JP3964105B2 - 回転検出器付減速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出器付減速機に関し、より詳しくは、モータとともに使用し、出力回転の情報をモータにフィードバックすることで産業用ロボットの関節等を正確に駆動することができる回転検出器付減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）分野において産業用ロボット、工作機械、割出盤等の精密制御用に様々な減速機が用いられてきた。これらの減速機として、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）減速機等の減速機がある。減速機はモータとともに使用することで、モータの回転を減速し産業用ロボット等の駆動を得ている。このとき、産業用ロボットの関節等を正確に駆動するために、モータから減速機に入力された回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を制御する、いわゆるセミクローズド制御を用いる方法が知られていた。
【０００３】
しかしながら、このようなセミクローズド制御を用いる方法では、モータから減速機に入力された回転情報により減速機の出力回転を予測してモータの回転を制御している。しかしながら、このセミクローズド制御方法では減速機構の機械誤差等の影響を受けてしまうためモータの回転の制御精度に限界があった。
【０００４】
この問題を解決する一つの方法として、特開平８−１８４３４９号公報には、偏心揺動型減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を制御する、いわゆるフルクローズド制御を用いる方法が開示されている。このフルクローズド制御を用いる方法では、偏心揺動型減速機の出力する回転情報、すなわち制御対象物の近傍での回転情報によりモータの回転を制御しているので、減速機構の機械誤差等の影響が減少しセミクローズド制御を用いる方法よりも制御精度を向上することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−１８４３４９号公報に開示された方法では、偏心揺動型減速機の出力する回転情報を検出しその情報を外部に出力する手段（以下、回転検出器という）は符号板とセンサから構成されていたため、回転検出器の分解能は符号板の分解能に制限されざるを得なかった。
【０００６】
回転検出器の分解能を向上させる技術として、回転検出器から出力される情報を処理することにより符号板の周波数を逓倍する逓倍装置を用いることが知られている。回転検出器から出力される情報は電気信号として逓倍装置に送られるがその電気信号は非常に電圧レベルが低いので、ノイズの影響を受け易く結果的に回転検出器の精度が低くなっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる回転検出器付減速機を得ることと、その回転検出器付減速機を用いることにより、高分解能かつ高精度でモータのフルクローズド制御を行なうこと、を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の回転検出器付減速機は、回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板と、符号板の位置情報を検出し該位置情報を電気信号に変えて出力する検出部と、検出部が出力した電気信号の電圧を増幅する増幅手段を有する電子装置と、を備え、前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分を外側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられるとともに、前記符号板が前記第一軸に支持されたことを特徴とする。これにより、検出部の出力する電気信号は検出部の近傍にある電子装置により電圧レベルを増幅されるので、外部からのノイズの影響を軽減することができ、第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を精度良く得ることができる。したがって、本発明の回転検出器付減速機をモータとともに用いれば、該回転検出器付減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を高精度で制御することができるようになる。
【０００９】
また、本発明の回転検出器付減速機は、好ましくは、前記減速機構が、内歯車と該内歯車に噛合する外歯車とを有する遊星差動型の減速機構で構成され、前記第二軸が、前記内歯車と、前記検出部取付部材とによって構成され、前記検出部取付部材が、その円周方向の複数個所で前記内歯車に締結固定されたものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転検出器付減速機において、前記電子装置が、前記検出部の出力する電気信号の周波数を逓倍する逓倍手段を備えたことを特徴とする。これにより、回転検出器の分解能は符号板の分解能に制限されることなく、符号板の分解能以上の分解能を実現することができ、第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を高分解能で得ることができる。したがって、本発明の回転検出器付減速機をモータとともに用いれば、該回転検出器付減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を高分解能で制御することができるようになる。
【００１１】
本発明の回転検出器付減速機は、前記回転検出器が前記検出部を複数備え、前記電子装置が該複数の検出部の出力する電気信号から前記符号板の偏芯による影響を除去する除去手段を備えたものであってもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載の回転検出器付減速機は、請求項１又は２に記載の回転検出器付減速機において、前記電子装置が前記検出部の出力する電気信号を保存する信号保存手段を備えたことを特徴とする。これにより、符号板がインクリメンタル型の場合、信号保存手段によって検出器の出力する電気信号を保存することで、符号板を疑似的にアブソリュート型にすることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の回転検出器付減速機は、請求項１に記載の回転検出器付減速機において、前記第一軸と前記第二軸の間に介在するシールを備え、該シールにより第一軸と第二軸の間に形成された前記空間を仕切り前記回転検出器に異物が付着するのを防止するようにしたことを特徴とする。これにより、回転検出器付減速機内の油に混入された鉄粉及び摩擦粉等が前記回転検出器へ付着することを防ぐことができ、回転検出器の精度及び分解能が低くなることを防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の回転検出器付減速機は、回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板を備え、前記符号板が、前記位置情報を有する外周面を形成されるとともに、前記第一軸に支持され、前記軸受けを転動させる転動面が前記符号板の前記外周面との共軸関係を保つように前記第一軸に形成され、
前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分をその外周側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられたことを特徴とする。これにより、位置情報の記録中心と回転検出器付減速機の回転中心とを一致させることができる。そのため、本発明の回転検出器付減速機は出力回転を高精度で検出することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の回転検出器付減速機は、請求項５に記載の回転検出器付減速機において、前記符号板及び前記第一軸が一体的に形成されたことを特徴とする。これにより、位置情報の記録中心と回転検出器付減速機の回転中心とを容易に一致させることができる。そのため、本発明の回転検出器付減速機は出力回転を高精度で検出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
【００１８】
図１〜図５を用いて本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機を示す図である。図１はその側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３は本発明の第１実施形態に係る電子装置の平面図であり、図４は図３と同様な図であり、他の電子装置を示すその平面図であり、図５は図３に示す電子装置のブロック図である。
【００２０】
まず、その構成を説明する。
【００２１】
図１及び図２において、１９０はモータであり、このモータ１９０は、回転を発生させるモータ本体１９１と、発生した回転を外部に出力する回転軸１９２と、から構成されている。
【００２２】
また、１００はモータ１９０と外部部材（図示していない）の間に介在しモータ１９０が出力する回転を減速して外部部材に出力する回転検出器付偏心揺動型減速機である。回転検出器付偏心揺動型減速機１００は、回転を入力する入力軸１２０と、入力軸１２０と共軸関係にあり入力軸１２０を囲むように配置された第一軸１３０と、第一軸１３０と共軸関係にあり第一軸１３０を囲むように配置された第二軸１４０と、第一軸１３０と第二軸１４０の間に介在し第一軸１３０と第二軸１４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け１５１及び１５２と、第一軸１３０と第二軸１４０の一方を固定したとき入力軸１２０に入力された回転を減速して第一軸１３０と第二軸１４０の他方に出力する減速機構１６０と、第一軸１３０と第二軸１４０の間に介在し第一軸１３０と第二軸１４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器１１０と、から構成されている。
【００２３】
以下、回転検出器付偏心揺動型減速機１００の構成要素について詳しく説明する。
【００２４】
回転検出器１１０は、円筒形であり外周面１１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板１１１と、符号板１１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部１１２と、検出部１１２が出力した電気信号を処理する電子装置１１３と、から構成されている。なお、符号板１１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸１３０に直接触れることが無いようになっている。
【００２５】
入力軸１２０は、入力軸本体１２１と、入力軸本体１２１の内部に取り付けられたキー１２２と、から構成されていて、この入力軸１２０はモータ１９０の出力する回転を回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力する。なお、入力軸本体１２１の先端部分には所定歯数の第一平歯車１６１が形成されている。なお、モータの回転軸１９２はキー１２２により入力軸本体１２１に固定され、入力軸本体１２１はナット１８１により回転軸１９２の先端にねじ止めされて、入力軸１２０は回転軸１９２に固定されている。
【００２６】
第一軸１３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速された回転を外部部材に出力する出力板１３１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１３４、１３５により出力板１３１に固定された第一軸第一本体１３２と、円周方向に所定間隔で配置された複数の位置決めピン１３７により位置決めされ、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１３６により第一軸第一本体１３２に固定された第一軸第二本体１３３と、回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油が回転検出器１１０側に流れ込まないように仕切る仕切蓋１３８と、から構成されていて、この第一軸１３０は入力軸１２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速された回転を外部部材に出力する。ここで、出力板１３１は一面側に円周方向に所定間隔で形成された複数のボルト取付部１３１ａ、１３１ｂを有し、このボルト取付部１３１ａ、１３１ｂにより外部部材を固定する。
【００２７】
第二軸１４０は、環状であり内周にピンにより内歯車１６６が形成されている内歯車部材１４１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１４４、１４５により内歯車部材１４１に固定され、検出部１１２を取り付ける検出部取付部材１４２と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１４５により検出部取付部材１４２に固定され、モータ１９０を取り付けるモータ取付部材１４３と、から構成されている。なお、検出部１１２は符号板１１１の外周面１１１ａと所定距離を保つようにボルト１８３により検出部取付部材１４２に取り付けられている。符号板１１１は第一軸第二本体１３３に固定されて、第一軸第二本体１３３と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材１４２には検出部１１２の他に電子装置１１３が電子装置取付部材１８４により取り付けられている。また、モータ１９０のモータ本体１９１は円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１８５によりモータ取付部材１４３に取り付けられている。
【００２８】
軸受け１５１は第一軸第一本体１３２と内歯車部材１４１の間に介在し、軸受け１５２は第一軸第二本体１３３と内歯車部材１４１の間に介在している。この軸受け１５１、１５２により第一軸１３０は、第二軸１４０に回転自在に支持されている。
【００２９】
減速機構１６０は、第一平歯車１６１と、第一平歯車１６１の周囲にこれと噛み合うよう円周方向に所定間隔で設けられ第一平歯車１６１より歯数が多い複数の第二平歯車１６２と、第二平歯車１６２をそれぞれ先端に共軸関係を保つように取り付け一対のクランク部分１６３ａを有する複数のクランク軸１６３と、軸受け１６７Ａ、１６７Ｂ、１６４Ａ及び１６４Ｂと、内歯車１６６と、内歯車１６６と噛み合うように配置され外周に内歯車１６６の歯数よりわずかに少ない歯数の歯を有する一対の外歯車１６５Ａ及び１６５Ｂと、から構成されていて、この減速機構１６０は回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力された回転を減速する。なお、複数のクランク軸１６３の一端部は軸受け１６４Ａを介して第一軸第一本体１３２に支持され、複数のクランク軸１６３の他端部は軸受け１６４Ｂを介して第一軸第二本体１３３に支持されている。この軸受け１６４Ａ、１６４Ｂにより複数のクランク軸１６３は、第一軸１３０に回転自在に支持されている。また、外歯車１６５Ａ，１６５Ｂは共に軸受け１６７Ａ，１６７Ｂを介して複数のクランク軸１６３の各一対のクランク部分１６３ａに支持されて、クランク軸１６３の回転に応じて内歯車部材１４１の中心軸線に対し所定の偏心量を保った円運動、すなわち、所定偏心量を公転半径とする公転運動をすることができるようになっている。
【００３０】
なお、１７１、１７２及び１７３は回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油の流れを制限するシールであり、シール１７１は第一軸第二本体１３３とモータ取付部材１４３との間に、シール１７２は第一軸第二本体１３３と検出部取付部材１４２との間に、シール１７３は第一軸第一本体１３２と内歯車部材１４１との間に、それぞれ介在している。即ち、シール１７１、１７２及び１７３は、第一軸１３０と第二軸１４０との間の低速回転部間に介在している。
【００３１】
以下、電子装置１１３の構成要素について詳しく説明する。
【００３２】
図３〜図５において、１０、１０′は検出部１１２からの出力電気信号を電子装置１１３に入力する入力コネクタ、１１、１１′は電気信号の電圧を増幅するアンプ回路、１２、１２′は互いに９０°の位相差をもったＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号に基づいて順次４５°位相がシフトした８個の近似正弦波の電気信号を生成する８分割回路、１３、１３′は８分割回路１２、１２′により生成された８個の近似正弦波の電気信号を時系列的に出力するマルチプレクサ回路、１４、１４′は電気信号から不要な周波数成分を除去するフィルター回路、１５、１５′は電気信号をディジタル化するコンパレータ回路、１６はディジタル化された電気信号に処理を施すＣＰＵ、１８はメモリを内蔵しディジタル化された電気信号に処理を施すＣＰＵ、１７は電子装置１１３により処理された電気信号を外部に出力する出力コネクタ、１９は信号をシリアル信号化するシリアル送信回路、２０は情報保存用のバックアップ電池である。ここで、アンプ回路１１、１１′は増幅手段を構成している。また、８分割回路１２、１２′、マルチプレクサ回路１３、１３′、フィルター回路１４、１４′、コンパレータ回路１５、１５′及びＣＰＵ１６、１８は、検出部１１２の出力する電気信号の周波数を逓倍する逓倍手段を構成している。また、アンプ回路１１、１１′、８分割回路１２、１２′、マルチプレクサ回路１３、１３′、フィルター回路１４、１４′、コンパレータ回路１５、１５′及びＣＰＵ１６、１８は、複数の検出部１１２の出力する電気信号から符号板１１１の偏芯による影響を除去する除去手段を構成している。また、ＣＰＵ１８とバックアップ電池２０は、検出部１１２の出力する電気信号を保存する信号保存手段を構成している。
【００３３】
次に、作用について説明する。
【００３４】
まず、モータ１９０から入力された回転が回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速されて外部部材に出力される作用を説明する。
【００３５】
図１において、まず、モータ１９０のモータ本体１９１により回転が発生させられる。次に、回転軸１９２と入力軸１２０は固定されているので、その回転は回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力軸１２０から入力される。次に、入力軸１２０から入力された回転は入力軸本体１２１の先端部分に形成された所定歯数の第一平歯車１６１から減速機構１６０に伝達される。
【００３６】
第二平歯車１６２の歯数は第一平歯車１６１の歯数より多いので、減速機構１６０に伝達された回転は第一平歯車１６１と第二平歯車１６２の歯数比に対応する所定の減速比で減速されて複数のクランク軸１６３に伝達される。次に、外歯車１６５Ａ，１６５Ｂの外歯は内歯車１６６よりわずかに歯数が少ないので、複数のクランク軸１６３に伝達された回転は内歯車１６６および外歯車１６５Ａ，１６５Ｂの歯数差に応じた所定の減速比で更に減速される。
【００３７】
次に、ボルト１８５により第二軸１４０とモータ１９０は固定されており軸受け１５１、１５２により第一軸１３０は第二軸１４０に回転自在に支持されているので、減速機構１６０により減速された回転は第一軸１３０に伝達される。
【００３８】
最後に、第一軸１３０に伝達された回転は出力板１３１に固定された外部部材に出力される。
【００３９】
以上のようにして、モータ１９０から入力された回転は回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速されて外部部材に出力される。
【００４０】
次に、本発明の特徴部分の作用について説明する。
【００４１】
図１において、符号板１１１は第一軸１３０に取り付けられ検出部１１２は第二軸１４０に取り付けられているので、第一軸１３０が第二軸１４０に対して回転するとき、符号板１１１も検出部１１２に対して回転する。このとき、符号板１１１の外周面１１１ａには磁気により位置情報を記録してあるので、検出部１１２の検出する符号板１１１の位置情報は符号板１１１の回転情報、すなわち、第一軸１３０の回転情報となる。また、回転検出器付偏心揺動型減速機１００は検出部１１２を２つ備えている（図２参照）ので、符号板１１１の取り付け時に生じる符号板１１１の中心軸と第一軸１３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機１００の機械誤差の影響を補正することができる。なお、検出部１１２は３つ以上設けていてもよい。また、検出部１１２は、もちろん１つだけ設けていてもよいが、この場合、２つ以上設けた場合より機械誤差等の影響を大きく受け易い。
【００４２】
検出部１１２で検出された符号板１１１の位置情報は、検出部１１２により電気信号に変換され電子装置１１３に出力される。電子装置１１３に出力された電気信号は電子装置１１３により電圧を増幅され、周波数を逓倍される等の処理を受け、図示しない配線によりモータ１９０に出力される。モータ１９０はこの電気信号を受けて回転軸１９２に出力する回転を決定する。このように、電子装置１１３により、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる。なお、電子装置１１３の機能については後述する。
【００４３】
また、第二軸１４０に対して第一軸１３０が回転するときでも、シール１７１、１７２によって回転検出器１１０の配置されている第一軸第二本体１３３、検出部取付部材１４２、モータ取付部材１４３及び仕切蓋１３８に囲まれた空間には回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油が浸入しない。したがって、油に混入している鉄粉、摩耗粉が回転検出器１１０に付着せず、高精度な位置検出を可能となる。また、電子装置１１３を回転検出器付偏心揺動型減速機１００内に配置しているので、回転検出器付偏心揺動型減速機１００を小型化することができる。また、電子装置１１３を検出部１１２の近くに設置することで、検出部１１２から出力される電気信号の外来ノイズからの影響及び伝送路における波形歪みを極小化することができる。
【００４４】
なお、第一軸１３０の軸受け１５１及び１５２を取り付ける部分、即ち、転動面１３０ａ及び１３０ｂと符号板１１１を取り付ける部分、即ち、符号板取付面１３０ｃとは共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができ、符号板１１１の外周面１１１ａと内周面１１１ｂも共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができる。したがって、第一軸１３０と符号板１１１を組み付けたとき符号板１１１の中心軸と第一軸１３０の回転軸とを一致させることができる。
【００４５】
ここで、電子装置１１３の機能について図１、図３、図４及び図５を用いて説明する。
【００４６】
まず、本発明の第１実施形態に係る図３に示した電子装置について説明する。
【００４７】
図３及び図５において、入力コネクタ１０に一方の検出部１１２から互いに９０°の位相差をもったＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号が入力される。次に、その入力されたＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号はアンプ回路１１により電圧を増幅される。したがって、近似正弦波の電気信号は外部からのノイズの影響を受け難くなる。次に、８分割回路１２により電圧が増幅されたＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号に基づいて、反転アンプ等により、順次４５°位相のシフトした８個の正弦波の電気信号が生成される。次に、マルチプレクサ回路１３により生成した８個の正弦波の電気信号を順次選択して時系列的に出力し、出力された電気信号はフィルター回路１４により不要な周波数成分が除去され、コンパレータ回路１５によりデジタル信号化される。このとき、ＣＰＵ１６からマルチプレクサ回路１３にクロック信号が送られていて、符号板１１１が検出部１１２に対して１ピッチ分回転するとコンパレータ回路１５によりデジタル信号化された電気信号はＣＰＵ１６の中の基準信号と２πだけ位相差が生じる。したがって、この位相差を測定することで符号板１１１の周波数を逓倍することができる。なお、他方の検出部１１２からの電気信号も入力コネクタ１０′、アンプ回路１１′、８分割回路１２′、マルチプレクサ回路１３′、フィルター回路１４′及びコンパレータ回路１５′により上記一方の検出部１１２からの電気信号と同様に取り扱われる。そして、この２つの検出部１１２からの電気信号により符号板１１１の取り付け時に生じる符号板１１１の軸と第一軸１３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機１００の機械誤差の影響を補正することができる。また、この電子装置１１３の出力配線は、Ａ相、Ｂ相と基準信号Ｚ相の信号とそれぞれの反対信号の６本に加え電源関係の線が３本あり合計９本になる。
【００４８】
なお、Ａ相、Ｂ相と基準信号Ｚ相の信号のそれぞれの反対信号は信号伝送時のノイズを減らすために用いている。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態に係る図４に示した電子装置について説明する。
【００５０】
図４において、この電子装置１１３の作用は基本的には上述の図３に示した電子装置１１３と同じであるが、ＣＰＵ１８がソフト処理を行って絶対値化した検出部１１２からの電気信号をバックアップ電池２０にてＣＰＵ１８の内蔵メモリ内に保存する。このとき、ＣＰＵ１８とバックアップ電池２０とは信号保存手段を形成している。この絶対値化された電気信号はシリアル送信回路１９によってシリアルデータとして伝送される。この信号保存手段によって検出部１１２が検出する位置情報はＣＰＵ１８の内蔵メモリ内に記憶されるので、この電子装置１１３によりインクリメンタルタイプの符号板１１１を用いて回転検出器１１０をアブソリュートタイプとすることができる。したがって、この電子装置１１３を用いれば符号板１１１の原点復帰動作が不要である。また、この電子装置１１３の出力配線は、シリアルデータの信号とその反対信号の信号線に加え電源関係の線が３本あり合計５本となる。
【００５１】
なお、シリアルデータの電気信号の反対信号は信号伝送時のノイズを減らすために用いている。
【００５２】
また、電子装置１１３をアブソリュートタイプとすることで出力配線数を削減できる。
【００５３】
（第２実施形態）
【００５４】
図６及び図７を用いて本発明の第２実施形態に係る偏心揺動型減速機について説明する。
【００５５】
図６及び図７は本発明の第２実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機を示す図である。図６はその側面断面図、図７は図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００５６】
まず、その構成を説明する。
【００５７】
図６及び図７において、２９０はモータであり、このモータ２９０は、回転を発生させるモータ本体２９１と、発生した回転を外部に出力する回転軸２９２と、から構成されている。
【００５８】
また、２００はモータ２９０と外部部材（図示していない）の間に介在しモータ２９０が出力する回転を減速して外部部材に出力する回転検出器付偏心揺動型減速機である。回転検出器付偏心揺動型減速機２００は、回転を入力する入力軸２２０と、入力軸２２０と共軸関係にあり入力軸２２０を囲むように配置された第一軸２３０と、第一軸２３０と共軸関係にあり第一軸２３０を囲むように配置された第二軸２４０と、第一軸２３０と第二軸２４０の間に介在し第一軸２３０と第二軸２４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け２５１及び２５２と、第一軸２３０と第二軸２４０の一方を固定したとき入力軸２２０に入力された回転を減速して第一軸２３０と第二軸２４０の他方に出力する減速機構２６０と、第一軸２３０と第二軸２４０の間に介在し第一軸２３０と第二軸２４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器２１０と、から構成されている。
【００５９】
以下、回転検出器付偏心揺動型減速機２００の構成要素について詳しく説明する。
【００６０】
回転検出器２１０は、円筒形であり外周面２１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板２１１と、符号板２１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部２１２と、検出部２１２が出力した電気信号を処理する電子装置２１３と、から構成されている。なお、符号板２１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸２３０に直接触れることが無いようになっている。
【００６１】
入力軸２２０はモータ２９０の出力する回転を回転検出器付偏心揺動型減速機２００に入力する。入力軸２２０は回転軸２９２の先端にナット２８１によりねじ止めされ、固定されていている。
【００６２】
第一軸２３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速された回転を外部部材に出力する第一出力板２３１Ａと、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３４、２３５により第一出力板２３１Ａに固定された第二出力板２３１Ｂと、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３５、２３９により第二出力板２３１Ｂに固定された第一軸第一本体２３２と、円周方向に所定間隔で配置された複数の位置決めピン２３７により第一軸第一本体２３２に位置決めされ、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３６により第一軸第一本体２３２に固定された第一軸第二本体２３３と、回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油が回転検出器２１０側に流れ込まないように仕切る仕切蓋２３８と、から構成されていて、この第一軸２３０は入力軸２２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速された回転を出力する。ここで、第一出力板２３１Ａは他面側に円周方向に所定間隔で形成された複数のボルト取付部２３１ａ、２３１ｂを有し、このボルト取付部２３１ａ、２３１ｂにより外部部材を固定する。また、第一軸第一本体２３２には、符号板２１１がボルト２８２により取り付けられている。
【００６３】
第二軸２４０は、検出部２１２を取り付ける検出部取付部材２４１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２４４、２４５により検出部取付部材２４１に固定され、環状であり内周にピンにより内歯車２６６が形成されている内歯車部材２４２と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２４５により内歯車部材２４２に固定され、モータ２９０を取り付けるモータ取付部材２４３と、から構成されている。なお、検出部２１２は符号板２１１の外周面２１１ａと所定距離を保つようにボルト２８３により検出部取付部材２４１に取り付けられている。符号板２１１は第一軸第一本体２３２に固定されて、第一軸第一本体２３２と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材２４１には検出部２１２の他に電子装置２１３が電子装置取付部材２８４により取り付けられている。また、モータ２９０のモータ本体２９１は円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２８５によりモータ取付部材２４３に取り付けられている。
【００６４】
軸受け２５１は第一軸第一本体２３２と内歯車部材２４２の間に介在し、軸受け２５２は第一軸第二本体２３３と内歯車部材２４２の間に介在している。この軸受け２５１、２５２により第一軸２３０は、第二軸２４０に回転自在に支持されている。
【００６５】
減速機構２６０は、第一平歯車２６１と、第一平歯車２６１の周囲にこれと噛み合うよう円周方向に所定間隔で設けられ第一平歯車２６１より歯数が多い複数の第二平歯車２６２と、第二平歯車２６２をそれぞれ先端に共軸関係を保つように取り付け一対のクランク部分２６３ａを有する複数のクランク軸２６３と、軸受け２６７Ａ、２６７Ｂ、２６４Ａ及び２６４Ｂと、内歯車２６６と、内歯車２６６と噛み合うように配置され外周に内歯車２６６の歯数よりわずかに少ない歯数の歯を有する一対の外歯車２６５Ａ及び２６５Ｂと、から構成されていて、この減速機構２６０は回転検出器付偏心揺動型減速機２００に入力された回転を減速する。なお、複数のクランク軸２６３の一端部は軸受け２６４Ａを介して第一軸第一本体２３２に支持され、複数のクランク軸２６３の他端部は軸受け２６４Ｂを介して第一軸第二本体２３３に支持されている。この軸受け２６４Ａ、２６４Ｂにより複数のクランク軸２６３は、第一軸２３０に回転自在に支持されている。また、外歯車２６５Ａ，２６５Ｂは共に軸受け２６７Ａ，２６７Ｂを介して複数のクランク軸２６３の各一対のクランク部分２６３ａに支持されて、クランク軸２６３の回転に応じて内歯車部材２４２の中心軸線に対し所定の偏心量を保った円運動、すなわち、所定偏心量を公転半径とする公転運動をすることができるようになっている。
【００６６】
なお、２７１、２７２、２７３及び２７４は回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油の流れを制限するシールであり、シール２７１は第一軸第二本体２３３と内歯車部材２４２との間に、シール２７２は第一軸第一本体２３２と内歯車部材２４２との間に、シール２７３は検出部取付部材２４１と第二出力板２３１Ｂとの間に、シール２７４は第一軸第一本体２３２と第二出力板２３１Ｂとの間に、それぞれ介在している。即ち、シール２７１、２７２及び２７３は、第一軸２３０と第二軸２４０との間の低速回転部間に介在している。
【００６７】
次に、作用について説明する。
【００６８】
まず、モータ２９０から入力された回転が回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速されて外部部材に出力される作用は第一実施形態と同様である。
【００６９】
次に、本発明の特徴部分の作用について説明する。
【００７０】
図６において、符号板２１１は第一軸２３０に取り付けられ検出部２１２は第二軸２４０に取り付けられているので、第一軸２３０が第二軸２４０に対して回転するとき、符号板２１１も検出部２１２に対して回転する。このとき、符号板２１１の外周面２１１ａには磁気により位置情報を記録してあるので、検出部２１２の検出する符号板２１１の位置情報は符号板２１１の回転情報、すなわち、第一軸２３０の回転情報となる。また、回転検出器付偏心揺動型減速機２００は検出部２１２を２つ備えている（図７参照）ので、符号板２１１の取り付け時に生じる符号板２１１の軸と第一軸２３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機２００の機械誤差の影響を補正することができる。
【００７１】
検出部２１２で検出された符号板２１１の位置情報は、検出部２１２により電気信号に変換され電子装置２１３に出力される。電子装置２１３に出力された電気信号は電子装置２１３により電圧を増幅され、周波数を逓倍される等の処理を受け、図示しない配線によりモータ２９０に出力される。モータ２９０はこの電気信号を受けて回転軸２９２に出力する回転を決定する。電子装置２１３を設けることにより、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる。
【００７２】
なお、電子装置２１３の機能については第１実施形態の電子装置１１３の機能と同様である。
【００７３】
また、第二軸２４０に対して第一軸２３０が回転するときでも、シール２７２、２７３によって回転検出器２１０の配置されている第一軸第一本体２３２、第二出力板２３１Ｂ、検出部取付部材２４１及び仕切蓋２３８に囲まれた空間には回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油が浸入しない。したがって、油に混入している鉄粉、摩耗粉が回転検出器２１０に付着せず、高精度な位置検出を可能となる。また、電子装置２１３を回転検出器付偏心揺動型減速機２００内に配置しているので、回転検出器付偏心揺動型減速機２００を小型化することができる。また、電子装置を検出部２１２の近くに設置することで、検出部２１２から出力される電気信号の外来ノイズからの影響及び伝送路における波形歪みを極小化することができる。
【００７４】
なお、第一軸２３０の軸受け２５１及び２５２を取り付ける部分、即ち、転動面２３０ａ及び２３０ｂと符号板２１１を取り付ける部分、即ち、符号板取付面２３０ｃとは共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができ、符号板２１１の外周面２１１ａと内周面２１１ｂも共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができる。したがって、第一軸２３０と符号板２１１を組み付けたとき符号板２１１の中心軸と第一軸２３０の回転軸とを一致させることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
【００７６】
図８を用いて本発明の第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。なお、本実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機は、上述の各実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用を有するので、上述の各実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００７７】
まず、その構成を説明する。
【００７８】
図８において、回転検出器付偏心揺動型減速機３００は、回転を入力する入力軸３２０と、入力軸３２０と共軸関係にあり入力軸３２０を囲むように配置された第一軸３３０と、第一軸３３０と共軸関係にあり第一軸３３０を囲むように配置された第二軸３４０と、第一軸３３０と第二軸３４０の間に介在し第一軸３３０と第二軸３４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け３５１及び３５２と、第一軸３３０と第二軸３４０の一方を固定したとき入力軸３２０に入力された回転を減速して第一軸３３０と第二軸３４０の他方に出力する減速機構３６０と、第一軸３３０と第二軸３４０の間に介在し第一軸３３０と第二軸３４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器３１０と、から構成されている。
【００７９】
また、回転検出器３１０は、円筒形であり外周面３１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板３１１と、符号板３１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部３１２と、検出部３１２が出力した電気信号を処理する電子装置３１３と、から構成されている。なお、符号板３１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸３３０に直接触れることがないようになっている。
【００８０】
また、第一軸３３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機３００により減速された回転を外部部材に出力する出力板３３１、第一軸第一本体３３２、及び、第一軸第二本体３３３から構成されていて、この第一軸３３０は入力軸３２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機３００により減速された回転を外部部材に出力する。
【００８１】
第二軸３４０は、環状であり内周にピンにより内歯車が形成されている内歯車部材３４１、検出部３１２を取り付ける検出部取付部材３４２、及び、モータを取り付けるモータ取付部材３４３から構成されている。なお、検出部３１２は符号板３１１の外周面３１１ａと所定距離を保つように検出部取付部材３４２に取り付けられている。符号板３１１は第一軸第二本体３３３に固定されて、第一軸第二本体３３３と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材３４２には検出部３１２の他に電子装置３１３が取り付けられている。
【００８２】
なお、３７１、３７２、３７３及び３７４は回転検出器付偏心揺動型減速機３００内の油の流れを制限するシールであり、シール３７１は入力軸３２０とモータ取付部材３４３との間に、シール３７２は第一軸第二本体３３３と入力軸３２０との間に、シール３７３は第一軸第二本体３３３と検出部取付部材３４２との間に、シール３７４は第一軸第一本体３３２と内歯車部材３４１との間に、それぞれ介在している。即ち、シール３７３及び３７４は、第一軸３３０と第二軸３４０との間の低速回転部間に介在している。
【００８３】
次に、その作用を説明する。
【００８４】
回転検出器付偏心揺動型減速機３００においては、符号板３１１は、非磁性体と、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸３３０に直接触れることがないようになっている。
【００８５】
また、符号板３１１は非磁性体としてアルミニウム箔状の薄板リングを用いたものであり、低コストにすることができる。
【００８６】
なお、符号板３１１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００８７】
まず、第一軸３３０にリング状の非磁性体を圧入する。次に、圧入した非磁性体の外周に磁性体を塗布する。次に、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと非磁性体の外周に塗布した磁性体とを、第一軸３３０を回転させながら同時に研磨する。最後に、非磁性体の外周に塗布した磁性体に位置情報を記録する。ここで、非磁性体は、磁性体が第一軸３３０に直接触れることがなければ、圧入以外の方法によって第一軸３３０に係合させてもよい。例えば、非磁性体は、塗布したり、鋳込んだりして第一軸３３０に係合させてもよい。
【００８８】
以上のようにして、符号板３１１が製造されることにより、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと、符号板３１１の外周面３１１ａと、は共軸関係を保つように形成される。
【００８９】
（第４実施形態）
【００９０】
図９を用いて本発明の第４実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。なお、本実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機は、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用を有するので、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００９１】
図９において、回転検出器付偏心揺動型減速機４００は、符号板４１１が、第一軸第二本体４３３と一体的に形成されているということを除いて、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成をしている。
【００９２】
この場合、第一軸第二本体４３３は非磁性体である。
【００９３】
なお、符号板４１１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００９４】
まず、第一軸３３０の第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに磁性体を塗布する。次に、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに塗布した磁性体とを、第一軸３３０を回転させながら同時に研磨する。最後に、第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに塗布した磁性体に位置情報を記録する。
【００９５】
以上のようにして、符号板４１１が製造されることにより、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと、符号板４１１の外周面４１１ａと、は共軸関係を保つように形成される。
【００９６】
なお、上述の各実施形態において、第二軸をモータに固定し、減速機構により減速されたモータからの回転は第一軸から外部部材に出力されるようになっているが、第一軸をモータに対して固定し、減速機構により減速されたモータからの回転が第二軸から外部部材に出力されるようにしても本発明は同様の効果を得ることができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる回転検出器付減速機を得ることができる。また、その回転検出器付減速機を用いることにより、高分解能かつ高精度でモータのフルクローズド制御を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電子装置の平面図である。
【図４】図３と同様な図であり、他の電子装置を示すその平面図である。
【図５】図３に示す電子装置のブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【符号の説明】
１１、１１′ アンプ回路（増幅手段、除去手段）
１２、１２′ ８分割回路（逓倍手段、除去手段）
１３、１３′ マルチプレクサ回路（逓倍手段、除去手段）
１４、１４′ フィルター回路（逓倍手段、除去手段）
１５、１５′ コンパレータ回路（逓倍手段、除去手段）
１６ ＣＰＵ（逓倍手段、除去手段）
１８ ＣＰＵ（逓倍手段、除去手段、信号保存手段）
２０ バックアップ電池（信号保存手段）
１００、２００、３００、４００ 回転検出器付偏心揺動型減速機（回転検出器付減速機）
１１０、２１０、３１０ 回転検出器
１１１、２１１、３１１、４１１ 符号板
１１２、２１２、３１２ 検出部
１１３、２１３、３１３ 電子装置
１２０、２２０、３２０ 入力軸
１３０、２３０、３３０ 第一軸
１４０、２４０、３４０ 第二軸
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２ 軸受け
１６０、２６０、３６０ 減速機構
１７１、１７２、２７２、２７３、３７２、３７３ シール
１１１ａ、２１１ａ、３１１ａ、４１１ａ 外周面
１３０ａ、１３０ｂ、２３０ａ、２３０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ 転動面
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転検出器付減速機に関し、より詳しくは、モータとともに使用し、出力回転の情報をモータにフィードバックすることで産業用ロボットの関節等を正確に駆動することができる回転検出器付減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）分野において産業用ロボット、工作機械、割出盤等の精密制御用に様々な減速機が用いられてきた。これらの減速機として、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）減速機等の減速機がある。減速機はモータとともに使用することで、モータの回転を減速し産業用ロボット等の駆動を得ている。このとき、産業用ロボットの関節等を正確に駆動するために、モータから減速機に入力された回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を制御する、いわゆるセミクローズド制御を用いる方法が知られていた。
【０００３】
しかしながら、このようなセミクローズド制御を用いる方法では、モータから減速機に入力された回転情報により減速機の出力回転を予測してモータの回転を制御している。しかしながら、このセミクローズド制御方法では減速機構の機械誤差等の影響を受けてしまうためモータの回転の制御精度に限界があった。
【０００４】
この問題を解決する一つの方法として、特開平８−１８４３４９号公報には、偏心揺動型減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を制御する、いわゆるフルクローズド制御を用いる方法が開示されている。このフルクローズド制御を用いる方法では、偏心揺動型減速機の出力する回転情報、すなわち制御対象物の近傍での回転情報によりモータの回転を制御しているので、減速機構の機械誤差等の影響が減少しセミクローズド制御を用いる方法よりも制御精度を向上することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平８−１８４３４９号公報に開示された方法では、偏心揺動型減速機の出力する回転情報を検出しその情報を外部に出力する手段（以下、回転検出器という）は符号板とセンサから構成されていたため、回転検出器の分解能は符号板の分解能に制限されざるを得なかった。
【０００６】
回転検出器の分解能を向上させる技術として、回転検出器から出力される情報を処理することにより符号板の周波数を逓倍する逓倍装置を用いることが知られている。回転検出器から出力される情報は電気信号として逓倍装置に送られるがその電気信号は非常に電圧レベルが低いので、ノイズの影響を受け易く結果的に回転検出器の精度が低くなっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる回転検出器付減速機を得ることと、その回転検出器付減速機を用いることにより、高分解能かつ高精度でモータのフルクローズド制御を行なうこと、を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の回転検出器付減速機は、回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板と、符号板の位置情報を検出し該位置情報を電気信号に変えて出力する検出部と、検出部が出力した電気信号の電圧を増幅する増幅手段を有する電子装置と、を備え、前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分を外側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられるとともに、前記符号板が前記第一軸に支持されたことを特徴とする。これにより、検出部の出力する電気信号は検出部の近傍にある電子装置により電圧レベルを増幅されるので、外部からのノイズの影響を軽減することができ、第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を精度良く得ることができる。したがって、本発明の回転検出器付減速機をモータとともに用いれば、該回転検出器付減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を高精度で制御することができるようになる。
【０００９】
また、本発明の回転検出器付減速機は、好ましくは、前記減速機構が、内歯車と該内歯車に噛合する外歯車とを有する遊星差動型の減速機構で構成され、前記第二軸が、前記内歯車と、前記検出部取付部材とによって構成され、前記検出部取付部材が、その円周方向の複数個所で前記内歯車に締結固定されたものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転検出器付減速機において、前記電子装置が、前記検出部の出力する電気信号の周波数を逓倍する逓倍手段を備えたことを特徴とする。これにより、回転検出器の分解能は符号板の分解能に制限されることなく、符号板の分解能以上の分解能を実現することができ、第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を高分解能で得ることができる。したがって、本発明の回転検出器付減速機をモータとともに用いれば、該回転検出器付減速機の出力する回転情報を検出し、その情報に基づいてモータの回転を高分解能で制御することができるようになる。
【００１１】
本発明の回転検出器付減速機は、前記回転検出器が前記検出部を複数備え、前記電子装置が該複数の検出部の出力する電気信号から前記符号板の偏芯による影響を除去する除去手段を備えたものであってもよい。
【００１２】
また、請求項３に記載の回転検出器付減速機は、請求項１又は２に記載の回転検出器付減速機において、前記電子装置が前記検出部の出力する電気信号を保存する信号保存手段を備えたことを特徴とする。これにより、符号板がインクリメンタル型の場合、信号保存手段によって検出器の出力する電気信号を保存することで、符号板を疑似的にアブソリュート型にすることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の回転検出器付減速機は、請求項１に記載の回転検出器付減速機において、前記第一軸と前記第二軸の間に介在するシールを備え、該シールにより第一軸と第二軸の間に形成された前記空間を仕切り前記回転検出器に異物が付着するのを防止するようにしたことを特徴とする。これにより、回転検出器付減速機内の油に混入された鉄粉及び摩擦粉等が前記回転検出器へ付着することを防ぐことができ、回転検出器の精度及び分解能が低くなることを防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の回転検出器付減速機は、回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板を備え、前記符号板が、前記位置情報を有する外周面を形成されるとともに、前記第一軸に支持され、前記軸受けを転動させる転動面が前記符号板の前記外周面との共軸関係を保つように前記第一軸に形成され、
前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分をその外周側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられたことを特徴とする。これにより、位置情報の記録中心と回転検出器付減速機の回転中心とを一致させることができる。そのため、本発明の回転検出器付減速機は出力回転を高精度で検出することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の回転検出器付減速機は、請求項５に記載の回転検出器付減速機において、前記符号板及び前記第一軸が一体的に形成されたことを特徴とする。これにより、位置情報の記録中心と回転検出器付減速機の回転中心とを容易に一致させることができる。そのため、本発明の回転検出器付減速機は出力回転を高精度で検出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
【００１８】
図１〜図５を用いて本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機を示す図である。図１はその側面断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図３は本発明の第１実施形態に係る電子装置の平面図であり、図４は図３と同様な図であり、他の電子装置を示すその平面図であり、図５は図３に示す電子装置のブロック図である。
【００２０】
まず、その構成を説明する。
【００２１】
図１及び図２において、１９０はモータであり、このモータ１９０は、回転を発生させるモータ本体１９１と、発生した回転を外部に出力する回転軸１９２と、から構成されている。
【００２２】
また、１００はモータ１９０と外部部材（図示していない）の間に介在しモータ１９０が出力する回転を減速して外部部材に出力する回転検出器付偏心揺動型減速機である。回転検出器付偏心揺動型減速機１００は、回転を入力する入力軸１２０と、入力軸１２０と共軸関係にあり入力軸１２０を囲むように配置された第一軸１３０と、第一軸１３０と共軸関係にあり第一軸１３０を囲むように配置された第二軸１４０と、第一軸１３０と第二軸１４０の間に介在し第一軸１３０と第二軸１４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け１５１及び１５２と、第一軸１３０と第二軸１４０の一方を固定したとき入力軸１２０に入力された回転を減速して第一軸１３０と第二軸１４０の他方に出力する減速機構１６０と、第一軸１３０と第二軸１４０の間に介在し第一軸１３０と第二軸１４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器１１０と、から構成されている。
【００２３】
以下、回転検出器付偏心揺動型減速機１００の構成要素について詳しく説明する。
【００２４】
回転検出器１１０は、円筒形であり外周面１１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板１１１と、符号板１１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部１１２と、検出部１１２が出力した電気信号を処理する電子装置１１３と、から構成されている。なお、符号板１１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸１３０に直接触れることが無いようになっている。
【００２５】
入力軸１２０は、入力軸本体１２１と、入力軸本体１２１の内部に取り付けられたキー１２２と、から構成されていて、この入力軸１２０はモータ１９０の出力する回転を回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力する。なお、入力軸本体１２１の先端部分には所定歯数の第一平歯車１６１が形成されている。なお、モータの回転軸１９２はキー１２２により入力軸本体１２１に固定され、入力軸本体１２１はナット１８１により回転軸１９２の先端にねじ止めされて、入力軸１２０は回転軸１９２に固定されている。
【００２６】
第一軸１３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速された回転を外部部材に出力する出力板１３１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１３４、１３５により出力板１３１に固定された第一軸第一本体１３２と、円周方向に所定間隔で配置された複数の位置決めピン１３７により位置決めされ、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１３６により第一軸第一本体１３２に固定された第一軸第二本体１３３と、回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油が回転検出器１１０側に流れ込まないように仕切る仕切蓋１３８と、から構成されていて、この第一軸１３０は入力軸１２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速された回転を外部部材に出力する。ここで、出力板１３１は一面側に円周方向に所定間隔で形成された複数のボルト取付部１３１ａ、１３１ｂを有し、このボルト取付部１３１ａ、１３１ｂにより外部部材を固定する。
【００２７】
第二軸１４０は、環状であり内周にピンにより内歯車１６６が形成されている内歯車部材１４１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１４４、１４５により内歯車部材１４１に固定され、検出部１１２を取り付ける検出部取付部材１４２と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１４５により検出部取付部材１４２に固定され、モータ１９０を取り付けるモータ取付部材１４３と、から構成されている。なお、検出部１１２は符号板１１１の外周面１１１ａと所定距離を保つようにボルト１８３により検出部取付部材１４２に取り付けられている。符号板１１１は第一軸第二本体１３３に固定されて、第一軸第二本体１３３と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材１４２には検出部１１２の他に電子装置１１３が電子装置取付部材１８４により取り付けられている。また、モータ１９０のモータ本体１９１は円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト１８５によりモータ取付部材１４３に取り付けられている。
【００２８】
軸受け１５１は第一軸第一本体１３２と内歯車部材１４１の間に介在し、軸受け１５２は第一軸第二本体１３３と内歯車部材１４１の間に介在している。この軸受け１５１、１５２により第一軸１３０は、第二軸１４０に回転自在に支持されている。
【００２９】
減速機構１６０は、第一平歯車１６１と、第一平歯車１６１の周囲にこれと噛み合うよう円周方向に所定間隔で設けられ第一平歯車１６１より歯数が多い複数の第二平歯車１６２と、第二平歯車１６２をそれぞれ先端に共軸関係を保つように取り付け一対のクランク部分１６３ａを有する複数のクランク軸１６３と、軸受け１６７Ａ、１６７Ｂ、１６４Ａ及び１６４Ｂと、内歯車１６６と、内歯車１６６と噛み合うように配置され外周に内歯車１６６の歯数よりわずかに少ない歯数の歯を有する一対の外歯車１６５Ａ及び１６５Ｂと、から構成されていて、この減速機構１６０は回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力された回転を減速する。なお、複数のクランク軸１６３の一端部は軸受け１６４Ａを介して第一軸第一本体１３２に支持され、複数のクランク軸１６３の他端部は軸受け１６４Ｂを介して第一軸第二本体１３３に支持されている。この軸受け１６４Ａ、１６４Ｂにより複数のクランク軸１６３は、第一軸１３０に回転自在に支持されている。また、外歯車１６５Ａ，１６５Ｂは共に軸受け１６７Ａ，１６７Ｂを介して複数のクランク軸１６３の各一対のクランク部分１６３ａに支持されて、クランク軸１６３の回転に応じて内歯車部材１４１の中心軸線に対し所定の偏心量を保った円運動、すなわち、所定偏心量を公転半径とする公転運動をすることができるようになっている。
【００３０】
なお、１７１、１７２及び１７３は回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油の流れを制限するシールであり、シール１７１は第一軸第二本体１３３とモータ取付部材１４３との間に、シール１７２は第一軸第二本体１３３と検出部取付部材１４２との間に、シール１７３は第一軸第一本体１３２と内歯車部材１４１との間に、それぞれ介在している。即ち、シール１７１、１７２及び１７３は、第一軸１３０と第二軸１４０との間の低速回転部間に介在している。
【００３１】
以下、電子装置１１３の構成要素について詳しく説明する。
【００３２】
図３〜図５において、１０、１０′は検出部１１２からの出力電気信号を電子装置１１３に入力する入力コネクタ、１１、１１′は電気信号の電圧を増幅するアンプ回路、１２、１２′は互いに９０°の位相差をもったＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号に基づいて順次４５°位相がシフトした８個の近似正弦波の電気信号を生成する８分割回路、１３、１３′は８分割回路１２、１２′により生成された８個の近似正弦波の電気信号を時系列的に出力するマルチプレクサ回路、１４、１４′は電気信号から不要な周波数成分を除去するフィルター回路、１５、１５′は電気信号をディジタル化するコンパレータ回路、１６はディジタル化された電気信号に処理を施すＣＰＵ、１８はメモリを内蔵しディジタル化された電気信号に処理を施すＣＰＵ、１７は電子装置１１３により処理された電気信号を外部に出力する出力コネクタ、１９は信号をシリアル信号化するシリアル送信回路、２０は情報保存用のバックアップ電池である。ここで、アンプ回路１１、１１′は増幅手段を構成している。また、８分割回路１２、１２′、マルチプレクサ回路１３、１３′、フィルター回路１４、１４′、コンパレータ回路１５、１５′及びＣＰＵ１６、１８は、検出部１１２の出力する電気信号の周波数を逓倍する逓倍手段を構成している。また、アンプ回路１１、１１′、８分割回路１２、１２′、マルチプレクサ回路１３、１３′、フィルター回路１４、１４′、コンパレータ回路１５、１５′及びＣＰＵ１６、１８は、複数の検出部１１２の出力する電気信号から符号板１１１の偏芯による影響を除去する除去手段を構成している。また、ＣＰＵ１８とバックアップ電池２０は、検出部１１２の出力する電気信号を保存する信号保存手段を構成している。
【００３３】
次に、作用について説明する。
【００３４】
まず、モータ１９０から入力された回転が回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速されて外部部材に出力される作用を説明する。
【００３５】
図１において、まず、モータ１９０のモータ本体１９１により回転が発生させられる。次に、回転軸１９２と入力軸１２０は固定されているので、その回転は回転検出器付偏心揺動型減速機１００に入力軸１２０から入力される。次に、入力軸１２０から入力された回転は入力軸本体１２１の先端部分に形成された所定歯数の第一平歯車１６１から減速機構１６０に伝達される。
【００３６】
第二平歯車１６２の歯数は第一平歯車１６１の歯数より多いので、減速機構１６０に伝達された回転は第一平歯車１６１と第二平歯車１６２の歯数比に対応する所定の減速比で減速されて複数のクランク軸１６３に伝達される。次に、外歯車１６５Ａ，１６５Ｂの外歯は内歯車１６６よりわずかに歯数が少ないので、複数のクランク軸１６３に伝達された回転は内歯車１６６および外歯車１６５Ａ，１６５Ｂの歯数差に応じた所定の減速比で更に減速される。
【００３７】
次に、ボルト１８５により第二軸１４０とモータ１９０は固定されており軸受け１５１、１５２により第一軸１３０は第二軸１４０に回転自在に支持されているので、減速機構１６０により減速された回転は第一軸１３０に伝達される。
【００３８】
最後に、第一軸１３０に伝達された回転は出力板１３１に固定された外部部材に出力される。
【００３９】
以上のようにして、モータ１９０から入力された回転は回転検出器付偏心揺動型減速機１００により減速されて外部部材に出力される。
【００４０】
次に、本発明の特徴部分の作用について説明する。
【００４１】
図１において、符号板１１１は第一軸１３０に取り付けられ検出部１１２は第二軸１４０に取り付けられているので、第一軸１３０が第二軸１４０に対して回転するとき、符号板１１１も検出部１１２に対して回転する。このとき、符号板１１１の外周面１１１ａには磁気により位置情報を記録してあるので、検出部１１２の検出する符号板１１１の位置情報は符号板１１１の回転情報、すなわち、第一軸１３０の回転情報となる。また、回転検出器付偏心揺動型減速機１００は検出部１１２を２つ備えている（図２参照）ので、符号板１１１の取り付け時に生じる符号板１１１の中心軸と第一軸１３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機１００の機械誤差の影響を補正することができる。なお、検出部１１２は３つ以上設けていてもよい。また、検出部１１２は、もちろん１つだけ設けていてもよいが、この場合、２つ以上設けた場合より機械誤差等の影響を大きく受け易い。
【００４２】
検出部１１２で検出された符号板１１１の位置情報は、検出部１１２により電気信号に変換され電子装置１１３に出力される。電子装置１１３に出力された電気信号は電子装置１１３により電圧を増幅され、周波数を逓倍される等の処理を受け、図示しない配線によりモータ１９０に出力される。モータ１９０はこの電気信号を受けて回転軸１９２に出力する回転を決定する。このように、電子装置１１３により、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる。なお、電子装置１１３の機能については後述する。
【００４３】
また、第二軸１４０に対して第一軸１３０が回転するときでも、シール１７１、１７２によって回転検出器１１０の配置されている第一軸第二本体１３３、検出部取付部材１４２、モータ取付部材１４３及び仕切蓋１３８に囲まれた空間には回転検出器付偏心揺動型減速機１００内の油が浸入しない。したがって、油に混入している鉄粉、摩耗粉が回転検出器１１０に付着せず、高精度な位置検出を可能となる。また、電子装置１１３を回転検出器付偏心揺動型減速機１００内に配置しているので、回転検出器付偏心揺動型減速機１００を小型化することができる。また、電子装置１１３を検出部１１２の近くに設置することで、検出部１１２から出力される電気信号の外来ノイズからの影響及び伝送路における波形歪みを極小化することができる。
【００４４】
なお、第一軸１３０の軸受け１５１及び１５２を取り付ける部分、即ち、転動面１３０ａ及び１３０ｂと符号板１１１を取り付ける部分、即ち、符号板取付面１３０ｃとは共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができ、符号板１１１の外周面１１１ａと内周面１１１ｂも共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができる。したがって、第一軸１３０と符号板１１１を組み付けたとき符号板１１１の中心軸と第一軸１３０の回転軸とを一致させることができる。
【００４５】
ここで、電子装置１１３の機能について図１、図３、図４及び図５を用いて説明する。
【００４６】
まず、本発明の第１実施形態に係る図３に示した電子装置について説明する。
【００４７】
図３及び図５において、入力コネクタ１０に一方の検出部１１２から互いに９０°の位相差をもったＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号が入力される。次に、その入力されたＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号はアンプ回路１１により電圧を増幅される。したがって、近似正弦波の電気信号は外部からのノイズの影響を受け難くなる。次に、８分割回路１２により電圧が増幅されたＡ、Ｂ相の近似正弦波の電気信号に基づいて、反転アンプ等により、順次４５°位相のシフトした８個の正弦波の電気信号が生成される。次に、マルチプレクサ回路１３により生成した８個の正弦波の電気信号を順次選択して時系列的に出力し、出力された電気信号はフィルター回路１４により不要な周波数成分が除去され、コンパレータ回路１５によりデジタル信号化される。このとき、ＣＰＵ１６からマルチプレクサ回路１３にクロック信号が送られていて、符号板１１１が検出部１１２に対して１ピッチ分回転するとコンパレータ回路１５によりデジタル信号化された電気信号はＣＰＵ１６の中の基準信号と２πだけ位相差が生じる。したがって、この位相差を測定することで符号板１１１の周波数を逓倍することができる。なお、他方の検出部１１２からの電気信号も入力コネクタ１０′、アンプ回路１１′、８分割回路１２′、マルチプレクサ回路１３′、フィルター回路１４′及びコンパレータ回路１５′により上記一方の検出部１１２からの電気信号と同様に取り扱われる。そして、この２つの検出部１１２からの電気信号により符号板１１１の取り付け時に生じる符号板１１１の軸と第一軸１３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機１００の機械誤差の影響を補正することができる。また、この電子装置１１３の出力配線は、Ａ相、Ｂ相と基準信号Ｚ相の信号とそれぞれの反対信号の６本に加え電源関係の線が３本あり合計９本になる。
【００４８】
なお、Ａ相、Ｂ相と基準信号Ｚ相の信号のそれぞれの反対信号は信号伝送時のノイズを減らすために用いている。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態に係る図４に示した電子装置について説明する。
【００５０】
図４において、この電子装置１１３の作用は基本的には上述の図３に示した電子装置１１３と同じであるが、ＣＰＵ１８がソフト処理を行って絶対値化した検出部１１２からの電気信号をバックアップ電池２０にてＣＰＵ１８の内蔵メモリ内に保存する。このとき、ＣＰＵ１８とバックアップ電池２０とは信号保存手段を形成している。この絶対値化された電気信号はシリアル送信回路１９によってシリアルデータとして伝送される。この信号保存手段によって検出部１１２が検出する位置情報はＣＰＵ１８の内蔵メモリ内に記憶されるので、この電子装置１１３によりインクリメンタルタイプの符号板１１１を用いて回転検出器１１０をアブソリュートタイプとすることができる。したがって、この電子装置１１３を用いれば符号板１１１の原点復帰動作が不要である。また、この電子装置１１３の出力配線は、シリアルデータの信号とその反対信号の信号線に加え電源関係の線が３本あり合計５本となる。
【００５１】
なお、シリアルデータの電気信号の反対信号は信号伝送時のノイズを減らすために用いている。
【００５２】
また、電子装置１１３をアブソリュートタイプとすることで出力配線数を削減できる。
【００５３】
（第２実施形態）
【００５４】
図６及び図７を用いて本発明の第２実施形態に係る偏心揺動型減速機について説明する。
【００５５】
図６及び図７は本発明の第２実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機を示す図である。図６はその側面断面図、図７は図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００５６】
まず、その構成を説明する。
【００５７】
図６及び図７において、２９０はモータであり、このモータ２９０は、回転を発生させるモータ本体２９１と、発生した回転を外部に出力する回転軸２９２と、から構成されている。
【００５８】
また、２００はモータ２９０と外部部材（図示していない）の間に介在しモータ２９０が出力する回転を減速して外部部材に出力する回転検出器付偏心揺動型減速機である。回転検出器付偏心揺動型減速機２００は、回転を入力する入力軸２２０と、入力軸２２０と共軸関係にあり入力軸２２０を囲むように配置された第一軸２３０と、第一軸２３０と共軸関係にあり第一軸２３０を囲むように配置された第二軸２４０と、第一軸２３０と第二軸２４０の間に介在し第一軸２３０と第二軸２４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け２５１及び２５２と、第一軸２３０と第二軸２４０の一方を固定したとき入力軸２２０に入力された回転を減速して第一軸２３０と第二軸２４０の他方に出力する減速機構２６０と、第一軸２３０と第二軸２４０の間に介在し第一軸２３０と第二軸２４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器２１０と、から構成されている。
【００５９】
以下、回転検出器付偏心揺動型減速機２００の構成要素について詳しく説明する。
【００６０】
回転検出器２１０は、円筒形であり外周面２１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板２１１と、符号板２１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部２１２と、検出部２１２が出力した電気信号を処理する電子装置２１３と、から構成されている。なお、符号板２１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸２３０に直接触れることが無いようになっている。
【００６１】
入力軸２２０はモータ２９０の出力する回転を回転検出器付偏心揺動型減速機２００に入力する。入力軸２２０は回転軸２９２の先端にナット２８１によりねじ止めされ、固定されていている。
【００６２】
第一軸２３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速された回転を外部部材に出力する第一出力板２３１Ａと、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３４、２３５により第一出力板２３１Ａに固定された第二出力板２３１Ｂと、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３５、２３９により第二出力板２３１Ｂに固定された第一軸第一本体２３２と、円周方向に所定間隔で配置された複数の位置決めピン２３７により第一軸第一本体２３２に位置決めされ、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２３６により第一軸第一本体２３２に固定された第一軸第二本体２３３と、回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油が回転検出器２１０側に流れ込まないように仕切る仕切蓋２３８と、から構成されていて、この第一軸２３０は入力軸２２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速された回転を出力する。ここで、第一出力板２３１Ａは他面側に円周方向に所定間隔で形成された複数のボルト取付部２３１ａ、２３１ｂを有し、このボルト取付部２３１ａ、２３１ｂにより外部部材を固定する。また、第一軸第一本体２３２には、符号板２１１がボルト２８２により取り付けられている。
【００６３】
第二軸２４０は、検出部２１２を取り付ける検出部取付部材２４１と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２４４、２４５により検出部取付部材２４１に固定され、環状であり内周にピンにより内歯車２６６が形成されている内歯車部材２４２と、円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２４５により内歯車部材２４２に固定され、モータ２９０を取り付けるモータ取付部材２４３と、から構成されている。なお、検出部２１２は符号板２１１の外周面２１１ａと所定距離を保つようにボルト２８３により検出部取付部材２４１に取り付けられている。符号板２１１は第一軸第一本体２３２に固定されて、第一軸第一本体２３２と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材２４１には検出部２１２の他に電子装置２１３が電子装置取付部材２８４により取り付けられている。また、モータ２９０のモータ本体２９１は円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト２８５によりモータ取付部材２４３に取り付けられている。
【００６４】
軸受け２５１は第一軸第一本体２３２と内歯車部材２４２の間に介在し、軸受け２５２は第一軸第二本体２３３と内歯車部材２４２の間に介在している。この軸受け２５１、２５２により第一軸２３０は、第二軸２４０に回転自在に支持されている。
【００６５】
減速機構２６０は、第一平歯車２６１と、第一平歯車２６１の周囲にこれと噛み合うよう円周方向に所定間隔で設けられ第一平歯車２６１より歯数が多い複数の第二平歯車２６２と、第二平歯車２６２をそれぞれ先端に共軸関係を保つように取り付け一対のクランク部分２６３ａを有する複数のクランク軸２６３と、軸受け２６７Ａ、２６７Ｂ、２６４Ａ及び２６４Ｂと、内歯車２６６と、内歯車２６６と噛み合うように配置され外周に内歯車２６６の歯数よりわずかに少ない歯数の歯を有する一対の外歯車２６５Ａ及び２６５Ｂと、から構成されていて、この減速機構２６０は回転検出器付偏心揺動型減速機２００に入力された回転を減速する。なお、複数のクランク軸２６３の一端部は軸受け２６４Ａを介して第一軸第一本体２３２に支持され、複数のクランク軸２６３の他端部は軸受け２６４Ｂを介して第一軸第二本体２３３に支持されている。この軸受け２６４Ａ、２６４Ｂにより複数のクランク軸２６３は、第一軸２３０に回転自在に支持されている。また、外歯車２６５Ａ，２６５Ｂは共に軸受け２６７Ａ，２６７Ｂを介して複数のクランク軸２６３の各一対のクランク部分２６３ａに支持されて、クランク軸２６３の回転に応じて内歯車部材２４２の中心軸線に対し所定の偏心量を保った円運動、すなわち、所定偏心量を公転半径とする公転運動をすることができるようになっている。
【００６６】
なお、２７１、２７２、２７３及び２７４は回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油の流れを制限するシールであり、シール２７１は第一軸第二本体２３３と内歯車部材２４２との間に、シール２７２は第一軸第一本体２３２と内歯車部材２４２との間に、シール２７３は検出部取付部材２４１と第二出力板２３１Ｂとの間に、シール２７４は第一軸第一本体２３２と第二出力板２３１Ｂとの間に、それぞれ介在している。即ち、シール２７１、２７２及び２７３は、第一軸２３０と第二軸２４０との間の低速回転部間に介在している。
【００６７】
次に、作用について説明する。
【００６８】
まず、モータ２９０から入力された回転が回転検出器付偏心揺動型減速機２００により減速されて外部部材に出力される作用は第一実施形態と同様である。
【００６９】
次に、本発明の特徴部分の作用について説明する。
【００７０】
図６において、符号板２１１は第一軸２３０に取り付けられ検出部２１２は第二軸２４０に取り付けられているので、第一軸２３０が第二軸２４０に対して回転するとき、符号板２１１も検出部２１２に対して回転する。このとき、符号板２１１の外周面２１１ａには磁気により位置情報を記録してあるので、検出部２１２の検出する符号板２１１の位置情報は符号板２１１の回転情報、すなわち、第一軸２３０の回転情報となる。また、回転検出器付偏心揺動型減速機２００は検出部２１２を２つ備えている（図７参照）ので、符号板２１１の取り付け時に生じる符号板２１１の軸と第一軸２３０の回転軸とのずれに起因する誤差及び回転検出器付偏心揺動型減速機２００の機械誤差の影響を補正することができる。
【００７１】
検出部２１２で検出された符号板２１１の位置情報は、検出部２１２により電気信号に変換され電子装置２１３に出力される。電子装置２１３に出力された電気信号は電子装置２１３により電圧を増幅され、周波数を逓倍される等の処理を受け、図示しない配線によりモータ２９０に出力される。モータ２９０はこの電気信号を受けて回転軸２９２に出力する回転を決定する。電子装置２１３を設けることにより、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる。
【００７２】
なお、電子装置２１３の機能については第１実施形態の電子装置１１３の機能と同様である。
【００７３】
また、第二軸２４０に対して第一軸２３０が回転するときでも、シール２７２、２７３によって回転検出器２１０の配置されている第一軸第一本体２３２、第二出力板２３１Ｂ、検出部取付部材２４１及び仕切蓋２３８に囲まれた空間には回転検出器付偏心揺動型減速機２００内の油が浸入しない。したがって、油に混入している鉄粉、摩耗粉が回転検出器２１０に付着せず、高精度な位置検出を可能となる。また、電子装置２１３を回転検出器付偏心揺動型減速機２００内に配置しているので、回転検出器付偏心揺動型減速機２００を小型化することができる。また、電子装置を検出部２１２の近くに設置することで、検出部２１２から出力される電気信号の外来ノイズからの影響及び伝送路における波形歪みを極小化することができる。
【００７４】
なお、第一軸２３０の軸受け２５１及び２５２を取り付ける部分、即ち、転動面２３０ａ及び２３０ｂと符号板２１１を取り付ける部分、即ち、符号板取付面２３０ｃとは共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができ、符号板２１１の外周面２１１ａと内周面２１１ｂも共軸関係に形成されているので共通な軸で回転しながら同時に研磨することができる。したがって、第一軸２３０と符号板２１１を組み付けたとき符号板２１１の中心軸と第一軸２３０の回転軸とを一致させることができる。
【００７５】
（第３実施形態）
【００７６】
図８を用いて本発明の第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。なお、本実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機は、上述の各実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用を有するので、上述の各実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００７７】
まず、その構成を説明する。
【００７８】
図８において、回転検出器付偏心揺動型減速機３００は、回転を入力する入力軸３２０と、入力軸３２０と共軸関係にあり入力軸３２０を囲むように配置された第一軸３３０と、第一軸３３０と共軸関係にあり第一軸３３０を囲むように配置された第二軸３４０と、第一軸３３０と第二軸３４０の間に介在し第一軸３３０と第二軸３４０が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受け３５１及び３５２と、第一軸３３０と第二軸３４０の一方を固定したとき入力軸３２０に入力された回転を減速して第一軸３３０と第二軸３４０の他方に出力する減速機構３６０と、第一軸３３０と第二軸３４０の間に介在し第一軸３３０と第二軸３４０の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器３１０と、から構成されている。
【００７９】
また、回転検出器３１０は、円筒形であり外周面３１１ａに磁気により位置情報を記録しているインクリメンタルタイプの符号板３１１と、符号板３１１の位置情報を検出してその位置情報を電気信号に変えて出力する検出部３１２と、検出部３１２が出力した電気信号を処理する電子装置３１３と、から構成されている。なお、符号板３１１は、非磁性体、例えば、アルミニウムと、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸３３０に直接触れることがないようになっている。
【００８０】
また、第一軸３３０は、外部部材に固定され回転検出器付偏心揺動型減速機３００により減速された回転を外部部材に出力する出力板３３１、第一軸第一本体３３２、及び、第一軸第二本体３３３から構成されていて、この第一軸３３０は入力軸３２０から入力され回転検出器付偏心揺動型減速機３００により減速された回転を外部部材に出力する。
【００８１】
第二軸３４０は、環状であり内周にピンにより内歯車が形成されている内歯車部材３４１、検出部３１２を取り付ける検出部取付部材３４２、及び、モータを取り付けるモータ取付部材３４３から構成されている。なお、検出部３１２は符号板３１１の外周面３１１ａと所定距離を保つように検出部取付部材３４２に取り付けられている。符号板３１１は第一軸第二本体３３３に固定されて、第一軸第二本体３３３と一緒に回転するようになっている。また、検出部取付部材３４２には検出部３１２の他に電子装置３１３が取り付けられている。
【００８２】
なお、３７１、３７２、３７３及び３７４は回転検出器付偏心揺動型減速機３００内の油の流れを制限するシールであり、シール３７１は入力軸３２０とモータ取付部材３４３との間に、シール３７２は第一軸第二本体３３３と入力軸３２０との間に、シール３７３は第一軸第二本体３３３と検出部取付部材３４２との間に、シール３７４は第一軸第一本体３３２と内歯車部材３４１との間に、それぞれ介在している。即ち、シール３７３及び３７４は、第一軸３３０と第二軸３４０との間の低速回転部間に介在している。
【００８３】
次に、その作用を説明する。
【００８４】
回転検出器付偏心揺動型減速機３００においては、符号板３１１は、非磁性体と、非磁性体の外周に塗布されて位置情報を記録された磁性体と、から構成されており、位置情報を記録された磁性体が第一軸３３０に直接触れることがないようになっている。
【００８５】
また、符号板３１１は非磁性体としてアルミニウム箔状の薄板リングを用いたものであり、低コストにすることができる。
【００８６】
なお、符号板３１１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００８７】
まず、第一軸３３０にリング状の非磁性体を圧入する。次に、圧入した非磁性体の外周に磁性体を塗布する。次に、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと非磁性体の外周に塗布した磁性体とを、第一軸３３０を回転させながら同時に研磨する。最後に、非磁性体の外周に塗布した磁性体に位置情報を記録する。ここで、非磁性体は、磁性体が第一軸３３０に直接触れることがなければ、圧入以外の方法によって第一軸３３０に係合させてもよい。例えば、非磁性体は、塗布したり、鋳込んだりして第一軸３３０に係合させてもよい。
【００８８】
以上のようにして、符号板３１１が製造されることにより、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと、符号板３１１の外周面３１１ａと、は共軸関係を保つように形成される。
【００８９】
（第４実施形態）
【００９０】
図９を用いて本発明の第４実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機について説明する。なお、本実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機は、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用を有するので、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成及び作用については詳細な説明を省略する。
【００９１】
図９において、回転検出器付偏心揺動型減速機４００は、符号板４１１が、第一軸第二本体４３３と一体的に形成されているということを除いて、第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機とほぼ同様な構成をしている。
【００９２】
この場合、第一軸第二本体４３３は非磁性体である。
【００９３】
なお、符号板４１１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００９４】
まず、第一軸３３０の第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに磁性体を塗布する。次に、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに塗布した磁性体とを、第一軸３３０を回転させながら同時に研磨する。最後に、第一軸第二本体４３３の外周面４３３ａに塗布した磁性体に位置情報を記録する。
【００９５】
以上のようにして、符号板４１１が製造されることにより、軸受け３５１及び３５２を転動させる第一軸３３０の転動面３３０ａ及び３３０ｂと、符号板４１１の外周面４１１ａと、は共軸関係を保つように形成される。
【００９６】
なお、上述の各実施形態において、第二軸をモータに固定し、減速機構により減速されたモータからの回転は第一軸から外部部材に出力されるようになっているが、第一軸をモータに対して固定し、減速機構により減速されたモータからの回転が第二軸から外部部材に出力されるようにしても本発明は同様の効果を得ることができる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、出力回転を高分解能かつ高精度で検出することができる回転検出器付減速機を得ることができる。また、その回転検出器付減速機を用いることにより、高分解能かつ高精度でモータのフルクローズド制御を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電子装置の平面図である。
【図４】図３と同様な図であり、他の電子装置を示すその平面図である。
【図５】図３に示す電子装置のブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る回転検出器付偏心揺動型減速機の側面断面図である。
【符号の説明】
１１、１１′ アンプ回路（増幅手段、除去手段）
１２、１２′ ８分割回路（逓倍手段、除去手段）
１３、１３′ マルチプレクサ回路（逓倍手段、除去手段）
１４、１４′ フィルター回路（逓倍手段、除去手段）
１５、１５′ コンパレータ回路（逓倍手段、除去手段）
１６ ＣＰＵ（逓倍手段、除去手段）
１８ ＣＰＵ（逓倍手段、除去手段、信号保存手段）
２０ バックアップ電池（信号保存手段）
１００、２００、３００、４００ 回転検出器付偏心揺動型減速機（回転検出器付減速機）
１１０、２１０、３１０ 回転検出器
１１１、２１１、３１１、４１１ 符号板
１１２、２１２、３１２ 検出部
１１３、２１３、３１３ 電子装置
１２０、２２０、３２０ 入力軸
１３０、２３０、３３０ 第一軸
１４０、２４０、３４０ 第二軸
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２ 軸受け
１６０、２６０、３６０ 減速機構
１７１、１７２、２７２、２７３、３７２、３７３ シール
１１１ａ、２１１ａ、３１１ａ、４１１ａ 外周面
１３０ａ、１３０ｂ、２３０ａ、２３０ｂ、３３０ａ、３３０ｂ 転動面
Claims (6)
- 回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、
前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板と、符号板の位置情報を検出し該位置情報を電気信号に変えて出力する検出部と、検出部が出力した電気信号の電圧を増幅する増幅手段を有する電子装置と、を備え、
前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分を外側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられ、前記符号板が前記第一軸に支持されたことを特徴とする回転検出器付減速機。 - 前記電子装置が、前記検出部の出力する電気信号の周波数を逓倍する逓倍手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転検出器付減速機。
- 前記電子装置が前記検出部の出力する電気信号を保存する信号保存手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転検出器付減速機。
- 前記第一軸と前記第二軸の間に介在するシールを備え、該シールにより第一軸と第二軸の間に形成された前記空間を仕切り前記回転検出器に異物が付着するのを防止するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転検出器付減速機。
- 回転を入力する入力軸と、入力軸と共軸関係にある第一軸と、第一軸と共軸関係にあり第一軸の一端部を囲んで第一軸との間に空間を形成する第二軸と、第一軸と第二軸の間に介在し第一軸と第二軸が互いに共軸関係を保ち一方が他方に回転自在に支持されるようにする軸受けと、第一軸と第二軸の一方を固定したとき入力軸に入力された回転を減速して第一軸と第二軸の他方に出力する減速機構と、第一軸と第二軸の間に形成された前記空間内に介在し第一軸と第二軸の一方に対する他方の回転情報を検出する回転検出器と、を有する回転検出器付減速機において、
前記回転検出器が、回転に対応した位置情報を有する符号板を備え、
前記符号板が、前記位置情報を有する外周面を形成されるとともに、前記第一軸に支持され、
前記軸受けを転動させる転動面が前記符号板の前記外周面との共軸関係を保つように前記第一軸に形成され、
前記軸受けが装着された前記第二軸の軸受け装着部分をその外周側から取り囲む検出部取付部材が設けられ、
該検出部取付部材に前記検出部及び前記電子装置がそれぞれ取り付けられたことを特徴とする回転検出器付減速機。 - 前記符号板及び前記第一軸が一体的に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の回転検出器付減速器。
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