特許 7522556 アブソリュートエンコーダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-17

(45)【発行日】2024-07-25

(54)【発明の名称】アブソリュートエンコーダ

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20240718BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110W

G01D5/245 110L

G01D5/245 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020002883

(22)【出願日】2020-01-10

(65)【公開番号】P2021110641

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-11-25

(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】西口 薫

(72)【発明者】

【氏名】長田 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】小原 崇弘

【審査官】吉田 久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－５６５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－７２０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１５９６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１４６３６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

Ｇ０１Ｂ ７／００－７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車と噛み合う第１従動歯車と、
前記第１従動歯車と同軸上に設けられ、前記第１従動歯車の回転に従って回転する第２駆動歯車と、
前記第２駆動歯車と噛み合う第２従動歯車と、
を備え、
前記第１駆動歯車の先端側に設けられている磁石と、前記磁石から発生する磁束の変化に対応し前記磁石が設けられている前記第１駆動歯車の回転角度を検出する角度センサと、を備え、
前記磁石には、前記磁石の軸方向の端面から見て、第１極性の第１磁極部分と、前記第１極性とは異なる第２極性の第２磁極部分とが隣接して形成され、
前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記磁石の径方向の中央を境に、前記径方向に隣接して形成され、
前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記軸方向の中央を境に、前記軸方向に隣接して形成され、
前記磁石の前記径方向における外周面に磁性材により形成されている磁気干渉低減部材が設けられていて、
前記磁気干渉低減部材は、前記磁石の前記径方向における外周面を全周にわたって囲むように設けられているとともに、前記外周面に接していて、
前記第１駆動歯車は、筒状の筒状部の径方向外側に設けられ、
前記筒状部は、マグネット保持部を有し、
前記磁石及び前記磁気干渉低減部材は、前記マグネット保持部に収容されることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。

【請求項2】

主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車と噛み合う第１従動歯車と、
前記第１従動歯車と同軸上に設けられ、前記第１従動歯車の回転に従って回転する第２駆動歯車と、
前記第２駆動歯車と噛み合う第２従動歯車と、
を備え、
前記第２従動歯車の先端側に設けられている磁石と、前記磁石から発生する磁束の変化に対応し前記磁石が設けられている前記第２従動歯車の回転角度を検出する角度センサと、を備え、
前記磁石には、前記磁石の軸方向の端面から見て、第１極性の第１磁極部分と、前記第１極性とは異なる第２極性の第２磁極部分とが隣接して形成され、
前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記磁石の径方向の中央を境に、前記径方向に隣接して形成され、
前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記軸方向の中央を境に、前記軸方向に隣接して形成され、
前記磁石の前記径方向における外周面に磁性材により形成されている磁気干渉低減部材が設けられていて、
前記磁気干渉低減部材は、前記磁石の前記径方向における外周面を全周にわたって囲むように設けられているとともに、前記外周面に接していて、
前記第２従動歯車は、中心軸を貫通する貫通孔を有し、
前記貫通孔には、マグネット保持部を有するマグネットホルダの軸部が圧入され、前記マグネットホルダが前記第２従動歯車と一体となって回転し、
前記磁石及び前記磁気干渉低減部材は、前記マグネット保持部に収容されることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アブソリュートエンコーダに関する。

【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。このようなアブソリュートエンコーダとしては、着磁された永久磁石を測定対象となる回転軸（主軸）に取り付け、磁気センサによって永久磁石の回転角を検出することにより、測定対象となる主軸の回転量を検出する磁気式エンコーダ装置が知られている。また、この主軸の複数回転にわたる回転量を、主軸の回転に伴い減速回転する回転体の回転角を取得することによって特定する方法が知られている。

【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、マグネットホルダのマグネット収容部内に、回転軸線の周方向においてＮ極とＳ極が並ぶように設けられたマグネットを有する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－７２０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような減速機構を用いた、複数の永久磁石の回転量を検出するアブソリュートエンコーダにおいては、複数の永久磁石と磁気回転角センサとが存在している場合に、意図しない永久磁石の磁束を磁気回転角センサが検出することによって磁気回転角センサの精度低下が生じる場合があった。このため、この種のアブソリュートエンコーダにおいては、検出精度を向上させるために、意図しない永久磁石の磁束の影響を取り除くことができる構造が求められている。

【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、永久磁石の意図しない磁束が検出精度に与える影響を低減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、主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、前記主軸の回転に従って回転する第１駆動歯車と、前記第１駆動歯車と噛み合う第１従動歯車と、前記第１従動歯車と同軸上に設けられ、前記第１従動歯車の回転に従って回転する第２駆動歯車と、前記第２駆動歯車と噛み合う第２従動歯車と、を備え、前記第１従動歯車または前記第２従動歯車の少なくともいずれか一方の先端側に設けられている磁石と、前記磁石から発生する磁束の変化に対応し前記磁石が設けられている前記第１従動歯車または前記第２従動歯車の回転角度を検出する角度センサと、を備え、前記磁石には、前記磁石の軸方向の端面から見て、第１極性の第１磁極部分と、前記第１極性とは異なる第２極性の第２磁極部分とが隣接して形成され、前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記磁石の径方向の中央を境に、前記径方向に隣接して形成され、前記第１磁極部分と前記第２磁極部分とは、前記軸方向の中央を境に、前記軸方向に隣接して形成され、前記磁石の前記径方向における外周面に磁性材により形成されている磁気干渉低減部材が設けられていることを特徴とする。

【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、永久磁石の意図しない磁束が検出精度に与える影響を低減することができる。

【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、ケース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、基板及びコネクタ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、別の角度から見た状態を概略的に示す斜視図である。

【図5】図３に示すアブソリュートエンコーダの構成を、モータを除いた状態で概略的に示す斜視図である。

【図6】図５に示すアブソリュートエンコーダの構成を概略的に示す平面図である。

【図7】図１に示すアブソリュートエンコーダを主軸の中心軸に平行な面で切断した状態を示す断面図である。

【図8】図１に示すアブソリュートエンコーダの構成において、モータを除いた状態で主軸ギアの中心軸を通り、かつ、中間ギアの中心軸と直交する面で切断した状態を概略的に示す断面図である。

【図9】図８に示すアブソリュートエンコーダの構成において、マグネット及び磁気干渉低減部材の周辺部分を概略的に示す拡大断面図である。

【図10】図８に示すアブソリュートエンコーダの構成において、マグネット、主軸ギア、主軸アダプタ及びモータの主軸の構成を概略的に示す分解縦断面図である。

【図11】図６に示すアブソリュートエンコーダの構成において、中間ギアの中心軸を通り、かつ、ＸＹ平面と平行な面で切断した状態を概略的に示す断面図である。

【図12】図１１に示す断面図を別の角度から見た拡大斜視図である。

【図13】図６に示すアブソリュートエンコーダの構成において、中間ギアの中心軸を通り、かつ、ＸＹ平面と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。

【図14】図１２に示すアブソリュートエンコーダの構成において、ベース、中間ギア、中間ギア軸、板バネ、及びねじを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。

【図15】図２に示すアブソリュートエンコーダの構成において、副軸ギアの中心軸を通り、かつ、中間ギアの中心軸と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。

【図16】図１５に示すアブソリュートエンコーダの構成において、マグネット、マグネットホルダ、副軸ギア、及びベアリングを分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。

【図17】アブソリュートエンコーダにおける中間ギア軸の主軸側端部を支持する支持突起の一変形例を概略的に示すための図である。

【図18】アブソリュートエンコーダにおける中間ギア軸の主軸側端部を支持する支持突起の一変形例を概略的に示すための図である。

【図19】アブソリュートエンコーダにおける中間ギア軸の主軸側端部を支持する支持突起の一変形例を概略的に示すための図である。

【図20】図２に示される基板を下面側から見た図である。

【図21】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。

【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ずることにより、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】

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、主軸１ａの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダである。アブソリュートエンコーダ２は、主軸１ａの回転に従って回転する第１駆動歯車としての第１ウォームギア部１１と、第１ウォームギア部１１と噛み合う第１従動歯車としての第１ウォームホイール部２１とを備えている。また、アブソリュートエンコーダ２は、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駆動歯車としての第２ウォームギア部２２と、第２ウォームギア部２２と噛み合う第２従動歯車としての第２ウォームホイール部３１とを備えている。また、アブソリュートエンコーダ２は、第１ウォームギア部１１または第２ウォームギア部２２の少なくともいずれか一方の先端側に設けられているマグネットＭｐ，Ｍｑと、マグネットＭｐ，Ｍｑから発生する磁束の変化に対応しマグネットＭｐ，Ｍｑが設けられている第１ウォームギア部１１または第２ウォームギア部２２の回転角度を検出する角度センサＳｐ，Ｓｑと、を備える。マグネットＭｐ，Ｍｑには、マグネットＭｐ，Ｍｑの軸方向ＭｐＣ，ＭｑＣの端面（上面Ｍｐａ，Ｍｑａ、下面Ｍｐｂ，Ｍｑｂ）から見て、第１極性（Ｎ極）の第１磁極部分Ｎと、第１極性とは異なる第２極性（Ｓ極）の第２磁極部分Ｓとが隣接して形成される。第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓは、マグネットＭｐ，Ｍｑの径方向の中央を境に、径方向に隣接して形成され、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとは、軸方向ＭｐＣ，ＭｑＣの中央を境に、軸方向ＭｐＣ，ＭｑＣに隣接して形成されている。また、アブソリュートエンコーダ２には、マグネットＭｐ，Ｍｑの径方向における外周面Ｍｐｄ，Ｍｑｄに磁性材により形成されている磁気干渉低減部材１６，１７が設けられている。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。

【0014】

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、図１に示すアブソリュートエンコーダ２の構成を、ケース４を除いた状態で示す斜視図である。図１では、アブソリュートエンコーダ２のケース４及び基板５が透過されて示されており、図２では、アブソリュートエンコーダ２の基板５が透過されて示されている。

【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の一部と、主軸ギア１０と、中間ギア２０とを包囲する複数（例えば４つ）の外壁部４ａを含んでいる。さらに、ケース４の４つの外壁部４ａの上側の端部に蓋部４ｂが一体となって形成されている。

【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、基板５がケース４と共にアブソリュートエンコーダ２内部を覆うように設けられている。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３は、図２に示すアブソリュートエンコーダ２の構成を、基板５、及びコネクタ６を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図４は、図３に示すアブソリュートエンコーダ２の構成を、別の角度から見た状態を概略的に示す斜視図である。図５は、図３に示すアブソリュートエンコーダ２の構成を、モータ１を除いた状態で概略的に示す斜視図である。図６は、図５に示すアブソリュートエンコーダ２の構成を概略的に示す平面図である。

【0022】

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）及び第２ウォームギア部２２（第２駆動歯車）を有する中間ギア２０と、第２ウォームホイール部３１（第２従動歯車）を有する副軸ギア３０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、マイコン５１とを含んでいる。

【0023】

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。第１ウォームホイール部２１は中間ギア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。

【0024】

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（図８参照）、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。

【0025】

第２ウォームギア部２２は中間ギア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。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。第２ウォームホイール部３１は、副軸ギア３０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３１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３１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。

【0026】

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（図１２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３１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３１に向かう方向を第２噛み合い方向（図１２の矢印Ｐ２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及び第２噛み合い方向Ｐ２は共に水平面（ＸＹ平面）に沿う方向となっている。

【0027】

角度センサＳｑは、第２ウォームホイール部３１の回転角度、すなわち副軸ギア３０の回転角度を検知する。マグネットＭｑは、副軸ギア３０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、副軸ギア３０の回転軸線に対して垂直な方向に並んだ２極の磁極（Ｎ／Ｓ）を有している。具体的には、マグネットＭｑは、中央を境に、図１５中左半分に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分ＳとがマグネットＭｑの軸方向ＭｑＣに配列され、一方、図１５中右半分には、左半分とは上下逆方向に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分ＳとがマグネットＭｑの図１５中軸方向ＭｑＣに配列されている。すなわち、マグネットＭｑでは、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、マグネットＭｑの径方向の中央を境に、径方向に隣接して設けられ、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、軸方向ＭｑＣの中央を境に、軸方向ＭｑＣに隣接して設けられる。マグネットＭｑの着磁方向は、軸方向ＭｑＣであり、つまり、面方向に着磁（面着磁）である。角度センサＳｑは、副軸ギア３０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。

【0028】

一例として、角度センサＳｑは、アブソリュートエンコーダ２の後述するベース３に配設された基板支柱１１０によって支持されている基板５に固定されている。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５１に出力する。マイコン５１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、つまり副軸ギア３０の回転角度を特定する。

【0029】

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、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（Ｎ／Ｓ）を有している。具体的には、マグネットＭｐは、中央を境に、図９中左半分に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分ＳとがマグネットＭｐの軸方向ＭｐＣに配列され、一方、図９中右半分には、左半分とは上下逆方向に第１磁極部分Ｎと第２磁極部分ＳとがマグネットＭｐの図９中軸方向ＭｐＣに配列されている。すなわち、マグネットＭｐでは、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、マグネットＭｐの径方向の中央を境に、径方向に隣接して設けられ、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、軸方向ＭｐＣの中央を境に、軸方向ＭｐＣに隣接して設けられる。マグネットＭｐの着磁方向は、軸方向ＭｐＣであり、つまり、面方向に着磁（面着磁）である。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設けられる。

【0030】

一例として、角度センサＳｐは、角度センサＳｑが固定された基板５に、角度センサＳｑ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Ｓｐは、マグネットＭｐの磁極を検知し、検知情報をマイコン５１に出力する。マイコン５１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５１は、後述するように、特定された副軸ギア３０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５１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。

【0031】

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の検知情報に基づいて特定された副軸ギア３０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５１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。

【0032】

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５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２０／５＝４の第１変速機構Ｒ１を構成する（図６参照）。第１ウォームギア部１１が４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４回転するとき、すなわち主軸１ａ及び主軸ギア１０が４回転するとき、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。

【0033】

第２ウォームギア部２２の条数は例えば２であり、第２ウォームホイール部３１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３１とは、減速比が２５／２＝１２．５の第２変速機構Ｒ２を構成する（図６参照）。第２ウォームギア部２２が１２．５回転するとき第２ウォームホイール部３１は１回転する。第２ウォームホイール部３１が形成された副軸ギア３０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、中間ギア２０を構成する第２ウォームギア部２２が１２．５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５０回転すると、中間ギア２０が１２．５回転し、副軸ギア３０及びマグネットＭｑが１回転する。つまり、角度センサＳｑの副軸ギア３０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。

【0034】

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。

【0035】

上述のように（図１～６参照）、アブソリュートエンコーダ２は、ベース３と、ケース４と、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、中間ギア２０と、副軸ギア３０と、付勢機構４０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及び角度センタＳｐ，Ｓｑ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５１を含んでいる。

【0036】

ベース３は、主軸ギア１０や中間ギア２０、副軸ギア３０等の各回転体を回転可能に保持し、また、基板５や付勢機構４０等の各部材を固定する基台である。図３から図６、図１０から図１４等に示すように、ベース３は、基部１０１と、基部１０１に設けられたアブソリュートエンコーダ２の各部材を支持するための後述する種々の支持部とを有している。ベース３には、ケース４が、例えば３箇所においてツメ部によって固定され、１箇所においてネジによって固定されるようになっている。また、ベース３には、基板５が、例えば３箇所においてネジによって固定されるようになっている。

【0037】

基部１０１は、アブソリュートエンコーダ２の上下方向に面する一対の面を有する板状の部分であり、水平方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に延在している。基部１０１の下側の面である下面１０２には、図７に示すように、ケース４に形成されたツメ部４ｃが係合可能な凹部１０３が形成されている。凹部１０３は、上述のように例えば３つ形成されている。

【0038】

基部１０１の上側の面である上面１０４には、基板５を支持するための部分である基板支柱１１０及び基板位置決めピン１２０が設けられている。ベース３は、例えば、３つの基板支柱１１０と２つの基板位置決めピン１２０とを有している。

【0039】

図５等に示すように、基板支柱１１０は、基部１０１の上面１０４から上側に向かって突出する部分であり、例えば、円柱状又は略円柱状の部分である。基板支柱１１０の上側の端面（上端面１１１）には、下側に向かって延びるネジ穴１１２が形成されている。各基板支柱１１０の上端面１１１は、同一の水平面上に延びるように、または、同一の水平面に沿って延びるように夫々形成されている。アブソリュートエンコーダ２において、基板５は、その下面５ａが基板支柱１１０の上端面１１１に接し、ネジ穴１１２に螺合されたネジ８ａによって基板支柱１１０に固定される。なお、後述するように、基板支柱１１０の１つは、１つの基板位置決めピン１２０及び後述する付勢機構４０を構成する支持突起４５と一体となっている。

【0040】

図５等に示すように、基板位置決めピン１２０は、基部１０１の上面１０４から上側に向かって突出する部分であり、例えば、円柱状又は略円柱状の部分である。基板位置決めピン１２０の上側の端部（先端部１２１）は、先端部１２１よりも下側の部分（基部１２２）よりも細くなっており、先端部１２１と基部１２２との間には段差面１２３が形成されている。基板位置決めピン１２０の先端部１２１は、後述する図２０に示すように基板５に形成された位置決め孔５ｂに挿入可能になっており、基板５の位置決め孔５ｂに基板位置決めピン１２０の先端部１２１が夫々挿入されることにより、ベース３に対して基板５が位置決めされる。

【0041】

また、図５等に示すように、ベース３は、基部１０１の上面１０４に設けられた、上側に向かって突出する部分である支持突起１３１を有している。支持突起１３１には、水平方向（図示の例では左右方向）に延びるネジ孔１３１ａが形成されており、上述のように、支持突起１３１のネジ孔１３１ａにネジ８ｂが螺合されて、このネジ８ｂによりケース４がベース３に固定されるようになっている。

【0042】

また、ベース３は、基部１０１の上面１０４に設けられた、上側に向かって突出する部分である支持突起１３２，１４１，１４２を有している（図３～図６等参照）。支持突起１３２は、後述するように、中間ギア２０を中間ギア２０の中心軸方向に押す板バネ９を支持する部分である。支持突起１４１，１４２は、後述するように、中間ギア２０を回転可能に支持するための部分である。また、ベース３は、後述するように、副軸ギア３０を回転可能に保持するベアリング１３５を支持するベアリングホルダ部１３４を有している（図１５参照）。また、ベース３の基部１０１の上面１０４には、支持突起４５が設けられている。支持突起４５は、後述するように、第２ウォームギア部２２を第２ウォームホイール部３１の方向に付勢する付勢機構４０を構成する部分であり、付勢バネ４１を支持する部分である。

【0043】

続いて、アブソリュートエンコーダ２のベース３が支持する各部品について夫々具体的に説明する。

【0044】

（主軸ギア）
図８は、図１に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、モータ１を除いた状態で、主軸ギア１０の中心軸を通り、かつ、中間ギア２０の中心軸と直交する面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図９は、図８に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、マグネットＭｐ及び磁気干渉低減部材１６の周辺部分を概略的に示す拡大断面図である。図１０は、図８に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、マグネットＭｐ、主軸ギア１０、主軸アダプタ１２、及びモータ１の主軸１ａの構成を概略的に示す分解縦断面図である。

【0045】

図８，図９、図１０に示すように、主軸ギア１０は、モータ１の主軸１ａ及び主軸アダプタ１２と同軸又略同軸に設けられる筒状部材である。主軸ギア１０は、筒状の筒状部１３と、筒状部１３の径方向外側に設けられた第１ウォームギア部１１とを備えている。第１ウォームギア部１１は主軸ギア１０のギア部である。図１０に示すように、モータ１の主軸１ａの上端には、内周側に空間を形成する円筒面状の圧入部１ｂが形成されており、圧入部１ｂは、主軸アダプタ１２が圧入されて固定されるようになっている。また、主軸ギア１０の筒状部１３には、内側に空間を形成する円筒面状の圧入部１４が形成されており、圧入部１４は、主軸アダプタ１２が圧入されて固定されるようになっている。

【0046】

また、図８，９，１０に示すように、主軸ギア１０の筒状部１３には、マグネットＭｐを保持するためのマグネット保持部１５が形成されている。マグネット保持部１５は、筒状部１３の上端面１３ａから下側に凹むマグネットＭｐの形状に対応した凹部を形成する部分であり、マグネットＭｐを収容可能になっている。マグネット保持部１５は、圧入部１４に連通しており、圧入部１４よりも大きな径を有する円筒面状の内周面１５ａと、内周面１５ａと圧入部１４とを接続する円環状の底面１５ｂとを有している。

【0047】

マグネットＭｐの径方向の外周面（以下、単に「外周面」という。）Ｍｐｄには、マグネットＭｐの外周面Ｍｐｄを全周にわたって囲むように形成されている環状の磁気干渉低減部材１６が設けられている。磁気干渉低減部材１６の内周面１６ａは、マグネットＭｐの外周面Ｍｐｄに接するように、マグネットＭｐの外径や外周面Ｍｐｄの形状に対応して形成されている。磁気干渉低減部材１６の内周面１６ａとマグネットＭｐの外周面Ｍｐｄとの間は、間隙が生じないように接していることが望ましい。

【0048】

マグネット保持部１５の内周面１５ａは、マグネット保持部１５に収容されたマグネットＭｐの外周面Ｍｐｄに接するように形成されている。アブソリュートエンコーダ２において、主軸アダプタ１２の上端面１２ａは、マグネット保持部１５の底面１５ｂよりも上側に位置している。アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｐの下面Ｍｐｂは主軸アダプタ１２の上端面１２ａに接触しており、主軸ギア１０のマグネット保持部１５の底面１５ｂには接触していない。このように、マグネットＭｐの上下方向の位置決めは主軸アダプタ１２の上端面１２ａによってなされ、水平方向の位置決めはマグネット保持部１５の内周面１５ａによってなされる。このように位置決めされたマグネットＭｐの下面Ｍｐｂは、主軸アダプタ１２の上端面１２ａに接着されて固定される。

【0049】

上述のように、マグネットＭｐは主軸アダプタ１２に固定されており、マグネットＭｐ、主軸ギア１０、及び主軸アダプタ１２は、モータ１の主軸１ａと一体となって回転する。マグネットＭｐ、主軸ギア１０、及び主軸アダプタ１２は、モータ１の主軸１ａと同じ軸線周りに回転するようになっている。

【0050】

第１ウォームギア部１１は、螺旋状に形成された歯部により構成され、中間ギア２０の第１ウォームホイール部２１と噛み合うように形成されている。第１ウォームギア部１１は、例えば、ポリアセタール樹脂で形成されている。第１ウォームギア部１１は、第１駆動歯車の一例である。

【0051】

図１０に示すように、マグネットＭｐは、主軸ギア１０のマグネット保持部１５の内部に挿入される円盤状又は略円盤状の永久磁石であり、互いに背向する上面Ｍｐａ及び下面Ｍｐｂを有している。アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｐの上面Ｍｐａが角度センサＳｐの表面から上下方向において一定距離を隔てて向き合っているように、主軸ギア１０の中心軸ＧｍＣ方向におけるマグネットＭｐの位置（上下方向における位置）が、上述のように主軸アダプタ１２の上端面１２ａによって規定されている。

【0052】

マグネットＭｐの中心軸ＭｐＣ（マグネットＭｐの中心を表す軸又は磁極の境界の中心を通る軸）は、主軸ギア１０の中心軸ＧｍＣ、主軸アダプタ１２の中心軸ＳａＣ、及びモータ１の主軸１ａの中心軸ＭｏＣと一致又は略一致している。このように各中心軸を一致又は略一致させることで、角度センサＳｐがより高精度にマグネットＭｐの回転角又は回転量を検出することが可能となっている。

【0053】

なお、本発明の実施の形態においては、マグネットＭｐの２つの磁極（Ｎ／Ｓ）は、マグネットＭｐの中心軸ＭｐＣに対して垂直な水平面（ＸＹ平面）内で隣り合うように形成されることが望ましい。これにより、角度センサＳｐの回転角又は回転量の検出精度をより向上させることができる。なお、マグネットＭｐは、例えばフェライト系、Ｎｄ（ネオジム）－Ｆｅ（鉄）－Ｂ（ホウ素）系等の磁性材料から形成される。マグネットＭｐは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石等であってもよい。

【0054】

次いで、アブソリュートエンコーダ２の磁気干渉低減部材１７の作用について説明する。

【0055】

アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑは、上述のように第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、マグネットＭｑの径方向の中央を境に、径方向に隣接して設けられ、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、軸方向ＭｑＣの中央を境に、軸方向ＭｑＣに隣接して設けられ、面方向に着磁されている。このため、マグネットＭｑは、角度センサＳｑによる回転角度の検知に必要な磁束以外の磁束、すなわち、漏れ磁束が他の角度センサなどの周囲に影響を与える。

【0056】

ここで、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑの外周面Ｍｑｄには、磁性部材により形成されている環状の磁気干渉低減部材１７が、外周面Ｍｑｄを全周にわたって囲むように設けられている。また、磁気干渉低減部材１７の内周面１７ａは、マグネットＭｑの外周面Ｍｑｄに接するように設けられている。このような磁気干渉低減部材１７が外周面Ｍｑｄに設けられていることにより、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑから径方向外周側に向かう漏れ磁束が抑制される。つまり、アブソリュートエンコーダ２において、角度センサＳｑによる回転角度の検知に必要な磁束を維持しつつ、マグネットＭｑによる周囲への磁気干渉を低減することができる。特に、アブソリュートエンコーダ２において、副軸ギア３０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からの漏れ磁束による、主軸ギア１０の回転角度の検知に用いられる角度センサＳｐへの影響を低減することが望まれている。従って、アブソリュートエンコーダ２において、このようなマグネットＭｑによる漏れ磁束の影響を低減することができる磁気干渉低減部材１７を設けることは、特に有効である。

【0057】

（中間ギア）
図１１は、図６に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、中間ギア２０の中心軸を通り、かつ、水平面（ＸＹ平面）と平行な面で切断した状態を概略的に示す断面図である。図１２は図１１に示すように断面したアブソリュートエンコーダ２を中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂ側の上方から見た拡大斜視図である。図１３は、図６に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、中間ギア２０の中心軸を通り、かつ、水平面（ＸＹ平面）と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。

【0058】

図４から図６及び図１１から図１３に示すように、中間ギア２０は、ベース３の基部１０１の上側において、中間ギア軸２３によって回転自在に支持されている。中間ギア軸２３は、水平面に平行に延びている。また、中間ギア軸２３は、平面視で左右方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｙ軸方向）の夫々とは平行ではない。すなわち、中間ギア軸２３は、左右方向及前後方向の夫々に対して斜めとなっている。中間ギア軸２３が、左右方向及び前後方向の夫々に対して斜めであることは、中間ギア軸２３がベース３の基部１０１の外周面１０５～１０８（右側外周面１０５、後側外周面１０６、左側外周面１０７、前側外周面１０８）に対して斜めに延びていることを意味している（図１１参照）。アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア軸２３は、主軸ギア１０側に位置する支持突起１４１と、副軸ギア３０側に位置する支持突起１４２とによってベース３の基部１０１に支持されている。

【0059】

図１１に示すように、ベース３の外周面は、ＹＺ平面に平行な右側外周面１０５及び左側外周面１０７と、ＸＺ平面に平行で右側外周面１０５及び左側外周面１０７との間に延びる後側外周面１０６及び前側外周面１０８とにより構成される。右側外周面１０５は、ベース３の右側（Ｘ軸方向右側）に設けられる側面である。左側外周面１０７は、ベース３の左側（Ｘ軸方向左側）に設けられる側面である。後側外周面１０６は、ベース３の後側（Ｙ軸方向後側）に設けられる側面である。前側外周面１０８は、ベース３の前側（Ｙ軸方向前側）に設けられる側面である。

【0060】

図３から図６に示すように、アブソリュートエンコーダ２を平面視した寸法は、一例として２５ｍｍ角のモータ１の寸法に合わせられている。そのため、ベース３の上面１０４に平行に配置される中間ギア２０が、ベース３の外周面１０５～１０８に対して斜めに延びるように設けられることによって、水平方向へのアブソリュートエンコーダ２の寸法を小さくすることができる。なお、水平方向とは、モータ１の主軸１ａの中心軸と直交する方向に等しく、またＸＹ平面と平行な方向に等しい方向である。

【0061】

図５、図６及び図１１～図１４に示すように、中間ギア２０は、中間ギア軸２３を軸として回転可能に形成された筒状の部材であり、第１ウォームホイール部２１、第２ウォームギア部２２、筒状部２４、主軸側摺動部２５、及び副軸側摺動部２６を有している。筒状部２４は、筒状に延びる部材であり、中間ギア軸２３が挿通可能な貫通孔２４ａを形成する内周面２４ｂを有している。貫通孔２４ａは、筒状部２４の内周面２４ｂによって囲まれる空間である。内周面２４ｂは、貫通孔２４ａに挿通された中間ギア軸２３の外周面に摺動可能に形成されており、中間ギア２０は、中間ギア軸２３周りに回転自在に中間ギア軸２３に支持される。中間ギア２０は、金属、樹脂等で一体的に成形された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。

【0062】

図５から図８に示すように、第１ウォームホイール部２１は、主軸ギア１０の第１ウォームギア部１１が噛み合う歯車である。第１ウォームホイール部２１は、第１従動歯車の一例である。第１ウォームホイール部２１は、中間ギア２０の筒状部２４の一方の端部側に設けられており、例えば、中間ギア２０の筒状部２４の一方の端部側に形成された円筒面に設けられる複数の歯によって構成される。アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア２０は、第１ウォームホイール部２１がベース３の基部１０１の中央近傍の箇所に位置するように設けられる。従って、第１ウォームホイール部２１が近傍に設けられる筒状部２４の一方の端部とは、中間ギア２０の主軸ギア１０側となる端部である。

【0063】

図８に示すように、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の外径よりも小さくなっている。第１ウォームホイール部２１の中心軸は、筒状部２４の内周面２４ｂの中心軸と同軸又は略同軸となっている。アブソリュートエンコーダ２において、第１ウォームホイール部２１の中心軸は、ベース３の基部１０１の上面１０４と平行であるため、第１ウォームホイール部２１の外径が小さくなることにより、アブソリュートエンコーダ２の上下方向（高さ方向）における小型化が可能となる。

【0064】

図５、図６、図１１～図１５等に示すように、第２ウォームギア部２２は、螺旋状に形成された歯部によって構成され、第１ウォームホイール部２１と同軸上又は略同軸上に並んで設けられている。第２ウォームギア部２２は、第２駆動歯車の一例である。具体的には、第２ウォームギア部２２は、筒状部２４の他方の端部側に設けられており、例えば、筒状部２４の他方の端部側に形成された円筒面に設けられる螺旋状に形成された歯部によって構成される。筒状部２４の他方の端部側とは、中間ギア２０の副軸ギア３０側となる端部の側である。また、第２ウォームギア部２２の中心軸は、筒状部２４の内周面２４ｂの中心軸と同軸又は略同軸となっている。第２ウォームギア部２２が、副軸ギア３０に設けられた第２ウォームホイール部３１と噛み合うことによって、中間ギア２０の回転力が副軸ギア３０に伝達される。

【0065】

上述のように、第１ウォームギア部１１と第１ウォームホイール部２１との軸角は９０°又は略９０°であり、第１ウォームギア部１１の中心軸と第１ウォームホイール部２１の中心軸とは、第１ウォームギア部１１の中心軸に垂直であると共に第１ウォームホイール部２１の中心軸に垂直である方向から見たとき、互いに直交又は略直交している。また、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１との軸角は９０°又は略９０°であり、第２ウォームギア部２２の中心軸と第２ウォームホイール部３１の中心軸とは、第２ウォームギア部２２の中心軸に垂直であると共に第２ウォームホイール部３１の中心軸に垂直である方向から見たとき、互いに直交又は略直交している。

【0066】

図１５に示すように、第２ウォームギア部２２の外径は、アブソリュートエンコーダ２の上下方向（高さ方向）における小型化を可能にするために、可能な範囲で小さい値に設定されている。

【0067】

図６、図１１～図１３に示すように、中間ギア２０の主軸側摺動部２５は、中間ギア２０の一端、すなわち中間ギア２０の主軸ギア１０側となる端に設けられている。具体的には、主軸側摺動部２５は、筒状部２４の一端の端面であり、筒状部２４の一端に形成された中間ギア２０の中心軸方向に面する環状の面である。アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア２０の主軸側摺動部２５は、後述する板バネ９の一端９ａに接触する。

【0068】

板バネ９は、弾性部材の一例であり、例えば金属製である。板バネ９は、アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア２０を中間ギア軸２３の中心軸方向に押すための部材であり、図４～図６及び図１３に示すように、板バネ９の他端９ｂがベース３の支持突起１３２にネジ８ｃによって固定されて、ベース３に支持されている。板バネ９の一端９ａは、中間ギア２０の主軸側摺動部２５に接触するように形成されており、具体的には、図４及び図１３に示すように、板バネ９の一端９ａは、二股状に分かれた２つの分岐体で構成されている。板バネ９の一端９ａを構成する２つの分岐体の間には、中間ギア軸２３の直径より大きな隙間が形成されている。これにより、アブソリュートエンコーダ２において、板バネ９の一端９ａの２つの分岐体は、中間ギア軸２３を間に通して中間ギア２０の主軸側摺動部２５に接触する。

【0069】

図４、図６、図１１及び図１３に示すように、板バネ９は、アブソリュートエンコーダ２において、板バネ９が撓んだ状態で一端９ａが中間ギア２０の主軸側摺動部２５に接触するように、他端９ｂにおいてベース３の支持突起１３２に固定される。このため、板バネ９には弾性力が発生し、中間ギア２０の主軸側摺動部２５は、板バネ９の一端９ａによって押圧される。この板バネ９の押圧力により、中間ギア２０は、中間ギア軸２３に沿って、主軸ギア１０側の支持突起１４１から副軸ギア３０側の支持突起１４２に向かう方向に付勢される。この状態で中間ギア２０が回転したとき、中間ギア２０の主軸側摺動部２５は、板バネ９の一端９ａに接触しながら回転する。

【0070】

図４、図６及び図１１から図１４に示すように、中間ギア２０の副軸側摺動部２６は、中間ギア２０の他端、すなわち中間ギア２０の副軸ギア３０側となる端に設けられている。具体的には、副軸側摺動部２６は、筒状部２４の他端の端面であり、筒状部２４の他端に形成された中間ギア２０の中心軸方向に面する環状の面であり、中間ギア２０の中心軸方向において主軸側摺動部２５に背向している。

【0071】

アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア２０の副軸側摺動部２６は、支持突起１４２に接触しており、支持突起１４２は、中間ギア軸２３の中心軸方向における中間ギア２０の位置を規定している。上述のように、中間ギア２０は、板バネ９によって、主軸ギア１０側の支持突起１４１から副軸ギア３０側の支持突起１４２に向かう方向に押圧されているため、中間ギア２０の副軸側摺動部２６も同方向に押圧されて支持突起１４２に接触している。このように、板バネ９の押圧力が副軸ギア３０から支持突起１４２に伝えられ、中間ギア２０は、支持突起１４１から支持突起１４２に向かう方向に安定して支持されている。中間ギア２０が回転した際は、中間ギア２０の副軸側摺動部２６は、支持突起１４２に接触しながら回転する。

【0072】

上述した、支持突起１４１及び支持突起１４２は夫々、中間ギア軸２３を介して中間ギア２０を回転自在に保持する第１軸支持部及び第２軸支持部の一例である。図５、図６及び図１１から図１３に示すように支持突起１４１及び支持突起１４２は、互いに対をなしており、例えば、ベース３の基部１０１から上側に突出する略直方体状の部分である。支持突起１４１は、主軸ギア１０の近傍に設けられており、平面視で（図６，１０参照）、ベース３の左側且つ前後方向中央付近に設けられている。また、支持突起１４２は、副軸ギア３０の近傍に設けられており、平面視で、ベース３の右側且つ前側に設けられている。

【0073】

図６及び図１１から図１３に示すように、支持突起１４１及び支持突起１４２は、中間ギア軸２３を水平面に沿って揺動可能に支持する支持部材として機能し、つまり、中間ギア２０を水平面に沿って揺動可能に支持する支持部材として機能する。中間ギア軸２３は、円柱棒状の部材であり、一方の端部としての主軸側端部２３ａと、他方の端部としての副軸側端部２３ｂとを有している。主軸側端部２３ａは、アブソリュートエンコーダ２において、主軸ギア１０側に位置する中間ギア軸２３の端部であり、副軸側端部２３ｂは、アブソリュートエンコーダ２において、副軸ギア３０側に位置する中間ギア軸２３の端部である。

【0074】

中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａ側に設けられた第１ウォームホイール部２１は、後述する付勢機構４０によって、第１噛み合い方向（図１２の矢印Ｐ１方向）に移動可能に、また、中間ギア軸２３の延びる方向（中間ギア軸２３の中心軸方向）及び第１噛み合い方向Ｐ１に直交する方向（上下方向）に移動不能になっている。なお、第１噛み合い方向とは、上述したように、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に向かう方向である。

【0075】

図１１から図１４に示すように、支持突起１４１には、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａが挿入される貫通孔１４３が形成されている。貫通孔１４３の延び方向に直交する断面における形状は、丸穴形状となっている。丸穴形状とは真円又は略真円の輪郭を有する形状である。

【0076】

また、アブソリュートエンコーダ２は、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａと係合可能に形成された固定部としての止め輪１４４を有している。止め輪１４４は、支持突起１４１の貫通孔１４３を通り抜けられない部分を中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａに形成する部材であり、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａの外径を部分的に大きくする部材である。図１２、１３に示すように、止め輪１４４は、中間ギア軸２３に形成された溝２３ｃに係合するｅリング等の環状部材である。アブソリュートエンコーダ２において、溝２３ｃは、止め輪１４４が支持突起１４１に対して副軸側端部２３ｂ側とは反対側に位置するように、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａに設けられている。つまり、止め輪１４４は、支持突起１４１の外側面１４１ａに接触するように設けられている。外側面１４１ａは、支持突起１４１の支持突起１４２側とは反対側に向かう面である。これにより、止め輪１４４の支持突起１４１の外側面１４１ａとの接触により、主軸側端部２３ａから副軸側端部２３ｂに向かう方向への中間ギア軸２３の移動が制限されるようになっている。

【0077】

中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂ側に設けられた第２ウォームギア部２２は、後述する付勢機構４０によって、第２噛み合い方向（図１２の矢印Ｐ２方向）に移動可能に、また、中間ギア軸２３が中間ギア軸２３の延びる方向（中間ギア軸２３の中心軸方向）及び第２噛み合い方向Ｐ２に直交する方向（Ｚ軸方向）に移動不能になっている。なお、第２噛み合い方向とは、上述したように、第２ウォームギア部２２が第２ウォームホイール部３１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３１に向かう方向である。

【0078】

支持突起１４２には、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂが挿入される貫通孔１４５が形成されている。貫通孔１４５の延び方向に直交する断面における形状は、長穴形状となっている。この貫通孔１４５の長穴形状は、長軸及び長軸に直交する短軸を有している。長軸側の幅は短軸側の幅よりも大きい。副軸ギア３０側の支持突起１４２の貫通孔１４５の長穴形状の長軸側の幅は、中間ギア軸２３の外周面の径よりも大きくなっている。また、貫通孔１４５の短軸側の幅は、中間ギア軸２３の外周面の径と同じ又は略同じである。アブソリュートエンコーダ２において、支持突起１４２の貫通孔１４５の長軸方向は、水平面と平行又は略平行となるようになっている。中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂが支持突起１４２の貫通孔１４５に挿入された中間ギア軸２３には、後述するように、付勢バネ４１が係合し、付勢バネ４１は中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂを第２噛み合い方向Ｐ２に付勢するようになっている。

【0079】

このように、中間ギア軸２３は、後述する付勢機構４０、支持突起１４１及び支持突起１４２によって、主軸側端部２３ａを支点（＝揺動中心）とし、副軸側端部２３ｂが水平方向に平行に又は略平行に移動できるように、また、主軸側端部２３ａ側の第１ウォームホイール部２１よりも副軸側端部２３ｂ側の第２ウォームギア部２２が水平方向に平行に又は略平行に大きな幅で移動できるようになっている。これにより、付勢機構４０により付勢され、支持突起１４１及び支持突起１４２に支持された中間ギア軸２３、すなわち中間ギア２０は、水平面（ＸＹ平面）に沿って揺動可能になっている。

【0080】

このような構成において、中間ギア軸２３の移動量（揺動量）は、支持突起１４１に形成される貫通孔１４３の深さ、すなわち、中間ギア軸２３の中心軸方向における支持突起１４１の厚さ、貫通孔１４３と中間ギア軸２３との間のクリアランス、及び貫通孔１４５の長軸側の幅によって決まる。しかし、貫通孔１４３と中間ギア軸２３との間のクリアランスが大きい場合、中間ギア軸２３のガタつきが大きくなり位置ずれが生じるため、このクリアランスを大きくすることは避けたい。このため、支持突起１４１を薄板等で形成し、支持突起１４１の厚さを薄くすることで、つまり貫通孔１４３を浅くすることで、貫通孔１４３と中間ギア軸２３との間のクリアランスを小さくしつつ、中間ギア軸２３の移動量を確保することが可能となる。なお、貫通孔１４５の長軸側の幅による中間ギア軸２３の移動量よりも、支持突起１４１の厚さによる中間ギア軸２３の移動量が大きくなるように設計しておくことで、中間ギア軸２３の移動量は貫通孔１４５の長軸側の幅によって規定することができる。

【0081】

（副軸ギア）
図１５は、図２に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、副軸ギア３０の中心軸を通り、かつ、中間ギア２０の中心軸と直交する面で切断した状態を概略的に示す部分断面図である。図１６は、図１５に示すアブソリュートエンコーダ２の構成において、マグネットＭｑ、マグネットホルダ３５、副軸ギア３０、及びベアリング１３５を分解した状態を概略的に示す分解斜視図である。

【0082】

図１５，１６に示すように、副軸ギア３０は、マグネットホルダ３５の軸部３５ｂが圧入されてマグネットホルダ３５に固定される円筒状の部材である。副軸ギア３０は、第２ウォームホイール部３１と、貫通孔３２とを備えている。副軸ギア３０は、金属又は樹脂で一体的に成形された部材であり、ここでは一例として、ポリアセタール樹脂で形成されている。

【0083】

第２ウォームホイール部３１は、中間ギア２０の第２ウォームギア部２２が噛み合う歯車である。第２ウォームホイール部３１は、第２従動歯車の一例である。第２ウォームホイール部３１は、例えば、副軸ギア３０の上側の円筒部の外周部に設けられる複数の歯によって構成されている。中間ギア２０が回転することによって、中間ギア２０の回転力は、中間ギア２０の第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１を介して、副軸ギア３０に伝達される。

【0084】

図１５及び図１６に示すように、貫通孔３２は、円筒状の副軸ギア３０の中心軸に沿って貫通する孔である。貫通孔３２には、マグネットホルダ３５の軸部３５ｂが圧入され、副軸ギア３０はマグネットホルダ３５と一体となって回転するようになっている。

【0085】

マグネットホルダ３５は、マグネット保持部３５ａと軸部３５ｂとを有している。マグネットホルダ３５は、金属又は樹脂で一体的に成形された部材であり、ここでは一例として、非磁性のステンレス鋼で形成されている。ベース３に形成された筒状のベアリングホルダ部１３４の内周面には、２つのベアリング１３５の外輪が圧入されている。マグネットホルダ３５の軸部３５ｂは円柱状の部材である。軸部３５ｂは、副軸ギア３０の貫通孔３２に圧入されており、軸部３５ｂの下部は、２つのベアリング１３５の内輪に挿入されて固定されている。従って、マグネットホルダ３５は、２つのベアリング１３５によってベース３に対して支持され、副軸ギア３０と一体となって回転する。マグネットホルダ３５は、ベアリング１３５を介してベアリングホルダ部１３４に、Ｚ軸に平行な回転軸線周りに回転可能に保持される。

【0086】

また、マグネット保持部３５ａはマグネットホルダ３５の上端に設けられている。マグネット保持部３５ａは、有底円筒状の部材である。マグネット保持部３５ａは、マグネットホルダ３５の上端面から下側に向かって窪む窪みを有している。このマグネット保持部３５ａの窪みの内周面は、マグネットＭｑの外周面Ｍｑｄに接するように形成されている。これにより、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑは、マグネット保持部３５ａの窪みに収容されることにより、マグネット保持部３５ａに固定されている。

【0087】

ベース３に形成されたベアリングホルダ部１３４に配設された２つのベアリング１３５によってマグネットホルダ３５の軸部３５ｂが支持されることで、マグネットホルダ３５の傾きを防止することができる。そして、２つのベアリング１３５は、軸部３５ｂの上下方向においてできるだけ距離を離して配置すると、よりマグネットホルダ３５の傾きを防止する効果が大きくなる。

【0088】

図１６に示すように、マグネットＭｑは、マグネットホルダ３５のマグネット保持部３５ａの内部に圧入される円盤状又は略円盤状の永久磁石であり、上面Ｍｑａ及び下面Ｍｑｂを有している。アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑの上面Ｍｑａは、角度センサＳｐの下面から一定距離を隔てて向き合っている。マグネットＭｑの中心軸ＭｑＣ（マグネットＭｑの中心を表す軸又は磁極の境界の中心を通る軸）は、マグネットホルダ３５の中心軸ＳＣ、副軸ギア３０の中心軸ＧｓＣ及びベアリング１３５の中心軸ＢＣと一致している。このように各中心軸を一致させることで、より高精度に回転角又は回転量を検出することが可能となっている。

【0089】

なお、本発明の実施の形態においては、マグネットＭｑの２つの磁極（Ｎ／Ｓ）は、マグネットＭｑの中心軸ＭｑＣに対して垂直な水平面（ＸＹ平面）内で隣り合うように形成されることが望ましい。これにより、角度センサＳｑの回転角又は回転量の検出精度をさらに向上させることができる。なお、マグネットＭｑは、例えばフェライト系、Ｎｄ（ネオジム）－Ｆｅ（鉄）－Ｂ（ホウ素）系等の磁性材料から形成される。マグネットＭｑは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石、ボンド磁石等であってもよい。

【0090】

アブソリュートエンコーダ２において、主軸ギア１０、中間ギア２０、及び副軸ギア３０は上述のように設けられており、主軸ギア１０及び副軸ギア３０の回転軸線は互いに平行であり、中間ギア２０の回転軸線は、主軸ギア１０及び副軸ギア３０の夫々の回転軸線に対してねじれの位置にある。この各ギアの配置により、角度センサＳｑの検出結果に応じて主軸ギア１０の複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。中間ギア２０の回転軸線が、主軸ギア１０及び副軸ギア３０の回転軸線に対してねじれの位置にあり正面視で直交するため、アブソリュートエンコーダ２は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。

【0091】

次いで、アブソリュートエンコーダ２の磁気干渉低減部材１６の作用について説明する。

【0092】

アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｐは、上述のように第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、マグネットＭｐの径方向の中央を境に、径方向に隣接して設けられ、第１磁極部分Ｎと第２磁極部分Ｓとが、軸方向ＭｐＣの中央を境に、軸方向ＭｐＣに隣接して設けられ、面方向に着磁されている。このため、マグネットＭｐは、角度センサＳｐによる回転角度の検知に必要な磁束以外の磁束、すなわち、漏れ磁束が他の角度センサなどの周囲に影響を与える。

【0093】

ここで、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｐの外周面Ｍｐｄには、磁性部材により形成されている環状の磁気干渉低減部材１６が、外周面Ｍｐｄを全周にわたって囲むように設けられている。また、磁気干渉低減部材１６の内周面１６ａは、マグネットＭｐの外周面Ｍｐｄに接するように設けられている。このような磁気干渉低減部材１６が外周面Ｍｐｄに設けられていることにより、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｐから径方向外周側に向かう漏れ磁束が抑制される。つまり、アブソリュートエンコーダ２において、角度センサＳｐによる回転角度の検知に必要な磁束を維持しつつ、マグネットＭｐによる周囲への磁気干渉を低減することができる。

【0094】

（バックラッシュ低減機構）
上述のように、アブソリュートエンコーダ２は、第２ウォームギア部２２を第２ウォームホイール部３１の方向に付勢する付勢機構４０を有しており、付勢機構４０は、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１との間のバックラッシュを低減するバックラッシュ低減機構である。図５、図６、図１１、図１４等に示すように、付勢機構４０は、付勢バネ４１と、支持突起４５と、付勢バネ４１を支持突起４５に固定するためのネジ８ｄとを有している。また、上述のベース３の支持突起１４１の貫通孔１４３及び支持突起１４２の貫通孔１４５も、付勢機構４０を構成する。

【0095】

付勢バネ４１は、第２ウォームギア部２２を第２ウォームホイール部３１の方向に押圧する押圧力を発生するための部材であり、弾性部材である。付勢バネ４１は、例えば板バネであり、金属板から形成されている。図１２，１４に示すように、付勢バネ４１は、具体的には、弾性変形して押圧力を発生する部分であるバネ部４２と、バネ部４２を挟んで対向する部分である係合部４３及び固定部４４とを有している。係合部４３と固定部４４とは、付勢バネ４１において一対の端部を形成する部分である。

【0096】

固定部４４は、ベース３の基部１０１の上面１０４から突出する支持突起４５にネジ８ｄによって固定可能に形成されている。ネジ８ｄは固定部材の一例であり、固定部４４には、ネジ８ｄが挿通される孔４４ａが形成されている。固定部４４は、平面状に延びており、支持突起４５の平面状の支持面４５ａに接触した状態でネジ８ｄにより支持突起４５に固定されるようになっている。

【0097】

係合部４３は、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂに係合可能な形状を有している。係合部４３は、例えば、図１３、図１４に示すように、係合部４３のバネ部４２からの延び方向に沿って延びる隙間を形成する係合溝４３ａを有している。係合溝４３ａは、係合部４３のバネ部４２との接続部４３ｃと背向する端縁である先端縁４３ｂ側に開放する溝であり、上述の板バネ９の一端９ａのように二俣状に分かれた分岐体を形成している。係合部４３も平面状に延びている。中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂには、中間ギア軸２３の中心軸に直交又は略直交する方向に延びる環状の溝である被係合溝２３ｄが形成されており、係合部４３の係合溝４３ａはこの被係合溝２３ｄに係合可能になっている。この係合溝４３ａの上下方向に平行な一辺が被係合溝２３ｄにおいて中間ギア軸２３を押圧することで、第２ウォームギア部２２が第２ウォームホイール部３１に向かう方向に中間ギア２０が付勢されている。また、係合溝４３ａの左右方向に平行な二辺が被係合溝２３ｄにおいて中間ギア軸２３に接触しており、中間ギア軸２３よって付勢バネ４１の上下方向の移動は規制されている。

【0098】

バネ部４２は、係合部４３の中間ギア軸２３への係合方向に弾性変形しやすい形状を有しており、具体的には、図１４に示すように、係合溝４３ａの延び方向に撓みやすい形状を有している。例えば、バネ部４２は、係合部４３の接続部４３ｃから平面状に延びる腕部４２ａと、腕部４２ａと固定部４４とを接続する立ち上がり部４２ｂとを有している。立ち上がり部４２ｂは、固定部４４から固定部４４の面する一方の側に斜めに延びる部分である。

【0099】

立ち上がり部４２ｂが支持突起４５とは反対側に固定部４４から立ち上がる姿勢で付勢バネ４１は固定部４４においてネジ８ｄにより支持突起４５に固定される。この固定状態において、係合部４３の係合溝４３ａが中間ギア軸２３の被係合溝２３ｄに係合するように、また、この係合状態においてバネ部４２が係合部４３を中間ギア軸２３に押圧する押圧力を発生するように、バネ部４２や係合部４３の寸法、係合部４３の延び方向のバネ部４２の延び方向に対する角度等が設定されている。また、この付勢バネ４１の固定及び係合状態において、中間ギア軸２３に取り付けられた止め輪１４４は、支持突起１４１の外側面１４１ａに接触している。後述するバックラッシュ低減機能から、係合部４３の係合溝４３ａは、付勢バネ４１の固定状態において、中間ギア軸２３の中心軸に直交又は略直交する方向に延びるように形成されていることが好ましい。なお、この付勢バネ４１は、中間ギア軸２３の中心軸方向への移動を規制することも可能なため、止め輪１４４を省略することもできる。

【0100】

次いで、アブソリュートエンコーダ２の付勢機構４０の作用について説明する。

【0101】

アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア軸２３は、主軸側端部２３ａがベース３の支持突起１４１に形成された貫通孔１４３に挿通され、副軸側端部２３ｂがベース３の支持突起１４２に形成された貫通孔１４５に挿通され、ベース３において支持されている。また、支持突起１４１の貫通孔１４３に挿通された主軸側端部２３ａの溝２３ｃには止め輪１４４が取り付けられており、止め輪１４４は、支持突起１４１の外側面１４１ａの面する側に位置するようにされた溝２３ｃに取り付けられている。このように、中間ギア軸２３は、主軸側端部２３ａから副軸側端部２３ｂに向かう方向への移動が制限された状態で支持突起１４１，１４２に支持されている。

【0102】

中間ギア２０は、このように中間ギア軸２３に回転可能に支持されている。また、板バネ９の作用により、中間ギア２０は、支持突起１４２に向かって付勢されており、中間ギア２０の副軸側摺動部２６が支持突起１４２の内側面１４２ａに当接している（図１３参照）。

【0103】

上述のように、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂを支持する長穴形状の貫通孔１４５は、長軸が短軸より長く、副軸側端部２３ｂが貫通孔１４５の長軸に沿って、つまり水平面に沿って貫通孔１４５の長軸の幅の範囲で移動可能に支持されている。一方、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａを支持する貫通孔１４３は、丸穴形状となっており、このため、アブソリュートエンコーダ２において、中間ギア軸２３は、支持突起１４１、１４２の貫通孔１４３，１４５及び付勢機構４０により、主軸側端部２３ａの支持部分を中心又は略中心として、水平面に沿って揺動可能になっている。

【0104】

また、このように支持された中間ギア軸２３には、副軸側端部２３ｂの被係合溝２３ｄに付勢バネ４１の係合部４３が係合されており、付勢バネ４１は、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂに、中間ギア２０の第２ウォームギア部２２が副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１方向（第２噛み合い方向Ｐ２）に向かって押圧されるように、付勢力を与えている。これにより、中間ギア２０の第２ウォームギア部２２が副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１に押し付けられ、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１とは、いわゆる底突き現象を起こし、ギア間のバックラッシュはゼロとなっている。

【0105】

また、揺動可能に支持された中間ギア軸２３の運動側の副軸側端部２３ｂが付勢バネ４１によって付勢されているため、揺動時に中間ギア軸２３は絶えず第２ウォームギア部２２が第２ウォームホイール部３１に向かう方向に付勢されている。このため、中間ギア軸２３が揺動することによりギア間の回転に不具合を発生させることなく、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１のバックラッシュを常にゼロにすることができる。

【0106】

例えば、アブソリュートエンコーダ２の周辺温度が高温になった場合、副軸ギア３０は材質の線膨張係数に従って膨張し、第２ウォームホイール部３１のギアのピッチ円が拡大する。この時、ベース３の支持突起１４２に形成された貫通孔１４５が本実施の形態のように長穴ではなく丸穴であった場合、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂは貫通孔１４５によって固定されてしまい、中間ギア軸２３は本実施の形態のように揺動することができない。このため、温度上昇によってギアのピッチ円が拡大した副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１は、中間ギアの２２の第２ウォームギア部２２に強い力で接触し、ギアが回転しなくなる場合がある。

【0107】

また、逆にアブソリュートエンコーダ２の周囲温度が低温になった場合、副軸ギア３０は材質の線膨張係数に従って収縮し、第２ウォームホイール部３１のギアのピッチ円が縮小する。この時、ベース３の支持突起１４２に形成された貫通孔１４５が本実施の形態のように長穴ではなく丸穴であった場合、中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂは貫通孔１４５によって固定されてしまい、中間ギア軸２３は本実施の形態のように揺動することができない。この場合は、中間ギアの２２の第２ウォームギア部２２と副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１との間のバックラッシュが大きくなり、中間ギアの２２の回転が精度良く副軸ギア３０に伝わらなくなる。

【0108】

これに対し、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２においては、上述のように、中間ギア軸２３は、主軸側端部２３ａの支持部分を中心又は略中心として、水平面に沿って揺動可能に支持されており、また、付勢機構４０によって中間ギア２０は、第２ウォームギア部２２側から第２ウォームホイール部３１側に常に付勢されている。また、中間ギア軸２３に支持された中間ギア２０は、板バネ９によって支持突起１４２に向かって付勢されている。このため、上述のように周囲温度の変化が起き、副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１のギアのピッチ円が変化した場合でも、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１との歯面同士が常に適切な押圧力で接触した状態で、バックラッシュがゼロになる。このため、温度変化によってギアが回転しなくなったり、中間ギア２０から副軸ギア３０へ伝達する回転の精度が悪化することを避けることができる。

【0109】

なお、揺動による中間ギア軸２３の副軸側端部２３ｂの位置に拘わらず、付勢バネ４１から一定又は略一定の押圧力が発生するように、付勢機構４０を設定することが好ましい。

【0110】

上述のように、中間ギア軸２３の主軸側端部２３ａを支持する支持突起１４１の貫通孔１４３は丸穴形状となっており、副軸側端部２３ｂを支持する支持突起１４２の貫通孔１４５は長軸側の幅が短軸側の幅よりも大きい長穴形状をとなっており、中間ギア軸２３は支持突起１４１の貫通孔１４３を支点に水平方向に平行に又は略平行に揺動できるようになっている。このため、中間ギア軸２３の揺動において、第１ウォームギア部１１に対する第１ウォームホイール部２１の移動量よりも、第２ウォームホイール部３１に対する第２ウォームギア部２２の移動量の方が大きくなり、第２ウォームギア部２２と第２ウォームホイール部３１が底突きをした場合でも、第１ウォームギア部１１部と第１ウォームホイール部２１とは底突きしない。

【0111】

図１１～１２に示すように、副軸側端部２３ｂにおいて中間ギア軸２３を支持する貫通孔１４５は、筒面又は略円筒面を形成しているが、貫通孔１４５は、このような形状を有するものに限られない。例えば、貫通孔１４５は、図１７に示すように、断面形状が長穴ではなく長方形又は略長方形であるものであってもよい。つまり、貫通孔１４５は、互いに対向する一対の面１４５ａ及び互いに対向する一対の面１４５ｂを形成する、四角柱状に延びる貫通孔であってもよい。貫通孔１４５を形成する一対の面１４５ａ及び一対の面１４５ｂは、平面であってもよく、曲面であってもよい。アブソリュートエンコーダ２において、一対の面１４５ａが水平方向に延び、一対の面１４５ｂが上下方向に延びている。面１４５ａの水平方向の幅は面１４５ｂの上下方向の幅よりも長くなっている。図１７に示す貫通孔１４５においても、上述の貫通孔１４５と同様に中間ギア軸２３を揺動可能にすることができる。

【0112】

同様に貫通孔１４３は上述の形状を有するものに限られない。例えば、貫通孔１４３は、所謂ナイフエッジ構造を有するものであってもよい。具体的には、貫通孔１４３は、線接触又は点接触によって中間ギア軸２３に接触するものであってもよい。例えば、貫通孔１４３は、図１８（ａ），（ｂ）に示すように、貫通孔１４３の延び方向において内部側に向かうにつれて縮径する一対の円錐面状又は略円錐面状の傾斜面１４３ｃによって形成されているものでもよい。この場合、一対の傾斜面１４３ｃが接続する部分の丸穴を描く環状の線（接続線１４３ｄ）において貫通孔１４３は中間ギア軸２３と接触してこれを支持する。接続線１４３ｄの丸穴形状は、上述の貫通孔１４３の丸穴形状と平面視で同様の形状を有している。貫通孔１４３は線接触又は点接触によって中間ギア軸２３を支持するため、貫通孔１４３の丸穴の径を中間ギア軸２３の直径により近付けたとしても、中間ギア軸２３を揺動可能にすることができる。このため、貫通孔１４３の断面形状を、貫通孔１４３と中間ギア軸２３との間の間隙を有さない形状に近づけることができる。これにより、中間ギア軸２３の揺動の際に貫通孔１４３と接触する中間ギア軸２３の部分の移動を抑制することができ、中間ギア軸２３の揺動によって、第１ウォームギア部１１と第１ウォームホイール部２１と間の距離の変動を抑制することができる。なお、支持突起１４２の貫通孔１４５についても、上述の支持突起１４１の貫通孔１４３のように所謂ナイフエッジ構造を有するものであってもよい、例えば長穴を描く環状の線を形成する一対の円錐面状又は略円錐面状の傾斜面によって形成されているものでもよい。

【0113】

また、貫通孔１４５は、図１９（ａ），（ｂ）に示すように、貫通孔１４５の延び方向において内部側に向かうに連れて細くなる一対の四角錐面状又は略四角錐面状の傾斜面１４５ｅによって形成されているものでもよい。この場合、一対の傾斜面１４５ｅが接続する部分の四角形若しくは略四角形を描く環状の線（接続線１４５ｆ）において貫通孔１４５は中間ギア軸２３と接触してこれを支持する。接続線１４５ｆは、互いに対向する一対の部分である線部１４５ｇ及び互いに対向する一対の部分である線部１４５ｈを有している。一対の線部１４５ｇ及び一対の線部１４５ｈは、直線であってもよく、曲線であってもよい。アブソリュートエンコーダ２において、一対の線部１４５ｇが水平に沿って延び、一対の線部１４５ｈが上下方向に延びている。線部１４５ｇの長さは線部１４５ｈの上下方向の長さよりも長くなっている。なお、支持突起１４１の貫通孔１４３についても、上述の支持突起１４２の貫通孔１４５のように、四角形若しくは略四角形を描く環状の線を形成する一対の四角錐面状又は略四角錐面状の傾斜面によって形成されているものであってもよい。この場合、環状の線は正方形又は略正方形となる。この場合も、上述の図１８の場合と同様に、貫通孔１４３は線接触又は点接触によって中間ギア軸２３を支持するため、上下方向に延びる線部（図１９の線部１４５ｈに対応）の長さ及び水平方向に延びる線部（図１９の線部１４５ｇに対応）の長さを中間ギア軸２３の直径により近付けたとしても、中間ギア軸２３を揺動可能にすることができる。このため、貫通孔１４３の形状を、貫通孔１４３と中間ギア軸２３との間の上下方向及び水平方向の間隙を有さない形状に近づけることができる。これにより、中間ギア軸２３の揺動の際に貫通孔１４３と接触する中間ギア軸２３の部分の移動を抑制することができ、中間ギア軸２３の揺動によって、第１ウォームギア部１１と第１ウォームホイール部２１と間の距離の変動を抑制することができる。

【0114】

（制御部）
次いで、アブソリュートエンコーダ２の制御部について説明する。図２０は、図２に示される基板５を下面５ａ側から見た図である。マイコン５１、ラインドライバ５２、双方向性ドライバ５３、及びコネクタ６は、基板５に実装されている。マイコン５１、ラインドライバ５２、双方向性ドライバ５３、及びコネクタ６は、基板５上のパターン配線によって電気的に接続されている。

【0115】

双方向性ドライバ５３は、コネクタ６に接続される外部装置との間で双方向の通信を行う。双方向性ドライバ５３は、操作信号等のデータを差動信号に変換して外部装置との間で通信を行う。ラインドライバ５２は、回転量を表すデータを差動信号に変換し、差動信号をコネクタ６に接続される外部装置にリアルタイムで出力する。コネクタ６には、外部装置のコネクタが接続される。

【0116】

図２１は、図１に示すアブソリュートエンコーダ２の機能的構成を概略的に示すブロック図である。図２１に示すマイコン５１の各ブロックは、マイコン５１としてのＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）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。

【0117】

マイコン５１は、回転角取得部５１ｐ、回転角取得部５１ｑ、テーブル処理部５１ｂ、回転量特定部５１ｃ、及び出力部５１ｅを備えている。回転角取得部５１ｐ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の回転角度Ａｐを取得する。回転角度Ａｐは、主軸ギア１０の回転角度を示す角度情報である。回転角取得部５１ｑは、磁気センサＳｑから出力された信号をもとに副軸ギア３０の回転角度Ａｑを取得する。回転角度Ａｑは、副軸ギア３０の回転角度を示す角度情報である。テーブル処理部５１ｂは、副軸ギア３０の回転角度Ａｑと、副軸ギア３０の回転角度Ａｑに対応する主軸ギア１０の回転数とを格納した対応関係テーブルを参照して、取得した副軸ギア３０の回転角度Ａｑ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５１ｃは、テーブル処理部５１ｂによって特定された主軸ギア１０の回転数と、取得した主軸ギア１０の回転角度Ａｐとに応じて主軸ギア１０の複数回転にわたる回転量を特定する。出力部５１ｅは、特定された主軸ギア１０の複数回転にわたる回転量を、この回転量を示す情報に変換して出力する。

【0118】

以上に説明したように、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２では、中間ギア軸２３を支持する貫通孔１４３，１４５並びに付勢バネ４１の作用により、中間ギア２０の第２ウォームギア部２２と副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１との間のバックラッシュをゼロにすることができる。また、周囲温度が変化した場合でも、揺動可能に支持された中間ギア軸２３に対する付勢バネ４１の作用により、常に適切な押圧力で中間ギア２０の第２ウォームギア部２２及び副軸ギア３０の第２ウォームホイール部３１の歯面同士が接触する状態で、バックラッシュをゼロにできる。このため、温度変化によってギアが回転しなくなったり、中間ギア２０から副軸ギア３０へ伝達する回転精度が悪化することを避けることができる。

【0119】

このように、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２によれば、減速機構のバックラッシュが検出精度に与える影響を低減することができる。これにより、特定可能な主軸１ａの回転量の分解能を維持しつつ、特定可能な主軸１ａの回転量の範囲を広げることができる。

【0120】

また、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２においては、水平面に沿って配置される中間ギア２０が、ベース３の外周面１０５～１０８に対して斜めに延びるように設けられることによって、前後方向及び左右方向へのアブソリュートエンコーダ２の寸法を小さくすることができる。

【0121】

また、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２において、第１ウォームホイール部２１及び第２ウォームホイール部３１の外径と、第１ウォームギア部１１及び第２ウォームギア部２２の外径とは、可能な範囲で小さな値に設定されている。これにより、アブソリュートエンコーダ２の上下方向（高さ方向）における寸法を小さくできる。

【0122】

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。

【0123】

例えば、本実施の形態に係るアブソリュートエンコーダ２において、磁気干渉低減部材１６，１７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と、副軸ギア３０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との双方の外周面Ｍｐｄ，Ｍｑｄに設けられていたが、本発明はこれに限定されない。つまり、アブソリュートエンコーダ２において、磁気干渉低減部材は、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と、副軸ギア３０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との少なくともいずれか一方の外周面Ｍｐｄ，Ｍｑｄに設けられていればよい。また、例えば、磁気干渉低減部材１６，１７の形状は、上述の形状には限定されず、マグネットＭｐ，Ｍｑの外周面Ｍｐｄ，Ｍｑｄに設けられて漏れ磁束を低減することができればよい。

【符号の説明】

【0124】

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…ベース、４…ケース、４ａ…外壁部、４ｂ…蓋部、４ｃ…ツメ部、５…基板、５ａ…下面、５ｂ…位置決め孔、６…コネクタ、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…ネジ、９…板バネ、９ａ…一端、９ｂ…他端、１０…主軸ギア、１１…第１ウォームギア部、１２…主軸アダプタ、１２ａ…上端面、１３…筒状部、１３ａ…上端面、１４…圧入部、１５…マグネット保持部、１５ａ…内周面、１５ｂ…底面、１６…磁気干渉低減部材、１６ａ…内周面、１６ｂ…外周面、１７…磁気干渉低減部材、１７ａ…内周面、１７ｂ…外周面、２０…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…中間ギア軸、２３ａ…主軸側端部、２３ｂ…副軸側端部、２３ｃ…溝、２３ｄ…被係合溝、２４…筒状部、２４ａ…貫通孔、２４ｂ…内周面、２５…主軸側摺動部、２６…副軸側摺動部、３０…副軸ギア、３１…第２ウォームホイール部、３２…貫通孔、３５…マグネットホルダ、３５ａ…マグネット保持部、３５ｂ…軸部、４０…付勢機構、４１…付勢バネ、４２…バネ部、４２ａ…腕部、４２ｂ…立ち上がり部、４３…係合部、４３ａ…係合溝、４３ｂ…先端縁、４３ｃ…接続部、４４…固定部、４４ａ…孔、４５…支持突起、４５ａ…支持面、５１…マイコン、５１ｂ…テーブル処理部、５１ｃ…回転量特定部、５１ｅ…出力部、５１ｐ，５１ｑ…回転角取得部、５２…ラインドライバ、５３…双方向性ドライバ、１０１…基部、１０２…下面、１０３…凹部、１０４…上面、１０５～１０８…外周面、１１０…基板支柱、１１１…上端面、１１２…ネジ穴、１２０…基板位置決めピン、１２１…先端部、１２２…基部、１２３…段差面、１３１，１３２，１４１，１４２…支持突起、１３１ａ…ネジ孔、１３４…ベアリングホルダ部、１３５…ベアリング、１４１ａ…外側面、１４２ａ…内側面、１４３，１４５…貫通孔、１４５ａ，１４５ｂ…面、１４３ｃ，１４５ｅ…傾斜面、１４３ｄ，１４５ｆ…接続線、１４５ｇ，１４５ｈ…線部、１４４…止め輪、Ａｐ，Ａｑ…角度情報、ＢＣ…ベアリングの中心、ＧｍＣ…主軸ギアの中心軸、ＧｓＣ…副軸ギアの中心軸、ＭｏＣ…モータの主軸の中心軸、Ｍｐ，Ｍｑ…マグネット、Ｍｐａ，Ｍｑａ…上面、Ｍｐｂ，Ｍｑｂ…下面、Ｍｐｄ，Ｍｑｄ…外周面、ＭｐＣ，ＭｑＣ…マグネットの中心軸、Ｐ…付勢方向、Ｐ１…第１噛み合い方向、Ｐ２…第２噛み合い方向、Ｒ１…第１変速機構、Ｒ２…第２変速機構、ＳａＣ…主軸アダプタの中心軸、ＳＣ…マグネットホルダの中心軸、Ｓｐ，Ｓｑ…角度センサ、ＸＹＺ…直交座標系

【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】

【図19】

【図20】

【図21】