JP2002101692A

JP2002101692A - アクチュエータ装置

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Publication number: JP2002101692A
Application number: JP2000293996A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Hayashi; 広佳林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP4483060B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アブソリュート型の位置センサの精度は低い
ものを採用でき、安価に構成できるアクチュエータ装置
を提供すること。【解決手段】減速機８０の初段ギアに対応して配置さ
れて、初段ギアの正回転と逆回転の際の生じるパルスを
カウントして求まる相対位置情報を得るためのインクリ
メンタル型の位置センサ２０と、減速機８０の終段ギア
に対応して配置されて、終段ギアの回転方向に関する絶
対位置情報を得るために終段ギアの回転位置を検出する
アブソリュート型の位置センサ３０と、アブソリュート
型の位置センサ３０からの絶対位置情報ＡＳと、インク
リメンタル型の位置センサ２０からの相対位置情報ＳＳ
を取り込んで、電源を投入直後に絶対位置情報から求ま
るエリアの中央を現在位置と仮定し、仮定した現在位置
を元にして相対位置情報で現在位置を更新することで、
終段ギアの現在位置を算出する制御部１００を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクリメンタル
型の位置センサとアブソリュート型の位置センサを備え
るアクチュエータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータと減速機を持つアクチュエータユ
ニットは、たとえばモータの回転を減速機の複数のギア
を介して減速して、その減速した回転により対象物を回
転する装置である。ブラシレスモータのようなモータに
より対象物を回転する場合に、ブラシレスモータの持つ
位置センサを用いて、対象物である終段ギアの位置（位
置角度）を求めることは知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この種のブ
ラシレスモータの持つ位置センサは、いわゆるインクリ
メンタル型の位置センサであるために、電源を入れてブ
ラシレスモータを作動させた時に、ブラシレスモータの
初期化動作すなわち一旦あらかじめ定めた原点まで移動
して、位置情報をリセットする動作が必要になる欠点が
あった。このためにブラシレスモータの初期化動作が必
要な用途には、この種のブラシレスモータを有するアク
チュエータユニットは使用できない。一方、終段ギアに
対してアブソリュート型の位置センサを用いれば、ブラ
シレスモータの初期化動作を行うことができると考えら
れるが、通常のアブソリュート型の位置センサは小型で
分解能が非常に高く精度のよいエンコーダを用いている
ので、この種のエンコーダは一般にかなり高価である。
また位置センサとして、ポテンションメータと、ＡＤ
（アナログデジタル）コンバータを用いた形式のもの
は、比較的安価であるが、モータに対してポテンション
メータが接触して取り付けられているために、寿命や信
頼性の点および重量が重くなるという点で問題である。
そこで本発明は上記課題を解消し、アブソリュート型の
位置センサの精度は低いものを採用でき、安価に構成で
きるアクチュエータ装置を提供することを目的としてい
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ステ
ータと、前記ステータに対して回転するロータを有する
モータと、対象物と前記モータの前記ロータ間に配置さ
れて、前記ロータの回転を減速する減速機と、前記減速
機の初段ギアに対応して配置されて、前記初段ギアの正
回転と逆回転の際の生じるパルスをカウントして求まる
相対位置情報を得るためのインクリメンタル型の位置セ
ンサと、前記減速機の終段ギアに対応して配置されて、
前記終段ギアの回転方向に関する絶対位置情報を得るた
めに前記終段ギアの回転位置を検出するアブソリュート
型の位置センサと、前記アブソリュート型の位置センサ
からの前記絶対位置情報と、前記インクリメンタル型の
位置センサからの前記相対位置情報を取り込んで、電源
を投入直後に前記絶対位置情報から求まるエリアの中央
を現在位置と仮定し、仮定した前記現在位置を元にして
前記相対位置情報で前記現在位置を更新することで、前
記終段ギアの現在位置を算出する制御部と、を備えるこ
とを特徴とするアクチュエータ装置である。

【０００５】請求項１では、モータはステータとステー
タに対して回転するロータを有している。減速機は、対
象物とモータのロータの間に配置されて、ロータの回転
を減速する。インクリメンタル型の位置センサは、減速
機の初段ギアに対応して配置されており、初段ギアの正
回転と逆回転の際に生じるパルスをカウントして求まる
相対位置情報を得るためのものである。アブソリュート
型の位置センサは、減速機の終段ギアに対応して配置さ
れて終段ギアの回転方向に関する絶対位置情報を得るた
めに、終段ギアの回転位置を検出する。制御部は、アブ
ソリュート型の位置センサからの絶対位置情報と、イン
クリメンタル型の位置センサからの相対位置情報を取り
込んで、電源を投入直後に絶対位置情報から求まるエリ
アの中央を現在位置と仮定し、仮定した現在位置を元に
して相対位置情報で現在位置を更新することで、モータ
のロータの現在位置を算出する。これにより、アブソリ
ュート型の位置センサからの絶対位置情報から求まるエ
リアの中央を、現在位置と仮定するだけで済むので、ア
ブソリュート型の位置センサの位置検出精度は低いもの
でよく、安価に構成することができる。アブソリュート
型の位置センサは低分解能で済むために、非接触式の磁
気センサや光センサを用いることができ、寿命や信頼性
に優れる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のアク
チュエータ装置において、前記モータはブラシレスモー
タであり、前記インクリメンタル型の位置センサは前記
モータの有する位置センサと兼用している。請求項２で
は、モータはブラシレスモータであり、インクリメンタ
ル型の位置センサはモータの有する位置センサと兼用し
ている。これによりアクチュエータ装置はより安価に構
成することができる。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１に記載のアク
チュエータ装置において、前記アブソリュート型の位置
センサは、白黒で所定のパターンで塗り分けられて回転
するターゲットと、前記ターゲットに光を照射してその
反射光を受光することにより前記ターゲットの回転方向
に関する絶対位置情報を検出する検出器とを有する。請
求項３では、アブソリュート型の位置センサは、白黒で
所定のパターンで塗り分けられて回転するターゲット
と、ターゲットに光を照射してその反射光を受光するこ
とによりターゲットの回転方向に関する絶対位置情報を
検出する検出器を有している。これによりアブソリュー
ト型の位置センサは、非接触式であるので寿命や信頼性
に優れている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【０００９】図１は、本発明のアクチュエータ装置の好
ましい実施の形態を示している。アクチュエータ装置１
は、概略的には制御部１００、モータ１０、減速機であ
るギア列８０、インクリメンタル型の位置センサ２０、
アブソリュート型の位置センサ３０を有している。モー
タ１０は、たとえば三相のブラシレスモータであり、図
２に示すような構造を有している。このモータ１０は、
いわゆる８極６スロットのブラシレスモータ構造を有し
ており、ロータ１０Ｒは、ボス１１、ロータヨーク１
２、スピンドル１３および駆動用のマグネット１４を有
している。ロータヨーク１２の内側にはマグネット１４
が固定されており、マグネット１４は、Ｎ極とＳ極が交
互に円周方向に沿って配列されている。スピンドル１３
はボス１１に圧入により固定されており、ボス１１とロ
ータヨーク１２は一体になっている。マグネット１４
は、合計８極のＮ極とＳ極を有している。モータ１０の
ステータ１０Ｓは、ヨーク１５、６つのコイル１６（１
つのコイル１６の図示は省略している）、軸受１７およ
びインクリメンタル型の位置センサ２０を有している。
インクリメンタル型の位置センサ２０は、３つのコイル
１６のそれぞれの中に配置されている。この位置センサ
２０は、ロータ１０Ｒの回転位置（角度）をたとえば磁
気的に検出するホール素子である。この位置センサ２０
は、マグネット１４のＳ極とＮ極を磁気的に検出して図
３のような信号波形を出力する。

【００１０】図１の制御部１００は、ＣＰＵ１０１とモ
ータドライバ１０２を有している。ＣＰＵ１０１は、サ
ーボ部１０３、アップダウンカウンタ１０４を有してい
る。モータドライバ１０２は、モータドライバ部１０４
とコンパレータ１０５を有している。サーボ部１０３か
らの制御信号ＣＳがモータドライバ部１０４に送られる
と、モータ１０の図２に示すコイル１６に対して、駆動
電流１０６，１０７，１０８が供給される。これによ
り、図２のモータ１０のロータ１０Ｒのマグネット１４
の磁界と、ステータ１０Ｓのコイル１６の磁界の相互作
用により、ロータ１０Ｒはスピンドル１３を中心として
正回転あるいは逆回転に回転できるようになっている。

【００１１】図２のロータ１０Ｒが正回転Ｒ１方向に回
転したりあるいは逆回転Ｒ２の方向に回転すると、３つ
のインクリメンタル型の位置センサ２０が、図３（Ａ）
と図３（Ｂ）に示すような３対のＵ相信号、Ｖ相信号、
Ｗ相信号を、コンパレータ１０５の３つのコンパレート
部１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃに供給される。コンパ
レータ１０５では、これらのＵ相信号、Ｖ相信号および
Ｗ相信号を、ある基準値と比較した後に、Ｕ相信号、Ｖ
相信号、Ｗ相信号はモータドライバ部へフィードバック
される。このようにモータドライバ部１０４に対してＵ
相信号、Ｖ相信号、Ｗ相信号のセンサ波形をフィードバ
ックすることにより、モータドライバ１０２のモータド
ライバ部１０４は、駆動電流１０６，１０７，１０８の
駆動波形を作っている。

【００１２】図３（Ａ）は、図２のロータ１０ＲがＲ１
方向に正転している時のＵ相信号、Ｖ相信号およびＷ相
信号の波形例を示している。図３（Ｂ）は、図２のロー
タ１０ＲがＲ２の方向に逆転している時のＵ相信号、Ｖ
相信号、Ｗ相信号の波形例を示している。ここで図３
（Ａ）のＵ相信号とＶ相信号に注目すると、図３（Ａ）
の正転時にはＵ相信号の立ち上がりにＶ相信号がＨｉｇ
ｈであり、Ｕ相信号が立ち下がり時にはＶ相信号はＬｏ
ｗである。また図３（Ｂ）に示すように、逆転時には反
対にＵ相信号が立ち上がりの時にはＶ相信号はＬｏｗで
あり、Ｕ相信号が立ち下がりの時にはＶ相信号はＨｉｇ
ｈである。

【００１３】このようなＵ相信号とＶ相信号の状態組合
せ例は図４に示しており、図３（Ａ）においてＵ相信号
の立ち上がり時にＶ相信号がＨｉｇｈになりかつＵ相信
号の立ち下がり時にＶ相信号がＬｏｗになる時には、図
１のアップダウンカウンタ１０４は、カウントアップを
行う。逆に、図４に示すようにＵ相信号の立ち上がり時
にＶ相信号がＬｏｗになり、かつＵ相信号の立ち下がり
時にＶ相信号がＨｉｇｈになる場合には、図１のアップ
ダウンカウンタ１０４はカウントダウンを行う。このよ
うに図１に示すアップダウンカウンタ１０４は、コンパ
レータ１０５を介して得るインクリメンタル型の位置セ
ンサ２０からのＵ相信号、Ｖ相信号を用いて、インクリ
メンタル型の相対位置情報ＳＳをサーボ部１０３に供給
する。この相対位置情報ＳＳは、図２のロータ１０Ｒの
回転位置、言い換えれば角度位置情報である。

【００１４】次に、ギア列８０は、モータ１０のスピン
ドル１３の回転を、対象物側に減速して伝達するように
なっている。ギア列８０は、図１と図６に示すように、
モータ１０のスピンドル１３の出力回転を減速するため
に、初段ギア８１、ギア８２，８４，８５，８７、そし
て最終段ギア９０を有している。初段ギア８１はスピン
ドル１３に固定されている。初段ギア８１の回転は、ギ
ア８２，８４，８５，８７を介して、最終段ギア９０に
対して減速して伝達される。最終段ギア９０は、対象物
である上脚１３０に対して連結体９０Ａを介して連結さ
れている。ギア列８０は、ボックス８０Ａに収容されて
おり、このボックス８０Ａは下脚１３２の中に収容され
ている。これにより、モータ１０を正回転あるいは逆回
転することにより、ギア列８０を介して動力を伝達して
上脚１３０に対して下脚１３２を相対的に動かすことが
できる。

【００１５】このような上脚１３０と下脚１３２は、た
とえば図５に示すような歩行ロボット４００の左前の脚
部４１６、右前の脚部４２０、左後の脚部４１８、右後
の脚部４２２の各関節部４４０に適用することができ
る。この歩行ロボット４００は、犬や猫に似せた形の歩
行ロボットであり、胴体部４１４と頭部４１２および上
述したような４つの脚部４１６，４２０，４１８，４２
２を有している。図１の制御部１００は、たとえば胴体
部４１４に収容されている。図１のモータ１０を正回転
あるいは逆回転することにより、歩行ロボット４００
は、前方向Ａあるいは後方向Ｂに沿って歩行することが
できる。

【００１６】上述したインクリメンタル型の位置センサ
２０は、初段ギア８１に対応して配置されている。図示
の例では、図１のこのインクリメンタル型の位置センサ
２０は、図２に示すようにモータ１０の有する位置セン
サを兼用して使用している。これに対してアブソリュー
ト型の位置センサ３０は、図１に示す最終段ギア９０に
対応して配置されている。アブソリュート型の位置セン
サ３０は、図７と図８に示すような構造のものを採用す
ることができる。このアブソリュート型の位置センサ３
０は、図７（Ａ）と図８に示すように、ターゲット３１
とフォトカプラ３２を有している。フォトカプラ３２
は、３つの受発光部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを有してい
る。各受発光部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、それぞれ光
をターゲット３１に照射して、その戻り光（反射光）を
受光するようになっている。

【００１７】ターゲット３１は、図７（Ｂ）と図８に示
すように、たとえば円板状のものであり、このターゲッ
ト３１は、図１に示す最終段ギア９０と一体に回転する
ものである。ターゲット３１が図１の最終段ギア９０と
一体に正回転Ｒ１あるいは逆回転Ｒ２に回転するのであ
るが、ターゲット３１は、所定のパターン３３を有して
いる。このパターン３３は、内周ゾーンＺ１と、中央ゾ
ーンＺ２および外周ゾーンＺ３を有している。内周ゾー
ンＺ１、中央ゾーンＺ２および外周ゾーンＺ３は、図７
（Ｂ）と図８の例では、４５度毎にエリア（範囲ともい
う）Ｅが設定されている。各ゾーンにおいて４５度毎に
黒く塗った部分と白い部分とを区分して所定パターンで
形成している。このようにターゲット３１には、黒い部
分３４と白い部分３５を有するパターン３３が形成され
ている。

【００１８】図７（Ａ）のフォトカプラ３２の受発光部
３２Ａは内周ゾーンＺ１に対して光を照射して戻り光を
受光する。受発光部３２Ｂは中央ゾーンＺ２に対して光
を照射してその戻り光を受光する。受発光部３２Ｃは外
周ゾーンＺ３に対して光を照射してその戻り光を受光す
るようになっている。これによって、フォトカプラ３２
は、絶対位置情報、すなわち最終段ギア９０における回
転方向の位置（角度）を絶対情報ＡＳとして図７（Ａ）
と図１のＣＰＵ１０１のサーボ部１０３に供給するよう
になっている。

【００１９】このように、アブソリュート型の位置セン
サ３０は、比較的簡単なフォトカプラ３２とターゲット
３１を組み合わせた比較的低分解能でしかも精度の低い
ものであって、光センサを用いた非接触式のものである
ので、ポテンションメータ等の接触型のセンサに比べて
寿命や信頼性に優れている。このような比較的低い分解
能で安価なアブソリュート型の位置センサ３０を用いる
のが本発明の重要な点であるが、このようなアブソリュ
ート型の位置センサ３０を用いるのは、次のような理由
からである。すなわち、すでに述べた図１のインクリメ
ンタル型の位置センサ２０では、正確な最終段ギア９０
の回転方向における相対位置を相対位置情報ＳＳにより
求めることはできるが、最終段ギア９０の絶対位置が分
からない。このために、このような低分解能で安価なア
ブソリュート型の位置センサ３０を併用するのである。

【００２０】アブソリュート型の位置センサ３０が最終
段ギア９０に設けられる時に、このアブソリュート型の
位置センサ単独で先程のインクリメンタル型の位置セン
サ２０と同程度の分解能を求めようとすると、たとえば
１０ビット程度の分解能を持つものが必要となってしま
い、非常に高価である。本発明の実施の形態では、そう
ではなく、アブソリュート型の位置センサ３０は、イン
クリメンタル型の位置センサ２０と併用することから、
アブソリュート型の位置センサ３０はたとえば１〜４ビ
ット程度の比較的低い分解能があれば十分である。

【００２１】図７と図８のアブソリュート型の位置セン
サ３０では、内周ゾーンＺ１、中央ゾーンＺ２および外
周ゾーンＺ３を有する３ビットのセンサの例である。す
でに述べたようにターゲット３１には白黒に塗り分けら
れており、その光の反射をフォトカプラ３２の受発光部
で判別して、そのパターンから、図２に示すモータ１０
のロータ１０Ｒが回転方向に関してどの位置にあるかを
判別するようになっている。このような白黒の塗り分け
は単純な二進数のビット列の他に、グレイコード等でも
よい。またこのようなターゲット３１の塗り分けを行う
代わりに、Ｎ極とＳ極で着磁して、フォトカプラ３２の
代わりにホール素子などの磁気センサを用いてセンシン
グするような方式も採用することができる。いずれにし
てもビットパターンが判別できれば、図７と図８に示す
ような光学非接触式の判別や、上述したような磁気非接
触型の判別方式あるいはその他の方式でも勿論構わな
い。

【００２２】ところで、図２に示すモータ１０の場合で
は８極６スロット形式のものであるが、この場合にはロ
ータ１０Ｒが一周するのに図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示
すサイクルが４回現れる。従って図１の初段ギア８１と
最終段ギア９０のギア比がたとえば１００：１の時に、
４００サイクル（８００カウント）で最終段ギア９０が
一周することになる。従って図１におけるアップダウン
カウンタ１０４における１カウントは０．４５度の角度
に当たる。相対位置情報ＳＳにもっと細かい分解能を求
める場合には、他の２つの相に対しても同様な処理をす
ればよい。すなわち図３に示すＵ相信号とＶ相信号の
組、Ｖ相信号とＷ相信号の組、およびＷ相信号とＵ相信
号の組で同様の処理を行えば、カウントは３倍になり、
分解能は３倍の０．１５度の角度まで求められる。

【００２３】次に、図９を参照して、図１のインクリメ
ンタル型の位置センサ２０から得られる相対位置情報Ｓ
Ｓと、アブソリュート型の位置センサ３０から得られる
絶対位置情報ＡＳに基づいて、図１のギア列２０の最終
段ギア９０の回転方向に関する現在位置（角度）を求め
るアルゴリズムの例を説明する。上述したように、イン
クリメンタル型の位置センサ２０からは、図２のロータ
１０Ｒの正回転および逆回転時に生じるパルスを、図１
のアップダウンカウンタ１０４がカウントすることで、
相対位置情報ＳＳが得られる。

【００２４】しかし、図９において電源を入れた直後で
は、図２のモータ１０のロータ１０Ｒは回転方向のどの
位置にいるのかが分からない。一方、図１のアブソリュ
ート型の位置センサ３０からは絶対位置情報ＡＳが求ま
るが、すでに述べたように、アブソリュート型の位置セ
ンサ３０は比較的低い分解能のものを採用しているため
に、ロータ１０Ｒの回転位置が、図１０に示すような該
当するエリアＥのどの位置にいるかまでは分からない。

【００２５】そこで、図９のステップ（Ａ）のように、
絶対位置情報ＡＳから求まる該当するエリアＥの中央
を、現在位置と仮定する。その状態例を図示したのが図
１０であり、該当エリアＥの中央が現在位置ＰＰである
と仮定する。この仮定した現在位置を仮の原点ＰＰと
し、以降相対位置情報ＳＳを用いて現在位置を更新する
処理を行う。

【００２６】図９のステップ（Ｂ）に示すように、たと
えばロータ１０Ｒが正回転に回転したとすると、その回
転量に対応する分だけ相対位置情報ＳＳが加算される。
そして、図９のステップ（Ｄ）に示すように、図１１に
示す仮の原点ＰＰに加えて相対位置情報ＳＳ１を加えた
位置を現在位置更新した更新現在位置ＰＧ１にする。

【００２７】図９のステップ（Ｃ）において、図１２に
示すように仮の原点ＰＰに相対位置情報ＳＳ１を加えた
結果、更新しようとする更新現在位置ＰＧ１が隣のエリ
アＥ１に入ってしまった場合には、仮に設定した原点Ｐ
Ｐが該当エリアＥの中央には実際にはなかったことにな
るので、仮の原点ＰＰを距離Ｌ分だけ該当エリアＥの中
央部ＣＰの方向に戻すいわゆる原点修正を行う。

【００２８】図９のステップ（Ｂ）において、絶対位置
情報ＡＳより求まる現在位置が、該当エリアＥから隣の
エリアＥ１に入ったことが検出できた時には、更新しよ
うとする現在位置ＰＧ２を該当エリアＥと隣のエリアＥ
１の境界Ｈに設定する。この時更新現在位置ＰＧ２を更
新原点ＰＰ１とし、相対位置情報ＳＳはリセットする。
以後はこの更新原点ＰＰ１を原点として、相対位置情報
ＳＳを用いて現在位置を更新する。

【００２９】このようにすれば、電源を入れた直後は最
終段ギア９０の絶対位置に関してはアブソリュート型の
位置センサ３０の比較的低い分解能の精度にしかならな
いが、ロータ１０Ｒが正回転もしくは逆回転に回転し始
めれば、この絶対位置情報ＡＳに基づいてインクリメン
タル型の位置センサ２０から得られる相対位置情報ＳＳ
により、この位置センサ２０の高い精度で最終段ギア９
０の現在位置、すなわち角度を検出することができる。
なお一旦ロータ１０Ｒの回転方向に関する位置が補正さ
れた後は、インクリメンタル型の位置センサ２０からの
相対位置情報ＳＳのみで最終段ギア９０の回転位置の検
出をすることも可能である。

【００３０】このように、本発明の実施の形態では、ブ
ラシレスモータのもつインクリメンタル型の位置センサ
に、分解能の低いアブソリュート型の位置センサを組み
合わせ、電源を入れた時の初期化動作を、安価な構成で
不要にしている。アブソリュート型の位置センサの精度
は低いもので良く、安価に構成できる。アブソリュート
型の位置センサは低分解能で済むため、非接触の磁気セ
ンサや光センサが使え、寿命や信頼性に優れる。

【００３１】本発明の実施の形態では、モータと減速機
として機能するギア列８０を有するアクチュエータ装置
（アクチュエータユニットともいう）であるが、減速機
の初段側にインクリメンタル型の位置センサを対応して
配置しており、終段（最終段）のギア側に低分解能のア
ブソリュート型の位置センサを配置している。これによ
り、最終段ギア９０に関する詳細な回転方向の位置、す
なわち角度を知ることができる。

【００３２】しかも本発明の実施の形態では、減速機と
して機能するギア列の初段ギア８１に対応して配置する
インクリメンタル型の位置センサとして、モータ１０に
すでに設けられているインクリメンタル型の位置センサ
２０を兼用している。これにより部品点数の削減と小型
化を図ることができ、コストダウンも勿論図ることがで
きる。

【００３３】インクリメンタル型の位置センサと比較的
低分解能のアブソリュート型の位置センサを組み合わせ
ることで、電源を入れた時に初期化動作を行う必要がな
く使用することができる。電源を入れた時に、アブソリ
ュート型の位置センサから求まる範囲（エリア）の中央
を現在位置と仮定して、その後アブソリュート型の位置
センサの値が変わった時に現在位置を修正するようにな
っている。

【００３４】このように、本発明の実施の形態ではイン
クリメンタル型の位置センサ２０と比較的低分解能のア
ブソリュート型の位置センサを併用することにより、図
２に示すモータ１０のロータ１０Ｒに連動している最終
段ギア９０の回転方向に関する位置、すなわち角度を低
コストでかつ簡単な構造でありながら検出することがで
きる。最終段ギア９０の回転方向に関する現在位置を求
めることができるので、たとえば図５における下脚１３
２が上脚１３０に対してどの角度に位置しているかどう
かを、制御部１００は情報として得ることができる。

【００３５】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。アクチュエータ装置１は、たとえば
歩行ロボットの脚部の駆動に適用されているが、これに
限らず他の構造体あるいは装置に対しても適用すること
ができるのは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アブソリュート型の位置センサの精度は低いものを採用
でき、安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクチュエータ装置の好ましい実施の
形態を示す図。

【図２】図１のアクチュエータ装置のモータの構造例を
示す一部切欠斜視図。

【図３】図１のインクリメンタル型の位置センサが出力
するＵ相信号、Ｖ相信号およびＷ相信号の例を示す図。

【図４】図３におけるＵ相信号、Ｖ相信号の組み合わせ
により、図１のアップダウンカウンタがカウントする形
式の例を示す図。

【図５】本発明のアクチュエータ装置が適用されている
歩行ロボットの例を示す図。

【図６】図５の歩行ロボットの脚部の構造例を示す図。

【図７】図１のアブソリュート型の位置センサの構造例
を示す図。

【図８】図７のアブソリュート型の位置センサを示す斜
視図。

【図９】本発明のアクチュエータ装置の動作例を示す
図。

【図１０】図９のステップ（Ａ）における状態の例を示
す図。

【図１１】図９のステップ（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）
における状態の例を示す図。

【図１２】図９のステップ（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｅ）
における状態の例を示す図。

【図１３】図９のステップ（Ｆ）における状態の例を示
す図。

【符号の説明】

１・・・アクチュエータ装置、１０・・・モータ、２０
・・・インクリメンタル型の位置センサ、３０・・・ア
ブソリュート型の位置センサ、８０・・・ギア列（減速
機）、８１・・・初段ギア、９０・・・最終段ギア（終
段ギア）、１００・・・制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 6/16 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３７１Ｂ５Ｈ６０７ 7/00 Ｇ０１Ｄ 5/34 Ｄ // Ｇ０１Ｂ 7/30 １０１Ｈ０２Ｐ 6/02 ３５１ＮＦターム(参考） 2F063 AA35 CA40 DA05 DD03 DD08 EA03 GA52 GA67 JA04 KA02 KA04 2F077 AA28 AA30 CC02 CC09 CC10 NN02 NN24 NN28 PP12 PP19 QQ15 QQ17 VV01 2F103 CA03 DA04 EA03 EA12 EB01 EB11 EB32 5H560 AA07 BB04 BB12 DA02 HC10 TT15 5H570 AA23 DD08 EE01 JJ03 LL15 5H607 BB09 BB13 CC01 CC03 CC05 CC07 DD01 DD02 DD16 EE31 EE36 FF01 HH01 HH09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステータと、前記ステータに対して回転
するロータを有するモータと、対象物と前記モータの前記ロータ間に配置されて、前記
ロータの回転を減速する減速機と、前記減速機の初段ギアに対応して配置されて、前記初段
ギアの正回転と逆回転の際の生じるパルスをカウントし
て求まる相対位置情報を得るためのインクリメンタル型
の位置センサと、前記減速機の終段ギアに対応して配置されて、前記終段
ギアの回転方向に関する絶対位置情報を得るために前記
終段ギアの回転位置を検出するアブソリュート型の位置
センサと、前記アブソリュート型の位置センサからの前記絶対位置
情報と、前記インクリメンタル型の位置センサからの前
記相対位置情報を取り込んで、電源を投入直後に前記絶
対位置情報から求まるエリアの中央を現在位置と仮定
し、仮定した前記現在位置を元にして前記相対位置情報
で前記現在位置を更新することで、前記終段ギアの現在
位置を算出する制御部と、を備えることを特徴とするア
クチュエータ装置。
【請求項２】前記モータはブラシレスモータであり、
前記インクリメンタル型の位置センサは前記モータの有
する前記のロータの位置を検出する位置センサと兼用し
ている請求項１に記載のアクチュエータ装置。
【請求項３】前記アブソリュート型の位置センサは、
白黒で所定のパターンで塗り分けられて回転するターゲ
ットと、前記ターゲットに光を照射してその反射光を受
光することにより前記ターゲットの回転方向に関する絶
対位置情報を検出する検出器とを有する請求項１に記載
のアクチュエータ装置。