定基準値よりも小さい第２判定基準値を超えている場合には、故障判定用の処理を行う。具体的には、第２判定基準値を超える事象が連続した回数を特定し、その回数が規定回数を超えた場合には、何れかの歪みゲージに故障が発生している可能性がある旨をユーザに報知する処理を行う。
【0051】
第１信号の値と第２信号の値との差が第１判定基準値を超えている場合には、ノイズが発生している可能性があるため、第１判定基準値を超えていない直近の第１信号の値を制御部５１へ出力する。制御部５１では、この値に基づいて発生しているトルクを把握し、このトルクが閾値を上回っている場合には防護停止等の処理を行う。
【0052】
なお、第１信号の値と第２信号の値との差が第１判定基準値を超えている場合には、制御部５１への値の出力を行わない構成としたり、第１信号及び第２信号のうち前回の値からの変動が小さい一方の値を制御部５１に出力する構成としたりすることも可能である。
【0053】
以上詳述した第１の実施形態によれば、以下の優れた効果が期待できる。
【0054】
本実施形態に示した波動歯車装置３５においては、剛性カム８５が回動することで、可撓性外歯歯車７０に伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車７０に取り付けた歪みゲージ９１，９２からの出力信号は、剛性カム８５の回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化する信号となる。この点、複数の歪みゲージを併用し、歪みゲージからの検出信号を合成する構成にすることは、トルク検出の誤差要因となる回転リップルを抑制する上で好ましい。ここで、ロボット１５においては、内蔵されているサーボモータ３１へ駆動電力を供給するための電源線や他の産業機器の電源線等をノイズ源としたノイズが信号線に印加される可能性がある。上述の如く歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。
【0055】
この点、本実施形態に示したように、複数の第１歪みゲージ９１からの検出信号を合成した第１信号と、複数の第２歪みゲージ９２からの検出信号を合成した第２信号とを比較すれば、第１歪みゲージ９１からの検出信号及び第２歪みゲージ９２からの検出信号の何れかにノイズが印加されることで、第１信号と第２信号とが大きく乖離する等して第１信号と第２信号との関係が崩れることとなる。つまり、第１信号と第２信号との比較によって少なくとも何れかの検出信号にノイズが印加された旨を把握できる。これは、ノイズに起因した誤動作を抑制する上で好ましい。以上の通り、本実施形態に示した構成によれば、回転リップルの抑制とノイズ耐性の強化とに寄与できる。
【0056】
本実施形態に示す波動歯車装置３５は２ローブ型となっており、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２は、中心軸線ＣＬに対して点対称の位置関係となるように配置されている。このような構成とすれば、合成された第１信号の波形と第２信号の波形との差違を小さくすることができる。つまり、比較を行うタイミングによって第１信号と第２信号との差が大きく変動することを抑制できる。これは、第１信号と第２信号との簡易な比較を実現し、ノイズ等の確認に係る構成の簡素化を図る上で好ましい。
【0057】
第１信号と第２信号との比較結果が第１判定基準を超えていない場合、すなわちノイズが印加されていないと想定される場合には、第１信号に基づいて波動歯車装置３５に生じるトルクを検出し、検出した当該トルクに応じて防護停止や減速等の判定が実行される。第１信号と第２信号との比較後は、第１信号をそのままトルク検出に用いる構成とすることにより、検出したトルクに応じた制御（産業機器の減速や停止）が実行されるまでの期間の間延びを抑制できる。
【0058】
合成の対象となる検出信号の数を増すことは、回転リップルを抑制する上で有利である。但し、検出信号を合成する際には、合成によってノイズ等の局所的な変化が埋没することは、例えば劣化等に伴う異常の兆候の早期発見を図る上で好ましくない。例えば合成によって局所的な変化が減縮されることは、当該変化を見極める上で妨げになる。この点、本実施形態に示したように出力信号を足し合わせることで第１信号及び第２信号を生成することは、異常の兆候の早期発見を図る上で好ましい。
【0059】
各歪みゲージ９１，９２の取付対象をフランジ部７２とし且つ中心軸線ＣＬからそれら歪みゲージ９１，９２までの距離を同一とすれば、歪みゲージ９１，９２の配置箇所によって歪みの表れ方に差が生じることを抑制できる。これは、第１信号の波形と第２信号との波形を揃える上で好ましい。
【0060】
第１歪みゲージ９１は円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、第２歪みゲージ９２についても円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている。上述したように第１信号と第２信号とを比較する構成においては、両信号が何れも値が一定又は略一定となることで、比較のタイミングによって第１信号の波形と第２信号の波形との差違が大きく変動することを抑制できる。これは、比較時の判定基準の統一等によって簡易な比較処理を実現する上で好ましい。
【0061】
円周方向に第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とを交互に配置することは、各歪みゲージ９１，９２の配置の偏りを抑えつつ、上記点対称の位置関係を実現する上で好ましい。
【0062】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１歪みゲージ９１からの検出信号を合成した第１信号と、第２歪みゲージ９２からの検出信号を合成した第２信号とを比較する構成となっている点では第１の実施形態と同様であるものの、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１の数及びそれら第１歪みゲージ９１の位置関係、第２グループＧ２を構成している第２歪みゲージ９２の数及びそれら第２歪みゲージ９２の位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図９を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ１３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態では、第１歪みゲージ９１からの検出信号を合成した第１信号と、第２歪みゲージ９２からの検出信号を合成した第２信号とを比較する構成となっている点では第１の実施形態と同様であるものの、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１の数及びそれら第１歪みゲージ９１の位置関係、第２グループＧ２を構成している第２歪みゲージ９２の数及びそれら第２歪みゲージ９２の位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図９を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ１３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0063】
図９（ａ）に示すように、第１グループＧ１は第１歪みゲージ９１Ａ及び第１歪みゲージ９１Ｂの２つで構成されている。第１歪みゲージ９１Ａ及び第１歪みゲージ９１Ｂは、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂとのなす角が９０°となるように配置されている。
【0064】
また、第２グループＧ２は第２歪みゲージ９２Ａ及び第２歪みゲージ９２Ｂの２つで構成されている。第２歪みゲージ９２Ａ及び第２歪みゲージ９２Ｂは、中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角が９０°となるように配置されている。
【0065】
本実施形態においても第１の実施形態と同様に波動歯車装置３５が２ローブ型となっているため、第１歪みゲージ９１Ａからの検出信号と第１歪みゲージ９１Ｂからの検出信号とは逆位相となり、第２歪みゲージ９２Ａからの検出信号と第２歪みゲージ９２Ｂからの検出信号とは逆位相となる。第１歪みゲージ９１Ａ，９１Ｂの配置に偏りがあるため、回転リップルについては一部残存することになるものの両検出信号を合成した第１信号の値は略一定となり、当該第１信号の波形はほぼフラットとなる（図９（ｂ１）参照）。同様に、第２歪みゲージ９２Ａ，９２Ｂの配置に偏りがあるため、回転リップルについては一部残存することになるものの両検出信号を合成した第２信号の値は略一定となり、当該第２信号の波形はほぼフラットとなる（図９（ｂ２）参照）。
【0066】
ここで、仮想直線Ｌ１Ａと仮想直線Ｌ２Ａとのなす角は、１８０°となっており、３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。同様に、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角についても１８０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。つまり、中心軸線ＣＬを中心として周方向に第１歪みゲージ９１の配置エリアを１８０°ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと一致する（重なる）ように配置されている。
【0067】
以上詳述した配置とすれば、第１の実施形態と同様に、合成結果である第１信号及び第２信号の各波形については理論的に一致することとなる。第１信号と第２信号との比較によってノイズの混入等を把握できるため、制御部５１へ出力する信号を当該比較結果に基づいて決定することにより、当該ノイズ等に起因した誤動作の発生を抑制できる。
【0068】
なお、上記配置によって２つの検出信号を合成する場合には、１周期内の回転リップル（短期的な回転リップル）を抑制できるものの、複数周期（例えば１回転：２周期）に跨って発生するような回転リップル（長期的な回転リップル）については抑制が困難になり得る。故に、この種の長期的な回転リップルの除去する場合には、第１の実施形態に示したように、各グループについて歪みゲージ（３個以上）を等間隔（等角度）となるようにして配置するとよい。
【0069】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とが中心軸線ＣＬを中心として点対称の関係となるように配置されている点では第１の実施形態と同様であるものの、第１歪みゲージ９１同士の位置関係、第２歪みゲージ９２同士の位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図１０を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ２３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
本実施形態では、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とが中心軸線ＣＬを中心として点対称の関係となるように配置されている点では第１の実施形態と同様であるものの、第１歪みゲージ９１同士の位置関係、第２歪みゲージ９２同士の位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図１０を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ２３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0070】
図１０（ａ）に示すように、第１歪みゲージ９１の数及び第２歪みゲージ９２の数は第１の実施形態と同様に何れも３つとなっているものの、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２は周方向に交互ではなく、グループ毎に区間を分けて配置されている。
【0071】
第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃは、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂとのなす角が５０°、仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｃとのなす角が５０°、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ１Ｃとのなす角が２６０°となるように配置されている。また、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃは、中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角が５０°、仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角が５０°、仮想直線Ｌ２Ｂと仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角が２６０°となるように配置されている。
【0072】
第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃからの検出信号を合成することで回転リップルがある程度抑制される。但し、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃについては中心軸線ＣＬの周りに均等に配置されているわけではなく、第１信号の振幅については剛性カム８５の回動角度をαとすると「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋５０×２）＋ｓｉｎ（α－５０×２）＋β」の値に比例する。つまり、回転リップルが一部残存し、第１信号についてはある程度の振幅を有する正弦波となる（図１０（ｂ１）参照）。
【0073】
同様に、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃからの検出信号を合成することで回転リップルがある程度抑制される。但し、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃについても中心軸線ＣＬの周りに均等に配置されているわけではなく、第２信号の振幅についても「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋５０×２）＋ｓｉｎ（α－５０×２）＋β」の値に比例する。つまり、回転リップルが一部残存し、第１信号についてはある程度の振幅を有する正弦波となる（図１０（ｂ２）参照）。
【0074】
ここで、仮想直線Ｌ１Ａと仮想直線Ｌ２Ａとのなす角は１８０°となっており、３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。同様に、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角についても１８０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。また、仮想直線Ｌ１Ｃと仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角についても１８０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致している。つまり、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２については、中心軸線ＣＬを中心とする点対称の関係となっている。言い換えれば、中心軸線ＣＬを中心として第１歪みゲージ９１の配置エリアを１８０°ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと一致する（重なる）ように配置されている。
【0075】
このような配置とすれば、第１の実施形態と同様に、合成結果である第１信号及び第２信号の各波形については理論的に一致することとなる。第１信号と第２信号との比較によってノイズの混入等を把握できるため、当該ノイズ等に起因した誤動作の発生を抑制できる。
【0076】
＜第４の実施形態＞
上記第１及び第２の実施形態では、２ローブ型の波動歯車装置３５に対応させて第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２を中心軸線ＣＬを中心とする点対称の位置関係となるように配置した。本実施形態に示す波動歯車装置３３５については剛性カム３８５が略三角形をなす３ローブ型となっており、このようなローブ数の違いに合わせて第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２の配置が変更されている。以下、図１１を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ３３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
上記第１及び第２の実施形態では、２ローブ型の波動歯車装置３５に対応させて第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２を中心軸線ＣＬを中心とする点対称の位置関係となるように配置した。本実施形態に示す波動歯車装置３３５については剛性カム３８５が略三角形をなす３ローブ型となっており、このようなローブ数の違いに合わせて第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２の配置が変更されている。以下、図１１を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ３３６を第１の実施形態に示したトルク検出センサ３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0077】
図１１（ａ）に示すように、第１グループＧ１は第１歪みゲージ９１Ａ及び第１歪みゲージ９１Ｂの２つで構成されている。第１歪みゲージ９１Ａ及び第１歪みゲージ９１Ｂは、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂとのなす角が６０°となるように配置されている。
【0078】
また、第２グループＧ２は第２歪みゲージ９２Ａ及び第２歪みゲージ９２Ｂの２つで構成されている。第２歪みゲージ９２Ａ及び第２歪みゲージ９２Ｂは、中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角が６０°となるように配置されている。
【0079】
本実施形態においては波動歯車装置３５が３ローブ型となっているため、歪みが発生する周期は１周期＝３６０°／３＝１２０°となる。このため、第１歪みゲージ９１Ａからの検出信号と第１歪みゲージ９１Ｂからの検出信号とは逆位相となり、第２歪みゲージ９２Ａからの検出信号と第２歪みゲージ９２Ｂからの検出信号とは逆位相となる。第１歪みゲージ９１Ａ，９１Ｂの配置に偏りがあるため、回転リップルについては一部残存することになるものの両検出信号を合成した第１信号の値は略一定となり、当該第１信号の波形はほぼフラットとなる（図１１（ｂ１）参照）。同様に、第２歪みゲージ９２Ａ，９２Ｂの配置に偏りがあるため、回転リップルについては一部残存することになるものの両検出信号を合成した第２信号の値は略一定となり、当該第２信号の波形はほぼフラットとなる（図１１（ｂ２）参照）。
【0080】
仮想直線Ｌ１Ａと仮想直線Ｌ２Ａとのなす角は、１２０°となっており、３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１２０°）の整数倍と一致している。同様に、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角についても１２０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１２０°）の整数倍と一致している。つまり、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２については、中心軸線ＣＬを中心とする点対称の関係となっている。言い換えれば、中心軸線ＣＬを中心として第１歪みゲージ９１の配置エリアを１２０°ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと一致する（重なる）ように配置されている。
【0081】
このような配置とすれば、第１の実施形態と同様に、合成結果である第１信号及び第２信号の各波形については理論的に一致することとなる。第１信号と第２信号との比較によってノイズの混入等を把握できるため、当該ノイズ等に起因した誤動作の発生を抑制できる。
【0082】
＜第５の実施形態＞
上記第１の実施形態等では、第１信号の波形と第２信号の波形とを揃えることにより、両信号の比較を簡素化した。これに対して、本実施形態では、可撓性外歯歯車７０のフランジ部７２における各歪みゲージ９１，９２の配置自由度を向上させる上で、第１信号の波形と第２信号の波形との位相ずれを許容する工夫がなされていることを特徴の１つとしている。以下、図１２を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ４３６を第３の実施形態に示したトルク検出センサ２３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第３の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
上記第１の実施形態等では、第１信号の波形と第２信号の波形とを揃えることにより、両信号の比較を簡素化した。これに対して、本実施形態では、可撓性外歯歯車７０のフランジ部７２における各歪みゲージ９１，９２の配置自由度を向上させる上で、第１信号の波形と第２信号の波形との位相ずれを許容する工夫がなされていることを特徴の１つとしている。以下、図１２を参照して、本実施形態におけるトルク検出センサ４３６を第３の実施形態に示したトルク検出センサ２３６との相違点を中心に説明する。なお、波動歯車装置３５等の第３の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0083】
先ず、本実施形態では、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２が各々３つで構成されているものの、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とは中心軸線ＣＬを中心とする点対称の位置関係とはなっていない。具体的には、図１０に示した仮想直線Ｌ１Ａと仮想直線Ｌ２Ａとのなす角は例えば１５０°となっており、３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。同様に、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角についても１５０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。また、仮想直線Ｌ１Ｃと仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角についても１５０°となっており、１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。つまり、中心軸線ＣＬを中心として第１歪みゲージ９１の配置エリアを１８０°ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと一致しない配置となっている。
【0084】
このため、図１２（ａ）に示すように、第１歪みゲージ９１Ａからの検出信号を合成した第１信号と、第２歪みゲージ９２Ａからの検出信号を合成した第２信号とは、波形は同様となるものの位相にずれが生じている。つまり、剛性カム８５の回動角度に応じて第１信号と第２信号との差違が変動することとなる。
【0085】
この点、本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、第１信号と第２信号とを比較する際の判定基準値（上述した第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌ）が剛性カム８５の回動角度に応じて個々に設定されている。具体的には、ロボットコントローラ４２には、回動角度と第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌとの関係を示すテーブル（判定基準テーブル）が記憶されており、比較を行う際の回動角度に対応した第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌを読み出す構成となっている。
【0086】
判定基準テーブルにおいては、例えば回転角度（Ｎ－１）の場合の第１判定基準値＝Ｕ（Ｎ－１）及び第２判定基準値＝Ｌ（Ｎ－１）、回転角度（Ｎ）の場合の第１判定基準値＝Ｕ（Ｎ）及び第２判定基準値＝Ｌ（Ｎ）、回転角度（Ｎ＋１）の場合の第１判定基準値＝Ｕ（Ｎ＋１）及び第２判定基準値＝Ｌ（Ｎ＋１）となるように設定されている。これら第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌは、第１信号と第２信号との差違に比例する構成となっており、当該差違が大きくなれば第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌが大きくなり、当該差違が小さくなれば第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌが小さくなるように規定されている。
【0087】
このように、回動角度に応じて第１判定基準値Ｕ及び第２判定基準値Ｌを各々設定する構成によれば、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２との位置関係に係る制約を緩和できる。これにより、上記フランジ部７２における他の構成との共存を好適に実現できる。
【0088】
＜第６の実施形態＞
上記第１の実施形態では、２ローブ型の波動歯車装置３５において第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とを中心軸線ＣＬを中心とする点対称の位置関係となるようにして配置した。本実施形態においては、これら第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２との位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図１３を参照して、本実施形態における位置関係について説明する。
上記第１の実施形態では、２ローブ型の波動歯車装置３５において第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とを中心軸線ＣＬを中心とする点対称の位置関係となるようにして配置した。本実施形態においては、これら第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２との位置関係が第１の実施形態と相違している。以下、図１３を参照して、本実施形態における位置関係について説明する。
【0089】
図１３に示すように、第１グループＧ１における第１歪みゲージ９１同士の位置関係については第１の実施形態と同様であり、それら第１歪みゲージ９１からの検出信号を合成することで回転リップルが抑制され、第１信号の値は一定、第１信号の波形はフラットとなる（図７（ａ）参照）。第２グループＧ２における第２歪みゲージ９２同士の位置関係についても第１の実施形態と同様であり、それら第２歪みゲージ９２からの検出信号を合成することで回転リップルが抑制され、第２信号の値は一定、第２信号の波形はフラットとなる（図７（ｂ）参照）。
【0090】
ここで、仮想直線Ｌ１Ａと仮想直線Ｌ２Ａ～Ｌ２Ｃとのなす角については何れも３６０°／ローブ数で規定される１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。同様に、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ２Ａ～Ｌ２Ｃとのなす角については何れも１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。また、仮想直線Ｌ１Ｃと仮想直線Ｌ２Ａ～Ｌ２Ｃとのなす角については何れも１周期相当の角度（基準角度：１８０°）の整数倍と一致していない。つまり、中心軸線ＣＬを中心として第１歪みゲージ９１の配置エリアを１８０°ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと一致する（詳しくは重なる）ことはない。言い換えれば、中心軸線ＣＬを中心として第１歪みゲージ９１の配置エリアを１８０°ずらした場合の位置から外れた位置に第２歪みゲージ９２の配置エリアが設けられており、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とは中心軸線ＣＬを中心とした点対称の位置関係にならないように配置されている。
【0091】
可撓性外歯歯車７０は剛性カム８５の回動により繰り返し変形する。大きな歪みが同時に発生する箇所に配置された各歪みゲージについては同じような態様で劣化が進む可能性が高くなり、同じタイミングで故障する可能性も高くなる。仮に、合成された第１信号及び第２信号に故障の結果が各々反映されると、それらの信号を比較しても当該故障の発見は困難になると懸念される。この点、本実施形態においては、第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２を、上述の如く配置することで、すなわち両グループＧ１，Ｇ２の歪みゲージ９１，９２に同じ態様で大きな歪みの影響が及ばないように配慮することで、第１歪みゲージ９１と第２歪みゲージ９２とが同時に故障する可能性を引き下げている。
【0092】
なお、本実施形態においては、第１信号の波形及び第２信号の波形は何れもフラットとなるため、第１信号と第２信号との比較に係る構成が複雑になることはない。
【0093】
＜その他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施してもよい。ちなみに、以下の各構成を個別に上記各実施形態に対して適用してもよく、一部又は全部を組み合わせて上記各実施形態に対して適用してもよい。
なお、上述した各実施形態の記載内容に限定されず例えば次のように実施してもよい。ちなみに、以下の各構成を個別に上記各実施形態に対して適用してもよく、一部又は全部を組み合わせて上記各実施形態に対して適用してもよい。
【0094】
・上記第３の実施形態では、３つの第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃ及び３つの第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃを用いて回転リップルを抑制する構成としたが、第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃの位置関係及び第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃの位置関係を以下のように変更することも可能である。すなわち、図１４に例示しているトルク検出センサ６３６のように、中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｂとのなす角が６０°、仮想直線Ｌ１Ａと中心点ＣＰ及び第１歪みゲージ９１Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ１Ｃとのなす角が６０°、仮想直線Ｌ１Ｂと仮想直線Ｌ１Ｃとのなす角が２４０°となるように第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃを配置し、中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ａを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｂを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｂとのなす角が６０°、仮想直線Ｌ２Ａと中心点ＣＰ及び第２歪みゲージ９２Ｃを繋ぐ仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角が６０°、仮想直線Ｌ２Ｂと仮想直線Ｌ２Ｃとのなす角が２４０°となるように第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃを配置する。
【0095】
第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃについては第１の実施形態に示したように中心軸線ＣＬの周りに均等に配置されているわけではない。但し、第１信号の振幅については剛性カム８５の回動角度をαとすると「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＋β」の値に比例し、ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＝０となるため、理論上は回転リップルがキャンセルされる。
【0096】
同様に、第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃについても第１の実施形態に示したように中心軸線ＣＬの周りに均等に配置されているわけではない。但し、第２信号の振幅については「ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＋β」の値に比例し、ｓｉｎ（α）＋ｓｉｎ（α＋６０×２）＋ｓｉｎ（α－６０×２）＝０となるため、理論上は回転リップルがキャンセルされる。
【0097】
第１歪みゲージ９１Ａ～９１Ｃの配置及び第２歪みゲージ９２Ａ～９２Ｃの配置については何れも偏りがあるため、１周期内の回転リップル（短期的な回転リップル）をキャンセルできるものの、複数周期（例えば１回転：２周期）に跨って発生するような回転リップル（長期的な回転リップル）については抑制が困難になり得る。上記第１信号及び第２信号については何れも完全にフラットにはならないものの、波形自体は揃えることができるため、第１信号と第２信号との比較を簡易に実施できる。
【0098】
・上記第１～第４の実施形態では、第１歪みゲージ９１の数と第２歪みゲージ９２の数とを同数としたが、第１グループＧ１に係る検出信号の合成結果である第１信号と第２グループＧ２に係る検出信号の合成結果である第２信号とを理論上、同一形状又はほぼ同一形状の波形とすることができるのであれば足り、第１歪みゲージ９１の数と第２歪みゲージ９２の数とを相違させる構成とすることも可能である。
【0099】
例えば、第１グループＧ１については１２０°間隔となるように３つの第１歪みゲージ９１を配設する一方、第２グループＧ２については９０°間隔となるように２つの第２歪みゲージ９２を配設する構成としてもよい。本構成であっても回転リップが抑制されることで第１信号及び第２信号については何れもフラット又はほぼフラットになる。合成した検出信号の数が相違することで、第１信号と第２信号とはオフセットの関係になり得るが、合成する検出信号の数に応じた補正等を行うことで、比較結果の確からしさを向上させることができる。
【0100】
・上記第１～第４の実施形態では、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１の配置エリアを中心軸線ＣＬを中心に１周期に相当する角度（３６０°をローブ数で割った角度）ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと完全に一致する構成としたが、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１の配置エリアを中心軸線ＣＬを中心に１周期に相当する角度（３６０°をローブ数で割った角度）ずらした場合に、それら配置エリアが第２歪みゲージ９２の配置エリアと重なる構成（少なくとも一部が重なる構成）を否定するものではない。
【0101】
・上記各実施形態では２ローブ又は３ローブの波動発生器８０について例示したが、これに限定されるものではない。例えば４角形の剛性カムを用いて４ローブの波動発生器８０を構築したり、例えば５角形の剛性カムを用いて５ローブの波動発生器８０を構築したりすることも可能である。
【0102】
・上記各実施形態では、２つの素子片９３ａ，９３ｂを直交させるように組み合せて第１歪みゲージ９１を構成し且つ２つの素子片９４ａ，９４ｂを直交させるように組み合せて第２歪みゲージ９２を構成したが、波動歯車装置３５に発生するトルクを検出可能であり且つ合成結果（第１信号、第２信号）の比較を行う上で支障がない範囲であれば、歪みゲージ９１，９２のゲージパターン（素子片の配置や数）については任意に変更してもよい。例えば、２つの素子片を組み合わせて歪みゲージを構成する場合には、それら２つの素子片を離間させた配置とすることも可能である。また、例えば、１の素子片によって歪みゲージを構成してもよいし、３つ以上の素子片を組み合わせて歪みゲージを構成してもよい。但し、回転リップの抑制や検出信号の比較に鑑みれば、グループ内の歪みゲージについてはゲージパターンを揃えることが好ましく、両グループＧ１，Ｇ２にて対の関係になる歪みゲージのゲージパターンについても揃えることが好ましい。
【0103】
・上記各実施形態では、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１と、第２グループＧ２を構成している第２歪みゲージ９２とを同一の仮想円ＦＣ上に配置したが、第１グループＧ１を構成している第１歪みゲージ９１と第２グループＧ２を構成している第２歪みゲージ９２とを中心軸線ＣＬを中心とした半径（直径）の異なる２つの仮想円上に配置することも可能である。すなわち、第１グループＧ１の配置と第２グループＧ２の配置とを中心軸線ＣＬの放射方向（内外）にずらす構成としてもよい。なお、このように第１グループＧ１と第２グループＧ２とを内外にずらす場合であっても、グループ内では中心軸線ＣＬから歪みゲージまでの距離については揃えることが好ましい。
【0104】
例えば、第１の実施形態では、第１グループＧ１と第２グループＧ２とが中心軸線ＣＬを中心とする点対称の関係となるように第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２を配置したが、各第１歪みゲージ９１と中心点ＣＰとを結ぶ仮想直線と、何れかの第２歪みゲージ９２と中心点ＣＰとを結ぶ仮想直線とのなす角が１８０°となるようにして第１歪みゲージ９１及び第２歪みゲージ９２とが配置されているのであれば足り、中心軸線ＣＬから第１歪みゲージ９１までの距離と中心軸線ＣＬから第２歪みゲージ９２までの距離とを一致させるか否かについては任意である。
【0105】
・上記各実施形態では、ノイズ発生時にはひとつ前のトルクデータを代用して駆動制御を行う構成としたが、これに限定されるものではない。例えば過去Ｎ回分のデータの平均値を代用する構成としてもよい。また、第１グループＧ１の合成結果の推移及び第２グループＧ２の合成結果の推移を記憶し、各合成結果の推移から値（推定値）を推定し、当該推定値に対して大きく外れていない方をトルクデータとして出力する構成としてもよい。つまり、第２グループＧ２の合成結果が推定値から相対的に大きく乖離している場合には第１グループＧ１の合成結果をトルクデータとして出力する一方、第１グループＧ１の合成結果が推定値から相対的に大きく乖離している場合には第２グループＧ２の合成結果をトルクデータとして出力する構成としてもよい。
【0106】
・可撓性外歯歯車７０のフランジ部７２に設けられた歪みゲージ９１，９２については、当該フランジ部７２に形成されたボルト孔７７及び位置決め孔７８と同じ仮想円（中心軸線ＣＬを中心とする仮想円）上に配置することも可能である。
【0107】
・上記各実施形態では、可撓性外歯歯車７０のフランジ部７２に歪みゲージ９１，９２を配設する構成としたが、これに限定されるものではない。トルク検出機能を発揮させることができるのであれば、歪みゲージ９１，９２の配設対象については任意である。例えば、可撓性外歯歯車７０の歯車主部７１（詳しくは、円筒部分の外周面又は内周面）を歪みゲージ９１，９２の配設対象とすることも可能である。
【0108】
・上記各実施形態では、所謂シルクハット型の可撓性外歯歯車７０について例示したが、外歯歯車の具体的形状についてはこれに限定されるものではない。例えば、所謂キャップ型やパンケーキ型であってもよい。
【0109】
・上記各実施形態に示した「合成」では、複数の第１歪みゲージ９１の検出信号（波形）を足し合わせることでそれら検出信号を「合成」したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の第１歪みゲージ９１の検出信号の平均をとることでそれら検出信号を「合成」してもよい。
【0110】
・上記各実施形態では、ロボットコントローラ４２にて２つの検出信号（合成された検出信号）を比較する構成としたが、これに限定されるものではない。トルク検出センサ３６にて２つの検出信号（合成された検出信号）を比較する構成とすることも可能である。
【0111】
・上記各実施形態に示したトルク検出に係る構成を人協働ではない他の工程に設置されるロボットであって波動歯車減速装置を具備する他のロボットに適用することも可能である。また、工場以外で使用される産業用ロボット以外のロボット（例えば飲食店や病院で使用されるロボット）に上記トルク検出に係る構成を適用してもよい。更には、トルク検出に係る構成を、波動歯車減速装置を具備する他の産業機器（例えばＮＣ工作機械等の工作機械）に適用することも可能である。
【0112】
＜上記各実施形態から抽出される発明群について＞
以下、上記各実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
以下、上記各実施形態から抽出される発明群の特徴について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下においては、理解の容易のため、上記各実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。
【0113】
＜特徴Ａ群＞
以下の特徴Ａ群は、「工場等で用いられる産業用ロボット等の産業機器には、減速機として波動歯車装置が搭載されているものがある。波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、その内側に配置された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて剛性内歯歯車に部分的に噛み合わせるとともに噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（波動発生器）とで構成されている。近年では産業機器や作業者の保護等の観点から、例えば運転時にトルクを監視し、過度に大きなトルクが発生した場合には減速や停止等の制御を行うように構成されたものがあり、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、例えば可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号に基づいてトルクを検出するといった対応が講じられている。但し、可撓性外歯歯車においては波動歯車装置の構造上、剛性カムの回動によって伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージをからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化することとなる。このような出力信号の変化、すなわちトルク検出にて誤差の要因となる成分（所謂回転リップル）を抑制すべく、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成するといった技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。」という背景技術について、「ここで、産業機器においては、駆動部へ駆動電力を供給するための電源線をノイズ源としたノイズ（高電圧サージノイズ）が信号線に印加される可能性がある。特に強電線である電源線と弱電線である信号線とが近接配置される場合にはそのような懸念が一層強くなる。また、工場においては産業機器が多数設置されることが多く、他の産業機器の電源線等がノイズ源になる可能性もある。上述の如く波動歯車装置に併設する歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。つまり、産業機器のノイズ耐性を向上させることが困難になると懸念される。このように、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、回転リップルを抑制しつつ、ノイズ耐性を向上させる上でトルク検出に係る構成に未だ改善の余地がある。」という課題等に鑑みてなされたものである。
以下の特徴Ａ群は、「工場等で用いられる産業用ロボット等の産業機器には、減速機として波動歯車装置が搭載されているものがある。波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、その内側に配置された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて剛性内歯歯車に部分的に噛み合わせるとともに噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（波動発生器）とで構成されている。近年では産業機器や作業者の保護等の観点から、例えば運転時にトルクを監視し、過度に大きなトルクが発生した場合には減速や停止等の制御を行うように構成されたものがあり、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、例えば可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号に基づいてトルクを検出するといった対応が講じられている。但し、可撓性外歯歯車においては波動歯車装置の構造上、剛性カムの回動によって伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージをからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化することとなる。このような出力信号の変化、すなわちトルク検出にて誤差の要因となる成分（所謂回転リップル）を抑制すべく、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成するといった技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。」という背景技術について、「ここで、産業機器においては、駆動部へ駆動電力を供給するための電源線をノイズ源としたノイズ（高電圧サージノイズ）が信号線に印加される可能性がある。特に強電線である電源線と弱電線である信号線とが近接配置される場合にはそのような懸念が一層強くなる。また、工場においては産業機器が多数設置されることが多く、他の産業機器の電源線等がノイズ源になる可能性もある。上述の如く波動歯車装置に併設する歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。つまり、産業機器のノイズ耐性を向上させることが困難になると懸念される。このように、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、回転リップルを抑制しつつ、ノイズ耐性を向上させる上でトルク検出に係る構成に未だ改善の余地がある。」という課題等に鑑みてなされたものである。
【0114】
特徴Ａ１．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）と、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置（トルク検出センサ３６及びロボットコントローラ４２）とを備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記トルク検出装置にて検出したトルクに応じて前記産業機器を制御する産業機器用制御システム（制御システム４０）であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（検出器９６，９７の合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（検出器９６，９７の合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
【0115】
本特徴に示す波動歯車装置においては、剛性カムが回動することで、可撓性外歯歯車に伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化する信号となる。この点、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成する構成にすることは、トルク検出の誤差要因となる回転リップルを抑制する上で好ましい。ここで、産業機器においては、内蔵されている駆動部へ駆動電力を供給するための電源線や他の産業機器の電源線等をノイズ源としたノイズが信号線に印加される可能性がある。上述の如く歪みゲージの数を増やすことは回転リップルを抑制する上では好ましいものの、歪みゲージの数が増えれば歪みゲージに付属の信号線（リード線）にノイズが印加される機会も増えると懸念される。
【0116】
この点、本特徴に示すように、複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成した第１信号と、複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成した第２信号とを比較すれば、第１歪みゲージからの出力信号及び第２歪みゲージからの出力信号の何れかにノイズが印加されることで、第１信号と第２信号とが大きく乖離する等して第１信号と第２信号との関係が崩れることとなる。つまり、第１信号と第２信号との比較によって少なくとも何れかの出力信号にノイズが印加された旨を把握できる。これは、ノイズに起因した誤動作を抑制する上で好ましい。以上の通り、本特徴に示す構成によれば、回転リップルの抑制とノイズ耐性の強化とに寄与できる。
【0117】
なお、本特徴に示す「波動歯車装置」に係る記載を「可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）を楕円状に撓めて剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）に対して部分的に噛み合わせ、これら両歯車の噛み合い位置を円周方向に移動させることにより、それら両歯車の歯数差に起因する相対回転をそれら可撓性外歯歯車及び剛性内歯歯車の間に発生させる波動歯車装置（波動歯車装置３５）」とすることも可能である。
【0118】
因みに、「前記比較部による比較結果が異常に対応した結果となった場合に異常処理（例えば信号の無効化や異常報知等の処理）を行う」構成とするとよい。
【0119】
特徴Ａ２（従属 実質スタート）．前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ａ）と、前記回動中心及び少なくとも何れかの前記第２歪みゲージを結ぶ仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ｂ）とのなす角が、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍となるように配置されている特徴Ａ１に記載の産業機器用制御システム。
【0120】
本特徴に示すように、第１歪みゲージと第２歪みゲージとの位置関係を工夫することにより、合成された第１信号の波形と第２信号の波形との差違を小さくすることができる。つまり、比較を行うタイミングによって第１信号と第２信号との差が大きく変動することを抑制できる。これは、第１信号と第２信号との簡易な比較を実現し、ノイズ等の確認に係る構成の簡素化を図る上で好ましい。
【0121】
特徴Ａ３（従属 実質スタート 別表現）．前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とするそれら第２歪みゲージの角度位置を、前記回動中心を中心として前記円周方向に、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍ずらした場合に、何れかの前記第１歪みゲージと同じ角度位置となるように配置されている特徴Ａ１に記載の産業機器用制御システム。
【0122】
本特徴に示すように、第１歪みゲージと第２歪みゲージとの位置関係を工夫することにより、合成された第１信号の波形と第２信号の波形との差違を小さくすることができる。つまり、比較を行うタイミングによって第１信号と第２信号との差が大きく変動することを抑制できる。これは、第１信号と第２信号との簡易な比較を実現し、ノイズ等の確認に係る構成の簡素化を図る上で好ましい。
【0123】
特徴Ａ４（一方の合成結果に基づいて駆動制御：公知文献用の対策）．前記比較部による比較結果が異常非発生に対応する結果となった場合には、前記第１信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出し、検出した当該トルクに応じて前記産業機器を制御する特徴Ａ１乃至特徴Ａ３のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0124】
第１信号と第２信号との比較後は、第１信号をそのままトルク検出に用いる構成とすることにより、検出したトルクに応じた制御（産業機器の減速や停止）が実行されるまでの期間の間延びを抑制できる。
【0125】
特徴Ａ５（合成について ギリネタ 構成自体は公知）．前記合成部は、前記第１歪みゲージからの出力信号を足し合わせることにより前記第１信号を生成し、前記第２歪みゲージからの出力信号を足し合わせることにより前記第２信号を生成する特徴Ａ４に記載の産業機器用制御システム。
【0126】
合成の対象となる出力信号の数を増すことは、回転リップルを抑制する上で有利である。但し、出力信号を合成する際には、合成によってノイズ等の局所的な変化が埋没することは、例えば劣化等に伴う異常の兆候の早期発見を図る上で好ましくない。例えば合成によって局所的な変化が減縮されることは、当該変化を見極める上で妨げになる。この点、本特徴に示すように出力信号を足し合わせることで第１信号及び第２信号を生成することは、異常の兆候の早期発見を図る上で好ましい。
【0127】
特徴Ａ６（円上配置）．前記可撓性外歯歯車は、外周面に前記外歯が形成された円筒状の本体部（歯車主部７１）と、前記本体部の一端に形成された環状のフランジ部（フランジ部７２）とを有してなり、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記フランジ部に取り付けられ、前記回動中心を中心とした同一仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ５のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記フランジ部に取り付けられ、前記回動中心を中心とした同一仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ５のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0128】
本特徴に示すように、各歪みゲージの取付対象をフランジ部とし且つ回動中心からそれら歪みゲージまでの距離を同一とすれば、ゲージの配置箇所によって歪みの表れ方に差が生じることを抑制できる。これは、第１信号の波形と第２信号との波形を揃える上で好ましい。なお、フランジ部は、本体部の内側に凸となるようにして形成してもよいし、本体部の外側に凸となるようにして形成してもよい。
【0129】
特徴Ａ７（従属 ２ローブ 点対称配置を明示）．前記波動歯車装置は、前記剛性カムが楕円形をなす２ローブ型の波動歯車装置であり、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とした点対称の関係となるように配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とした点対称の関係となるように配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0130】
本特徴に示すように、２ローブ型の波動歯車装置の場合には、第１歪みゲージ及び第２歪みゲージを回動中心を中心とした点対称の関係となるように配置することで、第１信号の波形と第２信号の波形とを揃えやすくなる。これは、第１信号と第２信号との比較を簡易とする上で好ましい。
【0131】
特徴Ａ８（素子等間隔配置）．前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、何れも３つ以上となっており、
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ａ７に記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ａ７に記載の産業機器用制御システム。
【0132】
上述したように第１信号と第２信号とを比較する構成においては、両信号が何れも値が一定又は略一定となることで、比較のタイミングによって第１信号の波形と第２信号の波形との差違が大きく変動することを抑制できる。これは、比較時の判定基準の統一等によって簡易な比較処理を実現する上で好ましい。
【0133】
特徴Ａ９（入れ子配置）．前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、同数となっており、前記円周方向において前記第１歪みゲージと前記第２歪みゲージとが交互となるように配置されている特徴Ａ７又は特徴Ａ８に記載の産業機器用制御システム。
【0134】
長い周期で発生する回転リップルを抑制する上では、回動中心の周りに歪みゲージをバランスよく配設することが好ましい。一方、特徴Ａ２等に示した特殊な配置を実現する上では第１歪みゲージと第２歪みゲージとのすみ分けが必要となる。この点、本特徴に示すように円周方向に第１歪みゲージと第２歪みゲージとを交互に配置することは、各歪みゲージの配置の偏りを抑え、特徴Ａ２等に示した特殊な配置を実現しつつ歪みゲージを回動中心の周りにバランスよく配設する上で好ましい。
【0135】
特徴Ａ１０（従属 ３ローブ「１２０°」 仮想円明示）．前記波動歯車装置は、前記剛性カムが略三角形をなす３ローブ型の波動歯車装置であり、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心として前記第１歪みゲージを１２０°回動させた場合に、当該回動前に前記第２歪みゲージが位置していた箇所にそれら第１歪みゲージが位置する関係となるように配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心として前記第１歪みゲージを１２０°回動させた場合に、当該回動前に前記第２歪みゲージが位置していた箇所にそれら第１歪みゲージが位置する関係となるように配置されている特徴Ａ１乃至特徴Ａ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0136】
本特徴に示すように、３ローブ型の波動歯車装置の場合には、第１歪みゲージの角度位置と第２歪みゲージの角度位置とを１２０°ずらした配置とすることにより、第１信号の波形と第２信号の波形とを揃えやすくなる。これは、第１信号と第２信号との比較を簡易とする上で好ましい。
【0137】
特徴Ａ１１．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）を備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えているトルク検出装置。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心を囲むようにして配列されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えているトルク検出装置。
【0138】
本特徴に示すトルク検出装置によれば、出力信号にノイズが印加された場合には、第１信号と第２信号との比較によって当該ノイズを把握可能となり、回転リップルの抑制とノイズ耐性の強化に寄与できる。
【0139】
＜特徴Ｂ群＞
以下の特徴Ｂ群は、「工場等で用いられる産業用ロボット等の産業機器には、減速機として波動歯車装置が搭載されているものがある。波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、その内側に配置された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて剛性内歯歯車に部分的に噛み合わせるとともに噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（波動発生器）とで構成されている。近年では産業機器や作業者の保護等の観点から、例えば運転時にトルクを監視し、過度に大きなトルクが発生した場合には減速や停止等の制御を行うように構成されたものがあり、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、例えば可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号に基づいてトルクを検出するといった対応が講じられている。但し、可撓性外歯歯車においては波動歯車装置の構造上、剛性カムの回動によって伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージをからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化することとなる。このような出力信号の変化、すなわちトルク検出にて誤差の要因となる成分（所謂回転リップル）を抑制すべく、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成するといった技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。」という背景技術について、「可撓性外歯歯車は剛性カムの回動により繰り返し変形する。このように変形が繰り返されることで歪みゲージの劣化が進み、歪みゲージが故障する可能性がある。歪みゲージの故障は産業機器の安全性を低下させる要因となるため好ましくない。このような事情に鑑みて、本願の発明者は、歪みゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に合成した出力信号を比較する技術を考案した。仮に何れかのグループに属する歪みゲージが故障した場合には、合成された出力信号の相関関係が崩れる等するため出力信号の比較によって当該故障が発生した旨を把握することができる。これにより、歪みゲージの故障に起因した産業機器の安全性の低下を抑制できる。しかしながら、波動歯車装置においては、剛性カムの形状（楕円、三角形、四角形等）によって複数個所で同時に大きな歪みが発生する。大きな歪みが同時に発生する箇所に配置された各歪みゲージについては同じような態様で劣化が進む可能性が高くなり、同じタイミングで故障する可能性も高くなる。仮に、合成された出力信号に故障の結果が各々反映されると、それら出力信号を比較しても当該故障の発見は困難になると懸念される。つまり、波動歯車装置においては回転リップルの抑制と産業機器の安全性の向上とを図る上でトルク検出に係る構成に未だ改善の余地がある。」という課題等に鑑みてなされたものである。
以下の特徴Ｂ群は、「工場等で用いられる産業用ロボット等の産業機器には、減速機として波動歯車装置が搭載されているものがある。波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、その内側に配置された可撓性外歯歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて剛性内歯歯車に部分的に噛み合わせるとともに噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（波動発生器）とで構成されている。近年では産業機器や作業者の保護等の観点から、例えば運転時にトルクを監視し、過度に大きなトルクが発生した場合には減速や停止等の制御を行うように構成されたものがあり、波動歯車装置が搭載された産業機器においては、例えば可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号に基づいてトルクを検出するといった対応が講じられている。但し、可撓性外歯歯車においては波動歯車装置の構造上、剛性カムの回動によって伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージをからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化することとなる。このような出力信号の変化、すなわちトルク検出にて誤差の要因となる成分（所謂回転リップル）を抑制すべく、複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成するといった技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。」という背景技術について、「可撓性外歯歯車は剛性カムの回動により繰り返し変形する。このように変形が繰り返されることで歪みゲージの劣化が進み、歪みゲージが故障する可能性がある。歪みゲージの故障は産業機器の安全性を低下させる要因となるため好ましくない。このような事情に鑑みて、本願の発明者は、歪みゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に合成した出力信号を比較する技術を考案した。仮に何れかのグループに属する歪みゲージが故障した場合には、合成された出力信号の相関関係が崩れる等するため出力信号の比較によって当該故障が発生した旨を把握することができる。これにより、歪みゲージの故障に起因した産業機器の安全性の低下を抑制できる。しかしながら、波動歯車装置においては、剛性カムの形状（楕円、三角形、四角形等）によって複数個所で同時に大きな歪みが発生する。大きな歪みが同時に発生する箇所に配置された各歪みゲージについては同じような態様で劣化が進む可能性が高くなり、同じタイミングで故障する可能性も高くなる。仮に、合成された出力信号に故障の結果が各々反映されると、それら出力信号を比較しても当該故障の発見は困難になると懸念される。つまり、波動歯車装置においては回転リップルの抑制と産業機器の安全性の向上とを図る上でトルク検出に係る構成に未だ改善の余地がある。」という課題等に鑑みてなされたものである。
【0140】
特徴Ｂ１．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）と、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置（トルク検出センサ３６及びロボットコントローラ４２）とを備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記トルク検出装置にて検出したトルクに応じて前記産業機器を制御する産業機器用制御システム（制御システム４０）であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ１Ｃ）と前記回動中心及び各前記第２歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃ）とのなす角が何れも、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍とならないようにして配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ１Ｃ）と前記回動中心及び各前記第２歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃ）とのなす角が何れも、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍とならないようにして配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
【0141】
本特徴に示す波動歯車装置においては、剛性カムが回動することで、可撓性外歯歯車に伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化する。複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成する構成とすることは、トルク検出の誤差要因となる回転リップルを抑制する上で好ましい。
【0142】
ここで、可撓性外歯歯車は剛性カムの回動により繰り返し変形する。このように変形が繰り返されることで歪みゲージの劣化が進み、歪みゲージが故障する可能性がある。歪みゲージの故障は産業機器の安全性を低下させる要因となるため好ましくない。この点、本特徴に示す構成では、歪みゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に合成した出力信号同士を比較する。仮に何れかのグループに属する歪みゲージが故障した場合には、合成された出力信号の相関関係が崩れる等するため出力信号の比較によって当該故障が発生した旨を把握することができる。これにより、歪みゲージの故障に起因した産業機器の安全性の低下を抑制できる。
【0143】
但し、波動歯車装置においては、剛性カムの形状（楕円、三角形、四角形等）によって複数個所で同時に大きな歪みが発生する。大きな歪みが同時に発生する箇所に配置された各歪みゲージについては同じような態様で劣化が進む可能性が高くなり、同じタイミングで故障する可能性も高くなる。仮に、合成された出力信号に故障の結果が各々反映されると、それら出力信号を比較しても当該故障の発見は困難になると懸念される。この点、本特徴においては、第１歪みゲージ及び第２歪みゲージを、回動中心及び第１歪みゲージを結ぶ各仮想直線と回動中心及び第２歪みゲージを結ぶ各仮想直線とのなす角が何れも、波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度の整数倍とならないようにして配置することで、すなわち両グループの歪みゲージに同じ態様で大きな歪みの影響が及ばないように配慮することで、第１歪みゲージと第２歪みゲージとが同時に故障する可能性を引き下げている。以上の通り、本特徴に示す構成によれば、回転リップルの抑制と安全性の向上とに寄与できる。
【0144】
なお、本特徴に示す「波動歯車装置」に係る記載を「可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）を楕円状に撓めて剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）に対して部分的に噛み合わせ、これら両歯車の噛み合い位置を円周方向に移動させることにより、それら両歯車の歯数差に起因する相対回転をそれら可撓性外歯歯車及び剛性内歯歯車の間に発生させる波動歯車装置（波動歯車装置３５）」とすることも可能である。
【0145】
因みに、「前記比較部による比較結果が異常に対応した結果となった場合に異常処理（例えば信号の無効化や異常報知等の処理）を行う」構成とするとよい。
【0146】
特徴Ｂ２．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）と、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置（トルク検出センサ３６及びロボットコントローラ４２）とを備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記トルク検出装置にて検出したトルクに応じて前記産業機器を制御する産業機器用制御システム（制御システム４０）であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする当該第２歪みゲージの角度位置を、前記回動中心を中心として前記円周方向に、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍ずらした場合に、何れの前記第１歪みゲージとも同じ角度位置とならないように配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする当該第２歪みゲージの角度位置を、前記回動中心を中心として前記円周方向に、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍ずらした場合に、何れの前記第１歪みゲージとも同じ角度位置とならないように配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
【0147】
本特徴に示す波動歯車装置においては、剛性カムが回動することで、可撓性外歯歯車に伝達トルクとは関係のない歪みが周期的に発生する。このため、可撓性外歯歯車に取り付けた歪みゲージからの出力信号は、剛性カムの回動角度に応じて振幅が正弦波状に変化する。複数の歪みゲージを併用し、それら歪みゲージからの出力信号を合成する構成とすることは、トルク検出の誤差要因となる回転リップルを抑制する上で好ましい。
【0148】
ここで、可撓性外歯歯車は剛性カムの回動により繰り返し変形する。このように変形が繰り返されることで歪みゲージの劣化が進み、歪みゲージが故障する可能性がある。歪みゲージの故障は産業機器の安全性を低下させる要因となるため好ましくない。この点、本特徴に示す構成では、歪みゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に合成した出力信号同士を比較する。仮に何れかのグループに属する歪みゲージが故障した場合には、合成された出力信号の相関関係が崩れる等するため出力信号の比較によって当該故障が発生した旨を把握することができる。これにより、歪みゲージの故障に起因した産業機器の安全性の低下を抑制できる。但し、波動歯車装置においては、剛性カムの形状（楕円、三角形、四角形等）によって複数個所で同時に大きな歪みが発生する。大きな歪みが同時に発生する箇所に配置された各歪みゲージについては同じような態様で劣化が進む可能性が高くなり、同じタイミングで故障する可能性も高くなる。仮に、合成された出力信号に故障の結果が各々反映されると、それら出力信号を比較しても当該故障の発見は困難になると懸念される。この点、本特徴においては、第２歪みゲージを、回動中心を中心とする当該第２歪みゲージの角度位置を、回動中心を中心として円周方向に、波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度の整数倍ずらした場合に、何れの第１歪みゲージとも同じ角度位置とならないように配置することで、すなわち両グループの歪みゲージに同じ態様で大きな歪みの影響が及ばないように配慮することで、第１歪みゲージと第２歪みゲージとが同時に故障する可能性を引き下げている。以上の通り、本特徴に示す構成によれば、回転リップルの抑制と安全性の向上とに寄与できる。
【0149】
因みに、「前記比較部による比較結果が異常に対応した結果となった場合に異常処理（例えば信号の無効化や異常報知等の処理）を行う」構成とするとよい。
【0150】
特徴Ｂ３．前記比較部による比較結果が異常非発生に対応する結果となった場合には、前記第１信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出し、検出した当該トルクに応じて前記産業機器を制御する特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ３のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0151】
第１信号と第２信号との比較後は、第１信号をそのままトルク検出に用いる構成とすることにより、検出したトルクに応じた制御（産業機器の減速や停止）が実行されるまでの期間の間延びを抑制できる。
【0152】
特徴Ｂ４．前記第１歪みゲージ同士の位置関係は、それら第１歪みゲージからの出力信号を合成した前記第１信号の値が一定又は略一定となるように規定されており、前記第２歪みゲージ同士の位置関係は、それら第２歪みゲージからの出力信号を合成した前記第２信号の値が一定又は略一定となるように規定されている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ３のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0153】
本特徴に示す構成によれば、第１信号と第２信号は比較のタイミングによらず値が一定又は略一定となるため、簡易な比較によって故障の確認が可能となる。例えば、剛性カムの回動角度毎に両信号の相関を記憶していなくてもよいため、比較に係る構成の簡素化に寄与できる。
【0154】
特徴Ｂ５．前記可撓性外歯歯車は、外周面に前記外歯が形成された円筒状の本体部（歯車主部７１）と、前記本体部の一端に形成された環状のフランジ部（フランジ部７２）とを有してなり、
前記フランジ部には、前記産業機器への取付部（ボルト孔７７や位置決め孔７８）が複数形成されており、前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記フランジ部に取り付けられている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ４のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記フランジ部には、前記産業機器への取付部（ボルト孔７７や位置決め孔７８）が複数形成されており、前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記フランジ部に取り付けられている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ４のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0155】
特徴Ｂ１等に示した配置によれば、歪みゲージの配置自由度は高くなる。このため、本特徴に示すように、当該歪みゲージを産業用機器への取付部が形成されたフランジ部に取り付けてもそれら取付部と歪みゲージ（付属のリード線等を含む）とを好適に共存させることができる。これは、併用する歪みゲージが多くなる場合に好ましい。なお、フランジ部は、本体部の内側に凸となるようにして形成してもよいし、本体部の外側に凸となるようにして形成してもよい。
【0156】
特徴Ｂ６．前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されており、
前記第２歪みゲージ同士の位置関係は、前記第１歪みゲージ同士の位置関係と同じ位置関係となっている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ５のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記第２歪みゲージ同士の位置関係は、前記第１歪みゲージ同士の位置関係と同じ位置関係となっている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ５のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0157】
本特徴に示すように、第１歪みゲージと第２歪みゲージとを同一仮想円上に配置した上で、第１歪みゲージ同士の位置関係と第２歪みゲージ同士の位置関係とを揃えることにより、第１信号の波形と第２信号との波形との差違を小さくすることができる。これは、第１信号と第２信号との相関が複雑になることを抑制して、両信号の比較の簡易化を図る上で好ましい。
【0158】
特徴Ｂ７．前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されており、
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ６のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0159】
第１歪みゲージを円周方向にて互いに等間隔となるように配置することにより、それら第１歪みゲージからの出力信号を合成した第１信号の回転リップルが抑制され、当該第１信号の振幅を小さくすることができる。同様に、第２歪みゲージを円周方向にて互いに等間隔となるように配置することにより、それら第２歪みゲージからの出力信号を合成した第２信号の回転リップルが抑制され、当該第２信号の振幅を小さくすることができる。これにより、比較のタイミングによって第１信号の波形と第２信号の波形との差違が大きく変動することを抑制できる。これは、比較時の判定基準の統一等によって簡易な比較処理を実現する上で好ましい。
【0160】
特徴Ｂ８．前記波動歯車装置は、前記剛性カムが楕円形をなす２ローブ型の波動歯車装置であり、
３つの前記第１歪みゲージ及び３つの前記第２歪みゲージが、前記回動中心を中心とする仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されており、
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ７のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
３つの前記第１歪みゲージ及び３つの前記第２歪みゲージが、前記回動中心を中心とする仮想円（仮想円ＦＣ）上に配置されており、
前記第１歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置され、前記第２歪みゲージは前記円周方向にて互いに等間隔となるように配置されている特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ７のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0161】
２ローブ型の波動歯車装置においては、本特徴に示すように第１歪みゲージ及び第２歪みゲージを各々３つとし、それら第１歪みゲージを円周方向にて互いに等間隔となるように且つ第２歪みゲージを円周方向にて互いに等間隔となるように配置するとよい。これにより、第１歪みゲージからの出力信号を合成した第１信号の回転リップルが抑制され、当該第１信号の振幅を小さくすることができる。また、第２歪みゲージからの出力信号を合成した第２信号の回転リップルが抑制され、当該第２信号の振幅を小さくすることができる。これにより、比較のタイミングによって第１信号の波形と第２信号の波形との差違が大きく変動することを抑制できる。これは、比較時の判定基準の統一等によって簡易な比較処理を実現する上で好ましい。
【0162】
特徴Ｂ９．前記第１歪みゲージからの出力信号を合成した前記第１信号と前記第２歪みゲージからの出力信号を合成した前記第２信号との相関が前記剛性カムの回動に応じて周期的に変化する構成となっており、前記相関を示す相関情報が前記剛性カムの回動角度に応じて設定されており、
前記比較部は、現在の前記剛性カムの回動角度に応じた前記相関情報に基づいて前記第１信号と前記第２信号とを比較する特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ８のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
前記比較部は、現在の前記剛性カムの回動角度に応じた前記相関情報に基づいて前記第１信号と前記第２信号とを比較する特徴Ｂ１乃至特徴Ｂ８のいずれか１つに記載の産業機器用制御システム。
【0163】
本特徴に示すように、第１信号と第２信号との相関情報を剛性カムの回動角度に応じて記憶しておくことにより、比較機能を担保しつつも第１歪みゲージ及び第２歪みゲージの配置自由度を向上させることができる。これは、特徴Ｂ５に示したように、既存の構成と歪みゲージ（付属のリード線を含む）との共存を図る上で好ましい。
【0164】
特徴Ｂ１０．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）を備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ１Ｃ）と前記回動中心及び各前記第２歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃ）とのなす角が何れも、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍とならないようにして配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えているトルク検出装置。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第１歪みゲージ及び前記第２歪みゲージは、前記回動中心及び前記第１歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ１Ｃ）と前記回動中心及び各前記第２歪みゲージを結ぶ各仮想直線（例えば仮想直線Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ，Ｌ２Ｃ）とのなす角が何れも、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍とならないようにして配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えているトルク検出装置。
【0165】
本特徴に示すトルク検出装置によれば、回転リップルの抑制と産業機器の安全性の向上とに寄与できる。
【0166】
特徴Ｂ１１．内周面に内歯（内歯６１）が形成された環状の剛性内歯歯車（剛性内歯歯車６０）と、前記剛性内歯歯車の内側に配置され、前記内歯に噛み合い可能な外歯（外歯７３）が形成された可撓性外歯歯車（可撓性外歯歯車７０）と、前記可撓性外歯歯車の内側に設けられ、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませることにより前記外歯を前記内歯に部分的に噛み合わせるとともに前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車との噛み合い位置を円周方向に移動させる剛性カム（剛性カム８５）とを有する波動歯車装置（波動歯車装置３５）を備えた産業機器（ロボット１５）に適用され、前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージからの出力信号に基づいて前記波動歯車装置に生じるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする当該第２歪みゲージの角度位置を、前記回動中心を中心として前記円周方向に、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍ずらした場合に、何れの前記第１歪みゲージとも同じ角度位置とならないように配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
前記可撓性外歯歯車に取り付けられた歪みゲージは、複数（例えば３つ）の第１歪みゲージ（第１歪みゲージ９１）と複数（例えば３つ）の第２歪みゲージ（第２歪みゲージ９２）とで構成されており、それら第１歪みゲージ及び第２歪みゲージが前記可撓性外歯歯車の回動中心（中心軸線ＣＬ）を囲むようにして配列されており、
前記第２歪みゲージは、前記回動中心を中心とする当該第２歪みゲージの角度位置を、前記回動中心を中心として前記円周方向に、前記波動歯車装置のローブ数で３６０°を割った角度である基準角度（例えば２ローブの場合には１８０°、３ローブの場合には１２０°）の整数倍ずらした場合に、何れの前記第１歪みゲージとも同じ角度位置とならないように配置されており、
前記複数の第１歪みゲージからの出力信号を合成して第１信号を生成し、前記複数の第２歪みゲージからの出力信号を合成して第２信号を生成する合成部（合成部９６ｃ，９７ｃ）と、
前記第１信号及び前記第２信号を比較する比較部（ロボットコントローラ４２における比較機能）と
を備えている産業機器用制御システム。
【0167】
本特徴に示すトルク検出装置によれば、回転リップルの抑制と産業機器の安全性の向上とに寄与できる。
【符号の説明】
【0168】
１０…ロボットシステム、１５…産業機器としてのロボット、２１…ロボット本体、３５…波動歯車装置、３６…トルク検出センサ、４０…制御システム、４２…ロボットコントローラ、５１…制御部、５２…入出力部、６０…剛性内歯歯車、６１…内歯、７０…可撓性外歯歯車、７１…歯車主部、７２…フランジ部、７３…外歯、７７…ボルト孔、７８…位置決め孔、８０…波動発生器、８１…ウェーブベアリング、８５…剛性カム、９１（９１Ａ～９１Ｃ）…第１歪みゲージ、９２（９２Ａ～９２Ｃ）…第２歪みゲージ、９６…第１検出器、９６ｃ…合成部、９７…第２検出器、９７ｃ…合成部、ＣＬ…中心軸線、Ｇ１…第１グループ、Ｇ２…第２グループ、ＦＬ…仮想円、Ｌ１Ａ，Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ａ，Ｌ２Ｂ…仮想直線。
【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】
