特許 7599368 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】2024-12-05

(45)【発行日】2024-12-13

(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 20060101AFI20241206BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110J

G01D5/245 110L

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021062046

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022157688

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2024-03-05

(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】齋藤 勝典

(72)【発明者】

【氏名】崎枝 健

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２０３４６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５２６６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００８０１６２（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】

主軸の回転に基づいて回転する副軸ギアと、
前記副軸ギアを軸線周りに回転可能に支持する軸受部と、
前記軸受部を支持する軸部と、
前記副軸ギアと前記軸受部との間に設けられるスペーサとを備え、
前記スペーサの少なくとも一部は、磁性材から形成されており、
前記スペーサは、前記軸線に交差する方向に広がるように形成されていることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。

【請求項2】

前記スペーサは、板状部とリング部とを有しており、
前記板状部は、平面に沿って広がる部分であり、一対の面を有しており、
前記リング部は、環状の部分であり、前記板状部の一対の面の一方から突出するようになっていることを特徴とする請求項１記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項3】

前記リング部と前記板状部とは一体であり、
前記スペーサは前記磁性材から形成されていることを特徴とする請求項２記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項4】

前記リング部と前記板状部とは互いに別体であり、
前記板状部は前記磁性材から形成されていることを特徴とする請求項２記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項5】

前記板状部は、前記軸線方向において前記軸受部を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項6】

前記軸受部は、少なくとも１つの軸受を有しており、
前記軸受は外輪及び内輪を有しており、
前記軸受の外輪は、前記副軸ギアに固定され、
前記軸受の内輪は、前記軸部に固定され、
前記スペーサは、前記軸線方向において前記副軸ギアと前記軸受の外輪との間に挟まれることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のアブソリュートエンコーダ。

【請求項7】

前記副軸ギアは、前記スペーサ及び前記軸受部を収容可能な空間を形成する収容部を有しており、
前記収容部は前記軸受部が嵌着可能になっていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のアブソリュートエンコーダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アブソリュートエンコーダに関し、特に副軸部の構造に関する。

【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として、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（以下、「アブソリュートエンコーダ」という。）が知られている。

【0003】

アブソリュートエンコーダには、副軸の回転角度に基づいて主軸の回転量を計測するものがある。このようなアブソリュートエンコーダは、軸受に支持された副軸又はこの副軸に取り付けられたギア等の回転体の先端に取り付けられたマグネットの磁界の変化に基づいて、マグネットの回転角度を検出し、副軸の回転角度を検出する。マグネットの回転角度は、マグネットの対向に設けられた角度センサによって検出される（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２０１３－２４５７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようなマグネットの回転角度を検出するアブソリュートエンコーダにおいては、回転軸が回転する際に角度センサが検知するマグネットの磁束が周期的に変化し、回転軸の所定の回転周期におけるこの磁束の変化に基づいてマグネットの回転角度を検出している。このため、所定の回転周期における角度センサが検知する磁束の変化に違いが発生すると、マグネットの回転角度の正確な検出ができなくなってしまい、回転軸の回転角度の正確な検出ができなくなってしまう。例えば、回転軸の近傍に配置された部材が磁性材から形成されている場合、この部材がマグネットからの磁束の磁路を形成し、角度センサが検知するマグネットからの磁束分布に乱れが生じてしまう場合がある。この磁束分布の乱れにより、所定の回転周期における角度センサが検知する磁束の変化に違いが発生し、マグネットの回転角度の正確な検出ができなくなってしまう。これにより主軸の回転量の検出精度に影響が及ぶ場合がある。

【0006】

上述のように、アブソリュートエンコーダには、軸受によって軸が支持されているものがあり、このようなアブソリュートエンコーダにおいては、マグネットに近接して軸受が設けられている。このような軸受の中には、強度や耐久性等の観点から、磁性材の材料から成るものがある。磁性材から成る軸受は、上述のように、磁路を形成し、角度センサが検知するマグネットからの磁束分布に乱れを発生させる場合がある。この磁束の乱れにより、所定の回転周期における角度センサが検知する磁束の変化に違いが発生し、マグネットの回転角度の正確な検出ができなくなってしまう。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、軸を支持する軸受等のマグネット近傍に位置する部材が磁性材から成るものであってもマグネットの回転角度の検出精度の低下を抑制することができる構造が求められている。

【0007】

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、マグネット近傍に位置する部材が磁性材から成っていてもマグネットの回転角度の検出精度の低下を抑制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】

【0008】

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、主軸の回転に基づいて回転する副軸ギアと、前記副軸ギアを軸線周りに回転可能に支持する軸受部と、前記軸受部を支持する軸部と、前記副軸ギアと前記軸受部との間に設けられるスペーサとを備え、前記スペーサの少なくとも一部は、磁性材から形成されており、前記スペーサは、前記軸線に交差する方向に広がるように形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るアブソリュートエンコーダによれば、マグネット近傍に位置する部材が磁性材から成っていてもマグネットの回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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４に示すアブソリュートエンコーダのＤ－Ｄ断面図である。

【図10】図９に示すアブソリュートエンコーダにおける第１副軸ギア及びその近傍の部材の断面図である。

【図11】図１０に示すスペーサの斜視図である。

【図12】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13】図９に示すアブソリュートエンコーダにおけるスペーサの変形例の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明者らは、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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【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、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。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６は、アブソリュートエンコーダ２のＡ－Ａ断面図である。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。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。図９は、アブソリュートエンコーダ２のＤ－Ｄ断面図である。図１０は、図９に示すアブソリュートエンコーダ２における第１副軸ギア４０及びその近傍の部材の断面図である。

【0015】

図９，１０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、主軸１ａの回転に基づいて回転する副軸ギアとしての第１副軸ギア４０と、第１副軸ギア４０を軸線Ａ周りに回転可能に支持する軸受部４３と、軸受部４３を支持する軸部としての支持軸４２と、第１副軸ギア４０と軸受部４３との間に設けられるスペーサ４６とを備える。スペーサ４６の少なくとも一部は、磁性材から形成されており、スペーサ４６は、軸線Ａに交差する方向に広がるように形成されている。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。

【0016】

図１乃至図９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、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を備える第１副軸ギア４０と、支持軸４２と、マグネットＭｑと、角度センサＳｑとを備えている。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。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１副軸ギア４０の第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。支持軸４２は、第１副軸ギア４０を回転可能に支持する。マグネットＭｑは、永久磁石として第１副軸ギア４０において支持軸４２の軸線Ａ上に設けられる。角度センサＳｑは、マグネットＭｑの磁束の変化を検出可能な範囲であるマグネットＭｑの近傍、例えば、軸線Ａ上又はその近傍に設けられ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１副軸ギア４０の回転角度を検出する。

【0017】

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。

【0018】

図１，２に示すように、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。

【0019】

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、基板取付ネジ８ａによりケース４及びギアベース部３に固定されている。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

図２，３，４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とを含んでいる。また、アブソリュートエンコーダ２は、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が形成された第１副軸ギア４０（第２従動歯車）及び支持軸４２（図９参照）を有する第１副軸ギア体と、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。

【0026】

図４，６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。

【0027】

図３，４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に略平行に延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、例えばポリアセタール樹脂から形成されている。

【0028】

図４，７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いる。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。

【0029】

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。

【0030】

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いる。第２ウォームギア部２２は、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２ウォームギア部２２は、第１副軸ギア４０の第２ウォームホイール部４１と噛み合って第１副軸ギア４０を回転させる。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。

【0031】

図４，８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いる。第３ウォームギア部２８は、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３ウォームギア部２８は、第２中間ギア３０の第３ウォームホイール部３１と噛み合って第２中間ギア３０を回転させる。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。

【0032】

図４，９に示すように、第１副軸ギア４０は、主軸１ａの回転に従い、第１中間ギア２０によって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、支持軸４２に支持された軸受部４３に軸線Ａ周りに回転可能に支持されている。第１副軸ギア４０は、図１０に示すように、軸線Ａに沿って延びる円筒状又は略円筒状の部材である。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、例えば、ポリアセタール樹脂から形成されている。第１副軸ギア４０は、第２ウォームホイール部４１と、収容部としての軸受収容部４１１と、マグネット保持部４１２と、段部４１３とを備えている。

【0033】

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（軸線Ａ）は、第１ウォームギア部１１の回転軸線と平行又は略平行とされている。

【0034】

軸受収容部４１１は、軸受部４３を収容可能な空間を形成しており、軸受収容部４１１が形成するこの空間は、軸線Ａに沿って延びる円柱状又は略円柱状の形状を有している。軸受収容部４１１は、軸線Ａ方向の一方側、具体的には図９，１０においてＺ軸方向下側が開放している。軸受収容部４１１の内周面である内周部４１１１の径方向（軸線Ａに対して垂直な方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の寸法は、軸受部４３が圧入嵌合されて嵌着されるような寸法となっている。なお、内周部４１１１は、軸受収容部４１１の軸線Ａに沿って延びる部分であり、円筒面状又は略円筒面状の部分である。軸受収容部４１１の軸線Ａ方向（Ｚ軸方向）の寸法は、軸受部４３を軸線Ａ方向において収容することができるような寸法となっている。また、軸受収容部４１１には、軸線Ａ方向他方側、具体的には図９，１０においてＺ軸方向上側に、Ｘ軸及びＹ軸に平行又は略平行な軸線Ａを中心として環状の面である、段部４１３が設けられている。なお、第１副軸ギア４０は、例えば、マグネットＭｑの径と軸受部４３の径とが同じ又は略同じである場合に、段部４１３を備えなくてもよい。

【0035】

マグネット保持部４１２は、第１副軸ギア４０においてマグネットＭｑを収容可能な空間を形成しており、マグネット保持部４１２が形成するこの空間は、軸線Ａに沿って延びる円柱状又は略円柱状の形状を有している。マグネット保持部４１２の形成する空間は、軸受収容部４１１の形成する空間に連通している。マグネット保持部４１２は、段部４１３よりも軸線Ａ方向他方側、具体的には図９，１０においてＺ軸方向上側に設けられている。マグネット保持部４１２は、その形成する空洞部分にマグネットＭｑを保持するように形成されている。また、第１副軸ギア４０には、軸線Ａ方向において第１副軸ギア４０を貫通してマグネット保持部４１２に連通する貫通孔４１４が形成されている。貫通孔４１４は、第１副軸ギア４０に取り付けられたマグネットＭｑの磁束が角度センサＳｑ側に通過する空間を形成している。

【0036】

支持軸４２は、軸受部４３を介して第１副軸ギア４０を回転可能に支持する。支持軸４２は、ギアベース部３の基部３ｂから垂直又は略垂直に突出している。

【0037】

軸受部４３は少なくとも１つの軸受を有しており、アブソリュートエンコーダ２においては、図１０に示すように、軸受部４３は、第１軸受４４と第２軸受４５の２つの転がり軸受を有している。なお、軸受部４３は１つの軸受を有していてもよく、３つ以上の軸受を有していてもよい。

【0038】

第１軸受４４は、内輪４４１と外輪４４２と転動体４４３とを有している。内輪４４１は、支持軸４２の外周面である外周部４２１に嵌着可能な内周部４４１１を有する環状の部材である。なお、内周部４４１１は、内輪４４１の内周側に面する面である。外輪４４２は、内輪４４１の外周側に設けられている。外輪４４２は、内輪４４１と同軸又は略同軸で内輪４４１よりも大径の環状の部材である。転動体４４３は、内輪４４１と外輪４４２との間に複数配置されている球状の部材である。内輪４４１が支持軸４２の外周部４２１に圧入されることで、第１軸受４４は支持軸４２に固定されるようになっている。外輪４４２の円筒部４４２２が第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１の内周部４１１１に圧入されることで、第１軸受４４は第２副軸ギア４０に固定されるようになっている。なお、円筒部４４２２は、外輪４４２の外周側に面する面である。第１軸受４４は、アブソリュートエンコーダ２において、外輪４４２の軸線Ａ方向（Ｚ軸方向）上側の円盤部４４２１が、後述するように、スペーサ４６に接触するようになっている。なお、円盤部４４２１は、外輪４４２の上側に面する面である。このように、第１軸受４４は、軸線Ａ方向及び径方向において第１副軸ギア４０及び支持軸４２に精度よく固定されるようになっている。

【0039】

第２軸受４５は、内輪４５１と外輪４５２と転動体４５３とを有している。内輪４５１は、支持軸４２の外周部４２１に嵌着可能な内周部４５１１を有する環状の部材である。なお、内周部４５１１は、内輪４５１の内周側に面する面である。外輪４５２は、内輪４５１の外周側に設けられている。外輪４５２は、内輪４５１と同軸又は略同軸で内輪４５１よりも大径の環状の部材である。転動体４５３は、内輪４５１と外輪４５２との間に複数配置されている球状の部材である。内輪４５１が支持軸４２の外周部４２１に圧入されることで、第２軸受４５は支持軸４２に固定されるようになっている。第２軸受４５において、外輪４５２の軸線Ａ方向（Ｚ軸方向）上側の円盤部４５２１は、第１軸受４４の外輪４４２の下側の円盤部４４２３に接触するようになっている。なお、円盤部４５２１は、外輪４５２の上側に面する面であり、円盤部４４２３は、第１軸受４４の外輪４４２の下側に面する面である。また、外輪４５２の円筒部４５２２が第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１の内周部４１１１に圧入されることで、第２軸受４５は第２副軸ギア４０に固定されるようになっている。なお、円筒部４５２２は、外輪４４２の外周側に面する面である。

【0040】

スペーサ４６は、上述のように、少なくともその一部が磁性材から形成されており、アブソリュートエンコーダ２においては、スペーサ４６はその全体が磁性材から形成されている。スペーサ４６を形成する磁性材は、例えば、炭素鋼、マルテンサイト系ＳＵＳ、フェライト系ＳＵＳ等である。スペーサ４６を形成する磁性材は、他の磁性材であってもよい。

【0041】

スペーサ４６は、上述のように、軸線Ａに交差する方向に広がるような形状を有しており、例えば、板状の部材である。具体的には、図１０，１１示すように、スペーサ４６は、略円盤状の部材である。また、スペーサ４６は、板状部４７とリング部４８とを有している。板状部４７は、平面に沿って広がる部分であり、一対の面（上面４７ａ及び下面４７ｂ）を有している。一対の上面４７ａ及び下面４７ｂは、例えば互いに平行又は略平行な面である。リング部４８は、環状の部分であり、板状部４７の一対の上面４７ａ及び下面４７ｂ一方から突出している。図示の例では、リング部４８は板状部４７の下面４７ｂから下側に向かって突出している。

【0042】

板状部４７は、具体的には、図１０，１１に示すように、平板状になっており、互いに背向する上面４７ａ及び下面４７ｂは、アブソリュートエンコーダ２において、軸線Ａに直交する平面に沿って延びるようになっており、例えば、軸線Ａに直交する平面に平行又は略平行に延びるようになっている。また、板状部４７は、円盤状又は略円盤状になっており、外周側に面する面である外周面４７ｃは、円筒面又は略円筒面となっており、アブソリュートエンコーダ２において、軸線Ａに沿って延びる円筒面又は略円筒面となるようになっている。

【0043】

リング部４８は、具体的には、図１０，１１に示すように、円筒状又は略円筒状になっている。リング部４８は、外周側に面する面である外周面４８ａと、内周側に面する面である内周面４８ｂと、リング部４８の延び方向に面する面である下端面４８ｃとを有している。下端面４８ｃは、外周面４８ａと内周面４８ｂを下側の端において互いに接続している。下端面４８ｃは、板状部４７の上面４７ａに沿って延びており、例えば、板状部４７の上面４７ａに平行又は略平行に延びている。リング部４８の下端面４８ｃは、アブソリュートエンコーダ２において、第１軸受４４の外輪４４２の円盤部４４２１に接触し、第１軸受４４の内輪４４１に接触しないような大きさとなっている。

【0044】

上述のように、スペーサ４６はその全体が磁性材から形成されており、板状部４７とリング部４８とは一体になっている。つまり、板状部４７及びリング部４８は、同一の磁性材材料から一体に形成されたスペーサ４６の一部である。

【0045】

図１０，１１に示すように、板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａとは面一になっており、板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａとの間には段差が形成されていない。なお、板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａとは面一になっておらず、板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａとの間に段差が形成されていてもよい。この場合、板状部４７の外周面４７ｃがリング部４８の外周面４８ａよりも内周側にあってもよく、また、板状部４７の外周面４７ｃがリング部４８の外周面４８ａ外周側にあってもよい。

【0046】

リング部４８及び板状部４７によって、スペーサ４６には、円柱状又は略円柱状の空間である凹部４９が形成されている。凹部４９は、具体的には、リング部４８の内周面４８ｂと板状部４７の下面４７ｂとによって画成された空間であり、下側に向かって開放されており、リング部４８の下端面４８ｃが凹部４９の開口を形成している。上述のように、リング部４８の下端面４８ｃは、アブソリュートエンコーダ２において、第１軸受４４の外輪４４２の円盤部４４２１に接触し、第１軸受４４の内輪４４１に接触しないような大きさとなっており、アブソリュートエンコーダ２において、凹部４９は、軸線Ａ方向において内輪４４１と対向するようになっている。

【0047】

また、スペーサ４６は、軸受収容部４１１に嵌着可能になっている。つまり、軸受収容部４１１において、スペーサ４６の板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａが、軸受収容部４１１の内周部４１１１に押し付けられて、スペーサ４６は軸受収容部４１１に固定されるように形成されている。板状部４７の外周面４７ｃとリング部４８の外周面４８ａとの間に段差が形成されている場合、軸受収容部４１１において、スペーサ４６の板状部４７の外周面４７ｃ又はリング部４８の外周面４８ａが、軸受収容部４１１の内周部４１１１に押し付けられて、スペーサ４６は軸受収容部４１１に固定されるように形成される。なお、スペーサ４６は、軸受収容部４１１の内周部４１１１との間に隙間を空けて、軸受収容部４１１に収容可能になっていてもよい。

【0048】

以上のように構成さ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、軸受部４３が有している複数の軸受（第１軸受４４及び第２軸受４５）は、軸受収容部４１１に圧入されて固定されていることで、軸線Ａ方向及び径方向において支持軸４２に対して第１副軸ギア４０は精度よく固定されている。

【0049】

マグネットＭｑは、第１副軸ギア４０の先端側（Ｚ軸方向上側）において支持軸４２の軸線Ａ上に設けられている永久磁石である。マグネットＭｑは、マグネット保持部４１２に収容されて、径方向において、マグネット保持部４１２に嵌合している。マグネット保持部４１２は、マグネットＭｑが嵌合するように形成されていなくてもよい。マグネットＭｑは、アブソリュートエンコーダ２において、スペーサ４６の板状部４７の上面４７ａに保持されて、軸線Ａ方向において第１副軸ギア４０に固定される。角度センサＳｑは、アブソリュートエンコーダ２において、マグネットＭｑと同様に軸線Ａ上に設けられる。角度センサＳｑは、マグネットＭｑから発生する磁束の変化を検出する。

【0050】

図４，８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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

第２平歯車部５１は、第２副軸ギア５０の外周に設けられている。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、例えばポリアセタール樹脂から形成されている。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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（軸線Ａ）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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

図１２は、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１２に示すように、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１２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。

【0065】

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。

【0066】

テーブル処理部１２１ｂは、回転角度Ａｑと、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第１対応関係テーブルを参照して、取得した回転角度Ａｑ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。

【0067】

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Ａｐ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。

【0068】

なお、テーブル処理部１２１ｂ、回転量特定部１２１ｃ、及び、出力部１２１ｅは、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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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、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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

［アブソリュートエンコーダの作用］
以下、アブソリュートエンコーダ２の作用について説明する。

【0075】

アブソリュートエンコーダ２は上述の構成を有しており、図１０に示すように、アブソリュートエンコーダ２において、第１副軸ギア４０は、マグネットＭｑ、スペーサ４６、及び軸受部４３を内部に収容し、軸受部４３を介して、ギアベース部３の基部３ｂから突出している支持軸４２に回転可能に支持されている。

【0076】

具体的には、図１０に示すように、マグネットＭｑは、第１副軸ギア４０のマグネット保持部４１２に収容されて、その中心軸線が軸線Ａに重なる又は略重なるように、第１副軸ギア４０に取り付けられている。スペーサ４６は、マグネットＭｑの下側において、第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に収容されており、スペーサ４６の上面４７ａがマグネットＭｑの下側の面に接触してマグネットＭｑを軸線Ａ方向において支持している。また、スペーサ４６の上面４７ａは、外周側の端部において、第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に形成された段部４１３に隙間を空けて対向している。スペーサ４６の上面４７ａが軸受収容部４１１の段部４１３に接触するように、段部４１３は形成されていてもよい。

【0077】

軸受部４３の第１軸受４４及び第２軸受４５は、夫々外輪４４２，４５２が第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に圧入されて、第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に固定されている。また、第１軸受４４及び第２軸受４５は、支持軸４２が内輪４４１，４５１に圧入されて、支持軸４２に固定されている。また、第１軸受４４の外輪４４２の円盤部４４２１は、スペーサ４６のリング部４８の下端面４８ｃに接触しており、スペーサ４６を軸線Ａ方向において支持している。マグネットＭｑ及びスペーサ４６は、第１副軸ギア４０のマグネット保持部４１２の底面４１２ａと軸受部４３の第１軸受４４の外輪４４２に挟まれて軸線Ａ方向において第１副軸ギア４０内に保持されている。

【0078】

また、第１軸受４４の内輪４４１は、軸線Ａ方向において、スペーサ４６の凹部４９に対向している。このため、第１軸受４４の内輪４４１がスペーサ４６に干渉することはなく、第１副軸ギア４０と第１軸受４４との間の相対回転による干渉の防止が図られている。

【0079】

上述のように、第１副軸ギア４０の内部において、マグネットＭｑは磁性材から成るスペーサ４６を介して軸受部４３と隣接している。このため、マグネットＭｑから出る磁束は、スペーサ４６内を通り、スペーサ４６に導かれてスペーサ４６内を内周側又は外周側に進む。これにより、第１軸受４４や第２軸受４５の材料が磁性材であったとしても、マグネットＭｑから出る磁束が第１軸受４４や第２軸受４５に入ることの防止が図られている。このため、マグネットＭｑから出る磁束が、複雑な構造を有する第１軸受４４や第２軸受４５を磁路とすることの防止が図られており、マグネットＭｑの磁束の磁路が複雑な磁路となることの防止が図られている。これにより、角度センサＳｑ側のマグネットＭｑの磁束分布が安定し、所定の回転周期における角度センサＳｑが検知するマグネットＭｑの磁束の変化が周期毎に安定し、角度センサＳｑによるマグネットＭｑの回転角度の検出精度が高くなっている。このため、アブソリュートエンコーダ２の主軸１ａの回転量の検出精度が高くなっている。

【0080】

上述のように、マグネットＭｑから出る磁束が、磁性材からなる第１軸受４４や第２軸受４５を磁路とすることを防止するために、スペーサ４６の径方向への広がりは、第１軸受４４や第２軸受４５の径方向の広がりと同じ、または、スペーサ４６は、第１軸受４４や第２軸受４５よりも径方向に広がっていることが好ましい。

【0081】

このように、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によれば、マグネットＭｑ近傍に位置する部材が磁性材から成っていてもマグネットＭｑの回転角度の検出精度の低下を抑制することができる。

【0082】

［第１副軸ギアの変形例］
次に、以上説明したアブソリュートエンコーダ２における、第１副軸ギア４０のスペーサ４６の変形例について説明する。

【0083】

図１３に示すように、本変形例に係るスペーサ４６Ｂは、板状部４７とリング部４８とが一体とはなっておらず別体となっている点で上述のスペーサ４６とは異なる。アブソリュートエンコーダ２において、第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に板状部４７が収容されて、板状部４７の下方にリング部４８が収容されて、スペーサ４６Ｂは上述のスペーサ４６と同様に第１副軸ギア４０の軸受収容部４１１に配置される。

【0084】

スペーサ４６Ｂにおいて、板状部４７は磁性材から形成されているが、リング部４８は磁性材から形成されていてもよく、磁性材から形成されていなくてもよい。スペーサ４６Ｂによれば、第１軸受４４の形状に関わらず板状部４７の形状を決めることができ、板状部４７の形状の自由度を上げることができる。

【0085】

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。

【0086】

例えば、アブソリュートエンコーダ２において、上述の第１副軸ギア４０、支持軸４２、軸受部４３、及びスペーサ４６の構成を、第２副軸ギア５０に適用してもよい。

【符号の説明】

【0087】

１…モータ、１ａ…主軸、２…アブソリュートエンコーダ、３…ギアベース部、３ｂ…基部、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、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、４０…第１副軸ギア、４１…第２ウォームホイール部、４２…支持軸、４３…軸受部、４４…第１軸受、４５…第２軸受、４６…スペーサ、４７…板状部、４７ａ…上面、４７ｂ…下面、４７ｃ…外周面、４８…リング部、４８ａ…外周面、４８ｂ…内周面、４８ｃ…下端面、４９…凹部、５０…第２副軸ギア、５１…第２平歯車部、１１０…基板支柱、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，１２１ｑ，１２１ｒ…回転角取得部、４１１…軸受収容部、４１２…マグネット保持部、４１２ａ…底面、４１３…段部、４１４…貫通孔、４２１…外周部、４４１…内輪、４４２…外輪、４４３…転動体、４５１…内輪、４５２…外輪、４５３…転動体、４１１１，４４１１，４５１１…内周部、４４２１，４５２１…円盤部、４４２２，４５２２…円筒部、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】