特許 7441061 アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法

(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】

(24)【登録日】2024-02-20

(45)【発行日】2024-02-29

(54)【発明の名称】アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20240221BHJP

   G01D 5/04 20060101ALI20240221BHJP

【ＦＩ】

G01D5/244 J

G01D5/04 C

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020015092

(22)【出願日】2020-01-31

(65)【公開番号】P2021124280

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-01-19

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ＳＭＣ株式会社，令和２年１月３１日，ウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｍｃｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｊａ－ｊｐ／，ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｍｃｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｎｅｗｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｊａ－ｊｐ／ｌｅ＿／，ｈｔｔｐ：／／ｃａ０１．ｓｍｃｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｃａｔａｌｏｇ／Ｎｅｗ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｍｐｖ／ｓ１００－１３６－ＬＥ－Ｂａｔｔｅｒｙｌｅｓｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＃ｔａｒｇｅｔ／ｐａｇｅ＿ｎｏ＝１

(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】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】石 雄人

【審査官】眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０５９１７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０２９９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００－５／２５２

Ｇ０１Ｄ ５／３９－５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車とともに回転可能な永久磁石と、
前記永久磁石から発生する磁束の変化に対応する前記第１駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、
停止状態における前記第１駆動歯車の角度位置情報を出力する角度位置情報出力部と、
前記角度位置情報に対応する前記第１駆動歯車の角度誤差情報を出力する角度誤差情報出力部と、
を備え、
前記角度誤差情報出力部は、前記角度誤差情報を停止状態における位置を基準にして、前記第１駆動歯車の１回転範囲における角度誤差の最大値と最小値との中間値を基準に設定する、
アブソリュートエンコーダ。

【請求項2】

前記角度位置情報出力部は、外部制御装置からの角度位置情報要求情報に応じて前記角度位置情報を前記外部制御装置に出力する、
請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項3】

前記角度誤差情報出力部は、外部制御装置からの角度誤差情報要求情報に応じて前記角度誤差情報を前記外部制御装置に出力する、
請求項１または２に記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項4】

角度誤差情報出力部は、前記角度誤差情報を前記角度位置情報出力部に出力し、
前記角度位置情報出力部は、前記角度誤差情報に応じて前記角度位置情報を補正し補正後の角度位置情報を外部制御装置に出力する、
請求項１に記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項5】

前記角度誤差情報出力部は、前記第１駆動歯車の正転方向における角度誤差と逆転方向における角度誤差とに応じて前記角度誤差情報を出力する、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項6】

主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車とともに回転可能な永久磁石と、
前記永久磁石から発生する磁束の変化に対応する前記第１駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、
を備えるアブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラムであり、
停止状態における前記第１駆動歯車の角度位置情報を出力する角度位置情報出力ステップと、
前記角度位置情報に対応する前記第１駆動歯車の角度誤差情報を出力する角度誤差情報出力ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記角度誤差情報出力ステップでは、前記角度誤差情報を停止状態における位置を基準にして、前記第１駆動歯車の１回転範囲における角度誤差の最大値と最小値との中間値を基準に設定する、
アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム。

【請求項7】

主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車とともに回転可能な永久磁石と、
前記永久磁石から発生する磁束の変化に対応する前記第１駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、
を備えるアブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法であり、
停止状態における前記第１駆動歯車の角度位置情報を出力する角度位置情報出力ステップと、
前記角度位置情報に対応する前記第１駆動歯車の角度誤差情報を出力する角度誤差情報出力ステップと、
をコンピュータが実行し、
前記角度誤差情報出力ステップでは、前記角度誤差情報を停止状態における位置を基準にして、前記第１駆動歯車の１回転範囲における角度誤差の最大値と最小値との中間値を基準に設定する、
アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アブソリュートエンコーダ、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラム、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、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エンコーダが知られている。このようなロータリエンコーダには、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アブソリュートエンコーダとが存在している。

【0003】

このようなアブソリュートエンコーダにおいては、例えば、使用状態における回転速度と特定回転速度との速度比を算出し、補正量テーブルに記憶された補正量から、算出された速度比及び分割角度位置に対応した補正値を算出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－９９１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、アブソリュートエンコーダは、起動時の主軸の位置（角度）を基準にして、その基準からのモータの回転量で回転軸の位置を検出する。しかしながら、アブソリュートエンコーダは、製造ばらつき等によって、主軸の位置（角度）に誤差が含まれることがある。また、アブソリュートエンコーダの角度の誤差は、回転軸の位置検出に用いられる磁石や磁気センサの位置関係によっても変化する。

【0006】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主軸の位置に基づく誤差を補正することができるアブソリュートエンコーダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係るアブソリュートエンコーダは、主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、前記第１駆動歯車とともに回転可能な永久磁石と、前記永久磁石から発生する磁束の変化に対応する前記第１駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、停止状態における前記第１駆動歯車の角度位置情報を出力する角度位置情報出力部と、前記角度位置情報に対応する前記第１駆動歯車の角度誤差情報を出力する角度誤差情報出力部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るアブソリュートエンコーダによれば、主軸の位置に基づく誤差を補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダの構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１に示すアブソリュートエンコーダの構成を、シールドプレートを除いた状態で概略的に示す斜視図である。

【図3】図２に示すアブソリュートエンコーダの構成を、ケースを除いた状態で概略的に示す斜視図である。

【図4】図３に示すアブソリュートエンコーダの構成を、基板を除いた状態で概略的に示す平面図である。

【図5】図３に示される角度センサ支持基板を下面側から見た図である。

【図6】図４に示すアブソリュートエンコーダのＡ－Ａ断面図である。

【図7】図４に示すアブソリュートエンコーダのＢ－Ｂ断面図である。

【図8】図４に示すアブソリュートエンコーダのＣ－Ｃ断面図である。

【図9】図１に示すアブソリュートエンコーダの機能的構成を概略的に示すブロック図である。

【図10】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける第１ウォームギアの回転角度の基準角度と角度誤差との一例を示すグラフである。

【図11】図１に示すアブソリュートエンコーダにおいて角度誤差補正処理を行う機能的構成を概略的に示すブロック図である。

【図12】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける角度誤差補正処理の一例を示すシーケンス図である。

【図13】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける第１ウォームギアの回転角度の角度誤差の算出基準の一例を示すグラフである。

【図14】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける第１ウォームギアの回転方向による角度誤差の相違の一例を示すグラフである。

【図15】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける第１ウォームギアの回転方向による角度誤差補正後の角度誤差の相違の一例を示すグラフである。

【図16】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける第１ウォームギアの回転方向ごとに角度誤差補正後の角度誤差の一例を示すグラフである。

【図17】図１に示すアブソリュートエンコーダにおける角度誤差補正処理の別の一例を示すシーケンス図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明者は、アブソリュートエンコーダにおいて、主軸の複数回の回転（以下、複数回転ともいう。）にわたる回転量（以下、主軸の回転量ともいう。）を、主軸の回転に伴い減速回転する回転体の回転角度を取得することによって、特定し得ることを見出した。すなわち、回転体の回転角度を減速比で乗することにより、主軸の回転量を特定することができる。ここで、特定可能な主軸の回転量の範囲は、減速比に比例して増加する。例えば、減速比が５０であれば、主軸５０回転分の回転量を特定することができる。

【0011】

一方、必要な回転体の分解能は、減速比に比例して小さくなる。例えば、減速比が１００であれば、主軸１回転あたり回転体に必要な分解能は３６０°／１００＝３．６°となり、±１．８°の検出精度が求められる。一方、減速比が５０の場合、主軸１回転あたり回転体に必要な分解能は３６０°／５０＝７．２°となり、±３．６°の検出精度が求められる。

【0012】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施の形態、変形例では、同一又は同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。また、図面において歯車は歯部形状を省略して示す。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。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【0013】

図１は、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２の構成を概略的に示す斜視図である。図２は、アブソリュートエンコーダ２の構成を、シールドプレート７を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図２では、アブソリュートエンコーダ２のケース４及び角度センサ支持基板５が透過されて示される。図３は、アブソリュートエンコーダ２の構成を、ケース４を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図３では、アブソリュートエンコーダ２の角度センサ支持基板５が透過されて示される。図４は、アブソリュートエンコーダ２の構成を、角度センサ支持基板５を除いた状態で概略的に示す平面図である。

【0014】

図１乃至図４に示すように、本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２は、第１ウォームギア部１１と、マグネットＭｐと、角度センサＳｐと、第１ウォームホイール部２１と、第２ウォームギア部２２と、第２ウォームホイール部４１と、マグネットＭｑと、角度センサＳｑと、ギアベース部３と、を備える。第１ウォームギア部１１は、第１駆動歯車として主軸１ａの回転に従って回転する。マグネットＭｐは、第１永久磁石として第１ウォームギア部１１の先端部側に設けられる。角度センサＳｐは、第１角度センサとしてマグネットＭｐから発生する磁束の変化に対応する第１ウォームギア部１１の回転角度を検出する。第１ウォームホイール部２１は、第１従動歯車として中心軸が第１ウォームギア部１１の中心軸と直交し、第１ウォームギア部１１に噛み合う。第２ウォームギア部２２は、第２駆動歯車として第１ウォームホイール部２１と同軸上に設けられ、第１ウォームホイール部２１の回転に従って回転する。第２ウォームホイール部４１は、第２従動歯車として中心軸が第１ウォームホイール部２１の中心軸と直交し、第２ウォームギア部２２に噛み合う。マグネットＭｑは、第２永久磁石として第２ウォームホイール部４１の先端側に設けられる。角度センサＳｑは、第２角度センサとしてマグネットＭｑから発生する磁束の変化に対応する第２ウォームホイール部４１の回転角度を検出する。アブソリュートエンコーダ２は、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅを備える。テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、停止状態における第１ウォームギア部１１の角度位置情報を出力する角度位置情報出力部及び角度位置情報に対応する第１ウォームギア部１１の角度誤差情報を出力する角度誤差情報出力部として機能する。以下、アブソリュートエンコーダ２の構造を具体的に説明する。

【0015】

本実施の形態においては、説明の便宜上、アブソリュートエンコーダ２について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軸方向及びＺ軸方向は夫々Ｘ軸方向に直交する。本説明において、Ｘ軸方向を左側或いは右側と、Ｙ軸方向を前側或いは後側と、Ｚ軸方向を上側或いは下側ともいう。図１，２に示すアブソリュートエンコーダ２の姿勢において、Ｘ軸方向における左側が左側であり、Ｘ軸方向における右側が右側である。また、図１，２に示すアブソリュートエンコーダ２の姿勢において、Ｙ軸方向における手前側が前側であり、Ｙ軸方向における奥側が後側である。また、図１，２に示すアブソリュートエンコーダ２の姿勢において、Ｚ軸方向における上側が上側であり、Ｚ軸方向における下側が下側である。Ｚ軸方向で上側から視た状態を平面視と、Ｙ軸方向で前側から視た状態を正面視と、Ｘ軸方向で左側から視た状態を側面視という。このような方向の表記はアブソリュートエンコーダ２の使用姿勢を制限するものではなく、アブソリュートエンコーダ２は任意の姿勢で使用され得る。

【0016】

アブソリュートエンコーダ２は、既述したように、モータ１の主軸１ａの複数回転にわたる回転量を特定して出力するアブソリュート型のエンコーダである。本発明の実施の形態では、アブソリュートエンコーダ２はモータ１のＺ軸方向の上側の端部に設けられている。本発明の実施の形態では、アブソリュートエンコーダ２は、平面視で略矩形状を有しており、正面視及び側面視で主軸１ａの延在方向である上下方向に薄い横長の矩形状を有している。つまり、アブソリュートエンコーダ２は上下方向よりも水平方向に長い偏平な直方体形状を有している。

【0017】

アブソリュートエンコーダ２は内部構造を収容する中空角筒状のケース４を備えている。ケース４は、少なくともモータ１の主軸１ａの一部、主軸ギア１０、第１中間ギア２０、第２中間ギア３０、第１副軸ギア４０、及び第２副軸ギア５０などを包囲する複数（例えば４つ）の外壁部４ａを含み、上側の端部が開蓋されている。ケース４は、開蓋されている４つの外壁部４ａの上側の端部に、矩形の板状部材である磁束遮へい部材としてのシールドプレート７が、ネジ８ｅによりケース４及びギアベース部３に固定されている。
シールドプレート７は、軸線方向（Ｚ軸方向）において角度センサＳｐ，Ｓｑ，Ｓｒとアブソリュートエンコーダ２の外部との間に設けられている板状部材である。シールドプレート７は、ケース４の内部に設けられている角度センサＳｐ，Ｓｑ，Ｓｒがアブソリュートエンコーダ２の外部で発生している磁束による磁気干渉を防ぐために、磁性体で形成されている。

【0018】

モータ１は、一例として、ステッピングモータやＤＣブラシレスモータであってもよい。一例として、モータ１は波動歯車装置等の減速機構を介して産業用等のロボットを駆動する駆動源として適用されるモータであってもよい。モータ１の主軸１ａは上下方向の両側がモータのケースから突出している。アブソリュートエンコーダ２はモータ１の主軸１ａの回転量をデジタル信号として出力する。

【0019】

モータ１の形状は、平面視で略矩形状を有し、上下方向においても略矩形状を有している。つまり、モータ１は略立方体形状を有している。平面視においてモータ１の外形を構成する４つの外壁部の夫々の長さは例えば２５ｍｍであり、すなわち、モータ１の外形は、平面視で２５ｍｍ角である。また、モータ１に設けられるアブソリュートエンコーダ２は、例えばモータ１の外形形状に合わせて２５ｍｍ角である。

【0020】

図１，２においては、角度センサ支持基板５がケース４及びシールドプレート７とともにアブソリュートエンコーダ２の内部を覆うように設けられている。
図５は、角度センサ支持基板５を下側から見た図である。図５に示すように、角度センサ支持基板５は、平面視で略矩形状を有し、上下方向に薄い板状のプリント配線基板である。また、コネクタ６は、角度センサ支持基板５に接続されており、アブソリュートエンコーダ２と外部装置（不図示）を接続するためのものである。

【0021】

図２，３に示すように、アブソリュートエンコーダ２は、第１ウォームギア部１１（第１駆動歯車）を有する主軸ギア１０と、第１ウォームホイール部２１（第１従動歯車）、第２ウォームギア部２２（第２駆動歯車）及び第３ウォームギア部２８（第３駆動歯車）を有する第１中間ギア２０と、第３ウォームホイール部３１（第３従動歯車）及び第１平歯車部３２（第４駆動歯車）を有する第２中間ギア３０と、第２ウォームホイール部４１（第２従動歯車）を有する第１副軸ギア４０と、第２平歯車部５１（第３従動歯車）を有する第２副軸ギア５０と、マグネットＭｐと、マグネットＭｐに対応する角度センサＳｐと、マグネットＭｑと、マグネットＭｑに対応する角度センサＳｑと、マグネットＭｒと、マグネットＭｒに対応する角度センサＳｒと、マイコン１２１とを含んでいる。

【0022】

図６は、アブソリュートエンコーダ２のＡ－Ａ断面図である。

【0023】

図４、及び図６に示すように、モータ１の主軸１ａは、モータ１の出力軸であり、アブソリュートエンコーダ２に回転力を伝達する入力軸である。主軸ギア１０は、モータ１の主軸１ａに固定されており、主軸１ａと一体にモータ１の軸受部材によって回転可能に支持されている。第１ウォームギア部１１は、モータ１の主軸１ａの回転に従って回転するように、主軸ギア１０の外周に設けられている。主軸ギア１０において、第１ウォームギア部１１は、その中心軸が主軸１ａの中心軸と一致又は略一致するように設けられている。主軸ギア１０は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。主軸ギア１０は、例えばポリアセタール樹脂から形成されている。

【0024】

図３、及び図４に示すように、第１中間ギア２０は、主軸ギア１０の回転を、第１副軸ギア４０及び第２中間ギア３０に伝えるギア部である。第１中間ギア２０は、軸２３によって基部３ｂに略平行に伸びる回転軸線の周りに軸支されている。第１中間ギア２０は、その回転軸線の方向に延伸する略円筒形状の部材である。第１中間ギア２０は、第１ウォームホイール部２１と、第２ウォームギア部２２と、第３ウォームギア部２８とを含み、内部に貫通孔が形成され、この貫通孔に軸２３が挿通されている。この軸２３をギアベース部３の基部３ｂに設けられた第１中間ギア軸支部３ｇに挿通することで、第１中間ギア２０が軸支されている。第１ウォームホイール部２１、第２ウォームギア部２２、及び第３ウォームギア部２８は、この順で互いに離れた位置に配置される。第１中間ギア２０は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第１中間ギア２０は、ポリアセタール樹脂から形成されている。

【0025】

図７は、アブソリュートエンコーダ２のＢ－Ｂ断面図である。

【0026】

図４、及び図７に示すように、第１ウォームホイール部２１は第１中間ギア２０の外周に設けられており、第１ウォームホイール部２１は、第１ウォームギア部１１と噛み合い、第１ウォームギア部１１の回転に従って回転するように設けられている。第１ウォームホイール部２１と第１ウォームギア部１１との軸角は９０°又は略９０°に設定されている。

【0027】

第１ウォームホイール部２１の外径に特別な制限はないが、図示の例では、第１ウォームホイール部２１の外径は第１ウォームギア部１１の外径より小さく設定されており、第１ウォームホイール部２１の外径が小さくなっている。これにより、アブソリュートエンコーダ２では、上下方向の寸法の小型化が図られている。

【0028】

第２ウォームギア部２２は第１中間ギア２０の外周に設けられており、第１ウォームホイール部２１の回転に伴って回転するようになっている。第１中間ギア２０において、第２ウォームギア部２２は、その中心軸が第１ウォームホイール部２１の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。

【0029】

図８は、アブソリュートエンコーダ２のＣ－Ｃ断面図である。

【0030】

図４、及び図８に示すように、第３ウォームギア部２８は第１中間ギア２０の外周に設けられており、第１ウォームホイール部２１の回転に伴って回転するようになっている。第１中間ギア２０において、第３ウォームギア部２８は、その中心軸が第１ウォームホイール部２１の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。

【0031】

図４に示すように、第１副軸ギア４０は、モータ軸の回転に従い、減速されてマグネットＭｑと一体となって回転する。第１副軸ギア４０は、ギアベース部３の基部３ｂから略垂直に突出する軸により軸支され、第２ウォームホイール部４１と、マグネットＭｑを保持する保持部と、を含む平面視で略円形状の部材である。第１副軸ギア４０は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第１副軸ギア４０は、ポリアセタール樹脂から形成されている。

【0032】

第２ウォームホイール部４１は、第１副軸ギア４０の外周に設けられており、第２ウォームギア部２２と噛み合い、第２ウォームギア部２２の回転に従って回転するように設けられている。第２ウォームホイール部４１と第２ウォームギア部２２との軸角は９０°又は略９０°に設定されている。第２ウォームホイール部４１の回転軸線は、第１ウォームギア部１１の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。

【0033】

図４、及び図８において、第２中間ギア３０は、主軸１ａの回転に従って回転し、主軸１ａの回転を減速して第２副軸ギア５０に伝える円盤状のギア部である。第２中間ギア３０は、第２ウォームギア部２２と、第２副軸ギア５０に設けられる第２平歯車部５１との間に設けられる。第２平歯車部５１は、第１平歯車部３２と噛み合う。第２中間ギア３０は、第１中間ギア２０の第３ウォームギア部２８と噛み合う第３ウォームホイール部３１と、第２平歯車部５１を駆動する第１平歯車部３２とを有する。第２中間ギア３０は、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。第２中間ギア３０は、平面視で略円形状の部材である。第２中間ギア３０は、ギアベース部３の基部３ｂに軸支されている。

【0034】

第２中間ギア３０を備えることにより、その分、後述する第２副軸ギア５０を第３ウォームギア部２８から遠ざけた位置に配置することができる。このため、マグネットＭｐ、Ｍｑとの間の距離を長くして互いの漏れ磁束の影響を減らすことができる。また、第２中間ギア３０を備えることにより、その分減速比を設定できる範囲が拡がり設計の自由度が向上する。

【0035】

第３ウォームホイール部３１は、第２中間ギア３０の外周に設けられており、第３ウォームギア部２８と噛み合い、第３ウォームギア部２８の回転に従って回転するように設けられている。第１平歯車部３２は、第２中間ギア３０の外周にその中心軸が第３ウォームホイール部３１の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。第１平歯車部３２は、第２平歯車部５１と噛み合い、第３ウォームホイール部３１の回転に従って回転するように設けられている。第３ウォームホイール部３１及び第１平歯車部３２の回転軸線は、第１ウォームギア部１１の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。

【0036】

図８において、第２副軸ギア５０は、主軸１ａの回転に従って回転し、主軸１ａの回転を減速してマグネットＭｒに伝える、平面視で円形状のギア部である。第２副軸ギア５０は、ギアベース部３の基部３ｂから略垂直に伸びる回転軸線周りに軸支されている。第２副軸ギア５０は、第２平歯車部５１と、マグネットＭｒを保持する磁石保持部とを含む。

【0037】

第２平歯車部５１は、第２副軸ギア５０の外周にその中心軸が第１平歯車部３２の中心軸と一致又は略一致するように設けられている。第２平歯車部５１は、第１平歯車部３２と噛み合い、第３ウォームホイール部３１の回転に従って回転するように設けられている。第２平歯車部５１の回転軸線は、第１平歯車部３２の回転軸線と平行又は略平行に設けられている。第２副軸ギア５０は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から形成することができる。第２副軸ギア５０は、ポリアセタール樹脂から形成されている。

【0038】

ここで、第１ウォームホイール部２１が第１ウォームギア部１１に噛み合うために、第１ウォームホイール部２１が第１ウォームギア部１１に向かう方向を第１噛み合い方向Ｐ１（図４の矢印Ｐ１方向）とする。同様に、第２ウォームギア部２２が第２ウォームホイール部４１に噛み合うために、第２ウォームギア部２２が第２ウォームホイール部４１に向かう方向を第２噛み合い方向Ｐ２（図４の矢印Ｐ２方向）とする。さらに、第３ウォームギア部２８が第３ウォームホイール部３１に噛み合うために、第３ウォームギア部２８が第３ウォームホイール部３１に向かう方向を第３噛み合い方向Ｐ３（図４の矢印Ｐ３方向）とする。本実施の形態においては、第１噛み合い方向Ｐ１、第２噛み合い方向Ｐ２、及び第３噛み合い方向Ｐ３は共に水平面（ＸＹ平面）に沿う方向となっている。

【0039】

マグネットＭｐは、主軸ギア１０の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定される。マグネットＭｐは、ホルダ部１６を介して主軸ギア１０の中心軸に設けられているマグネット支持部１７に支持されている。ホルダ部１６は、アルミニウム合金などの非磁性体により形成されている。ホルダ部１６の内周面は、マグネットＭｐの径方向における外周面に接してこの外周面を保持するように、マグネットＭｐの外径や外周面の形状に対応して、例えば、環状に形成されている。また、マグネット支持部１７の内周面は、ホルダ部１６の外周面に接するように、ホルダ部１６の外径や外周面の形状に対応して、例えば、環状に形成されている。マグネットＭｐは、主軸ギア１０の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ２極の磁極を有している。角度センサＳｐは、主軸ギア１０の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットＭｐの上面に上下方向に対向するように、角度センサ支持基板５の下面５ａに設けられる。

【0040】

一例として、角度センサＳｐは、アブソリュートエンコーダ２の後述するギアベース部３に配設された基板支柱１１０によって支持されている角度センサ支持基板５に固定されている。角度センサＳｐは、マグネットＭｐの磁極を検知し、検知情報をマイコン１２１に出力する。マイコン１２１は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットＭｐの回転角度を特定することにより、主軸ギア１０の回転角度、つまり主軸１ａの回転角度を特定する。主軸１ａの回転角度の分解能は角度センサＳｐの分解能に対応する。マイコン１２１は、後述するように、特定された第１副軸ギア４０の回転角度及び特定された主軸１ａの回転角度に基づいて主軸１ａの回転量を特定し、これを出力する。マイコン１２１は、一例としてモータ１の主軸１ａの回転量をデジタル信号として出力するようにしてもよい。

【0041】

角度センサＳｑは、第２ウォームホイール部４１の回転角度、すなわち第１副軸ギア４０の回転角度を検知する。マグネットＭｑは、第１副軸ギア４０の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定されている。マグネットＭｑは、第１副軸ギア４０の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ２極の磁極を有している。図３に示すように、角度センサＳｑは、第１副軸ギア４０の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットＭｑの上面に上下方向に対向するように設けられる。

【0042】

一例として、角度センサＳｑは、角度センサＳｐが固定された角度センサ支持基板５に、角度センサＳｐが固定される面と同一の面において固定されている。角度センサＳｑは、マグネットＭｑの磁極を検知し、検知情報をマイコン１２１に出力する。マイコン１２１は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットＭｑの回転角度、つまり第１副軸ギア４０の回転角度を特定する。

【0043】

角度センサＳｒは、第２平歯車部５１の回転角度、すなわち第２副軸ギア５０の回転角度を検知する。マグネットＭｒは、第２副軸ギア５０の上面に双方の中心軸が一致又は略一致するように固定されている。マグネットＭｒは、第２副軸ギア５０の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ２極の磁極を有している。図３に示すように、角度センサＳｒは、第２副軸ギア５０の回転角度を検知するために、その下面が隙間を介してマグネットＭｒの上面に上下方向に対向するように設けられる。

【0044】

一例として、角度センサＳｒは、アブソリュートエンコーダ２の後述するギアベース部３に配設された基板支柱１１０によって支持されている角度センサ支持基板５に固定されている。角度センサＳｒは、マグネットＭｒの磁極を検知し、検知情報をマイコン１２１に出力する。マイコン１２１は、入力された磁極に関する検知情報に基づいてマグネットＭｒの回転角度、つまり第２副軸ギア５０の回転角度を特定する。

【0045】

各磁気センサ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、それぞれの回転体の軸方向において、各永久磁石の磁極を含む端面と、一定の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対向する回転体の回転角を特定してデジタル信号を出力する。磁気式角度センサは、一例として、磁極を検知する検知素子と、この検知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。検知素子は、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知要素を複数（例えば４つ）含んでもよい。

【0046】

演算回路は、例えば複数の検知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。この検知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。各磁気センサは、不図示の配線部材を介して検知した各回転体の回転角に対応するデジタル信号である角度信号をマイコン１２１に出力する。例えば、各磁気センサは各回転体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。

【0047】

図９は、アブソリュートエンコーダ２が備えるマイコン１２１の機能構成を示す図である。マイコン１２１は、角度センサ支持基板５のギアベース部３の基部３ｂ側の面にはんだ付けや接着などの方法により固定されている。マイコン１２１は、ＣＰＵで構成され、角度センサＳｐ，Ｓｑ，Ｓｒのそれぞれから出力される回転角度を表すデジタル信号を取得し、主軸ギア１０の回転量を演算する。図１０に示すマイコン１２１の各ブロックは、マイコン１２１としてのＣＰＵがプログラムを実行することによって実現されるファンクション（機能）を表したものである。マイコン１２１の各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのＣＰＵ（central processing unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）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。従って、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。

【0048】

マイコン１２１は、回転角取得部１２１ｐ、回転角取得部１２１ｑ、回転角取得部１２１ｒ、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び出力部１２１ｅを備える。回転角取得部１２１ｐは、角度センサＳｐから出力された信号をもとに主軸ギア１０、つまり、主軸１ａの回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｐを取得する。回転角取得部１２１ｑは、角度センサＳｑから出力された信号をもとに第１副軸ギア４０の回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｑを取得する。回転角取得部１２１ｒは、角度センサＳｒで検知された第２副軸ギア５０の回転角度を示す角度情報である回転角度Ａｒを取得する。

【0049】

テーブル処理部１２１ｂは、回転角度Ａｐと、回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第１対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。また、テーブル処理部１２１ｂは、回転角度Ａｒと、回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第２対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。

【0050】

回転量特定部１２１ｃは、テーブル処理部１２１ｂによって特定された主軸ギア１０の回転数と、取得した回転角度Ａｑとに応じて、主軸ギア１０の複数回転にわたる第１回転量を特定する。出力部１２１ｅは、回転量特定部１２１ｃによって特定された主軸ギア１０の複数回転にわたる回転量を、当該回転量を示す情報に変換して出力する。

【0051】

なお、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、後述する第１ウォームギア部１１の角度位置情報の外部制御装置（コントローラ）への出力を行う角度位置情報出力部としても機能する。また、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、同じく後述する第１ウォームギア部１１の角度位置情報を補正するための角度誤差情報の外部制御装置への出力も行う。

【0052】

このように構成されたアブソリュートエンコーダ２は、角度センサＳｑ，Ｓｒの検知情報に基づいて特定された第１副軸ギア４０及び第２副軸ギア５０の回転角度に応じて主軸１ａの回転数を特定すると共に、角度センサＳｐの検知情報に基づいて主軸１ａの回転角度を特定することができる。そして、マイコン１２１は、特定された主軸１ａの回転数及び主軸１ａの回転角度に基づいて、主軸１ａの複数回の回転にわたる回転量を特定する。

【0053】

主軸１ａに設けられた主軸ギア１０の第１ウォームギア部１１の条数は例えば１であり、第１ウォームホイール部２１の歯数は例えば２０である。つまり、第１ウォームギア部１１と第１ウォームホイール部２１とは、減速比が２０／１＝２０の第１変速機構を構成する（図４参照）。第１ウォームギア部１１が２０回転するとき第１ウォームホイール部２１は１回転する。第１ウォームホイール部２１と第２ウォームギア部２２は同軸上に設けられて第１中間ギア２０を構成しており、一体となって回転することから、第１ウォームギア部１１が２０回転するとき、すなわち主軸１ａ及び主軸ギア１０が２０回転するとき、第１中間ギア２０は１回転し、第２ウォームギア部２２は１回転する。

【0054】

第２ウォームギア部２２の条数は例えば５であり、第２ウォームホイール部４１の歯数は例えば２５である。つまり、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部４１とは、減速比が２５／５＝５の第２変速機構を構成する（図４参照）。第２ウォームギア部２２が５回転するとき第２ウォームホイール部４１は１回転する。第２ウォームホイール部４１が形成された第１副軸ギア４０は、後述するようにマグネットホルダ３５及びマグネットＭｑと一体となって回転するようになっており、このため、第１中間ギア２０を構成する第２ウォームギア部２２が５回転するとき、マグネットＭｑは１回転する。以上より、主軸１ａが１００回転すると、第１中間ギア２０が５回転し、第１副軸ギア４０及びマグネットＭｑが１回転する。つまり、角度センサＳｑの第１副軸ギア４０の回転角度に関する検知情報により、主軸１ａの５０回転分の回転数を特定することができる。

【0055】

第３ウォームギア部２８の条数は例えば１であり、第３ウォームホイール部３１の歯数は例えば３０である。つまり、第３ウォームギア部２８と第３ウォームホイール部３１とは、減速比が３０／１＝３０の第３変速機構を構成する（図４参照）。第３ウォームギア部２８が３０回転するとき第３ウォームホイール部３１は１回転する。第３ウォームホイール部３１が形成された第２中間ギア３０は、第３ウォームホイール部３１の中心軸と一致又は略一致する中心軸を有する第１平歯車部３２が設けられている。このため、第３ウォームホイール部３１が回転するとき、第１平歯車部３２も回転する。第１平歯車部３２は、第２副軸ギア５０に設けられている第２平歯車部５１と噛み合っており、このため、第２中間ギア３０が回転するとき、第２副軸ギア５０も回転する。

【0056】

第２平歯車部５１の歯数は例えば４０であり、第１平歯車部３２の歯数は例えば２４である。つまり、第１平歯車部３２と第２平歯車部５１とは、減速比が４０／２４＝５／３の第４変速機構を構成する（図４参照）。第１平歯車部３２が５回転するとき第２平歯車部５１は３回転する。第２平歯車部５１が形成された第２副軸ギア５０は、後述するようにマグネットＭｒと一体となって回転するようになっており、このため、第１中間ギア２０を構成する第３ウォームギア部２８が５回転するとき、マグネットＭｒは１回転する。以上より、主軸１ａが１０００回転すると、第１中間ギア２０が５０回転し、第２中間ギア３０が５／３回転し、第２副軸ギア５０及びマグネットＭｒが１回転する。つまり、角度センサＳｒの第２副軸ギア５０の回転角度に関する検知情報により、主軸１ａの１０００回転分の回転数を特定することができる。

【0057】

以下、アブソリュートエンコーダ２の構成についてより具体的に説明する。

【0058】

上述のように（図１～５参照）、アブソリュートエンコーダ２は、ギアベース部３と、ケース４と、角度センサ支持基板５と、コネクタ６とを含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ２は、主軸ギア１０と、第１中間ギア２０と、第２中間ギア３０と、第１副軸ギア４０と、第２副軸ギア５０とを含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ２は、マグネットＭｐ，Ｍｑ，Ｍｒ及び角度センサＳｐ，Ｓｑ，Ｓｒを含んでおり、また、アブソリュートエンコーダ２の駆動部や検出部等を制御するためのマイコン１２１を含んでいる。

【0059】

ここで、上述したように、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、後述する第１ウォームギア部１１の角度位置情報の外部制御装置（コントローラ）への出力を行う角度位置情報出力部としても機能する。また、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、同じく後述する第１ウォームギア部１１の角度位置情報を補正するための角度誤差情報の外部制御装置への出力も行う。

【0060】

図１０は、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の回転角度の基準角度と角度誤差との一例を示すグラフである。また、図１１は、アブソリュートエンコーダ２において角度誤差補正処理を行う機能的構成を概略的に示すブロック図である。

【0061】

アブソリュートエンコーダ２は、アブソリュートエンコーダ２から出力される情報に基づいてモータ１の制御を行う外部制御装置（以下「コントローラＣ」という。）に対して、角度情報、つまり主軸１ａの回転角度を出力することで、コントローラＣがモータ１の動作制御を行うことができる。ここで、コントローラＣは、電源の投入時にアブソリュートエンコーダ２からモータ１の角度情報、すなわち、主軸１ａの回転角度を入手することで、コントローラＣがモータ１の動作制御をするための基準角度を決定することができる。

【0062】

しかしながら、アブソリュートエンコーダ２は、歯車などの製造ばらつき、あるいは、回転軸の位置検出に用いられる磁石や磁気センサの位置関係等によって、主軸１ａの位置（角度）に対して角度センサＳｐは固有の角度誤差を有している。このため、アブソリュートエンコーダ２は、第１ウォームギア部１１の停止位置によっては、電源投入時にコントローラＣへ出力する角度情報が実際の主軸1ａの回転角度から最もずれた値（離れた値）となってしまう可能性がある。角度情報が実際の主軸１ａの回転角度から最もずれた値である場合は、コントローラＣが設定する基準角度が実際の主軸１ａの回転角度に対して最大値ＭＥ１と最小値ＭＥ２との差分の誤差Ａ１だけずれてしまう場合がある。

【0063】

そこで、アブソリュートエンコーダ２は、電源投入直後の角度センサＳｐが出力する出力角度が第１ウォームギア部１１の実際の停止位置からどの程度ずれているかを角度（例えば、ｄｅｇ）で示す角度誤差情報をコントローラＣに出力する。

【0064】

図１１に示すように、モータ１の動作制御に使用する基準角度を決定するのはコントローラＣ側であるため、アブソリュートエンコーダ２の内部には、アブソリュートエンコーダ２の製造バラつきによって生じる、アブソリュートエンコーダ２固有の角度誤差、すなわち、角度誤差情報を保持している。コントローラＣは、電源投入時の第１ウォームギア部１１の停止位置（角度位置情報）とともに、その停止位置における誤差量を特定する角度誤差情報をアブソリュートエンコーダ２から読み出す。コントローラＣは、アブソリュートエンコーダ２から読み出した角度誤差情報に基づいて第１ウォームギア部１１の角度位置情報を補正する。以上のようにすることで、コントローラＣは、補正後の角度位置情報に基づいて基準角度を決定し、モータ１の制御を行うことができる。角度誤差情報は、例えば、工場出荷時にマイコン１２１の記憶領域（例えば、ＲＡＭ）、すなわち、テーブル処理部１２１ｂに書き込まれる。

【0065】

次に、アブソリュートエンコーダ２において行われる、角度誤差情報出力方法（角度誤差情報出力処理）について、具体的に説明する。

【0066】

アブソリュートエンコーダ２において、コンピュータプログラムを実行可能なマイコン１２１に、アブソリュートエンコーダの角度誤差情報出力プログラムを実行させることにより、角度誤差情報出力処理が実行される。

【0067】

図１２は、アブソリュートエンコーダ２における角度誤差補正処理の一例を示すシーケンス図である。図１２に示すように、アブソリュートエンコーダ２は、以下の処理を行う。

【0068】

コントローラＣは、アブソリュートエンコーダ２の電源を投入（電源ＯＮ）する要求（命令）を送信する（ステップＳ１）。

【0069】

コントローラＣは、停止状態における第１ウォームギア部１１の角度位置情報、すなわち、電源投入時における主軸１ａの周方向の位置を示す角度の情報をアブソリュートエンコーダ２に要求するために、角度位置情報要求情報を送信する（ステップＳ２）。

【0070】

アブソリュートエンコーダ２において、角度位置情報出力ステップとして、以下の処理を行う。すなわち、テーブル処理部１２１ｂは、コントローラＣからの角度位置情報要求情報を受信すると、受信直後に取得された回転角度Ａｐと、回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第１対応関係テーブルを参照して、取得した停止状態の回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。また、テーブル処理部１２１ｂは、停止状態に取得された回転角度Ａｒと、回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第２対応関係テーブルを参照して、取得した停止状態の回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。回転量特定部１２１ｃは、テーブル処理部１２１ｂから読み出された主軸ギア１０の回転数と、取得した回転角度Ａｑとに応じて、主軸ギア１０、すなわち、第１ウォームギア部１１の停止状態における角度位置情報を特定する。出力部１２１ｅは、この停止状態における第１ウォームギア部１１の角度位置情報をコントローラＣに出力する（ステップＳ３）。

【0071】

角度位置情報を取得したコントローラＣは、この角度位置情報からアブソリュートエンコーダ２の記録領域（フラッシュ領域の対応関係テーブル）におけるアドレス、すなわち、角度位置情報に対応する角度誤差情報の記憶領域を特定する情報を算出する。コントローラＣは、このアドレスを角度誤差情報要求情報としてアブソリュートエンコーダ２に送信する（ステップＳ４）。

【0072】

アブソリュートエンコーダ２において、角度誤差情報出力ステップとして、以下の処理を行う。すなわち、テーブル処理部１２１ｂは、コントローラＣからの要求に応じて、角度誤差情報要求情報に対応する第１ウォームギア部１１の角度誤差情報を第３対応関係テーブルから読み出す。第３対応関係テーブルは、第１ウォームギア部１１の所定の角度と、角度誤差情報と、を対応付けて記憶したテーブルである。アブソリュートエンコーダ２において、出力部１２１ｅは、この停止状態における第１ウォームギア部１１の角度誤差情報をコントローラＣに出力する（ステップＳ５）。角度誤差情報は、例えば、以下のように設定される。主軸１ａ（第１ウォームギア部１１）の角度０°～３６０°の範囲を所定の角度間隔で分割する。なお、分割される角度は、同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。例えば、１．８°の間隔で２００分割されてもよいし、１．５°、１．８°又は２．０°等の複数の角度で２００分割されてもよい。また、分割数は、１５０又は３００等のように２００以外に分割されてもよい。角度誤差情報は、ステップＳ３で出力された第１ウォームギア部１１の角度位置情報に対して任意の角度間隔で丸めた位置(小数点以下切り捨て)での誤差データを割り当てて参照する。ここで、角度誤差情報は、アブソリュートエンコーダ２に固有の角度誤差の中心値からの差分(プラスマイナスの符号付き)で定義されている。

【0073】

図１３は、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の回転角度の角度誤差の算出基準の一例を示すグラフである。

【0074】

図１３に示すように、アブソリュートエンコーダ２において、角度誤差の最大値ＭＥ３がプラス方向に偏った値であっても、角度誤差情報の算出基準ＳＥ１は、角度誤差の最大値ＭＥ３と最小値ＭＥ４との中間値となるように設定することができる。このようにすることで、アブソリュートエンコーダ２によれば、プラス方向の角度誤差Ａ２とマイナス方向の角度誤差Ａ３とを均等に近い形に補正することができる。

【0075】

コントローラＣは、アブソリュートエンコーダ２から取得した角度位置情報（例えば、電源投入時における第１ウォームギア部１１の停止位置における回転角度）を基準角度に設定する。コントローラＣは、設定された基準角度と、取得された角度誤差情報と、に基づいて、補正後の基準角度を決定する。具体的には、コントローラＣは、補正前の基準角度から加減算する角度の値を加味することで補正後の基準角度を決定する。コントローラＣは、この加減算した基準角度を誤差補正後の角度位置情報として扱い、誤差補正後角度位置情報を用いてモータ制御を行う（ステップＳ６）。

【0076】

以上のようにアブソリュートエンコーダ２が処理することで、コントローラＣ側で第１ウォームギア部１１の基準角度をより正確な位置に補正することができる。また、以上のようにアブソリュートエンコーダ２が処理することで、コントローラＣは、これにより実際の角度誤差を最大で角度誤差の最大値ＭＥ１と最小値ＭＥ２との差分の誤差Ａ１の半分に抑えることが可能である。

【0077】

次に、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の角度誤差情報の基準角度の一例について説明する。

【0078】

図１４は、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の回転方向による角度誤差の相違の一例を示すグラフである。

【0079】

アブソリュートエンコーダ２では、回転方向が切り替わる場合（例えば、正転方向から逆転方向、又は逆転方向から正転方向）に、第１ウォームギア部１１の角度誤差のオフセットＯＳ１が生じる場合がある。この場合、図１４に示すように、正転方向の角度誤差ＥＣＷと逆転方向の角度誤差ＥＣＣＷとで相違している。図１４において、第１ウォームギア部１１の角度誤差は、正転方向の角度誤差ＥＣＷに対して逆転方向の角度誤差ＥＣＣＷである。角度誤差は、マイナス方向にオフセットＯＳ１が生じている。アブソリュートエンコーダ２では、一方向（例えば、正転方向又は逆転方向）だけで角度誤差が補正された場合、他方向での回転では、オフセットＯＳ１によって角度誤差の許容を超過させる恐れがある。

【0080】

図１５は、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の回転方向による角度誤差補正後の角度誤差の相違の一例を示すグラフである。

【0081】

図１５に示すように、アブソリュートエンコーダ２において、正転（ＣＷ）時の角度誤差ＥＣＷと逆転（ＣＣＷ）時の角度誤差ＥＣＣＷとで角度誤差が相違している場合に、角度誤差補正の基準角度ＳＥ２を正転（ＣＷ）時の誤差に基づいて設定することで、同じ角度位置であっても、例えば、図１５において、正転方向の角度誤差Ａ４よりも逆転方向の角度誤差Ａ５が図１４に示したようなオフセットＯＳ１の分だけ大きくなってしまう。

【0082】

図１６は、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の回転方向ごとに角度誤差補正後の角度誤差の一例を示すグラフである。

【0083】

そこで、図１６に示すように、アブソリュートエンコーダ２において、正転（ＣＷ）時の角度誤差ＥＣＷと逆転（ＣＣＷ）時の角度誤差ＥＣＣＷとを測定する。ここで、基準角度ＳＥ３は、正転方向の回転と逆転方向の回転を合わせた範囲での最大値と最小値の中間値である。基準角度ＳＥ３を中心として正転方向と逆転方向とで同じ角度位置における角度誤差のうち、基準位置からの差が大きい角度誤差を、角度誤差情報として、対応関係テーブルに記憶される。このように、角度誤差が相違している場合に、角度誤差補正の基準角度ＳＥ３を正転（ＣＷ）と逆転（ＣＣＷ）時との双方の誤差を考慮して、大きいほうの角度誤差を角度誤差情報として対応関係テーブルに設定していることで、正転方向と逆転方向との誤差が偏らず、最大の角度誤差を減少させることができる。

【0084】

次に、アブソリュートエンコーダ２における第１ウォームギア部１１の角度誤差補正処理の別の一例について説明する。

【0085】

図１７は、アブソリュートエンコーダ２における角度誤差補正処理の別の一例を示すシーケンス図である。

【0086】

図１２に示したアブソリュートエンコーダ２における角度誤差補正処理の一例では、アブソリュートエンコーダ２は、コントローラＣの要求に応じて、角度位置情報と角度誤差情報とをそれぞれ出力していた。本発明に係る角度誤差補正処理ではこれに限定されず、例えば、図１７に示すシーケンス図のように、コントローラＣの要求に応じて、角度誤差情報を加味した誤差補正後の角度誤差情報をコントローラＣに出力してもよい。

【0087】

コントローラＣは、アブソリュートエンコーダ２の電源を投入（電源ＯＮ）する要求（命令）を送信する（ステップＳ１１）。

【0088】

コントローラＣは、停止状態における第１ウォームギア部１１の角度位置情報、すなわち、電源投入時における主軸１ａの周方向の位置を示す角度の情報をアブソリュートエンコーダ２に要求する（ステップＳ１２）。

【0089】

アブソリュートエンコーダ２において、テーブル処理部１２１ｂが、コントローラＣからの要求に応じて、受信直後に取得した回転角度Ａｐと、回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第１対応関係テーブルを参照して、取得した停止状態の回転角度Ａｐに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。また、テーブル処理部１２１ｂは、停止状態に取得された回転角度Ａｒと、回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した第２対応関係テーブルを参照して、取得した停止状態の回転角度Ａｒに対応する主軸ギア１０の回転数を特定する。回転量特定部１２１ｃは、テーブル処理部１２１ｂから読み出された主軸ギア１０の回転数と、取得した回転角度Ａｑとに応じて、主軸ギア１０、すなわち、第１ウォームギア部１１の停止状態における角度位置情報を特定する。

【0090】

アブソリュートエンコーダ２において、テーブル処理部１２１ｂが、特定された角度位置情報に対応する第１ウォームギア部１１の角度誤差情報を対応関係テーブルから読み出す。アブソリュートエンコーダ２において、テーブル処理部１２１ｂは、この停止状態における第１ウォームギア部１１の角度誤差情報に基づいて、誤差補正後の角度位置情報を算出する。出力部１２１ｅは、誤差補正後の角度位置情報をコントローラＣに出力する（ステップＳ１３）。

【0091】

コントローラＣは、所定の角度位置、例えば、電源投入時における第１ウォームギア部１１の停止位置における回転角度を基準角度に設定する。コントローラＣは、この基準角度に対して、取得した角度誤差情報、具体的には補正前の基準角度から加減算する角度の値を加味した補正後の基準角度を決定する。コントローラＣは、この加減算した基準角度を誤差補正後の角度位置情報として扱い、誤差補正後の角度位置情報を用いてモータ制御を行う（ステップＳ１４）。

【0092】

以上のように処理することで、アブソリュートエンコーダ２は、先に説明したようにコントローラＣにおける角度誤差を抑えることができるとともに、コントローラＣの処理能力の負荷を低減することができる。

【0093】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよく、公知の技術と組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

【0094】

以上説明した実施の形態では、本発明に係る角度誤差補正処理を、モータ１の主軸１ａに関する第１ウォームギア部１１の角度誤差に対して適用するものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１副軸ギア４０及び／または第２副軸ギア５０に対しても適用可能である。この場合、第１副軸ギア４０及び／または第２副軸ギア５０の角度位置情報及び角度誤差情報は、図１７に示したようにアブソリュートエンコーダ２において処理される。

【符号の説明】

【0095】

１…モータ、１ａ…主軸、１ｂ…圧入部、２…アブソリュートエンコーダ、３…ギアベース部、４…ケース、４ａ…外壁部、５…角度センサ支持基板、５ａ…下面、６…コネクタ、７…シールドプレート、８ａ…基板取付ネジ、８ｃ…ギアベース部固定ネジ、８ｅ…ネジ、１０…主軸ギア、１１…第１ウォームギア部、１６…ホルダ部、１７…マグネット支持部、２０…第１中間ギア、２１…第１ウォームホイール部、２２…第２ウォームギア部、２３…軸、２８…第３ウォームギア部、３０…第２中間ギア、３１…第３ウォームホイール部、３２…第１平歯車部、３５…マグネットホルダ、４０…第１副軸ギア、４１…第２ウォームホイール部、５０…第２副軸ギア、５１…第２平歯車部、１２１…マイコン、１２１ｂ…テーブル処理部、１２１ｃ…回転量特定部、１２１ｅ…出力部、１２１ｐ…回転角取得部、１２１ｑ…回転角取得部、１２１ｒ…回転角取得部、Ｍｐ，Ｍｑ，Ｍｒ…マグネット、Ｓｐ，Ｓｑ，Ｓｒ…角度センサ

【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】