JP7051978B2 - Absolute encoder - Google Patents

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JP7051978B2 JP2020181207A JP2020181207A JP7051978B2 JP 7051978 B2 JP7051978 B2 JP 7051978B2 JP 2020181207 A JP2020181207 A JP 2020181207A JP 2020181207 A JP2020181207 A JP 2020181207A JP 7051978 B2 JP7051978 B2 JP 7051978B2
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Description

本発明は、入力軸の回転量を特定するためのアブソリュートエンコーダに関する。 The present invention relates to an absolute encoder for specifying the amount of rotation of an input shaft.

従来、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ーエンコーダが知られている。このようなエンコーダには相対的な位置又は角度を検出するインクリメンタル型のエンコーダと、絶対的な位置又は角度を検出するアブソリュート型のエンコーダがある。例えば特許文献1には、自動制御装置やロボット装置等の運動制御用の回転軸やバルブ開閉に用いる動力伝達用の回転軸等の回転量を絶対量としてデジタル的に計測するためのアブソリュート型のロータリーエンコーダが記載されている。 Conventionally, rotary encoders used for detecting the position and angle of a movable element in various control mechanical devices are known. Such encoders include incremental encoders that detect relative positions or angles, and absolute encoders that detect absolute positions or angles. For example, Patent Document 1 describes an absolute type for digitally measuring the amount of rotation of a rotary shaft for motion control of an automatic control device or a robot device or a rotary shaft for power transmission used for opening and closing a valve as an absolute amount. The rotary encoder is described.

実開平4-96019号公報Jikkenhei 4-96019 Gazette

特許文献1に記載のアブソリュートエンコーダは、回転ディスク、スリット、投光素子、受光素子などの構成要素をシャフトの軸方向に積み上げて構成される。このため各構成要素の軸方向寸法が軸方向に積み重ねているため、アブソリュートエンコーダの軸方向の寸法が大きくなり、薄型化が難しい問題がある。アブソリュートエンコーダを薄型化するために、各構成要素を薄く形成することも考えられる。しかし、構成要素を薄く形成すると、強度が低下し、振動や衝撃を受けた際に破損しやすくなるおそれがある。 The absolute encoder described in Patent Document 1 is configured by stacking components such as a rotating disk, a slit, a light emitting element, and a light receiving element in the axial direction of the shaft. Therefore, since the axial dimensions of the components are stacked in the axial direction, the axial dimensions of the absolute encoder become large, and there is a problem that it is difficult to reduce the thickness. In order to make the absolute encoder thinner, it is conceivable to make each component thin. However, if the components are formed thin, the strength is lowered, and there is a possibility that the components are easily damaged when subjected to vibration or impact.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、薄型化に好適なアブソリュートエンコーダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an absolute encoder suitable for thinning.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、主軸の回転に従って回転する第1駆動歯車と、第1駆動歯車と噛合う第1従動歯車と、第1従動歯車の回転に従って回転する第2駆動歯車と、第2駆動歯車と噛合う第2従動歯車と、第2従動歯車の回転に従って回転する第2回転体の回転角を検知する角度センサと、を備える。 In order to solve the above problems, the absolute encoder according to an aspect of the present invention is an absolute encoder that specifies a rotation amount over a plurality of rotations of the spindle, and is a first drive gear that rotates according to the rotation of the spindle and a first. The first driven gear that meshes with the drive gear, the second driven gear that rotates according to the rotation of the first driven gear, the second driven gear that meshes with the second drive gear, and the second driven gear that rotates according to the rotation of the second driven gear. It is equipped with an angle sensor that detects the rotation angle of the rotating body.

この態様によると、アブソリュートエンコーダにおいて、角度センサにより第2従動歯車の回転角を検知することができる。 According to this aspect, in the absolute encoder, the angle of rotation of the second driven gear can be detected by the angle sensor.

本発明の別の態様もまた、アブソリュートエンコーダである。このアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、主軸の回転に伴い第1減速比で回転する中間回転体と、中間回転体の回転に伴い第2減速比で回転する第2回転体と、第2回転体の回転角を検知する角度センサと、を備える。主軸の回転軸線は、中間回転体の回転軸線に対してねじれの位置にあり、第2回転体の回転軸線と平行に設けられる。 Another aspect of the invention is also an absolute encoder. This absolute encoder is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle, and is an intermediate rotating body that rotates at the first reduction ratio with the rotation of the spindle and a second deceleration with the rotation of the intermediate rotating body. A second rotating body that rotates at a ratio and an angle sensor that detects the rotation angle of the second rotating body are provided. The rotation axis of the main shaft is in a twisted position with respect to the rotation axis of the intermediate rotating body, and is provided parallel to the rotation axis of the second rotating body.

本発明のさらに別の態様もまた、アブソリュートエンコーダである。このアブソリュートエンコーダは、主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、ウォーム変速機構を含み、主軸の回転に伴いマグネットを回転させる減速機構と、マグネットの磁極に応じてマグネットの回転角を検知する角度センサと、を備える。主軸の回転軸線は、マグネットの回転軸線と平行である。 Yet another aspect of the invention is also an absolute encoder. This absolute encoder is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over multiple rotations of the spindle, including a worm transmission mechanism, a deceleration mechanism that rotates the magnet with the rotation of the spindle, and a magnet according to the magnetic poles of the magnet. It is equipped with an angle sensor that detects the angle of rotation. The rotation axis of the spindle is parallel to the rotation axis of the magnet.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components or components or expressions of the present invention that are mutually replaced between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、薄型化に好適なアブソリュートエンコーダを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an absolute encoder suitable for thinning.

本発明の第1実施形態に係るエンコーダを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the encoder which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係るエンコーダを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the encoder which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係るエンコーダを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the encoder which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係るエンコーダを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the encoder which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図4のエンコーダの斜視図である。It is a perspective view of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの別の斜視図である。It is another perspective view of the encoder of FIG. 図4のエンコーダのさらに別の斜視図である。It is still another perspective view of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの基板の底面図である。It is a bottom view of the board of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの平面図である。It is a top view of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの一部断面を含む正面図である。It is a front view including a partial cross section of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの第2回転体の周辺を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the periphery of the 2nd rotating body of the encoder of FIG. 図4のエンコーダの第3回転体および接続回転体の周辺を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the periphery of the 3rd rotating body and the connecting rotating body of the encoder of FIG. 本発明の第5実施形態に係るエンコーダの平面図である。It is a top view of the encoder which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るエンコーダの一部断面を含む正面図である。It is a front view which includes the partial cross section of the encoder which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係るエンコーダの平面図である。It is a top view of the encoder which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係るエンコーダの一部断面を含む正面図である。It is a front view which includes the partial cross section of the encoder which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係るエンコーダの平面図である。It is a top view of the encoder which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係るエンコーダの一部断面を含む正面図である。It is a front view which includes the partial cross section of the encoder which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態に係るエンコーダの平面図である。It is a top view of the encoder which concerns on 8th Embodiment of this invention. 各実施形態によるエンコーダの仕様分類表である。It is a specification classification table of an encoder according to each embodiment.

本発明者は、アブソリュートエンコーダ(以下、単にエンコーダという)について以下のような知見を得た。 The present inventor has obtained the following findings regarding an absolute encoder (hereinafter, simply referred to as an encoder).

本発明者は、主軸の複数回の回転(以下、複数回転という。)にわたる回転量(以下、主軸の回転量という。)を、主軸の回転に伴い減速回転する回転体の回転角を取得することによって、特定し得ることを見出した。すなわち、回転体の回転角を減速比で除することにより、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、減速比に反比例して増加する。例えば、減速比が1/100であれば、100回転分の回転量を特定することができる。一方、特定可能な主軸の回転量の分解能は、減速比に反比例して低下する。例えば、減速比が1/100であれば、減速比が1の場合に0.1°であった分解能が10°に低下する。 The present inventor obtains the rotation amount (hereinafter referred to as the rotation amount of the spindle) over a plurality of rotations of the spindle (hereinafter referred to as a plurality of rotations) and the rotation angle of the rotating body that decelerates and rotates with the rotation of the spindle. By doing so, we found that it could be identified. That is, the amount of rotation of the spindle can be specified by dividing the rotation angle of the rotating body by the reduction ratio. Here, the range of the amount of rotation of the main shaft that can be specified increases in inverse proportion to the reduction ratio. For example, if the reduction ratio is 1/100, the amount of rotation for 100 rotations can be specified. On the other hand, the resolution of the amount of rotation of the identifiable spindle decreases in inverse proportion to the reduction ratio. For example, if the reduction ratio is 1/100, the resolution that was 0.1 ° when the reduction ratio is 1 is reduced to 10 °.

この知見から、本発明者は、用途に応じて回転量範囲と分解能とを選択可能なエンコーダの構成を案出した。この場合、コストと性能のバランスを改善することができる。以下、いくつかの実施の形態に基づき具体的な構成を説明する。 Based on this knowledge, the present inventor has devised a configuration of an encoder in which the rotation amount range and the resolution can be selected according to the application. In this case, the balance between cost and performance can be improved. Hereinafter, a specific configuration will be described based on some embodiments.

以下、本発明を好適な実施形態をもとに各図面を参照しながら説明する。各実施形態、変形例では、同一または同等の構成要素、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、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。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to each drawing based on a preferred embodiment. In each embodiment and modification, the same or equivalent components and members are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. Further, the dimensions of the members in each drawing are shown in an appropriately enlarged or reduced size for easy understanding. In addition, some of the members that are not important for explaining the embodiment in each drawing are omitted and displayed.
Also, terms including ordinal numbers such as 1st and 2nd are used to describe various components, but this term is used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and this term is used. The components are not limited by.

[第1実施形態]
図1を参照して本発明の第1実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るエンコーダ100を説明するブロック図である。エンコーダ100は、モータ1の主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダである。エンコーダ100は、主軸1aと、第1回転体20と、第1ウォーム歯車10と、第1ウォームホイール12と、中間回転体22と、第2ウォーム歯車14と、第2ウォームホイール16と、第2回転体24と、マグネットMpと、角度センサSpと、制御部40と、を含む。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating an encoder 100 according to the first embodiment of the present invention. The encoder 100 is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a of the motor 1. The encoder 100 includes a spindle 1a, a first rotating body 20, a first worm gear 10, a first worm wheel 12, an intermediate rotating body 22, a second worm gear 14, a second worm wheel 16, and a second. It includes a two-rotating body 24, a magnet Mp, an angle sensor Sp, and a control unit 40.

主軸1aは、モータ1の出力軸であり、エンコーダ100に回転が入力される入力軸である。第1回転体20は、主軸1aに固定され、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る。第1ウォーム歯車10は主軸1aの回転に従って回転するように、第1回転体20の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第1ウォームホイール12は、第1ウォーム歯車10と噛合い、第1ウォーム歯車10の回転に伴い回転するように設けられる。第1ウォームホイール12は、中間回転体22の外周に中心軸が一致するように設けられる。第1ウォームホイール12と第1ウォーム歯車10との軸角は90°に設定される。 The spindle 1a is an output shaft of the motor 1 and is an input shaft to which rotation is input to the encoder 100. The first rotating body 20 is fixed to the spindle 1a and is rotatably supported by the bearing member of the motor 1 integrally with the spindle 1a. The first worm gear 10 is provided on the outer periphery of the first rotating body 20 so that both central axes substantially coincide with each other so that the first worm gear 10 rotates according to the rotation of the main shaft 1a. The first worm wheel 12 is provided so as to mesh with the first worm gear 10 and rotate with the rotation of the first worm gear 10. The first worm wheel 12 is provided so that the central axis coincides with the outer circumference of the intermediate rotating body 22. The axis angle between the first worm wheel 12 and the first worm gear 10 is set to 90 °.

第1ウォームホイール12の外径に特別な制限はないが、この図の例では、第1ウォームホイール12の外径は第1ウォーム歯車10の外径より小さく設定されている。第1ウォームホイール12の外径が大きい場合に比べて、エンコーダの主軸1aに対する軸方向の寸法を小さく抑えることができる。 The outer diameter of the first worm wheel 12 is not particularly limited, but in the example of this figure, the outer diameter of the first worm wheel 12 is set to be smaller than the outer diameter of the first worm gear 10. Compared with the case where the outer diameter of the first worm wheel 12 is large, the dimension in the axial direction with respect to the main shaft 1a of the encoder can be suppressed to be small.

第2ウォーム歯車14は、第1ウォームホイール12の回転に従って回転する。第2ウォーム歯車14は、中間回転体22の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第2ウォームホイール16は、第2ウォーム歯車14と噛合い、第2ウォーム歯車14の回転に伴い回転するように設けられる。第2ウォームホイール16は、第2回転体24の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第2ウォームホイール16と第2ウォーム歯車14との軸角は90°に設定される。第2ウォームホイール16の回転軸線は、第1ウォーム歯車10の回転軸線と平行に設けられる。 The second worm gear 14 rotates according to the rotation of the first worm wheel 12. The second worm gear 14 is provided on the outer periphery of the intermediate rotating body 22 so that both central axes substantially coincide with each other. The second worm wheel 16 is provided so as to mesh with the second worm gear 14 and rotate with the rotation of the second worm gear 14. The second worm wheel 16 is provided on the outer periphery of the second rotating body 24 so that both central axes substantially coincide with each other. The axis angle between the second worm wheel 16 and the second worm gear 14 is set to 90 °. The rotation axis of the second worm wheel 16 is provided parallel to the rotation axis of the first worm gear 10.

角度センサSpは、第2ウォームホイール16の回転角を検知する。マグネットMpは、第2回転体24の上面に双方の中心軸が略一致するように固定される。マグネットMpの上面には第2回転体24の回転軸線に対して垂直な方向に2極の磁極Upが設けられる。角度センサSpは、その下面が隙間を介してマグネットMpの上面にスラスト方向に対向するように設けられる。一例として、角度センサSpは、エンコーダ100のハウジング(不図示)などに支持された基板に固定される。角度センサSpは、磁極Upを検知し、磁極Upに応じてマグネットMpの回転角を特定し、制御部40に出力する。制御部40は、角度センサSpから取得した回転角に基づき主軸1aの回転量を特定して出力する。制御部40は、一例として主軸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。 The angle sensor Sp detects the angle of rotation of the second worm wheel 16. The magnet Mp is fixed to the upper surface of the second rotating body 24 so that both central axes are substantially aligned with each other. A two-pole magnetic pole Up is provided on the upper surface of the magnet Mp in a direction perpendicular to the rotation axis of the second rotating body 24. The angle sensor Sp is provided so that its lower surface faces the upper surface of the magnet Mp via a gap in the thrust direction. As an example, the angle sensor Sp is fixed to a substrate supported by a housing (not shown) of the encoder 100 or the like. The angle sensor Sp detects the magnetic pole Up, identifies the rotation angle of the magnet Mp according to the magnetic pole Up, and outputs the rotation angle to the control unit 40. The control unit 40 identifies and outputs the rotation amount of the spindle 1a based on the rotation angle acquired from the angle sensor Sp. As an example, the control unit 40 may output the rotation amount of the spindle 1a as a digital signal.

第1ウォーム歯車10の条数は1であり、第1ウォームホイール12の歯数は20である。つまり、第1ウォーム歯車10と第1ウォームホイール12は、減速比が1/20の第1ウォーム変速機構11を構成する。第1ウォーム歯車10が20回転するとき第1ウォームホイール12は1回転する。第1ウォームホイール12は中間回転体22を回転させ、中間回転体22は第2ウォーム歯車14を回転させる。したがって、第1ウォームホイール12は1回転するとき中間回転体22および第2ウォーム歯車14は1回転する。 The number of threads of the first worm gear 10 is 1, and the number of teeth of the first worm wheel 12 is 20. That is, the first worm gear 10 and the first worm wheel 12 constitute the first worm transmission mechanism 11 having a reduction ratio of 1/20. When the first worm gear 10 rotates 20 times, the first worm wheel 12 makes one rotation. The first worm wheel 12 rotates the intermediate rotating body 22, and the intermediate rotating body 22 rotates the second worm gear 14. Therefore, when the first worm wheel 12 makes one rotation, the intermediate rotating body 22 and the second worm gear 14 make one rotation.

第2ウォーム歯車14の条数は5であり、第2ウォームホイール16の歯数は25である。つまり、第2ウォーム歯車14と第2ウォームホイール16は減速比が1/5の第2ウォーム変速機構15を構成する。第2ウォーム歯車14が5回転するとき第2ウォームホイール16は1回転する。第2ウォームホイール16は第2回転体24およびマグネットMpを回転させる。これらの各歯車各回転体の作用により、主軸1aが100回転すると、中間回転体22が5回転し、マグネットMpが1回転する。つまり、角度センサSpは、主軸1aの100回転分の回転量を特定することができる。 The number of threads of the second worm gear 14 is 5, and the number of teeth of the second worm wheel 16 is 25. That is, the second worm gear 14 and the second worm wheel 16 form a second worm transmission mechanism 15 having a reduction ratio of 1/5. When the second worm gear 14 makes five rotations, the second worm wheel 16 makes one rotation. The second worm wheel 16 rotates the second rotating body 24 and the magnet Mp. Due to the action of each rotating body of each of these gears, when the spindle 1a rotates 100 times, the intermediate rotating body 22 rotates 5 times and the magnet Mp rotates once. That is, the angle sensor Sp can specify the amount of rotation for 100 rotations of the spindle 1a.

このように構成されたエンコーダ100は、主軸1aの回転量を特定することができる。一例として、主軸1aが1回転したとき、第2回転体24およびマグネットMpは1/100回転、すなわち3.6°回転する。このため、第2回転体24の回転角度が3.6°以下であれば、主軸1aは1回転以内の回転量であると特定することができる。 The encoder 100 configured in this way can specify the amount of rotation of the spindle 1a. As an example, when the spindle 1a makes one rotation, the second rotating body 24 and the magnet Mp rotate 1/100 rotation, that is, 3.6 °. Therefore, if the rotation angle of the second rotating body 24 is 3.6 ° or less, it can be specified that the spindle 1a has a rotation amount within one rotation.

[第2実施形態]
図2を参照して本発明の第2実施形態に係るエンコーダ120について説明する。図2は本発明の第2実施形態に係るエンコーダ120を説明するブロック図である。エンコーダ120は、モータ1の主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダである。エンコーダ120は、第1実施形態に係るエンコーダ100に対して、角度センサSqと、マグネットMqと、をさらに含み、他の構成は同様である。第1実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。
[Second Embodiment]
The encoder 120 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating an encoder 120 according to a second embodiment of the present invention. The encoder 120 is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a of the motor 1. The encoder 120 further includes an angle sensor Sq and a magnet Mq with respect to the encoder 100 according to the first embodiment, and the other configurations are the same. The description that overlaps with the first embodiment will be omitted, and the different configurations will be described.

マグネットMqは、第1回転体20の上面に双方の中心軸が略一致するように固定される。マグネットMqの上面には第1回転体20の回転軸線に対して垂直な方向に2極の磁極Uqが設けられる。角度センサSqは、その下面が隙間を介してマグネットMqの上面にスラスト方向に対向するように設けられる。一例として、角度センサSqは、角度センサSpと同面に角度センサSpが固定された基板に固定される。角度センサSqは、磁極Uqを検知し、磁極Uqに応じて主軸1aの回転角であるマグネットMqの回転角を特定し、制御部40に出力する。制御部40は、角度センサSqから取得した回転角に基づき主軸1aの回転角を特定する。主軸1aの回転角の分解能は角度センサSqの分解能に対応する。 The magnet Mq is fixed to the upper surface of the first rotating body 20 so that both central axes are substantially aligned with each other. A two-pole magnetic pole Uq is provided on the upper surface of the magnet Mq in a direction perpendicular to the rotation axis of the first rotating body 20. The angle sensor Sq is provided so that its lower surface faces the upper surface of the magnet Mq via a gap in the thrust direction. As an example, the angle sensor Sq is fixed to a substrate on which the angle sensor Sp is fixed on the same surface as the angle sensor Sp. The angle sensor Sq detects the magnetic pole Uq, identifies the rotation angle of the magnet Mq, which is the rotation angle of the spindle 1a, according to the magnetic pole Uq, and outputs the rotation angle to the control unit 40. The control unit 40 specifies the rotation angle of the spindle 1a based on the rotation angle acquired from the angle sensor Sq. The resolution of the rotation angle of the spindle 1a corresponds to the resolution of the angle sensor Sq.

このように構成されたエンコーダ120は、角度センサSpの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するとともに、角度センサSqの検知した回転角度に応じて主軸1aの回転角を特定することができる。この結果、特定可能な主軸1aの回転量の範囲の拡大と、特定可能な主軸の回転角の分解能の向上とを両立させることが可能になる。 The encoder 120 configured in this way specifies the amount of rotation of the spindle 1a over a plurality of rotations according to the rotation angle detected by the angle sensor Sp, and also specifies the amount of rotation of the spindle 1a according to the rotation angle detected by the angle sensor Sq. The rotation angle can be specified. As a result, it is possible to expand the range of the rotation amount of the identifiable spindle 1a and improve the resolution of the rotation angle of the identifiable spindle at the same time.

[第3実施形態]
図3を参照して本発明の第3実施形態に係るエンコーダ140について説明する。図3は本発明の第3実施形態に係るエンコーダ140を説明するブロック図である。エンコーダ140は、モータ1の主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダである。エンコーダ140は、第1実施形態に係るエンコーダ100に対して、第3ウォーム歯車30と、第3ウォームホイール32と、接続回転体33、駆動歯車34と、従動歯車36と、第3回転体38と、マグネットMrと、角度センサSrと、をさらに含み、他の構成は同様である。第1実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。
[Third Embodiment]
The encoder 140 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating an encoder 140 according to a third embodiment of the present invention. The encoder 140 is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a of the motor 1. The encoder 140 has a third worm gear 30, a third worm wheel 32, a connecting rotating body 33, a driving gear 34, a driven gear 36, and a third rotating body 38 with respect to the encoder 100 according to the first embodiment. The magnet Mr and the angle sensor Sr are further included, and the other configurations are the same. The description that overlaps with the first embodiment will be omitted, and the different configurations will be described.

第3ウォーム歯車30は、第1ウォームホイール12の回転に従って回転する。第3ウォーム歯車30は、中間回転体22の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第3ウォームホイール32は、第3ウォーム歯車30と噛合い、第3ウォーム歯車30の回転に伴い回転するように設けられる。第3ウォームホイール32は、接続回転体33の外周に双方の中心軸が略一致するように設けられる。第3ウォームホイール32と第3ウォーム歯車30との軸角は90°に設定される。第3ウォームホイール32の回転軸線は、第1ウォーム歯車10の回転軸線と平行に設けられる。 The third worm gear 30 rotates according to the rotation of the first worm wheel 12. The third worm gear 30 is provided on the outer periphery of the intermediate rotating body 22 so that both central axes substantially coincide with each other. The third worm wheel 32 is provided so as to mesh with the third worm gear 30 and rotate with the rotation of the third worm gear 30. The third worm wheel 32 is provided on the outer periphery of the connecting rotating body 33 so that both central axes substantially coincide with each other. The axis angle between the third worm wheel 32 and the third worm gear 30 is set to 90 °. The rotation axis of the third worm wheel 32 is provided parallel to the rotation axis of the first worm gear 10.

駆動歯車34は、第3ウォームホイール32と双方の中心軸が略一致するように接続回転体33の外周に固定される。駆動歯車34は、第3ウォームホイール32の回転に従って一体に回転する。従動歯車36は、駆動歯車34と噛合い、駆動歯車34の回転に従って回転する。第3回転体38は、従動歯車36に双方の中心軸が略一致するように固定される。第3回転体38は、従動歯車36の回転に従って一体に回転する。第3回転体38の回転軸線は、第1回転体20の回転軸線と平行に設けられる。 The drive gear 34 is fixed to the outer periphery of the connecting rotating body 33 so that the central axes of both the third worm wheel 32 and the third worm wheel 32 substantially coincide with each other. The drive gear 34 rotates integrally according to the rotation of the third worm wheel 32. The driven gear 36 meshes with the drive gear 34 and rotates according to the rotation of the drive gear 34. The third rotating body 38 is fixed to the driven gear 36 so that both central axes are substantially aligned with each other. The third rotating body 38 rotates integrally according to the rotation of the driven gear 36. The rotation axis of the third rotating body 38 is provided in parallel with the rotation axis of the first rotating body 20.

第3ウォーム歯車30の条数は1で、第3ウォームホイール32の歯数は30で、これらは減速比が1/30の第3ウォーム変速機構31を構成している。第3ウォーム歯車30が中間回転体22と一体に30回転するとき、第3ウォームホイール32は1回転する。つまり、主軸1aが600回転するとき、第3ウォームホイール32は1回転する。駆動歯車34は歯数が24の平歯車で、従動歯車36は歯数が40の平歯車で、これらは減速比が3/5の減速機構35を構成している。つまり、主軸1aが1000回転するとき、従動歯車36および第3回転体38は一体に1回転する。 The number of threads of the third worm gear 30 is 1, and the number of teeth of the third worm wheel 32 is 30, which constitutes the third worm transmission mechanism 31 having a reduction ratio of 1/30. When the third worm gear 30 makes 30 rotations integrally with the intermediate rotating body 22, the third worm wheel 32 makes one rotation. That is, when the spindle 1a rotates 600 times, the third worm wheel 32 makes one rotation. The drive gear 34 is a spur gear having 24 teeth, and the driven gear 36 is a spur gear having 40 teeth, which constitute a reduction mechanism 35 having a reduction ratio of 3/5. That is, when the spindle 1a rotates 1000 times, the driven gear 36 and the third rotating body 38 make one rotation integrally.

角度センサSrは、従動歯車36の回転角を検知する。マグネットMrは、第3回転体38の上面に双方の中心軸が略一致するように固定される。マグネットMrの上面には第3回転体38の回転軸線に対して垂直な方向に2極の磁極Urが設けられる。角度センサSrは、その下面が隙間を介してマグネットMrの上面にスラスト方向に対向するように設けられる。一例として、角度センサSrは、角度センサSpと同面に角度センサSpが固定された基板に固定される。角度センサSrは、磁極Urを検知し、磁極Urに応じて第3回転体38および従動歯車36の回転角であるマグネットMrの回転角を特定し、制御部40に出力する。 The angle sensor Sr detects the angle of rotation of the driven gear 36. The magnet Mr is fixed to the upper surface of the third rotating body 38 so that both central axes are substantially aligned with each other. A two-pole magnetic pole Ur is provided on the upper surface of the magnet Mr in a direction perpendicular to the rotation axis of the third rotating body 38. The angle sensor Sr is provided so that its lower surface faces the upper surface of the magnet Mr through a gap in the thrust direction. As an example, the angle sensor Sr is fixed to a substrate on which the angle sensor Sp is fixed on the same surface as the angle sensor Sp. The angle sensor Sr detects the magnetic pole Ur, identifies the rotation angle of the magnet Mr, which is the rotation angle of the third rotating body 38 and the driven gear 36, according to the magnetic pole Ur, and outputs the rotation angle to the control unit 40.

これらの各歯車各回転体の作用により、主軸1aが1000回転するとき、第3回転体38、従動歯車36およびマグネットMrが1回転する。つまり、角度センサSrは、主軸1aの1000回転分の回転量を特定することができる。制御部40は、角度センサSpおよび角度センサSrから取得した各回転角に基づき主軸1aの回転量を特定する。一例として、主軸1aが1回転したとき、従動歯車36およびマグネットMrは1/1000回転、すなわち0.36°回転する。このため、従動歯車36の回転角度が0.36°以下であれば、主軸1aは1回転以内の回転量であると特定することができる。 Due to the action of each rotating body of each of these gears, when the spindle 1a rotates 1000 times, the third rotating body 38, the driven gear 36, and the magnet Mr make one rotation. That is, the angle sensor Sr can specify the amount of rotation for 1000 rotations of the spindle 1a. The control unit 40 specifies the amount of rotation of the spindle 1a based on each rotation angle acquired from the angle sensor Sp and the angle sensor Sr. As an example, when the spindle 1a makes one rotation, the driven gear 36 and the magnet Mr rotate 1/1000, that is, 0.36 °. Therefore, if the rotation angle of the driven gear 36 is 0.36 ° or less, it can be specified that the spindle 1a has a rotation amount within one rotation.

このように構成された第3実施形態のエンコーダ140は、角度センサSrの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することにより、特定可能な主軸1aの回転量の範囲を一層大きくすることができる。エンコーダ140は、角度センサSpの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することにより、角度センサSpを備えない場合に比べて、特定可能な主軸1aの回転量の分解能の低下を抑制することができる。 The encoder 140 of the third embodiment configured as described above can specify the rotation amount of the spindle 1a by specifying the rotation amount over a plurality of rotations of the spindle 1a according to the rotation angle detected by the angle sensor Sr. The range of can be further increased. The encoder 140 specifies the amount of rotation of the spindle 1a over a plurality of rotations according to the rotation angle detected by the angle sensor Sp, so that the amount of rotation of the spindle 1a that can be specified is specified as compared with the case where the angle sensor Sp is not provided. It is possible to suppress a decrease in the resolution of the.

この結果、エンコーダ140は、特定可能な主軸1aの回転量の範囲を一層拡大しつつ、特定可能な主軸の回転量の分解能の低下を補うことができる。 As a result, the encoder 140 can compensate for the decrease in the resolution of the identifiable spindle rotation amount while further expanding the range of the identifiable spindle rotation amount.

[第4実施形態]
図4を参照して本発明の第4実施形態に係るエンコーダ160について説明する。図4は本発明の第4実施形態に係るエンコーダ160を説明するブロック図である。エンコーダ160は、モータ1の主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダである。エンコーダ160は、第1実施形態に係るエンコーダ100に対して、角度センサSqと、マグネットMqと、第3ウォーム歯車30と、第3ウォームホイール32と、接続回転体33と、駆動歯車34と、従動歯車36と、第3回転体38と、マグネットMrと、角度センサSrと、をさらに含み、他の構成は同様である。つまり、エンコーダ160は、第1実施形態に係るエンコーダ100、第2実施形態に係るエンコーダ120および第3実施形態に係るエンコーダ140の構成を併せて備える。第1~第3実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。
[Fourth Embodiment]
The encoder 160 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating an encoder 160 according to a fourth embodiment of the present invention. The encoder 160 is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a of the motor 1. The encoder 160 includes an angle sensor Sq, a magnet Mq, a third worm gear 30, a third worm wheel 32, a connecting rotary body 33, and a drive gear 34 with respect to the encoder 100 according to the first embodiment. The driven gear 36, the third rotary body 38, the magnet Mr, and the angle sensor Sr are further included, and the other configurations are the same. That is, the encoder 160 includes the configurations of the encoder 100 according to the first embodiment, the encoder 120 according to the second embodiment, and the encoder 140 according to the third embodiment. The description that overlaps with the first to third embodiments will be omitted, and the different configurations will be described.

制御部40は、角度センサSp、Sq、Srから取得した各回転角に基づき主軸1aの回転量を特定する。 The control unit 40 specifies the amount of rotation of the spindle 1a based on each rotation angle acquired from the angle sensors Sp, Sq, and Sr.

このように構成された第4実施形態のエンコーダ160は、角度センサSrの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することにより、特定可能な主軸1aの回転量の範囲を一層大きくすることができる。エンコーダ160は、角度センサSpの検知した回転角度に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することにより、角度センサSpを備えない場合に比べて、特定可能な主軸1aの回転量の分解能の低下を抑制することができる。エンコーダ160は、角度センサSqの検知した回転角度に応じて主軸1aの回転角を特定することにより、特定可能な主軸1aの回転角の分解能を向上することができる。 The encoder 160 of the fourth embodiment configured in this way specifies the amount of rotation of the spindle 1a over a plurality of rotations according to the rotation angle detected by the angle sensor Sr, so that the amount of rotation of the spindle 1a can be specified. The range of can be further increased. The encoder 160 specifies the amount of rotation of the spindle 1a over a plurality of rotations according to the rotation angle detected by the angle sensor Sp, so that the amount of rotation of the spindle 1a that can be specified is specified as compared with the case where the angle sensor Sp is not provided. It is possible to suppress a decrease in the resolution of the. The encoder 160 can improve the resolution of the identifiable rotation angle of the spindle 1a by specifying the rotation angle of the spindle 1a according to the rotation angle detected by the angle sensor Sq.

この結果、エンコーダ160は、特定可能な主軸1aの回転量の範囲を一層拡大しつつ、特定可能な主軸の回転角の分解能を向上することができる。 As a result, the encoder 160 can improve the resolution of the rotation angle of the identifiable spindle while further expanding the range of the rotation amount of the identifiable spindle 1a.

次に、図5~図12を参照して、第4実施形態に係るエンコーダ160の詳細な構成について説明する。なお、以下の説明は、第1~第3実施形態のエンコーダ100、120、140について、エンコーダ160と共通する構成について同様に適用される。 Next, a detailed configuration of the encoder 160 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 12. The following description is similarly applied to the encoders 100, 120, 140 of the first to third embodiments with respect to the configuration common to the encoder 160.

図5は第4実施形態に係るエンコーダ160の斜視図である。以下、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軸方向およびZ軸方向はそれぞれX軸方向に直交する。X軸方向は左方向あるいは右方向と、Y軸方向は前方向あるいは後方向と、Z軸方向は上方向あるいは下方向と表記することがある。この図において、Z軸方向で上から視た状態を平面視と、Y軸方向で前から視た状態を正面視と、X軸方向で左右から視た状態を側面視という。このような方向の表記はエンコーダ160の使用姿勢を制限するものではなく、エンコーダ160は任意の姿勢で使用されうる。 FIG. 5 is a perspective view of the encoder 160 according to the fourth embodiment. Hereinafter, the description will be given based on the XYZ Cartesian coordinate system. The X-axis direction corresponds to the horizontal left-right direction, the Y-axis direction corresponds to the horizontal front-back direction, and the Z-axis direction corresponds to the vertical vertical direction. The Y-axis direction and the Z-axis direction are orthogonal to the X-axis direction, respectively. The X-axis direction may be expressed as left or right, the Y-axis direction as forward or backward, and the Z-axis direction as upward or downward. In this figure, a state viewed from above in the Z-axis direction is referred to as a plan view, a state viewed from the front in the Y-axis direction is referred to as a front view, and a state viewed from the left and right in the X-axis direction is referred to as a side view. The notation in such a direction does not limit the posture in which the encoder 160 is used, and the encoder 160 can be used in any posture.

エンコーダ160は、既述したように、モータ1の主軸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。本例では、エンコーダ160はモータ1のZ軸方向の端部に設けられている。エンコーダ160の形状に特別な制限はないが、実施の形態では、エンコーダ160は、平面視で略矩形状を有し、正面視及び側面視で主軸の延伸方向(以下、軸方向という。本例で、軸方向はZ軸方向に平行な方向である。)に薄い横長の矩形状を有する。つまり、エンコーダ160はZ軸方向に偏平な直方体形状を有する。 As described above, the encoder 160 is an absolute type encoder that specifies and outputs the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle of the motor 1. In this example, the encoder 160 is provided at the end of the motor 1 in the Z-axis direction. The shape of the encoder 160 is not particularly limited, but in the embodiment, the encoder 160 has a substantially rectangular shape in a plan view, and the extension direction of the main axis (hereinafter referred to as an axial direction) in the front view and the side view. The axial direction is parallel to the Z-axis direction.) It has a thin horizontally long rectangular shape. That is, the encoder 160 has a rectangular parallelepiped shape that is flat in the Z-axis direction.

エンコーダ160は内部構造を収容する中空角筒状の筐体3を備える。筐体3は少なくとも主軸と中間回転体とを包囲する複数(例えば4つ)の外壁部3b、3c、3d、3eを含む。筐体3の外壁部3b、3c、3d、3eの端部に蓋部4が固定されている。蓋部4は、平面視で略矩形状を有し、軸方向に薄い板状の部材である。外壁部3b、3c、3d、3eはこの順でそれぞれ連結されている。外壁部3b、3dは、互いに平行に設けられる。外壁部3c、3eは、外壁部3b、3dの側端部に架け渡され、互いに平行に設けられる。この例では、外壁部3b、3dは、平面視においてX軸方向に延伸し、外壁部3c、3eは、平面視においてY軸方向に延伸している。 The encoder 160 includes a hollow square cylindrical housing 3 that houses the internal structure. The housing 3 includes at least a plurality of (for example, four) outer wall portions 3b, 3c, 3d, and 3e that surround the spindle and the intermediate rotating body. The lid portion 4 is fixed to the end portions of the outer wall portions 3b, 3c, 3d, and 3e of the housing 3. The lid portion 4 has a substantially rectangular shape in a plan view, and is a plate-shaped member thin in the axial direction. The outer wall portions 3b, 3c, 3d, and 3e are connected in this order. The outer wall portions 3b and 3d are provided in parallel with each other. The outer wall portions 3c and 3e are bridged over the side end portions of the outer wall portions 3b and 3d and are provided in parallel with each other. In this example, the outer wall portions 3b and 3d are stretched in the X-axis direction in a plan view, and the outer wall portions 3c and 3e are stretched in the Y-axis direction in a plan view.

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は波動歯車装置などの減速機構を介して産業用などのロボットを駆動する駆動源として適用されてもよい。モータ1の主軸1aはモータ1のZ軸方向の両側に突出している。エンコーダ160は主軸1aの回転量をデジタル信号として出力する。 As an example, the motor 1 may be a stepping motor or a DC brushless motor. As an example, the motor 1 may be applied as a drive source for driving a robot for industrial use or the like via a reduction mechanism such as a strain wave gearing device. The spindle 1a of the motor 1 projects on both sides of the motor 1 in the Z-axis direction. The encoder 160 outputs the amount of rotation of the spindle 1a as a digital signal.

図6は、エンコーダ160の別の斜視図である。図6は筐体3から蓋部4を取り外した状態を示している。この状態では、基板5がエンコーダ内部を覆うように設けられている。基板5は、平面視で略矩形状を有し、軸方向に薄い板状のプリント配線基板である。図7は、エンコーダ160のさらに別の斜視図である。図8は基板5の底面図である。図9は、エンコーダ160の平面図である。図7および図9は、基板5を取り外した状態を示している。角度センサSp、Sq、Srは基板5に取付けられているが、理解を容易にするため、これらの図では角度センサSp、Sq、Srを表示している。図10は、エンコーダ160の正面図である。図10は、エンコーダ160を主軸1aの中心を通るZ軸方向に平行な平面で切断した状態を示している。図11は、第2回転体24の周辺を示す断面図である。図11は、エンコーダ160を略左側方から視た縦断面を示している。図11は、エンコーダ160を第2回転体24の中心を通り、中間回転体22の回転軸線に垂直、かつ、Z軸方向に平行な平面で切断した状態を示している。図12は、第3回転体38および接続回転体33の周辺を示す断面図である。図12は、エンコーダ160を略右側方から視た縦断面を示している。図12は、エンコーダ160を第3回転体38の中心および接続回転体33の中心を通るZ軸方向に平行な平面で切断した状態を示している。図11、図12では筐体3および蓋部4の記載を省略している。 FIG. 6 is another perspective view of the encoder 160. FIG. 6 shows a state in which the lid 4 is removed from the housing 3. In this state, the substrate 5 is provided so as to cover the inside of the encoder. The substrate 5 is a printed wiring board having a substantially rectangular shape in a plan view and having a thin plate shape in the axial direction. FIG. 7 is still another perspective view of the encoder 160. FIG. 8 is a bottom view of the substrate 5. FIG. 9 is a plan view of the encoder 160. 7 and 9 show a state in which the substrate 5 is removed. Although the angle sensors Sp, Sq, and Sr are attached to the substrate 5, the angle sensors Sp, Sq, and Sr are displayed in these figures for easy understanding. FIG. 10 is a front view of the encoder 160. FIG. 10 shows a state in which the encoder 160 is cut along a plane parallel to the Z-axis direction passing through the center of the spindle 1a. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the periphery of the second rotating body 24. FIG. 11 shows a vertical cross section of the encoder 160 as viewed from substantially the left side. FIG. 11 shows a state in which the encoder 160 passes through the center of the second rotating body 24 and is cut by a plane perpendicular to the rotation axis of the intermediate rotating body 22 and parallel to the Z-axis direction. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the periphery of the third rotating body 38 and the connecting rotating body 33. FIG. 12 shows a vertical cross section of the encoder 160 as viewed from substantially the right side. FIG. 12 shows a state in which the encoder 160 is cut in a plane parallel to the Z-axis direction passing through the center of the third rotating body 38 and the center of the connecting rotating body 33. In FIGS. 11 and 12, the description of the housing 3 and the lid 4 is omitted.

エンコーダ160は、ベース2と、筐体3と、蓋部4と、基板5と、付勢部62と、複数の固定具64と、を含む。ベース2は、各回転体および各歯車を回転可能に支持する基台である。ベース2に配設される支柱2cは基板5を支持する。基板5は、主に角度センサSp、Sq、Srおよび制御部40を支持する。ベース2は、底部2bと、複数(例えば4個)の支柱2cと、を含む。底部2bは、エンコーダ160のモータ1側に面する板状の部分であり、X軸方向及びY軸方向に延在する。支柱2cは、底部2bから軸方向でモータ1から遠ざかる方向に突出する略円柱状の部分である。ベース2の底部2bには、中空角筒状の筐体3が複数(例えば3個)の固定具64によって固定される。固定具64は例えばスクリュウであってもよい。支柱2cの突出端には、基板5が例えばスクリュウ(不図示)を用いて固定される。付勢部62については後述する。 The encoder 160 includes a base 2, a housing 3, a lid 4, a substrate 5, an urging portion 62, and a plurality of fixtures 64. The base 2 is a base that rotatably supports each rotating body and each gear. The columns 2c arranged on the base 2 support the substrate 5. The substrate 5 mainly supports the angle sensors Sp, Sq, Sr and the control unit 40. The base 2 includes a bottom 2b and a plurality of (eg, 4) stanchions 2c. The bottom portion 2b is a plate-shaped portion facing the motor 1 side of the encoder 160, and extends in the X-axis direction and the Y-axis direction. The support column 2c is a substantially columnar portion that protrudes from the bottom portion 2b in the direction away from the motor 1 in the axial direction. A hollow square cylindrical housing 3 is fixed to the bottom 2b of the base 2 by a plurality of (for example, three) fixtures 64. The fixative 64 may be, for example, a screw. The substrate 5 is fixed to the protruding end of the support column 2c by using, for example, a screw (not shown). The urging unit 62 will be described later.

また、エンコーダ160は、第1回転体20と、第1ウォーム歯車10と、第1ウォームホイール12と、中間回転体22と、第2ウォーム歯車14と、第2ウォームホイール16と、第2回転体24と、第3ウォーム歯車30と、第3ウォームホイール32と、接続回転体33と、駆動歯車34と、従動歯車36と、第3回転体38と、マグネットMp、Mq、Mrと、角度センサSp、Sq、Srと、制御部40(図8を参照)と、を含む。 Further, the encoder 160 includes a first rotating body 20, a first worm gear 10, a first worm wheel 12, an intermediate rotating body 22, a second worm gear 14, a second worm wheel 16, and a second rotation. Body 24, third worm gear 30, third worm wheel 32, connecting rotating body 33, driving gear 34, driven gear 36, third rotating body 38, magnets Mp, Mq, Mr, and angles. It includes sensors Sp, Sq, Sr and a control unit 40 (see FIG. 8).

(第1回転体)
第1回転体20は、主軸1aの回転に従って回転し、主軸1aの回転を第1ウォーム歯車10に伝える。第1回転体20は、主軸1aの外周に嵌合する連結部20bと、第1ウォーム歯車10が形成されるギア形成部20cと、マグネットMqを保持する保持部20dと、を含む。連結部20bは、主軸1aを環囲する円筒形状を有する。ギア形成部20cは、連結部20bの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。保持部20dは、ギア形成部20cの軸方向で底部2bから遠い方の端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。連結部20bと、ギア形成部20cと、保持部20dと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第1回転体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。本例では、第1回転体20は、ポリアセタール樹脂から形成されている。
(1st rotating body)
The first rotating body 20 rotates according to the rotation of the spindle 1a, and transmits the rotation of the spindle 1a to the first worm gear 10. The first rotating body 20 includes a connecting portion 20b that fits on the outer periphery of the spindle 1a, a gear forming portion 20c on which the first worm gear 10 is formed, and a holding portion 20d that holds the magnet Mq. The connecting portion 20b has a cylindrical shape surrounding the main shaft 1a. The gear forming portion 20c has a disk shape extending radially from the outer periphery of the connecting portion 20b. The holding portion 20d has a cylindrical concave shape provided on the end face of the gear forming portion 20c far from the bottom portion 2b in the axial direction. The connecting portion 20b, the gear forming portion 20c, and the holding portion 20d are integrally formed so that their central axes substantially coincide with each other. The first rotating body 20 can be formed of various materials such as a resin material and a metal material. In this example, the first rotating body 20 is formed of a polyacetal resin.

(第1ウォーム歯車)
第1ウォーム歯車10は、第1ウォームホイール12を駆動する伝達要素である。特に、第1ウォーム歯車10は、ギア形成部20cの外周に形成される条数=1のねじ歯車である。第1ウォーム歯車10の回転軸線は主軸1aの軸方向に延伸している。
(1st worm gear)
The first worm gear 10 is a transmission element that drives the first worm wheel 12. In particular, the first worm gear 10 is a screw gear having a number of threads = 1 formed on the outer periphery of the gear forming portion 20c. The rotation axis of the first worm gear 10 extends in the axial direction of the spindle 1a.

(中間回転体)
中間回転体22は、主軸1aの回転に従って回転し、主軸1aの回転を第2回転体24および接続回転体33に伝える。中間回転体22は、底部2bに略平行に延びる回転軸線Laの周りに回転可能に支持されている。中間回転体22は、その回転軸線Laの方向に延伸する略円筒形状の部材である。中間回転体22は、基部22bと、第1ウォームホイール12が形成される第1筒部22cと、第2ウォーム歯車14が形成される第2筒部22dと、第3ウォーム歯車30が形成される第3筒部22eと、両端に設けられる被支持部22f、22gと、を含む。
(Intermediate rotating body)
The intermediate rotating body 22 rotates according to the rotation of the main shaft 1a, and transmits the rotation of the main shaft 1a to the second rotating body 24 and the connecting rotating body 33. The intermediate rotating body 22 is rotatably supported around a rotation axis La extending substantially parallel to the bottom portion 2b. The intermediate rotating body 22 is a member having a substantially cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis La. The intermediate rotating body 22 is formed with a base portion 22b, a first cylinder portion 22c on which the first worm wheel 12 is formed, a second cylinder portion 22d on which the second worm gear 14 is formed, and a third worm gear 30. The third tubular portion 22e and the supported portions 22f and 22g provided at both ends thereof are included.

外壁部3bは、中間回転体22の主軸1aとは反対側に設けられる。外壁部3dは、外壁部3bと平行に、中間回転体22の主軸1aが配置される側に設けられる。中間回転体22は、その回転軸線Laが任意の方向に向くように配置されてもよい。中間回転体22の回転軸線Laは、平面視において、中間回転体22の主軸1aとは反対側に設けられる外壁部3bの延伸方向に対して5°から30°の範囲で傾斜して設けられてもよい。図9の例では中間回転体22の回転軸線Laは外壁部3bの延伸方向に対して20°傾斜している。換言すると、筐体3は、平面視において、中間回転体22の回転軸線Laに対して5°から30°の範囲で傾斜した方向に延在する外壁部3bを含んでいる。図9の例では、外壁部3bの延在方向と中間回転体22の回転軸線Laとの傾斜Dsは20°に設定されている。 The outer wall portion 3b is provided on the side opposite to the main shaft 1a of the intermediate rotating body 22. The outer wall portion 3d is provided on the side where the main shaft 1a of the intermediate rotating body 22 is arranged in parallel with the outer wall portion 3b. The intermediate rotating body 22 may be arranged so that its rotation axis La faces in any direction. The rotation axis La of the intermediate rotating body 22 is provided so as to be inclined in a range of 5 ° to 30 ° with respect to the stretching direction of the outer wall portion 3b provided on the side opposite to the main axis 1a of the intermediate rotating body 22 in a plan view. You may. In the example of FIG. 9, the rotation axis La of the intermediate rotating body 22 is inclined by 20 ° with respect to the stretching direction of the outer wall portion 3b. In other words, the housing 3 includes an outer wall portion 3b extending in a direction inclined in a range of 5 ° to 30 ° with respect to the rotation axis La of the intermediate rotating body 22 in a plan view. In the example of FIG. 9, the inclination Ds between the extending direction of the outer wall portion 3b and the rotation axis La of the intermediate rotating body 22 is set to 20 °.

本例では、基部22bは円筒形状を有し、第1筒部22c、第2筒部22d、および第3筒部22eは基部22bより大径の円筒形状を有する。基部22bと、第1筒部22cと、第2筒部22dと、第3筒部22eと、被支持部22f、22gと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第2筒部22d、第1筒部22c、および第3筒部22eはこの順で互いに離れた位置に配置される。中間回転体22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。本例では、中間回転体22は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 In this example, the base portion 22b has a cylindrical shape, and the first cylinder portion 22c, the second cylinder portion 22d, and the third cylinder portion 22e have a cylindrical shape having a diameter larger than that of the base portion 22b. The base portion 22b, the first cylinder portion 22c, the second cylinder portion 22d, the third cylinder portion 22e, and the supported portions 22f and 22g are integrally formed so that their central axes substantially coincide with each other. The second cylinder portion 22d, the first cylinder portion 22c, and the third cylinder portion 22e are arranged at positions separated from each other in this order. The intermediate rotating body 22 can be formed of various materials such as a resin material and a metal material. In this example, the intermediate rotating body 22 is formed of a polyacetal resin.

本例では、被支持部22f、22gは、底部2bの一部が切り起こされた支持部2f、2gに支持される。支持部2f、2gには、中間回転体22の回転軸線方向に貫通して被支持部22f、22gが嵌合する孔が設けられている。このように構成されることによって、中間回転体22は支持部2f、2gに回転可能に支持される。 In this example, the supported portions 22f and 22g are supported by the supporting portions 2f and 2g in which a part of the bottom portion 2b is cut up. The support portions 2f and 2g are provided with holes penetrating in the rotation axis direction of the intermediate rotating body 22 and into which the supported portions 22f and 22g are fitted. With this configuration, the intermediate rotating body 22 is rotatably supported by the support portions 2f and 2g.

(付勢部)
付勢部62について説明する。中間回転体22は、第2ウォーム歯車14および第3ウォーム歯車30が各ウォームホイールを駆動することにより、中間回転体22の回転軸線方向に反力が作用し、回転軸線方向の位置が変動することがある。そこで、本例では、中間回転体22に付勢力を付与する付勢部62が設けられている。付勢部62は、反力と反対向きの付勢力を中間回転体22に付与することにより、回転軸線方向の位置変動を抑制する。付勢部62は、底部2bに取付けられる取付部62bと、取付部62bから延出し
て半球型突起22hに接触するスプリング部62cと、を含む。取付部62bと、スプリング部62cと、は薄板状のスプリング材から形成され、スプリング部62cの根元が途中で取付部62bに対して略直角に折曲げられている。このように付勢部62が半球型突起22hを付勢することで、中間回転体22の回転動作への影響を低減しつつ、中間回転体22の回転軸方向の位置の変動を抑えることが可能となる。
(Burning department)
The urging unit 62 will be described. In the intermediate rotating body 22, when the second worm gear 14 and the third worm gear 30 drive each worm wheel, a reaction force acts in the rotation axis direction of the intermediate rotating body 22, and the position in the rotation axis direction changes. Sometimes. Therefore, in this example, an urging portion 62 for applying an urging force to the intermediate rotating body 22 is provided. The urging unit 62 applies an urging force in the direction opposite to the reaction force to the intermediate rotating body 22, thereby suppressing the position change in the rotation axis direction. The urging portion 62 includes a mounting portion 62b attached to the bottom portion 2b and a spring portion 62c extending from the mounting portion 62b and coming into contact with the hemispherical protrusion 22h. The mounting portion 62b and the spring portion 62c are formed of a thin plate-shaped spring material, and the root of the spring portion 62c is bent at a substantially right angle to the mounting portion 62b in the middle. By urging the hemispherical protrusion 22h by the urging portion 62 in this way, it is possible to suppress the fluctuation of the position of the intermediate rotating body 22 in the rotation axis direction while reducing the influence on the rotational operation of the intermediate rotating body 22. It will be possible.

本例では、第2ウォーム歯車14が回転することによって中間回転体22が受ける反力の向きは、第3ウォーム歯車が回転することによって中間回転体22が受ける反力の向きとは逆に設定される。特に、各反力の中間回転体22の回転軸線方向の成分が互いに逆向きになるように、各ウォーム歯車の歯形状が設定されている。具体的には、各ウォーム歯車における歯の傾斜方向が、その反力の中間回転体22の回転軸線方向の成分の向きが互いに逆向きになるように設定されている。この場合、各ウォーム歯車の反力の方向が同じ場合に比べて合成反力が小さくなるので、それに応じて付勢部62の付勢力を小さくすることができる。この場合、中間回転体22の回転抵抗が減少して円滑に回転することができる。 In this example, the direction of the reaction force received by the intermediate rotating body 22 due to the rotation of the second worm gear 14 is set to be opposite to the direction of the reaction force received by the intermediate rotating body 22 due to the rotation of the third worm gear. Will be done. In particular, the tooth shape of each worm gear is set so that the components of the intermediate rotating body 22 of each reaction force in the direction of the rotation axis are opposite to each other. Specifically, the inclination direction of the teeth in each worm gear is set so that the directions of the components in the rotation axis direction of the intermediate rotating body 22 of the reaction force are opposite to each other. In this case, since the combined reaction force is smaller than when the reaction force directions of the worm gears are the same, the urging force of the urging portion 62 can be reduced accordingly. In this case, the rotational resistance of the intermediate rotating body 22 is reduced and the intermediate rotating body 22 can rotate smoothly.

(第1ウォームホイール)
第1ウォームホイール12は、第1ウォーム歯車10に駆動される伝達要素である。特に、第1ウォームホイール12は、第1筒部22cの外周に形成される歯数=20のはす歯車である。第1ウォーム歯車10および第1ウォームホイール12は第1ウォーム変速機構11を構成する。第1ウォームホイール12の回転軸線は主軸1aの軸方向に垂直な方向に延伸している。
(1st worm wheel)
The first worm wheel 12 is a transmission element driven by the first worm gear 10. In particular, the first worm wheel 12 is a spiral gear having 20 teeth formed on the outer periphery of the first cylinder portion 22c. The first worm gear 10 and the first worm wheel 12 constitute the first worm transmission mechanism 11. The rotation axis of the first worm wheel 12 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the main shaft 1a.

(第2ウォーム歯車)
第2ウォーム歯車14は、第2ウォームホイール16を駆動する伝達要素である。特に、第2ウォーム歯車14は、第2筒部22dの外周に形成される条数=5のねじ歯車である。第2ウォーム歯車14の回転軸線は主軸1aの軸方向に垂直な方向に延伸している。
(2nd worm gear)
The second worm gear 14 is a transmission element that drives the second worm wheel 16. In particular, the second worm gear 14 is a screw gear having a number of threads = 5 formed on the outer periphery of the second cylinder portion 22d. The rotation axis of the second worm gear 14 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the spindle 1a.

(第2回転体)
第2回転体24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Mpに伝える。第2回転体24は、底部2bから略垂直に延びる回転軸線周りに回転可能に支持されている。第2回転体24は、平面視で略円形状の部材である。底部2bに回転可能に支持される軸受部24bと、第2ウォームホイール16が形成される張出部24cと、マグネットMpを保持する保持部24dと、を含む。軸受部24bは、底部2bから突出する突出するシャフト24sを隙間を介して環囲する円筒形状を有する。
(2nd rotating body)
The second rotating body 24 rotates according to the rotation of the spindle 1a, decelerates the rotation of the spindle 1a, and transmits the rotation to the magnet Mp. The second rotating body 24 is rotatably supported around a rotation axis extending substantially vertically from the bottom 2b. The second rotating body 24 is a member having a substantially circular shape in a plan view. It includes a bearing portion 24b rotatably supported by the bottom portion 2b, an overhanging portion 24c on which the second worm wheel 16 is formed, and a holding portion 24d for holding the magnet Mp. The bearing portion 24b has a cylindrical shape that surrounds the protruding shaft 24s protruding from the bottom portion 2b with a gap.

張出部24cは、軸受部24bの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。本例では、張出部24cは、軸受部24bの底部2bから遠い方の端部に寄った位置に設けられている。保持部24dは、張出部24cの軸方向で底部2bから遠い方の端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。軸受部24bと、張出部24cと、保持部24dと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第2回転体24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。本例では、第2回転体24は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 The overhanging portion 24c has a disk shape that overhangs in the radial direction from the outer periphery of the bearing portion 24b. In this example, the overhanging portion 24c is provided at a position closer to the end portion farther from the bottom portion 2b of the bearing portion 24b. The holding portion 24d has a cylindrical concave shape provided on the end face of the overhanging portion 24c far from the bottom portion 2b in the axial direction. The bearing portion 24b, the overhanging portion 24c, and the holding portion 24d are integrally formed so that their central axes substantially coincide with each other. The second rotating body 24 can be formed of various materials such as a resin material and a metal material. In this example, the second rotating body 24 is formed of a polyacetal resin.

(第2ウォームホイール)
第2ウォームホイール16は、第2ウォーム歯車14に駆動されるはす歯車である。特に、第2ウォームホイール16は、張出部24cの外周に形成される歯数=25のはす歯車である。第2ウォーム歯車14および第2ウォームホイール16は第2ウォーム変速機構15を構成する。第2ウォームホイール16の回転軸線は主軸1aの軸方向に平行な方向に延伸している。
(2nd worm wheel)
The second worm wheel 16 is a helical gear driven by the second worm gear 14. In particular, the second worm wheel 16 is a helical gear having 25 teeth formed on the outer periphery of the overhanging portion 24c. The second worm gear 14 and the second worm wheel 16 constitute a second worm transmission mechanism 15. The rotation axis of the second worm wheel 16 extends in a direction parallel to the axial direction of the spindle 1a.

第3ウォーム歯車30は、第3ウォームホイール32を駆動する伝達要素である。特に、第3ウォーム歯車30は、第3筒部22eの外周に形成される条数=1のねじ歯車である。第3ウォーム歯車30の回転軸線は主軸1aの軸方向に垂直な方向に延伸している。 The third worm gear 30 is a transmission element that drives the third worm wheel 32. In particular, the third worm gear 30 is a screw gear having a number of threads = 1 formed on the outer periphery of the third tubular portion 22e. The rotation axis of the third worm gear 30 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the spindle 1a.

(接続回転体)
接続回転体33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3回転体38に伝える。接続回転体33は、底部2bから略垂直に延びる回転軸線周りに回転可能に支持されている。接続回転体33は、平面視で略円形状の部材である。底部2bに回転可能に支持される軸受部33bと、第3ウォームホイール32が形成される張出部33cと、を含む。軸受部33bは、底部2bから突出する突出するシャフト33sを隙間を介して環囲する円筒形状を有する。
(Connecting rotating body)
The connecting rotating body 33 rotates according to the rotation of the main shaft 1a, decelerates the rotation of the main shaft 1a, and transmits the rotation to the third rotating body 38. The connecting rotating body 33 is rotatably supported around a rotation axis extending substantially vertically from the bottom portion 2b. The connecting rotating body 33 is a member having a substantially circular shape in a plan view. A bearing portion 33b rotatably supported by the bottom portion 2b and an overhanging portion 33c on which the third worm wheel 32 is formed are included. The bearing portion 33b has a cylindrical shape that surrounds the protruding shaft 33s protruding from the bottom portion 2b with a gap.

接続回転体33を備えることにより、その分後述する第3回転体38を第3ウォーム歯車30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Mq、Mr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、接続回転体33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。 By providing the connecting rotating body 33, the third rotating body 38, which will be described later, can be arranged at a position away from the third worm gear 30. Therefore, the distance between the magnets Mq and Mr can be lengthened to reduce the influence of the mutual leakage flux. Further, by providing the connecting rotating body 33, the range in which the reduction ratio can be set is expanded by that amount, and the degree of freedom in design is improved.

張出部33cは、軸受部33bの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。本例では、張出部33cは、軸受部33bの底部2bから遠い方の端部に寄った位置に設けられている。駆動歯車34は、軸受部33bの張出部33cより底部2b側の領域の外周に形成される。軸受部33bと、張出部33cと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。接続回転体33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。本例では、接続回転体33は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 The overhanging portion 33c has a disk shape that overhangs in the radial direction from the outer periphery of the bearing portion 33b. In this example, the overhanging portion 33c is provided at a position closer to the end portion farther from the bottom portion 2b of the bearing portion 33b. The drive gear 34 is formed on the outer periphery of the region on the bottom 2b side of the overhanging portion 33c of the bearing portion 33b. The bearing portion 33b and the overhanging portion 33c are integrally formed so that their central axes are substantially aligned with each other. The connecting rotating body 33 can be formed of various materials such as a resin material and a metal material. In this example, the connecting rotating body 33 is formed of a polyacetal resin.

(第3ウォームホイール)
第3ウォームホイール32は、第3ウォーム歯車30に駆動される伝達要素である。特に、第3ウォームホイール32は、張出部33cの外周に形成される歯数=30のはす歯車である。第3ウォーム歯車30および第3ウォームホイール32は第3ウォーム変速機構31を構成する。第3ウォームホイール32の回転軸線は主軸1aの軸方向に平行な方向に延伸している。
(3rd worm wheel)
The third worm wheel 32 is a transmission element driven by the third worm gear 30. In particular, the third worm wheel 32 is a spiral gear having 30 teeth formed on the outer periphery of the overhanging portion 33c. The third worm gear 30 and the third worm wheel 32 constitute a third worm transmission mechanism 31. The rotation axis of the third worm wheel 32 extends in a direction parallel to the axial direction of the spindle 1a.

(駆動歯車)
駆動歯車34は、従動歯車36を駆動する伝達要素である。特に、駆動歯車34は、軸受部33bの外周に形成される歯数=24の平歯車である。
(Drive gear)
The drive gear 34 is a transmission element that drives the driven gear 36. In particular, the drive gear 34 is a spur gear having 24 teeth formed on the outer periphery of the bearing portion 33b.

(第3回転体)
第3回転体38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。第3回転体38は、底部2bから略垂直に延びる回転軸線周りに回転可能に支持されている。第3回転体38は、平面視で略円形状の部材である。第3回転体38は、底部2bに回転可能に支持される軸受部38bと、従動歯車36が形成される張出部38cと、マグネットMrを保持する保持部38dと、を含む。軸受部38bは、底部2bから突出するシャフト38sを隙間を介して環囲する円筒形状を有する。
(3rd rotating body)
The third rotating body 38 rotates according to the rotation of the spindle 1a, decelerates the rotation of the spindle 1a, and transmits the rotation to the magnet Mr. The third rotating body 38 is rotatably supported around a rotation axis extending substantially vertically from the bottom 2b. The third rotating body 38 is a member having a substantially circular shape in a plan view. The third rotating body 38 includes a bearing portion 38b rotatably supported by the bottom portion 2b, an overhanging portion 38c on which the driven gear 36 is formed, and a holding portion 38d for holding the magnet Mr. The bearing portion 38b has a cylindrical shape that surrounds the shaft 38s protruding from the bottom portion 2b with a gap.

張出部38cは、軸受部38bの外周から半径方向に張出す円板形状を有する。本例では、張出部38cは、軸受部38bの底部2bに寄った位置に設けられている。保持部38dは、軸受部38bの軸方向で底部2bから遠い方の端面に設けられる円筒状の凹部形状を有する。軸受部38bと、張出部38cと、保持部38dと、は各中心軸が略一致するように一体に形成される。第3回転体38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。本例では、第3回転体38は、ポリアセタール樹脂から形成されている。 The overhanging portion 38c has a disk shape that overhangs in the radial direction from the outer periphery of the bearing portion 38b. In this example, the overhanging portion 38c is provided at a position closer to the bottom portion 2b of the bearing portion 38b. The holding portion 38d has a cylindrical concave shape provided on the end face of the bearing portion 38b far from the bottom portion 2b in the axial direction. The bearing portion 38b, the overhanging portion 38c, and the holding portion 38d are integrally formed so that their central axes substantially coincide with each other. The third rotating body 38 can be formed of various materials such as a resin material and a metal material. In this example, the third rotating body 38 is formed of a polyacetal resin.

(従動歯車)
従動歯車36は、駆動歯車34に駆動される伝達要素である。特に、従動歯車36は、張出部38cの外周に形成される歯数=60の平歯車である。駆動歯車34および従動歯車36は減速機構35を構成している。
(Driven gear)
The driven gear 36 is a transmission element driven by the drive gear 34. In particular, the driven gear 36 is a spur gear having 60 teeth formed on the outer periphery of the overhanging portion 38c. The drive gear 34 and the driven gear 36 constitute a reduction mechanism 35.

(マグネット)
マグネットMp、Mq、Mr(以下、各マグネットと表記する)は軸方向に偏平な略円筒形状を有する。各マグネットは、例えばフェライト系やNdFeB系の磁性材料から形成される。各マグネットは、例えば樹脂バインダを含むゴム磁石やボンド磁石であってもよい。各マグネットには磁極が設けられる。各マグネットの磁化方向に制限はないが、本例では、2極の磁極Up、Uq、Urが各マグネットの角度センサに対向する端面に設けられている。各マグネットの回転方向の磁束密度分布は台形波形状であってもよく、正弦波状や矩形波形状であってもよい。実施の形態では台形波状に着磁される。
(magnet)
The magnets Mp, Mq, and Mr (hereinafter referred to as each magnet) have a substantially cylindrical shape flat in the axial direction. Each magnet is formed of, for example, a ferrite-based or NdFeB-based magnetic material. Each magnet may be, for example, a rubber magnet containing a resin binder or a bond magnet. Each magnet is provided with a magnetic pole. The magnetization direction of each magnet is not limited, but in this example, the two poles Up, Uq, and Ur are provided on the end faces of the magnets facing the angle sensor. The magnetic flux density distribution in the rotation direction of each magnet may be a trapezoidal wave shape, a sinusoidal wave shape, or a rectangular wave shape. In the embodiment, it is magnetized in a trapezoidal wavy shape.

各マグネットは、各回転体の端部に形成された凹部に一部または全部が収容され、例えば接着やカシメにより固定される。マグネットMpは第2回転体24の保持部24dに、マグネットMqは、第1回転体20の保持部20dに、マグネットMrは第3回転体38の保持部38dに接着固定されている。 Each magnet is partially or wholly housed in a recess formed at the end of each rotating body and is fixed, for example, by adhesion or caulking. The magnet Mp is adhesively fixed to the holding portion 24d of the second rotating body 24, the magnet Mq is adhesively fixed to the holding portion 20d of the first rotating body 20, and the magnet Mr is adhered to the holding portion 38d of the third rotating body 38.

各マグネットの間の距離が短いと、互いに隣り合うマグネットの漏れ磁束の影響により角度センサの検出誤差が大きくなる。そこで図9の例では、平面視において、各マグネットは筐体3の外壁部3bに対して傾斜する直線(以下、配置直線Lmという)上に離隔して配置されている。配置直線Lmが外壁部3bに平行な場合に比べて、各マグネットの間の距離を長くすることができる。この観点から、配置直線Lmの外壁部3bに対する傾斜は、例えば本実施形態の場合は30°~60°の範囲が好ましく、図9の例では38°~42°の範囲に設定されている。 If the distance between the magnets is short, the detection error of the angle sensor becomes large due to the influence of the leakage flux of the magnets adjacent to each other. Therefore, in the example of FIG. 9, in the plan view, the magnets are arranged apart from each other on a straight line (hereinafter referred to as an arrangement straight line Lm) inclined with respect to the outer wall portion 3b of the housing 3. The distance between the magnets can be increased as compared with the case where the arrangement straight line Lm is parallel to the outer wall portion 3b. From this point of view, the inclination of the arrangement straight line Lm with respect to the outer wall portion 3b is preferably in the range of 30 ° to 60 ° in the case of the present embodiment, and is set in the range of 38 ° to 42 ° in the example of FIG.

(角度センサ)
角度センサSp、Sq、Sr(以下、各角度センサと表記する)は、各回転体の1回転に対応する0°~360°の範囲の絶対的な回転角を検知するセンサである。各角度センサは検知した回転角に応じた信号(例えばデジタル信号)を制御部40に出力する。各角度センサは、一旦通電を停止して再通電をした場合にも、通電停止前と同じ回転角を出力する。このためバックアップ電源を備えない構成が可能である。
(Angle sensor)
The angle sensors Sp, Sq, and Sr (hereinafter referred to as each angle sensor) are sensors that detect an absolute rotation angle in the range of 0 ° to 360 ° corresponding to one rotation of each rotating body. Each angle sensor outputs a signal (for example, a digital signal) corresponding to the detected angle of rotation to the control unit 40. Each angle sensor outputs the same angle of rotation as before the energization was stopped, even when the energization was once stopped and then re-energized. Therefore, a configuration without a backup power supply is possible.

各角度センサは、図8に示すように、基板5の底部2b側の面にはんだ付けや接着などの方法により面一に固定されている。角度センサSpは、第2回転体24に設けたマグネットMpの磁極Upと隙間を介して対向する位置にて、基板5に固定される。角度センサSqは、第1回転体20に設けたマグネットMqの磁極Uqと隙間を介して対向する位置にて、基板5に固定される。角度センサSrは、第3回転体38に設けたマグネットMrの磁極Urと隙間を介して対向する位置にて、基板5に固定される。 As shown in FIG. 8, each angle sensor is fixed flush to the surface of the substrate 5 on the bottom 2b side by a method such as soldering or bonding. The angle sensor Sp is fixed to the substrate 5 at a position facing the magnetic pole Up of the magnet Mp provided on the second rotating body 24 via a gap. The angle sensor Sq is fixed to the substrate 5 at a position facing the magnetic pole Uq of the magnet Mq provided on the first rotating body 20 via a gap. The angle sensor Sr is fixed to the substrate 5 at a position facing the magnetic pole Ur of the magnet Mr provided on the third rotating body 38 via a gap.

各角度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、各マグネットの磁極と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ロータ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。 A magnetic angle sensor having a relatively high resolution may be used for each angle sensor. The magnetic angle sensor is arranged so as to face each other through a gap with the magnetic poles of each magnet in the axial direction of each rotating body, identifies the rotation angle of the rotor based on the rotation of these magnetic poles, and outputs a digital signal. As an example, the magnetic angle sensor includes a detection element that detects a magnetic pole and an arithmetic circuit that outputs a digital signal based on the output of the detection element. The detection element may include a plurality of (for example, four) magnetic field detection elements such as a Hall element and a GMR (Giant Magneto Resistive) element.

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。各角度センサは、図示しない配線部材を介して検知した各ロータの回転角に対応するデジタル信号である角度信号を制御部40に出力する。例えば、各角度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。 In the arithmetic circuit, for example, the rotation angle may be specified by table processing using a look-up table using the difference or ratio of the outputs of a plurality of detection elements as a key. The detection element and the arithmetic circuit may be integrated on one IC chip. This IC chip may be embedded in a resin having a thin rectangular parallelepiped outer shape. Each angle sensor outputs an angle signal, which is a digital signal corresponding to the rotation angle of each rotor detected via a wiring member (not shown), to the control unit 40. For example, each angle sensor outputs the rotation angle of each rotating body as a digital signal of a plurality of bits (for example, 7 bits).

(制御部)
制御部40について説明する。図4に示す制御部40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)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。したがって、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。
(Control unit)
The control unit 40 will be described. Each block of the control unit 40 shown in FIG. 4 can be realized by an element such as a CPU (central processing unit) of a computer or a mechanical device in terms of hardware, and can be realized by a computer program or the like in terms of software. However, here, the functional blocks realized by their cooperation are drawn. Therefore, it is understood by those skilled in the art who have touched this specification that these functional blocks can be realized in various forms by combining hardware and software.

制御部40は、回転角取得部40p、40q、40rと、対応関係テーブル40bと、回転量特定部40cと、出力部40eと、を含む。回転角取得部40pは、角度センサSpが検知した第2回転体24の回転角Apを取得する。回転角取得部40qは、角度センサSqが検知した第1回転体20の回転角Aqを取得する。回転角取得部40rは、角度センサSrが検知した第3回転体38の回転角Arを取得する。対応関係テーブル40bは、テーブル処理により、取得した回転角Ap、Arに対応する主軸1aの回転数を特定する。回転量特定部40cは、対応関係テーブル40bによって特定された主軸1aの回転数と、取得した回転角Aqと、に応じて主軸1aの複数回転にわたる回転量を特定する。出力部40eは、特定された主軸1aの複数回転にわたる回転量を所望の形式の信号に変換して出力する。本例では、制御部40は、図8に示すように、基板5の底部2b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。 The control unit 40 includes rotation angle acquisition units 40p, 40q, 40r, a correspondence table 40b, a rotation amount specifying unit 40c, and an output unit 40e. The rotation angle acquisition unit 40p acquires the rotation angle Ap of the second rotating body 24 detected by the angle sensor Sp. The rotation angle acquisition unit 40q acquires the rotation angle Aq of the first rotating body 20 detected by the angle sensor Sq. The rotation angle acquisition unit 40r acquires the rotation angle Ar of the third rotating body 38 detected by the angle sensor Sr. The correspondence table 40b specifies the rotation speed of the spindle 1a corresponding to the acquired rotation angles Ap and Ar by the table processing. The rotation amount specifying unit 40c specifies the rotation amount of the spindle 1a over a plurality of rotations according to the rotation number of the spindle 1a specified by the correspondence table 40b and the acquired rotation angle Aq. The output unit 40e converts the amount of rotation of the specified spindle 1a over a plurality of rotations into a signal of a desired format and outputs the signal. In this example, as shown in FIG. 8, the control unit 40 is fixed to the surface of the substrate 5 on the bottom 2b side by a method such as soldering or bonding.

このように構成された第4実施形態に係るエンコーダ160の作用・効果を説明する。 The operation / effect of the encoder 160 according to the fourth embodiment configured in this way will be described.

第4実施形態に係るエンコーダ160は、主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、主軸1aの回転に従って回転する第1ウォーム歯車10と、第1ウォーム歯車10と噛合う第1ウォームホイール12と、第1ウォームホイール12の回転に従って回転する第2ウォーム歯車14と、第2ウォーム歯車14と噛合う第2ウォームホイール16と、第2ウォームホイール16の回転に従って回転する第2回転体24の回転角を検知する角度センサSpと、を備えている。この構成によれば、角度センサSpの検知結果に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。第1ウォーム歯車10と第1ウォームホイール12とを含む第1ウォーム変速機構11と、第2ウォーム歯車14と噛合う第2ウォームホイール16とを含む第2ウォーム変速機構15と、備えるため、エンコーダ160は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第1~第3実施形態に係るエンコーダ100、120、140についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a, and meshes with the first worm gear 10 that rotates according to the rotation of the spindle 1a and the first worm gear 10. A matching first worm wheel 12, a second worm gear 14 that rotates according to the rotation of the first worm wheel 12, a second worm wheel 16 that meshes with the second worm gear 14, and a second worm wheel 16 that rotates according to the rotation. It is provided with an angle sensor Sp that detects the rotation angle of the second rotating body 24. According to this configuration, it is possible to specify the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a according to the detection result of the angle sensor Sp. An encoder to provide a first worm transmission mechanism 11 including a first worm gear 10 and a first worm wheel 12, and a second worm transmission mechanism 15 including a second worm wheel 16 that meshes with the second worm gear 14. The 160 can be made thinner by forming a bent transmission path. This action / effect can also be exerted on the encoders 100, 120, 140 according to the first to third embodiments having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160は、主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、主軸1aの回転に伴い第1減速比で回転する中間回転体22と、中間回転体22の回転に伴い第2減速比で回転する第2回転体24と、第2回転体24の回転角を検知する角度センサSpと、を備え、主軸1aの回転軸線は、中間回転体22の回転軸線に対してねじれの位置にあり、第2回転体24の回転軸線と平行に設定されている。この構成によれば、角度センサSpの検知結果に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。中間回転体22の回転軸線が、主軸1aおよび第2回転体24の回転軸線に対してねじれの位置にあり正面視で直交するため、エンコーダ160は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第1~第3実施形態に係るエンコーダ100、120、140についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a, and is an intermediate rotating body 22 that rotates at a first reduction ratio with the rotation of the spindle 1a, and an intermediate rotation. A second rotating body 24 that rotates at a second reduction ratio with the rotation of the body 22 and an angle sensor Sp that detects the rotation angle of the second rotating body 24 are provided, and the rotation axis of the main shaft 1a is the intermediate rotating body 22. It is in a twisted position with respect to the rotation axis of the second rotating body 24, and is set parallel to the rotation axis of the second rotating body 24. According to this configuration, it is possible to specify the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a according to the detection result of the angle sensor Sp. Since the rotation axis of the intermediate rotating body 22 is in a twisted position with respect to the rotation axes of the main shaft 1a and the second rotating body 24 and is orthogonal to each other in front view, the encoder 160 should be made thinner by forming a bent transmission path. Can be done. This action / effect can also be exerted on the encoders 100, 120, 140 according to the first to third embodiments having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160は、主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、第1ウォーム変速機構11を含み、主軸1aの回転に伴いマグネットMpを回転させる減速機構と、マグネットMpの磁極Upに応じてマグネットMpの回転角を検知する角度センサSpと、を備え、主軸1aの回転軸線は、マグネットMpの回転軸線と平行に設定されている。この構成によれば、角度センサSpの検知結果に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。第1ウォーム変速機構11を含み、主軸1aの回転軸線とマグネットMpの回転軸線とが平行に設定されるため、エンコーダ160は屈曲した伝達経路を構成して薄型化することができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第1~第3実施形態に係るエンコーダ100、120、140についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment is an absolute encoder that specifies the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a, includes the first worm transmission mechanism 11, and decelerates the magnet Mp to rotate with the rotation of the spindle 1a. It includes a mechanism and an angle sensor Sp that detects the rotation angle of the magnet Mp according to the magnetic pole Up of the magnet Mp, and the rotation axis of the spindle 1a is set parallel to the rotation axis of the magnet Mp. According to this configuration, it is possible to specify the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a according to the detection result of the angle sensor Sp. Since the first worm transmission mechanism 11 is included and the rotation axis of the spindle 1a and the rotation axis of the magnet Mp are set in parallel, the encoder 160 can be made thinner by forming a bent transmission path. This action / effect can also be exerted on the encoders 100, 120, 140 according to the first to third embodiments having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160は、主軸1aの回転角を検知する角度センサSqを備えている。この構成によれば、角度センサSqの検知結果に応じて主軸1aの回転角を特定することができる。角度センサSqを備えない場合に比べて、エンコーダ160は特定可能な主軸1aの回転角の分解能を向上することができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第2実施形態に係るエンコーダ120についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment includes an angle sensor Sq that detects the rotation angle of the spindle 1a. According to this configuration, the rotation angle of the spindle 1a can be specified according to the detection result of the angle sensor Sq. The encoder 160 can improve the resolution of the angle of rotation of the identifiable spindle 1a as compared with the case where the angle sensor Sq is not provided. This action / effect can also be exerted on the encoder 120 according to the second embodiment having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160では、第1ウォームホイール12の回転に従って回転する第3ウォーム歯車30と、第3ウォーム歯車30と噛合う第3ウォームホイール32と、第3ウォームホイール32の回転に従って回転する第3回転体38の回転角を検知する角度センサSrと、を備えている。この構成によれば、角度センサSqの検知結果に応じて主軸1aの複数回の回転にわたる回転量を特定することができる。角度センサSrを備えない場合に比べて、エンコーダ160は特定可能な主軸1aの回転量の範囲を大きくすることができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第3実施形態に係るエンコーダ140についても奏しうる。 In the encoder 160 according to the fourth embodiment, the third worm gear 30 that rotates according to the rotation of the first worm wheel 12, the third worm wheel 32 that meshes with the third worm gear 30, and the third worm wheel 32 rotate. It is provided with an angle sensor Sr that detects the rotation angle of the rotating third rotating body 38. According to this configuration, it is possible to specify the amount of rotation over a plurality of rotations of the spindle 1a according to the detection result of the angle sensor Sq. The encoder 160 can increase the range of the amount of rotation of the identifiable spindle 1a as compared with the case where the angle sensor Sr is not provided. This action / effect can also be exerted on the encoder 140 according to the third embodiment having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160では、第2ウォーム歯車14および第3ウォーム歯車30が設けられる中間回転体22を備え、第2ウォーム歯車14が回転することによって中間回転体22が受ける反力の向きは、第3ウォーム歯車が回転することによって中間回転体22が受ける反力の向きとは逆に設定されている。この構成によれば、反力の方向が同じ場合に比べて両反力の合成反力を小さくすることができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第3実施形態に係るエンコーダ140についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment includes an intermediate rotating body 22 provided with the second worm gear 14 and the third worm gear 30, and the reaction force received by the intermediate rotating body 22 due to the rotation of the second worm gear 14 The direction is set to be opposite to the direction of the reaction force received by the intermediate rotating body 22 due to the rotation of the third worm gear. According to this configuration, the combined reaction force of both reaction forces can be reduced as compared with the case where the directions of the reaction forces are the same. This action / effect can also be exerted on the encoder 140 according to the third embodiment having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160では、第1ウォームホイール12の外径は第1ウォーム歯車10の外径より小さく設定されている。この構成によれば、第1ウォームホイール12の外径が大きい場合に比べて、薄型化が容易である。この作用・効果は、同様の構成を備える第1~第3実施形態に係るエンコーダ100、120、140についても奏しうる。 In the encoder 160 according to the fourth embodiment, the outer diameter of the first worm wheel 12 is set to be smaller than the outer diameter of the first worm gear 10. According to this configuration, it is easier to reduce the thickness as compared with the case where the outer diameter of the first worm wheel 12 is large. This action / effect can also be exerted on the encoders 100, 120, 140 according to the first to third embodiments having the same configuration.

第4実施形態に係るエンコーダ160は、中間回転体22の主軸1aとは反対側に配置される外壁部3bを含む筐体3を備え、平面視において、中間回転体22の回転軸線Laは外壁部3bの延在方向に対して20°で傾斜している。この構成によれば、中間回転体22の回転軸線Laが傾斜していない場合に比べて、各マグネットの配置直線の外壁部3bに対する傾斜を大きくすることができる。この結果、各マグネットの間の距離が大きくなり隣り合うマグネットの漏れ磁束の影響を低減することができる。この作用・効果は、同様の構成を備える第1~第3実施形態に係るエンコーダ100、120、140についても奏しうる。 The encoder 160 according to the fourth embodiment includes a housing 3 including an outer wall portion 3b arranged on the side opposite to the main shaft 1a of the intermediate rotating body 22, and in a plan view, the rotating axis La of the intermediate rotating body 22 is an outer wall. It is inclined at 20 ° with respect to the extending direction of the portion 3b. According to this configuration, the inclination of the arrangement straight line of each magnet with respect to the outer wall portion 3b can be increased as compared with the case where the rotation axis La of the intermediate rotating body 22 is not inclined. As a result, the distance between the magnets becomes large, and the influence of the leakage flux of the adjacent magnets can be reduced. This action / effect can also be exerted on the encoders 100, 120, 140 according to the first to third embodiments having the same configuration.

[第5実施形態]
図13、図14を参照して本発明の第5実施形態に係るエンコーダ200について説明する。図13は、第5実施形態に係るエンコーダ200の平面図である。図13は図9に対応する。図14は、エンコーダ200の正面図である。図14は図10に対応する。エンコーダ200は、第4実施形態に係るエンコーダ160に対して、角度センサSqおよびマグネットMqを備えておらず、主軸201a、第1回転体220、基板205、および蓋部204の形状が異なり、他の構成は同様である。第4実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。主軸201a、第1回転体220、基板205、および蓋部204はそれぞれ主軸1a、第1回転体20、基板5、および蓋部4に対応し、同様の特徴を有する。主軸201aは、第1回転体220に設けられた開口220h、基板205に設けられた開口205h、および蓋部204に設けられた開口204hを貫通して、軸方向でモータ1から遠ざかる方向に突出している。本明細書において、エンコーダ200のように主軸がモータ1の両側に突出するものを両軸と表記し、エンコーダ160のように主軸がモータ1の片側にのみ突出するものを片軸と表記する。主軸201aは、断面が詰まっている中実のシャフトである。
[Fifth Embodiment]
The encoder 200 according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is a plan view of the encoder 200 according to the fifth embodiment. FIG. 13 corresponds to FIG. FIG. 14 is a front view of the encoder 200. FIG. 14 corresponds to FIG. The encoder 200 does not have the angle sensor Sq and the magnet Mq with respect to the encoder 160 according to the fourth embodiment, and the shapes of the spindle 201a, the first rotating body 220, the substrate 205, and the lid 204 are different, and the like. The configuration of is similar. The description that overlaps with the fourth embodiment will be omitted, and the different configurations will be described. The spindle 201a, the first rotating body 220, the substrate 205, and the lid portion 204 correspond to the spindle 1a, the first rotating body 20, the substrate 5, and the lid portion 4, respectively, and have the same characteristics. The spindle 201a penetrates the opening 220h provided in the first rotating body 220, the opening 205h provided in the substrate 205, and the opening 204h provided in the lid portion 204, and projects axially away from the motor 1. ing. In the present specification, an encoder 200 having a spindle protruding to both sides of the motor 1 is referred to as a double shaft, and an encoder 160 having a spindle protruding to only one side of the motor 1 is referred to as a single shaft. The spindle 201a is a solid shaft having a narrow cross section.

第5実施形態に係るエンコーダ200は、第4実施形態に係るエンコーダ160と同様の構成を有する部分において同様の作用・効果を奏する。第5実施形態に係るエンコーダ200では、モータ1の出力軸である主軸201aがエンコーダ200のモータ1とは反対側から突出する突出部を有しているから、その突出部に被駆動負荷を接続することができる。主軸201aがモータ1のエンコーダ200とは反対側にも突出しているいわゆる両軸の構成を実現することができる。このため、エンコーダ200は多様な用途に使用することができる。 The encoder 200 according to the fifth embodiment exhibits the same action / effect in a portion having the same configuration as the encoder 160 according to the fourth embodiment. In the encoder 200 according to the fifth embodiment, since the spindle 201a, which is the output shaft of the motor 1, has a protruding portion protruding from the side opposite to the motor 1 of the encoder 200, a driven load is connected to the protruding portion. can do. It is possible to realize a so-called biaxial configuration in which the spindle 201a protrudes to the side opposite to the encoder 200 of the motor 1. Therefore, the encoder 200 can be used for various purposes.

[第6実施形態]
図15、図16を参照して本発明の第6実施形態に係るエンコーダ300について説明する。図15は、第6実施形態に係るエンコーダ300の平面図である。図15は図9に対応する。図16は、エンコーダ300の正面図である。図16は図10に対応する。エンコーダ300は、第5実施形態に係るエンコーダ200に対して、主軸301a、第1回転体320、基板305、および蓋部304の形状が異なり、他の構成は同様である。第5実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。主軸301a、第1回転体320、基板305、および蓋部304はそれぞれ主軸201a、第1回転体220、基板205、および蓋部204に対応し、同様の特徴を有する。主軸201aが中実のシャフトであったのに対して、主軸301aは、中空のシャフトであり、主軸201aより大径に設定されている。主軸301aは、第1回転体320に設けられた開口320h、基板305に設けられた開口305h、および蓋部304に設けられた開口304hを貫通している。開口320h、開口305h、および開口304hは、主軸301aの大径化に対応して、開口220h、開口205h、および開口204hよりそれぞれ拡径されている。
[Sixth Embodiment]
The encoder 300 according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a plan view of the encoder 300 according to the sixth embodiment. FIG. 15 corresponds to FIG. FIG. 16 is a front view of the encoder 300. FIG. 16 corresponds to FIG. The encoder 300 differs from the encoder 200 according to the fifth embodiment in the shapes of the spindle 301a, the first rotating body 320, the substrate 305, and the lid 304, and has the same other configurations. The description that overlaps with the fifth embodiment will be omitted, and the different configurations will be described. The spindle 301a, the first rotating body 320, the substrate 305, and the lid portion 304 correspond to the spindle 201a, the first rotating body 220, the substrate 205, and the lid portion 204, respectively, and have the same characteristics. While the main shaft 201a is a solid shaft, the main shaft 301a is a hollow shaft and has a diameter larger than that of the main shaft 201a. The spindle 301a penetrates the opening 320h provided in the first rotating body 320, the opening 305h provided in the substrate 305, and the opening 304h provided in the lid 304. The opening 320h, the opening 305h, and the opening 304h are enlarged from the opening 220h, the opening 205h, and the opening 204h, respectively, in accordance with the increase in the diameter of the spindle 301a.

第6実施形態に係るエンコーダ300は、第5実施形態に係るエンコーダ200と同様の作用・効果を奏する。第6実施形態に係るエンコーダ300はモータ1の出力軸である主軸301aが中空であるから、その中空部に被駆動負荷を接続することができる。 The encoder 300 according to the sixth embodiment has the same operation and effect as the encoder 200 according to the fifth embodiment. Since the main shaft 301a, which is the output shaft of the motor 1, is hollow in the encoder 300 according to the sixth embodiment, a driven load can be connected to the hollow portion.

[第7実施形態]
図17、図18を参照して本発明の第7実施形態に係るエンコーダ400について説明する。図17は、第7実施形態に係るエンコーダ400の平面図である。図17は図9に対応する。図18は、エンコーダ400の正面図である。図18は図10に対応する。エンコーダ400は、第4実施形態に係るエンコーダ160に対して、主軸401aおよび第1回転体420の形状が異なり、他の構成は同様である。第4実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。
[7th Embodiment]
The encoder 400 according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. 17 is a plan view of the encoder 400 according to the seventh embodiment. FIG. 17 corresponds to FIG. FIG. 18 is a front view of the encoder 400. FIG. 18 corresponds to FIG. The encoder 400 has a different shape of the spindle 401a and the first rotating body 420 from the encoder 160 according to the fourth embodiment, and has the same other configurations. The description that overlaps with the fourth embodiment will be omitted, and the different configurations will be described.

主軸401aおよび第1回転体420は、それぞれ主軸1aおよび第1回転体20に対応し、同様の特徴を有する。主軸1aが中実のシャフトであったのに対して、主軸401aは、中空のシャフトであり、主軸1aより大径に設定されている。第1回転体320は、主軸401aの外径が大径化されたことに対応して主軸401aを環囲する部分の内径が大径化されている。第1回転体320は、中空の主軸401aの端面を覆う部分を有する。 The spindle 401a and the first rotating body 420 correspond to the spindle 1a and the first rotating body 20, respectively, and have similar characteristics. Whereas the main shaft 1a was a solid shaft, the main shaft 401a is a hollow shaft and has a diameter larger than that of the main shaft 1a. In the first rotating body 320, the inner diameter of the portion surrounding the main shaft 401a is increased in response to the increase in the outer diameter of the main shaft 401a. The first rotating body 320 has a portion that covers the end face of the hollow spindle 401a.

第7実施形態に係るエンコーダ400は、第4実施形態に係るエンコーダ160と同様の作用・効果を奏する。第7実施形態に係るエンコーダ400はモータ1の出力軸である主軸401aが中空であるから、その中空部に被駆動負荷を接続することができる。 The encoder 400 according to the seventh embodiment has the same operation and effect as the encoder 160 according to the fourth embodiment. Since the main shaft 401a, which is the output shaft of the motor 1, is hollow in the encoder 400 according to the seventh embodiment, a driven load can be connected to the hollow portion.

[第8実施形態]
図19を参照して本発明の第8実施形態に係るエンコーダ500について説明する。図19は、第8実施形態に係るエンコーダ500の平面図である。図19では、理解を容易にするため、重要でない部材や部分の図示を省いている。エンコーダ500は、第4実施形態に係るエンコーダ160に対して、中間回転体22の回転軸線Lbが外壁部3bの延在方向(X軸方向)に平行に設けられ、その分各マグネットの配置直線Lnの外壁部3bの延在方向に対する傾斜が小さく設定されている点で異なり、他の構成は同様である。第4実施形態と重複する説明を省き、相違する構成について説明する。図19の例では、各マグネットの配置直線Lnの外壁部3bの延伸方向に対する傾斜は20°に設定されている。
[Eighth Embodiment]
The encoder 500 according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a plan view of the encoder 500 according to the eighth embodiment. In FIG. 19, insignificant members and parts are omitted for ease of understanding. The encoder 500 is provided with the rotation axis Lb of the intermediate rotating body 22 parallel to the extending direction (X-axis direction) of the outer wall portion 3b with respect to the encoder 160 according to the fourth embodiment. The other configurations are the same except that the inclination of the outer wall portion 3b of the Ln with respect to the extending direction is set to be small. The description that overlaps with the fourth embodiment will be omitted, and the different configurations will be described. In the example of FIG. 19, the inclination of the outer wall portion 3b of the arrangement straight line Ln of each magnet with respect to the stretching direction is set to 20 °.

第8実施形態に係るエンコーダ500は、第4実施形態に係るエンコーダ160と同様の構成を有する部分において同様の作用・効果を奏する。第8実施形態に係るエンコーダ500は、中間回転体22を短く構成することが可能になり、その分軽量化することができる。 The encoder 500 according to the eighth embodiment exhibits the same action / effect in a portion having the same configuration as the encoder 160 according to the fourth embodiment. In the encoder 500 according to the eighth embodiment, the intermediate rotating body 22 can be configured to be short, and the weight can be reduced by that amount.

図20は、各実施形態によるエンコーダの仕様分類表である。図20に示すように、各実施形態のエンコーダは、多様な仕様に展開することができる。特に、基本構成を共通にして、第1回転体の形状を選択することにより、主軸の中空と中実および片軸と両軸のいずれの組み合わせの仕様にも対応することができる。また、角度センサSqのありとなしを選択することにより、主軸の回転角について高分解能と中分解能のいずれの仕様にも対応することができる。また、角度センサSrの有無を選択することにより、検知可能な主軸の回転量の範囲について広範囲と中範囲のいずれの仕様にも対応することができる。つまり、プラットフォームの共通化および構成要素の共用率向上によって設計の効率化や生産コストの低下を実現し、多様なニーズへの対応が容易になる。 FIG. 20 is a specification classification table of the encoder according to each embodiment. As shown in FIG. 20, the encoder of each embodiment can be developed into various specifications. In particular, by making the basic configuration common and selecting the shape of the first rotating body, it is possible to correspond to the specifications of any combination of the hollow and solid spindles and the single shaft and both shafts. Further, by selecting the presence or absence of the angle sensor Sq, it is possible to correspond to both high resolution and medium resolution specifications for the rotation angle of the spindle. Further, by selecting the presence / absence of the angle sensor Sr, it is possible to correspond to both a wide range and a medium range of the range of the amount of rotation of the main shaft that can be detected. In other words, by standardizing the platform and improving the sharing rate of components, design efficiency can be improved and production costs can be reduced, making it easier to meet diverse needs.

以上、本発明の各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。 The above description has been made based on each embodiment of the present invention. It will be appreciated by those skilled in the art that these embodiments are exemplary and that various modifications and modifications are possible within the claims of the invention, and that such modifications and modifications are also within the claims of the present invention. It is about to be done. Therefore, the descriptions and drawings herein should be treated as exemplary rather than limiting.

以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、各実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。各実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。 Hereinafter, a modified example will be described. In the drawings and description of the modified examples, the same or equivalent components and members as in each embodiment are designated by the same reference numerals. The description that overlaps with each embodiment will be omitted as appropriate, and the configuration different from the embodiment will be mainly described.

(第1変形例)
各実施形態の説明では、各マグネットがそれぞれ一体の部材である例について説明したがこれに限られない。マグネットMp、Mq、Mrは、それぞれ複数のピースを組み合わせて構成されてもよい。
(First modification)
In the description of each embodiment, an example in which each magnet is an integral member has been described, but the present invention is not limited to this. The magnets Mp, Mq, and Mr may each be configured by combining a plurality of pieces.

(第2変形例)
各実施形態の説明では、各歯車や各回転体が樹脂材料から形成される例について説明したがこれに限られない。これらの各歯車や各回転体の全部または一部は金属材料やその他の材料から形成されてもよい。
(Second modification)
In the description of each embodiment, an example in which each gear and each rotating body is formed of a resin material has been described, but the present invention is not limited to this. All or part of each of these gears and each rotating body may be formed of a metal material or other material.

上述の変形例によれば、各実施形態と同様の構成を有する部分において同様の作用・効果を奏する。 According to the above-mentioned modification, the same action / effect is obtained in the portion having the same configuration as each embodiment.

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。 Any combination of each of the above-described embodiments and modifications is also useful as an embodiment of the present invention. The new embodiments resulting from the combination have the effects of the combined embodiments and variants.

1・・モータ、 1a・・主軸、 2・・ベース、 3・・筐体、 10・・第1ウォーム歯車、 12・・第1ウォームホイール、 14・・第2ウォーム歯車、 16・・第2ウォームホイール、 20・・第1回転体、 22・・中間回転体、 24・・第2回転体、 30・・第3ウォーム歯車、 32・・第3ウォームホイール、 38・・第3回転体、 40・・制御部、 100、120、140、160・・エンコーダ。 1 ... motor, 1a ... spindle, 2 ... base, 3 ... housing, 10 ... 1st worm gear, 12 ... 1st worm wheel, 14 ... 2nd worm gear, 16 ... 2nd Worm wheel, 20 ... 1st rotating body, 22 ... Intermediate rotating body, 24 ... 2nd rotating body, 30 ... 3rd worm gear, 32 ... 3rd worm wheel, 38 ... 3rd rotating body, 40 ... Control unit, 100, 120, 140, 160 ... Encoder.

Claims (8)

主軸の複数回の回転にわたる回転量を特定するアブソリュートエンコーダであって、
前記主軸の回転に従って回転する第1駆動歯車と、
前記第1駆動歯車と噛合う第1従動歯車と、
前記第1従動歯車の回転に従って回転する第2駆動歯車と、
前記第2駆動歯車と噛合う第2従動歯車と、
前記第2従動歯車の回転に従って回転する第2回転体の回転角を検知する角度センサと、
底部と、当該底部から突出する複数の支柱と、有するベースと、
前記底部と対向配置され、前記複数の支柱に固定される基板と、
を備え、
前記第1駆動歯車、前記第1従動歯車、前記第2駆動歯車および前記第2従動歯車は、前記底部の前記基板側の面に配置され、
前記角度センサは、前記基板の前記底部側の面に配置され、
前記第1駆動歯車はウォーム歯車であり、
前記第1従動歯車はウォームホイールであり、
前記第2駆動歯車はウォーム歯車であり、
前記第2従動歯車はウォームホイールであることを特徴とするアブソリュートエンコーダ。
An absolute encoder that specifies the amount of rotation over multiple rotations of the spindle.
The first drive gear that rotates according to the rotation of the spindle,
The first driven gear that meshes with the first drive gear,
A second drive gear that rotates according to the rotation of the first driven gear,
A second driven gear that meshes with the second drive gear,
An angle sensor that detects the angle of rotation of the second rotating body that rotates according to the rotation of the second driven gear, and
A bottom, a plurality of columns protruding from the bottom, a base having,
A substrate that is arranged to face the bottom and is fixed to the plurality of columns.
Equipped with
The first drive gear, the first driven gear, the second drive gear, and the second driven gear are arranged on the surface of the bottom portion on the substrate side.
The angle sensor is arranged on the bottom surface of the substrate.
The first drive gear is a worm gear and is a worm gear.
The first driven gear is a worm wheel.
The second drive gear is a worm gear and is a worm gear.
The second driven gear is an absolute encoder characterized by being a worm wheel.
前記複数の支柱は、前記第1従動歯車を挟んで離れて配置される2つの支柱を含むことを特徴とする請求項1に記載のアブソリュートエンコーダ。The absolute encoder according to claim 1, wherein the plurality of columns include two columns arranged apart from each other with the first driven gear interposed therebetween. 前記ベースは、前記底部から延出する外壁部を有し、The base has an outer wall portion extending from the bottom portion.
前記基板は、前記外壁部に隙間を介して包囲されることを特徴とする請求項1または2に記載のアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to claim 1 or 2, wherein the substrate is surrounded by the outer wall portion through a gap.
前記第1駆動歯車、前記第1従動歯車、前記第2駆動歯車および前記第2従動歯車は、前記主軸の回転を伝達する回転伝達経路を構成し、
前記回転伝達経路は、前記底部に沿って屈曲して配置され
前記第2従動歯車は、前記回転伝達経路の終端であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のアブソリュートエンコーダ。
The first drive gear, the first driven gear, the second drive gear, and the second driven gear constitute a rotation transmission path for transmitting the rotation of the spindle.
The rotation transmission path is arranged so as to be bent along the bottom portion .
The absolute encoder according to any one of claims 1 to 3, wherein the second driven gear is a terminal of the rotation transmission path .
前記主軸の回転角を検知する別の角度センサをさらに備え、
記別の角度センサは、前記第1駆動歯車、前記第1従動歯車、前記第2駆動歯車および前記第2従動歯車を挟んで前記底部とは反対側に設けられることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のアブソリュートエンコーダ。
Further equipped with another angle sensor for detecting the rotation angle of the spindle,
The other aspect of the present invention is characterized in that the other angle sensor is provided on the side opposite to the bottom portion with the first drive gear, the first driven gear, the second drive gear, and the second driven gear interposed therebetween. The absolute encoder according to any one of 1 to 4 .
前記第1従動歯車の外径は前記第1駆動歯車の外径より小さく設定されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer diameter of the first driven gear is set to be smaller than the outer diameter of the first drive gear. 前記主軸の回転軸線に沿った方向に偏平な直方体形状を有することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のアブソリュートエンコーダ。 The absolute encoder according to any one of claims 1 to 6, wherein the absolute encoder has a rectangular parallelepiped shape that is flat in a direction along the rotation axis of the main shaft. 前記外壁部は、前記第1従動歯車の前記主軸とは反対側に配置される特定外壁部を含み、
平面視において、前記第1従動歯車の回転軸線は、前記特定外壁部の延在方向に対して5°から30°の範囲で傾斜していることを特徴とする請求項に記載のアブソリュートエンコーダ。
The outer wall portion includes a specific outer wall portion arranged on the side opposite to the main shaft of the first driven gear.
The absolute encoder according to claim 3 , wherein the rotary axis of the first driven gear is inclined in a range of 5 ° to 30 ° with respect to the extending direction of the specific outer wall portion in a plan view. ..
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131049A (en) 2000-10-24 2002-05-09 Yazaki Corp Speed reducing mechanism of steering sensor
JP2002340619A (en) 2001-05-16 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Turning angle detecting device
US20040007067A1 (en) 2001-07-18 2004-01-15 Marcus Meyer Gear drive unit with speed measurement
JP2004077483A (en) 2002-08-19 2004-03-11 Stegmann Gmbh & Co Kg Multiturn goniometer
JP2006098234A (en) 2004-09-29 2006-04-13 Jtekt Corp Rotation angle detector
JP2014147262A (en) 2013-01-30 2014-08-14 Denso Wave Inc Magnetic gear, magnetic gear mechanism, and encoder device
JP2016105676A (en) 2014-12-01 2016-06-09 アスモ株式会社 Actuator
JP2017044639A (en) 2015-08-28 2017-03-02 ファナック株式会社 Encoder having liquid-tight structure

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131049A (en) 2000-10-24 2002-05-09 Yazaki Corp Speed reducing mechanism of steering sensor
JP2002340619A (en) 2001-05-16 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Turning angle detecting device
US20040007067A1 (en) 2001-07-18 2004-01-15 Marcus Meyer Gear drive unit with speed measurement
JP2004077483A (en) 2002-08-19 2004-03-11 Stegmann Gmbh & Co Kg Multiturn goniometer
JP2006098234A (en) 2004-09-29 2006-04-13 Jtekt Corp Rotation angle detector
JP2014147262A (en) 2013-01-30 2014-08-14 Denso Wave Inc Magnetic gear, magnetic gear mechanism, and encoder device
JP2016105676A (en) 2014-12-01 2016-06-09 アスモ株式会社 Actuator
JP2017044639A (en) 2015-08-28 2017-03-02 ファナック株式会社 Encoder having liquid-tight structure

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