JP2002267439A

JP2002267439A - 回転角検出器

Info

Publication number: JP2002267439A
Application number: JP2001062625A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ietoku; 隆史家徳; Yu Hirono; 遊広野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】容易な構造としながらも、回転軸の回転角度
を、信頼性を高くして検出することができる。【解決手段】ポテンショメータは、回転角度を電気信
号に変換する変換手段である変換装置１を備えている。
ポテンショメータは、本体に回転自在に支持されて、被
測定体とされる図示しない回転軸が装着され、回転され
る回転軸の回転角度を変換装置１に伝える装着部材とさ
れる装着部１１を備えている。そして、装着部１１は、
図示しない回転軸の外形形状より大きく形成された内側
面１１ａを有し、この内側面１１ａに、回転軸が装着さ
れた際の当該回転軸の一部が圧接される部分とされる突
条部１１ｄを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転角度を検出す
る回転角検出器に関し、詳しくは、被測定体とされる回
転軸が装着されて回転角度を検出する回転角検出器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々の部材或いは部品等を組
み合わせて或いは装着させて完成品とされるものが数多
くある。この場合、組み合わせ構造或いは装着の構造が
問題となる。

【０００３】例えば、ラジオ受信器やテレビ受像器にお
ける音量調節部は、そのような部品が組み合わせとして
構成されている。図１４には、音量調節部の構成を示し
ている。図１４に示すように、音量調節部は、音量を実
際に調節する部分とされる可変抵抗器１００と、ユーザ
等が操作する部分とされるつまみ１１０とから構成され
ている。

【０００４】可変抵抗器１００は、回転軸１０１が回転
操作されることで音量を調整することができる。このよ
うな可変抵抗器１００の回転軸１０１に、つまみ１１０
が取り付けられている。

【０００５】ここで、可変抵抗器１００の回転軸１０１
及びつまみ１１０のそれぞれの装着部は、相手に適合さ
れた形状とされている。具体的には、回転軸１０１の表
面１０２には、いわゆるローレットが切られている。そ
して、つまみ１１０は、その装着孔１１１が、ローレッ
トが切られた回転軸１０１の形状に対応した形状になさ
れている。このように、可変抵抗器１００とつまみ１１
０とは、互いに適した形状とされており、組立におい
て、それぞれの装着部分が嵌合されて、音量調節部を構
成している。

【０００６】このような音量調節部は、人間により、つ
まみが操作されて与えられた回転角が可変抵抗器１００
に伝達される場合が多かった。このように、人間によっ
て操作されることが前提とされた音量調節部は、装着部
分が完全に一致していないこと等による回転伝達ガタを
問題とされることがなかった。

【０００７】一方、回転角度を測定する回転角検出器
は、高価なカップリングを用いてバックラッシ等をなく
す努力が払われてきた。すなわち、回転角検出器につい
ては、上述のような回転伝達ガタは検出精度を低くする
原因になることなどから、高価なカップリングが用いら
れている。

【０００８】ここで、回転角度検出器、いわゆるポテン
ショメータについて説明する。ポテンショメータにも可
変抵抗器によって構成されているものもある。この場
合、ポテンショメータは、可変抵抗器により、その回転
軸に装着された被測定体とされる回転部材の回転角度を
検出する。図１５及び図１６には、可変抵抗器１２０に
より被測定体とされる回転部材１３０の回転角度を検出
するポテンショメータの構成を示している。

【０００９】可変抵抗器１２０は、回転軸１２１の回転
量或いは回転角度に応じた電気信号を出力する。ポテン
ショメータは、この可変抵抗器１２０から出力される電
気信号に基づいて、回転軸１２１の回転角度を検出して
いる。ここで、可変抵抗器１２０の回転軸１２１の形状
については、一般的には、断面略Ｄ字形状、いゆわるＤ
カット軸形状とされている。

【００１０】回転部材１３０は、歯車部１３１を有して
構成されている。回転部材１３０は、歯車部１３１が図
示しない歯車と係合されている。そして、回転部材１３
０には、その歯車部１３１の両側面それぞれの中央に、
第１及び第２の回転支軸１３２，１３３が設けられてい
る。

【００１１】第２の回転支軸１３３は、略筒形状とされ
ており、可変抵抗器１２０の回転軸１２１が嵌合される
ための嵌合孔１３３ａが形成されている。嵌合孔１３３
ａは、略Ｄ字形状の孔、いわゆるＤカット孔形状とされ
ている。この嵌合孔１３３ａの形状については、可変抵
抗器１２０の回転軸１２１の外形形状と略一致するよう
な形状とされている。このような形状とされた第２の回
転支軸１３３は、いわゆる回転角検出のための出力軸を
構成している。

【００１２】また、回転部材１３０には、歯車部１３１
の歯部を一部切り欠いた形状とされて、その部分に動力
伝達部１３４が突設されている。回転部材１３０には、
この動力伝達部１３４に対して、図示しない駆動部材が
取り付けられている。

【００１３】回転支持部材１４０は、このような回転部
材１３０を回転自在に支持している。この回転支持部材
１４０は、回転部材１３０に形成されている第１及び第
２の回転軸１３２，１３３がそれぞれ取り付けられる第
１及び第２の支持部１４１，１４２を有している。第１
の支持部１４１と第２の支持部１４２とは、回転支持部
材１４０において所定の距離離間されて配置されてお
り、その離間距離は、その間に回転部材１３０の歯車部
１３１が配置されるようなものとされている。

【００１４】第１及び第２の支持部１４１，１４２に
は、回転部材１３０の第１及び第２の回転軸１３２，１
３３を回転自在に支持する第１及び第２の支持孔１４
１，１４２が設けられている。例えば、この第１及び第
２の支持孔１４１，１４２は、軸受１５１，１５２の装
着用孔であり、これにより、回転部材１３０の第１及び
第２の回転軸１３２，１３３が軸受により回転自在に支
持されていることになる。そして、第２の支持部１４２
側には、その外側面に可変抵抗器１２０の本体部１２２
が嵌着される取り付け部１４２ａが形成されている。

【００１５】このように回転支持部材１４０が構成され
ることにより、回転部材１３０の第１及び第２の回転軸
１３２，１３３は、回転支持部材１４０の第１及び第２
の支持孔１４１，１４３に回転自在とされている。そし
て、回転支持部材１４０の取り付け部１４２ａに本体部
１２２が取り付けられた可変抵抗器１２０の回転軸１２
１が、第２の回転軸１３３の嵌合孔１３３ａに対して嵌
合されている。

【００１６】以上のような構成とすることにより、可変
抵抗器１２０により、被測定体とされる回転部材１３０
の回転角度が検出される。

【００１７】すなわち、回転支持部材１４０において回
転自在に支持されている回転部材１３０が回転される
と、回転部材１４０の第２の回転軸１３３の嵌合孔１３
３ａに取り付けられている可変抵抗器１２０の回転軸１
２１も回転される。

【００１８】ここで、回転部材１４０の回転動作につい
ては、動力伝達部１３４に取り付けられている図示しな
い駆動部材と、歯車部１３１に係合される図示しない歯
車との間での動力の伝達の過程においてなされるもので
ある。

【００１９】可変抵抗器１２０は、上述したように、回
転軸１２１が回転されると、それに応じた電気信号を出
力する。そして、その電気信号により回転角度の検出が
なされる。

【００２０】このように、図１５及び図１６に示すよう
な構成とすることで、回転部材１４０が回転動作する際
とその回転角度を検出することができる。

【００２１】なお、このような回転角検出のための構成
は、脚部等を有して自律的に行動するエンタテインメン
ト型のロボット装置に適用することができる。例えば、
ロボット装置には、外部（例えば、周囲環境）の情報や
自身の情報（例えば、感情等の内部の状態）に応じて脚
部等の移動手段の駆動状態を制御して、ある動作表現を
することができるようなものがある。

【００２２】このようなロボット装置に、図１５及び図
１６に示すような構成を適用するとした場合、例えば、
回転部材の動力伝達部１３４側に直接或いは関節的に脚
部が取り付けられ、歯車部１３１に係合される図示しな
い歯車側に、駆動手段とされる駆動モータ等が取り付け
られる。

【００２３】これにより、外部の情報や自身の情報に応
じて出力される制御信号により駆動モータが制御され
て、回転部材１３０を介した脚部の駆動がなされるよう
になる。そして、その際に、回転部材１３０の回転角度
が、可変抵抗器１２０による検出がなされる。

【００２４】上述したようにポテンショメータを構成す
ることで、回転部材１３０の第２の回転軸１３３の嵌合
孔１３３ａを、可変抵抗器１２０の回転軸１２１の形状
と略同一形状とすることにより、第２の回転軸１３３の
嵌合孔１３３ａに可変抵抗器１２０の回転軸１２１を容
易に取り付けられるようにしている。例えば、これによ
り、上述したようなロボット装置の生産性を上げ、ロボ
ット装置の価格を抑えることが実現される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、可変抵抗器
１２０の回転軸１２１と、回転部材１３０の第２の回転
軸１３３の嵌合孔１３３ａとを完全に同一寸法にするこ
とは不可能であり、通常、寸法差がある。しかし、例え
ば、回転軸１２１よりも嵌合孔１３３ａの方の寸法を多
少大きくした場合には、それにより生じる寸法差は、不
感帯となってサーボ制御等に対して悪影響を及ぼす。

【００２６】また、そのようなトラブルを避けるために
それぞれの部品をガタのある形状として製造して、その
寸法差によって生じた隙間に接着剤を注入して部品間を
固定することも考えられる。しかし、コストアップ、耐
久性、信頼性等の面が低下してしまう。

【００２７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてな
されたものであり、容易な構造としながらも、不感帯等
をなくして、被測定体とされる回転部材の回転角度を、
信頼性を高くして検出することができる回転角検出器の
提供を目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る回転角検出
器は、上述の課題を解決するために、回転角度を電気信
号に変換する変換手段と、本体に回転自在に支持され
て、被測定体とされる回転軸が装着され、回転される回
転軸の回転角度を変換手段に伝える装着部材とを備えて
いる。そして、装着部材は、回転軸の外形形状より大き
く形成された内側面を有し、この内側面に、回転軸が装
着された際の当該回転軸の一部が圧接される部分を有し
ている。

【００２９】このような回転角検出器は、回転軸が装着
部材に装着される際に、装着部材の一部と当該回転軸の
一部とが圧接される。そして、回転角検出器は、装着さ
れた回転軸の回転角度を装着部材を介して変換手段に伝
える。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。この実施の形態は、本
発明を、被測定体とされる回転部材の回転角度を検出す
るポテンショメータに適用したものである。

【００３１】ポテンショメータは、図１乃至図３に示す
ように、変換装置１及びケース２から構成されている。
このような構成のポテンショメータは、回転角度を電気
信号に変換する変換手段である変換装置１を備えてい
る。そして、ポテンショメータは、本体に回転自在に支
持されて、被測定体とされる図示しない回転軸が装着さ
れ、回転される回転軸の回転角度を変換装置１に伝える
装着部材とされる装着部１１を備えている。そして、装
着部１１は、図示しない回転軸の外形形状より大きく形
成された内側面１１ａを有し、この内側面１１ａに、回
転軸が装着された際の当該回転軸の一部が圧接される部
分とされる突条部１１ｄを有している。以下、ポテンシ
ョメータを構成する各部について説明する。

【００３２】変換装置１は、上述の回転部材１０及び抵
抗パターン形成部材２０から構成されている。図４に
は、回転軸の回転量を電気信号に変換する要部として
の、ブラシ１２及び抵抗トラック２２，２３の位置関係
を示している。

【００３３】抵抗パターン形成部材２０は、基板２１、
２つの抵抗トラック２２，２３を有している。基板２１
は、薄型略円盤形状をなしている。この基板２１には、
その略中央に略円形状の孔部２１ａが形成されている。
そして、このような基板２１上には、円周方向へ略Ｃ字
形状に延びる外周側抵抗トラック２２及びその内周側に
離間して位置されて、環状に延びる内周側抵抗トラック
２３が形成されている。

【００３４】外周側抵抗トラック２２は、電気抵抗の大
きいカーボン等の導電性材料粉体に熱硬化性樹脂ペース
トを添加した抵抗材料からなる。そして、この外周側抵
抗トラック２２の両端には、一体とされた端子２４，２
５が設けられている。

【００３５】また、内周側抵抗トラック２３は、銀等の
導電性材料粉末に熱硬化性樹脂ペーストを添加した導電
性材料からなる。そして、この内周側抵抗トラック２３
には、上述した外周側抵抗トラック２２の２つの端子２
４，２５の間に位置されるように、一体とされた端子２
６が設けられている。

【００３６】一方、回転部材１０は、装着部１１及びブ
ラシ１２とから構成されている。装着部１１は、ある幅
をもって形成された略環形状或いは略筒形状とされてい
る。この装着部１１は、塑性材料とされる例えば樹脂材
により形成されている。そして、装着部１１は、内側面
１１ａの形状が、略Ｄ字形状とされている。すなわち、
装着部１１は、曲面部１１ｂと平面部１１ｃとから内側
面１１ａが構成されており、いわゆるＤカット孔形状と
された装着孔１１ｆを有している。この装着孔１１ｆに
は、後述するように被測定体とされる回転軸５０の装着
軸部５１が装着される。装着軸部５１は、略Ｄ字形状と
されたいわゆるＤカット軸形状とされている。装着孔１
１ｆの形状は、このような回転軸のＤカット軸形状と略
同形状とされている。

【００３７】そして、この装着孔１１ｆを構成する平面
部１１ｃ上に、装着部１１の高さ方向或いは回転軸の装
着方向に延びて、突条部１１ｄが形成されている。突条
部１１ｄは、平面部１１ｃ上において、装着部１１の高
さ方向に沿って、それぞれが略平行とされて形成されて
いる。このような平面部１１ｃにおける突条部１１ｄの
形状は、いわゆるリブ形状をなしているともいえる。

【００３８】このような装着部１１の外周面１１ｅにブ
ラシ１２が取り付けられている。ブラシ１２は、先端が
櫛歯状に分割された形状とされている。このブラシ１２
は、略環状の装着部１１が、基板２１の孔部２１ａ内に
挿通された状態において、図４に示すように、その先端
が、外周側抵抗トラック２２及び内周側抵抗トラック２
３それぞれに対して、適当な弾性力によって接触されて
いる。このブラシ１２は、装着部１１の回転動作に応じ
て、外周側抵抗トラック２２及び内周側抵抗トラック２
３上を摺動して移動するようになされている。

【００３９】以上のように、変換装置１の各部が構成さ
れている。このような構成により、回転部材１０の回転
によって、ブラシ１２の多接点摺動部による抵抗トラッ
ク２２，２３との接点位置が連続的に変化することで、
抵抗トラック２２，２３における導電経路の長さが変化
する。これにより、入力された回転量と対応した電圧が
出力されるようになっている。このような変換装置１が
収納されるケース２は、次のように構成されている。

【００４０】ケース２は、上述した変換装置１を収納可
能な形状として構成されている。ケース２は、ケース上
ブタ３０及びケース下ブタ４０から構成されている。

【００４１】ケース上ブタ３０は、上述の変換装置１が
内部に収納可能とするように略円形の薄型皿形状とされ
ている。また、ケース上ブタ３０には、主面３１の略中
央に略円形の開口部３１ａが形成されている。そして、
このケース上ブタ３０の周壁３２の端部の一部に切欠き
部３２ａが形成されている。このケース上ブタ３０は、
その内部が、ケース下ブタ４０により閉塞されるように
なされている。

【００４２】ケース下ブタ４０は、略円形板形状とされ
ている。このケース下ブタ４０の直径は、ケース上ブタ
３０の直径と略径とされている。そして、ケース下ブタ
４０には、その略中央に、略円形の開口部４０ａが形成
されている。

【００４３】ケース２は以上のような形状とされて形成
されている。このような形状とされることにより、変換
装置１は、ケース上ブタ３０の内部に収納されて、ケー
ス下ブタ４０により閉塞される。このようなケース２内
に収納された状態において、変換装置１の端子２４，２
５，２６がケース上ブタ３０の切欠き部３２ａを介して
外部に導出されている。さらに、変換装置１の装着部１
１の装着孔１１ｆが外部に臨むようになされている。被
測定体であり、出力軸とされる回転軸５０は、図５に示
すように、このようにケース２に収納された状態におい
て外部に臨むようになされている変換装置１の装着孔１
１ｆに装着される。次に装着孔１１ｆへの回転軸５０の
装着について説明する。

【００４４】先ず、装着孔１１ｆの形状について具体的
に説明する。上述したように、装着孔１１ｆは、曲面部
１１ｂと平面部１１ｃとから構成されている。例えば、
装着孔１１ｆは、図２に示すように、平面部１１ｃを底
面とした場合の高さが、Ｈ_０とされて形成されている。
そして、装着孔１１ｆには、上述したように、その平面
部１１ｃに、２列の突条部１１ｄが形成されている。例
えば、この突条部１１ｄが形成されることにより、図２
に示すように、装着孔１１ｆの高さがＨ_１とされてい
る。一方、装着孔１１ｆに装着される回転軸５０のＤカ
ット軸形状とされた装着軸部５１は、図６に示すよう
に、この装着孔１１ｆより若干小さい形状とされて、高
さｈとされて形成されている。

【００４５】すなわち、装着軸部５１の高さｈは、上述
した装着孔１１ｆの突条部１１ｄを考慮した高さＨ_１よ
り高くされるものの、装着孔１１ｆの突条部１１ｄを考
慮しない高さＨ_０より低く形成されている。すなわち例
えば、Ｈ_１≦ｈ＜Ｈ_０の関係を有するように、各部の形状が決定されている。

【００４６】このように、装着部１１の装着孔１１ｆの
形状が決定され、また、回転軸５０の装着軸部５１の形
状が決定されている。高さＨ_１とされる装着孔１１ｆの
形状に対して、回転軸５０の装着軸部５１が若干大きめ
の形状とされて形成され、さらに、突条部１１ｄが樹脂
材とされていることから、装着の際に、回転軸５０の装
着軸部５１が装着部１１の装着孔１１ｆに圧入され、こ
れにより、突条部１１ｄが塑性変形されて、回転軸５０
の装着軸部５１が装着部１１の装着孔１１ｆに止着され
るようになる。すなわち、突条部１１ｄを考慮した装着
孔１１ｆの高さＨ_１と装着軸部５１の高さｈとの寸法差
分つぶれることで、回転伝達ガタの発生を防止した装着
がなされるようになる。

【００４７】よって、ポテンショメータは、被計測体と
される回転軸５０が容易に装着されながらも最終的には
確実に止着されるようになる。これにより、ポテンショ
メータは、容易な構造としながらも、不感帯等をなくし
て、被測定体とされる回転軸５０の回転角度を、信頼性
を高くして検出することができるようになる。

【００４８】また、そのように突条部１１ｄがつぶれる
範囲で、寸法公差をゆるめることができ、各部材の製造
コストを低く抑えることを可能として、また、そのよう
な部材の製造のための金型の寸法を追い込みやすくして
製造日程の短縮を可能とすることができる。これによ
り、このようなポテンショメータを安価で提供すること
が可能となり、さらには、そのようなポテンショメータ
が搭載される機器、例えば、ロボット装置を安価にて提
供することができるようになる。、また、ポテンショメ
ータの装着部１１は、略環形状とされている。すなわ
ち、装着部１１は、肉厚が薄い形状に形成されている。
このような形状とすることでポテンショメータの小型化
が図られている。

【００４９】ここで例えば、対比例として、上述したよ
うな突条部１１ｄを設けることなく、回転軸５０の装着
軸部５１よりも装着孔１１ｆの方の寸法を多少小さくし
て、装着軸部５１を、装着孔１１ｆに軽圧入するような
場合を考えてみる。このような場合、部品間のガタをな
くすことはできる。

【００５０】しかし、装着孔１１ｆへの装着軸部５１の
圧入により装着部１１に負荷をかけつづけることにな
り、装着部１１にクラックや変形が生じる原因になって
しまう。これでは、検出性能の低下等の様々なトラブル
の発生しかねない。

【００５１】一方、本発明が適用された装着部１１は、
装着孔１１ｆの内側面形状が、装着軸部５１の外形形状
より若干大きく形成され、突条部１１ｄの塑性変形を利
用した圧入がなされるので、装着軸部５１の装着による
装着孔１１ｆへの負荷は少なく、装着部１１にクラック
や変形が生じることはない。

【００５２】次に上述のように構成されるポテンショメ
ータの装着例について説明する。図７には、ポテンショ
メータが装着されるロボット装置の概略を示している。

【００５３】図７に示すように、ロボット装置７０は、
概略として、胴体部７１、頭部７２、４本の脚部７３
ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄとを有している。そして、
ロボット装置７０は、例えば、外部（例えば、周囲環
境）の情報や自身の情報（例えば、感情等の内部の状
態）に応じて脚部等の移動手段の駆動状態を制御して、
ある動作表現をすることができるように構成されてい
る。このようなロボット装置７０は、その脚部７３ａ，
７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが、駆動手段とされるモータ７
４による駆動力が複数のギア７５，７６，７７よりなる
ギア列を介して脚部７３ａが動作されるように構成され
ている。

【００５４】ポテンショメータ７８は、このようなロボ
ット装置７０に装着されており、その脚部を動作させる
ギアの回転軸に装着されている。具体的には、モータ７
４の駆動を脚部７３ａに伝達する最終段のギア７７の回
転軸７７ａにポテンショメータが装着されている。ここ
で、出力軸とされる回転軸７７ａは、いわゆるＤカット
軸形状とされている。なお、図７では、一の脚部７３ａ
が複数のギア７５，７６，７７を介してモータ７４によ
って駆動される例を図示しているが、図示しないもの
の、他の脚部７３ｂ，７３ｃ，７３ｄについても同様
に、複数のギア７５，７６，７７を介してモータ７４に
よって駆動されている。そして、この他の脚部７３ｂ，
７３ｃ，７３ｄについても、ポテンショメータが装着さ
れている。

【００５５】ポテンショメータ７８は、ロボット装置７
０が脚部７３ａを動作させた際の脚部７３ａの回転角度
（或いは回動角度）を検出することができる。この図７
に示すようにポテンショメータ７８が配設されている場
合には、ロボット装置７０の脚部７３ａの股関節の回転
角度（或いは回動角度）を検出することができる。な
お、ロボット装置７０におけるポテンショメータ７８の
配設位置については、これに限定されるものではない。
例えば、脚部の膝の回転角度（或いは回動角度）を検出
するようにポテンショメータを配設することもでき、或
いは頭の回転角度（或いは回動角度）を検出するように
ポテンショメータを配設することもできる。

【００５６】図８には、ロボット装置７０のより具体的
な構成を示している。図８に示すロボット装置７０は、
「犬」等の動物を模した形状のいわゆるペット型ロボッ
トとされ、胴体部ユニット７１の前後左右にそれぞれ脚
部ユニット７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが連結され
ると共に、胴体部ユニット７１の前端部及び後端部にそ
れぞれ頭部ユニット７２及び尻尾部７９が連結されて構
成されている。

【００５７】胴体部ユニット７１には、図９に示すよう
に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＤＲＡ
Ｍ（Dynamic Random Access Memory）８２、フラッシュ
ＲＯＭ（Read ０nly Memory）８３、ＰＣ（Personal Co
mputer）カードインターフェース回路８４及び信号処理
回路８５が内部バス８６を介して相互に接続されること
により形成されたコントロール部８７と、このロボット
装置７０の動力源としてのバッテリ８８とが収納されて
いる。また、胴体部ユニット７１には、ロボット装置７
０の向きや動きの加速度を検出するための角速度センサ
８９及び加速度センサ９０なども収納されている。

【００５８】また、頭部ユニット７２には、外部の状況
を撮像するためのＣＣＤ（Charge Coupled Device）カ
メラ９１と、使用者からの「撫でる」や「叩く」といっ
た物理的な働きかけにより受けた圧力を検出するための
タッチセンサ９２と、前方に位置する物体までの距離を
測定するための距離センサ９３と、外部音を集音するた
めのマイクロホン９４と、鳴き声等の音声を出力するた
めのスピーカ９５と、ロボット装置７０の「目」に相当
するＬＥＤ（Light Emitting Diode）（図示せず）とな
どがそれぞれ所定位置に配置されている。

【００５９】さらに、各脚部ユニット７３ａ〜７３ｄの
関節部分や各脚部ユニット７３ａ〜７３ｄ及び胴体部ユ
ニット７１の各連結部分、頭部ユニット７２及び胴体部
ユニット７１の連結部分、並びに尻尾部７９の連結部分
などにはそれぞれ自由度数分のアクチュエータ９６_１〜
９６_ｎが配置されており、それに応じてポテンショメー
タ９７_１〜９７_ｎが配設されている。例えば、アクチュ
エータ９６_１〜９６_ｎはサーボモータを構成として有し
ている。サーボモータの駆動により、脚部ユニット７３
ａ〜７３ｄが制御されて、目標の姿勢或いは動作に遷移
する。

【００６０】そして、これら角速度センサ８９、加速度
センサ９０、タッチセンサ９２、距離センサ９３、マイ
クロホン９４、スピーカ９５及び各ポテンショメータ９
７_１〜９７_ｎなどの各種センサ並びにＬＥＤ及び各アク
チュエータ９６_１〜９６_ｎは、それぞれ対応するハブ
９８_１〜９８_ｎを介してコントロール部８７の信号処理
回路８５と接続され、ＣＣＤカメラ９１及びバッテリ８
８は、それぞれ信号処理回路８５と直接接続されてい
る。

【００６１】信号処理回路８５は、上述の各センサから
供給されるセンサデータや画像データ及び音声データを
順次取り込み、これらをそれぞれ内部バス８６を介して
ＤＲＡＭ８２内の所定位置に順次格納する。また、信号
処理回路８５は、これと共にバッテリ８８から供給され
るバッテリ残量を表すバッテリ残量データを順次取り込
み、これをＤＲＡＭ８２内の所定位置に格納する。

【００６２】このようにしてＤＲＡＭ８２に格納された
各センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリ
残量データは、この後ＣＰＵ８１がこのロボット装置７
０の動作制御を行う際に利用される。

【００６３】実際上、ＣＰＵ８１は、ロボット装置７０
の電源が投入された初期時、胴体部ユニット７１の図示
しないＰＣカードスロットに装填されたメモリカード９
９又はフラッシュＲＯＭ８３に格納された制御プログラ
ムをＰＣカードインターフェース回路８４を介して又は
直接読み出し、これをＤＲＡＭ８２に格納する。

【００６４】また、ＣＰＵ８１は、この後上述のように
信号処理回路８５よりＤＲＡＭ８２に順次格納される各
センサデータ、画像データ、音声データ及びバッテリ残
量データに基づいて自己及び周囲の状況や、使用者から
の指示及び働きかけの有無などを判断する。

【００６５】さらに、ＣＰＵ８１は、この判断結果及び
ＤＲＡＭ８２に格納しだ制御プログラムに基づいて続く
行動を決定すると共に、当該決定結果に基づいて必要な
アクチュエータ９６_１〜９６_ｎを駆動させることによ
り、頭部ユニット７２を上下左右に振らせたり、尻尾部
７９を動かせたり、各脚部ユニット７３ａ〜７３ｄを駆
動させて歩行させるなどの行動を行わせる。

【００６６】また、この際ＣＰＵ８１は、必要に応じて
音声データを生成し、これを信号処理回路８５を介して
音声信号としてスピーカ９５に与えることにより当該音
声信号に基づく音声を外部に出力させたり、上述のＬＥ
Ｄを点灯、消灯又は点滅させる。

【００６７】このようにしてこのロボット装置７０にお
いては、自己及び周囲の状況や、使用者からの指示及び
働きかけに応じて自律的に行動し得るようになされてい
る。

【００６８】そして、このようなロボット装置７０にお
いて、ポテンショメータ９７_１〜９７_ｎにより、対応す
る脚部ユニット７３ａ〜７３ｄの回転角度を検出してい
る。例えば、ロボット装置７０は、このポテンショメー
タ９７_１〜９７_ｎにより検出した回転角度により、ＣＰ
Ｕ８１がそれに応じた次の脚部ユニット７３ａ〜７３ｄ
の動作を決定している。すなわち例えば、ＣＰＵ８１
が、ポテンショメータ９７_１〜９７_ｎの出力と、目的の
関節指示値とに基づいて、脚部ユニット７３ａ〜７３ｄ
を駆動するサーボモータをサーボ制御する。以上のよう
に、ポテンショメータ９７_１〜９７_ｎがロボット装置７
０に装着されている。

【００６９】なお、図１０乃至図１２には、上述したポ
テンショメータとは異なる形状のポテンショメータを示
している。具体的には、装着部１１の内側面１１ａの形
状が異なっている。

【００７０】図１０に示すポテンショメータは、装着孔
１１ｆを構成する平面部１１ｃに略半球形状とされた半
球突部１１ｇを有している。これにより、上述のポテン
ショメータと同様に、図５に示すように、回転軸５０の
装着軸部５１が装着部１１の装着孔１１ｆに圧入されて
装着孔１１ｆの半球突部１１ｇが塑性変形されること
で、装着軸部５１が装着孔１１ｆに止着されるようにな
る。

【００７１】また、上述した実施の形態では、少なくと
も突条部１１ｄ或いは半球突部１１ｇが塑性材料等の樹
脂材によって形成されていることを前提として、回転部
５０の装着軸部５１が装着部１１の装着孔１１ｆに圧入
された際の塑性変形を利用して、止着をしている。しか
し、これに限定されるものではなく、少なくとも突条部
１１ｄや半球突部１１ｇがゴム等の弾性材料によって形
成することとしても良い。この場合、回転軸５０の装着
軸部５１が装着部１１の装着孔１１ｆに圧入された際に
は、突条部１１ｄ或いは半球突部１１ｇが弾性変形され
て、装着軸部５１が装着孔１１ｆに止着されるようにな
る。また、弾性材料によって形成されることに限定され
るものではなく、樹脂材等により弾性構造或いはバネ構
造として構成することもできる。

【００７２】図１１に示すポテンショメータは、そのよ
うな弾性構造或いはバネ構造を有して構成した例であ
る。具体的には、このポテンショメータは、装着孔１１
ｆを構成する平面部が弾性構造とされている。弾性構造
は、片持ち支持された平板１１ｈと、その自由端であっ
て、装着孔１１ｆの内側方向に向かって突出された突部
１１ｉとによって実現されている。このような弾性構造
により、回転軸５０の装着軸部５１が装着部１１の装着
孔１１ｆに挿入されると、突部１１ｉが押し下げされる
ことにより弾性力が生じ、これにより、当該突部１１ｉ
が装着軸部５１に圧接されるようになる。よって、装着
軸部５１が回転孔１１ｆに確実に止着されるようにな
る。

【００７３】また、図１２に示すポテンショメータは、
さらに他の構成例とされたものである。上述した実施の
形態のポテンショメータが装着孔１１ｆを構成する平面
部１１ｃにおいて突出形状とされた突条部１１ｄ等が設
けられているのに対して、この図１２に示すポテンショ
メータは、装着孔１１ｆを構成する曲面部１１ｂに対し
て突出形状とされた例えば突条部１１ｊが形成されてい
る。これにより、上述のポテンショメータと同様に、図
５に示すように、回転軸５０の装着軸部５１が圧入され
た際に曲面部１１ｂに形成された突条部１１ｊが塑性変
形されて、装着軸部５１が装着孔１１ｆに止着されるよ
うになる。

【００７４】また、上述した実施の形態では、突出形状
とされた突条部１１ｄ或いは半球突部１１ｇを２つ（或
いは２列）設けている場合について説明した。しかし、
これに限定されるものではなく、１つ（或いは１列）又
は３つ（或いは３列）以上として設けることもできる。
また、図１０を用いた例では、突出形状が略半球形状と
されている場合について説明した。しかしこれに限定さ
れるものではなく、例えば略円錐形状であってもよい。

【００７５】また、上述の実施の形態では、変換装置１
の装着孔１１ｆ側に突出形状とされた突条部１１ｄ等を
設けた場合について説明した。しかし、これに限定され
るものではなく、例えば、図１３に示すように、回転軸
５０の装着軸部５１側に突出形状とされた例えば突条部
５１ａを設けることもできる。この場合、変換装置１の
装着孔１１ｆ側は、突形状の部分がない形状にする。

【００７６】これにより、装着の際には、回転軸部５１
の突条部５１ａが装着孔１１ｆの曲面部１１ｂの一部と
圧接され、装着軸部５１が装着孔１１ｆに圧入されるよ
うになる。これにより、回転軸部５１が装着孔１１ｆに
止着されるようになる。そして、このとき、例えば、装
着孔１１ｆの曲面部１１ｂが回転軸部５１の一部により
圧接されて塑性変形される。

【００７７】また、上述の実施の形態では、装着軸部５
１の高さｈが、装着孔１１ｆの突条部１１ｄを考慮した
高さＨ_１より高くされるものの、装着孔１１ｆの突条部
１１ｄを考慮しない高さＨ_０より低く形成されている。
すなわち、Ｈ_１≦ｈ＜Ｈ_０の関係を有するように、各部の形状が決定されている。
しかし、装着部１１は、装着孔１１ｆの突条部１１ｄを
考慮した高さＨ_１を、装着軸部５１の高さｈより若干大
きくすることとしても良い。すなわち、ｈ≦Ｈ_１の関係を有するように、形状を決定する。但し、（Ｈ_１
−ｈ）＜＜（Ｈ_０−ｈ）とする。この場合、突出形状と
された突条部１１ｄ等は装着軸部５１の装着により、つ
ぶれることはないが、突出形状がない形状に比べれば、
装着部１１が破損するような圧入による装着を防止し
て、回転ガタを防止することができる。

【００７８】

【発明の効果】本発明に係る回転角検出器は、回転角度
を電気信号に変換する変換手段と、本体に回転自在に支
持されて、被測定体とされる回転軸が装着され、回転さ
れる回転軸の回転角度を変換手段に伝える装着部材とを
備え、装着部材が、回転軸の外形形状より大きく形成さ
れた内側面を有し、この内側面に、回転軸が装着された
際の当該回転軸の一部が圧接される部分を有しているこ
とにより、回転軸が装着部材に装着される際に、装着部
材の一部と当該回転軸の一部とが圧接されるようにな
る。これにより、回転角検出器は、装着部材と回転軸と
を容易にかつ確実に止着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるポテンショメータの
構成を示す斜視分解図である。

【図２】上述のポテンショメータの構成を示す底面図で
ある。

【図３】上述のポテンショメータの構成を示す平面図で
ある。

【図４】ブラシと抵抗トラックからなる変換手段の構成
を示す平面図である。

【図５】装着部の装着孔への回転軸の装着軸部の装着を
説明するために使用した斜視図である。

【図６】ポテンショメータに装着される回転軸を示す正
面図である。

【図７】上述のポテンショメータが装着されるロボット
装置の概略構成を示す斜視図である。

【図８】上述のロボット装置の具体的構成を示す斜視図
である。

【図９】上述のロボット装置の回路構成等の具体例を示
すブロック図である。

【図１０】ポテンショメータの他の構成例であって、装
着孔の内側面に半球突部を有するポテンショメータの構
成を示す斜視図である。

【図１１】ポテンショメータの他の構成例であって、装
着孔の内側に弾性構造を有するポテンショメータの構成
を示す斜視図である。

【図１２】ポテンショメータの他の構成例であって、装
着孔の内側面の曲面部側に突条部を有するポテンショメ
ータの構成を示す斜視図である。

【図１３】回転軸の装着軸部側に突条部を備える例を示
す斜視図である。

【図１４】従来の音量調整装置の構成を示す斜視図であ
る。

【図１５】従来のポテンショメータを説明するために使
用した分解斜視図である。

【図１６】従来のポテンショメータを説明するために使
用した断面図である。

【符号の説明】

１変換装置、１１装着部、１１ｄ突条部、１１ｆ
装着孔、１２ブラシ、２２，２３抵抗トラック

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｃ 10/32 Ｈ０１Ｃ 10/32 ＡＧ０１Ｄ 5/16 ＡＦターム(参考） 2F063 AA35 CA23 DA05 DC03 DC06 FA01 KA01 2F069 AA83 GG06 MM04 2F077 AA00 CC02 EE02 VV02 VV31 5E030 BA06 CB01 CC03 CD14 FB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転角度を電気信号に変換する変換手段
と、本体に回転自在に支持されて、被測定体とされる回転軸
が装着され、回転される上記回転軸の回転角度を上記変
換手段に伝える装着部材とを備え、上記装着部材は、上記回転軸の外形形状より大きく形成
された内側面を有し、この内側面に、上記回転軸が装着
された際の当該回転軸の一部が圧接される部分を有する
ことを特徴とする回転角検出器。
【請求項２】上記装着部材は、上記内側面に一体に形
成された突部を有し、上記突部が、上記回転軸が装着された際の当該回転軸の
一部に圧接されることを特徴とする請求項１記載の回転
角検出器。
【請求項３】上記装着部材は、略環形状とされてお
り、その内側面に上記突部が形成されていることを特徴
とする請求項２記載の回転角検出器。
【請求項４】上記圧接される部分が、塑性材料によっ
て形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転
角検出器。
【請求項５】上記圧接される部分が、弾性構造とされ
て形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転
角検出器。
【請求項６】上記圧接される部分が、上記内側面にお
いて、上記回転軸の装着方向に延びた略突条形状に形成
されていることを特徴とする請求項１記載の回転角検出
器。
【請求項７】上記変換手段は、円周方向に延びる抵抗
トラックと、上記抵抗トラック上を摺動して移動する導
体金属からなるブラシとを備え、上記ブラシが抵抗トラ
ック上を摺動して移動することにより、回転角度に応じ
た電気信号を出力するものであって、上記ブラシは、上記装着部材と一体に形成されており、
上記装着部材が回転されることにより、上記抵抗トラッ
ク上を摺動して移動することを特徴とする請求項１記載
の回転角検出器。