WO2022254529A1 - ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、トルク検出方法 - Google Patents

ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、トルク検出方法 Download PDF

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久美子 藤間
慎祐 口輪野
英司 藤津
智 末吉
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株式会社安川電機
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    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1633—Programme controls characterised by the control loop compliant, force, torque control, e.g. combined with position control

Definitions

  • an output section for increasing a first torque output from a motor and outputting a second torque to a torque sensor; a damping section for damping the transmission of said second torque to the sensor.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of the distal end portion of the arm of the robot in a modified example in which the damping section is formed as part of the output section of the speed reducer;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of the distal end portion of the arm of the robot when the damping portion is formed as part of the input portion of the torque sensor;
  • the torque sensor 2 has a ring-shaped outer peripheral portion 5, a ring-shaped inner peripheral portion 7, and a sensor portion 8 (not shown in FIG. 2; see FIG. 4 described later).
  • the sensor part 8 is arranged between the outer peripheral part 5 and the inner peripheral part 7, and senses the torque applied to at least the outer peripheral part 5 based on the relative displacement between the outer peripheral part 5 and the inner peripheral part 7. To detect.
  • the outer peripheral portion 5 is fixed to the hand 120R by a plurality of (12 in this example) bolts (not shown) inserted through bolt holes 11 (see FIG. 4, which will be described later).
  • the space S in the circumferential direction is S1 between the connecting portions 9A and 9B
  • S2 is the space between the connecting portions 9B and 9C
  • S3 is the space between the connecting portions 9C and 9D
  • S3 is the space between the connecting portions 9C and 9D.
  • a space between the connecting portions 9D and 9A is called S4.
  • the number and arrangement of the connecting portions may be other numbers and arrangements than the above as long as the outer peripheral portion 5 and the inner peripheral portion 7 can be connected so as to have a predetermined rigidity.
  • each of the board units PB1 to PB4 has a plurality of boards and is configured as a set of boards (see FIG. 7 described later).
  • Each of the board units PB1 to PB4 is arranged in a plurality of spaces S1 to S4 between the plurality of connecting portions 9A to 9D in the circumferential direction around the Z axis.
  • the axis in the direction passing through substantially the center position of the board unit PB2 in the circumferential direction (the direction that bisects the angular interval between the connecting portions 9B and 9C) is
  • the X-axis the direction perpendicular to the X-axis, that is, the direction that passes through the approximate center position of the board unit PB1 in the circumferential direction (the direction that bisects the angular interval between the connecting portions 9A and 9B) is the Y-axis.
  • FIG. 6 is a plan view of the configuration of the outer peripheral portion 5, the inner peripheral portion 7, the connecting portions 9A to 9D, etc., viewed from the positive direction of the Z axis. 6 shows a state in which the board units PB1 to PB4 and the connecting portions 19, 21, 23, etc. are removed from the torque sensor 2 shown in FIG. Also, in FIG. 6, the illustration of the bolt holes 13 in the inner peripheral portion 7 is omitted to prevent complication. Further, in FIG. 6, the detectors D1 to D4 installed on the board units PB1 to PB4 are indicated by dashed lines in order to indicate the positional relationship with the scales SC1 to SC4.
  • Each of the scale fixing portions SF1 to SF4 is configured as a separate piece from the inner peripheral portion 7.
  • Each of scale fixing portions SF1 to SF4 has a base portion 29 in which a bolt hole 27 is formed.
  • the base portion 29 is attached to and detached from a fixed portion (for example, a recess formed on the bottom surface side) of the inner peripheral portion 7 by a fixing bolt (not shown) inserted through the bolt hole 27 .
  • a fixing bolt not shown
  • each of the scale fixing portions SF1 to SF4 is detachably fixed to the inner peripheral portion 7.
  • the scale fixing portions SF1 to SF4 and the inner peripheral portion 7 may be integrally constructed.
  • the scale fixing portions SF1 to SF4 may be connected to form one piece.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional structure of the board units PB1 to PB4 along the VII-VII cross-sectional line of FIG. 4 (also shown for reference in FIG. 6).
  • illustration of the connection portions 19, 21, 23 and the circuit components on each board is omitted.
  • the board PB1a is a board that mainly performs signal processing of analog signals.
  • a detection unit D1 is arranged on the lower surface of the substrate PB1a (the surface on the negative side of the Z-axis) so as to face the scale SC1 fixed to the scale fixing unit SF1 with a predetermined gap in the Z-axis direction.
  • the detector D1 and the scale SC1 constitute a first optical sensor OS1, which detects the relative displacement between the outer peripheral portion 5 and the inner peripheral portion .
  • the substrate PB1a is provided with an amplifier circuit for the analog signal output from the detector D1, an offset removal circuit, and the like.
  • the board configuration of the other board units PB2 to PB4 is the same as that of the above-described board unit PB1, so description thereof will be omitted.
  • the scale SC2 fixed to the scale fixing part SF2 and the detection part D2 arranged on the board PB2a of the board unit PB2 constitute the second optical sensor OS2.
  • the scale SC3 fixed to the scale fixing part SF3 and the detection part D3 arranged on the board PB3a of the board unit PB3 constitute the third optical sensor OS3.
  • the scale SC4 fixed to the scale fixing part SF4 and the detection part D4 arranged on the board PB4a of the board unit PB4 constitute a fourth optical sensor OS4.
  • the sensor unit 8 has a first optical sensor OS1, a second optical sensor OS2, a third optical sensor OS3, and a fourth optical sensor OS4.
  • FIG. 8 is a plan view of the detection units D1 to D4 viewed from the negative direction of the Z axis.
  • Each light receiving section 41 has a plurality of (16 in this example) light receiving elements 43 arranged at equal intervals along the circumferential direction around the Z axis.
  • a plurality of light receiving elements 43 are formed to have an incremental pattern. Note that the number of light receiving elements 43 constituting the light receiving section 41 may be other than the above.
  • the configuration of the other detection units D2 to D4 is the same as that of the detection unit D1 described above, so description thereof will be omitted.
  • the second optical sensor OS2, the third optical sensor OS3, and the fourth optical sensor OS4 also detect the amount of relative rotation between the outer peripheral portion 5 and the inner peripheral portion 7 in the same manner as described above.
  • the amount of rotation is transmitted to the torque calculator 37 .
  • the torque calculator 37 calculates the torque value acting between the outer peripheral portion 5 and the inner peripheral portion 7 based on the amount of rotation received from the optical sensors OS1 to OS4 and the elastic coefficients of the connecting portions 9A to 9D. do.
  • the substrate unit PB1 and the first optical sensor OS1 will be referred to as the first sensor module SM1, the substrate unit PB2 and the second optical sensor OS2 as the second sensor module SM2, and the substrate unit PB3 and the third optical sensor OS2 as the second sensor module SM2.
  • the sensor OS3 is called a third sensor module SM3, and the board unit PB4 and the fourth optical sensor OS4 are called a fourth sensor module SM4.
  • the first sensor module SM1 transmits the value detected by the first optical sensor OS1 to the third sensor module SM3 via the second sensor module SM2, and the third sensor module SM3 transmits the value detected by the third optical sensor OS1.
  • the detection value received by the first optical sensor OS1 is added to the detection value by OS3 to calculate an average value.
  • the second sensor module SM2 transmits the value detected by the second optical sensor OS2 to the fourth sensor module SM4 via the first sensor module SM1, and the fourth sensor module SM4 transmits the value detected by the fourth optical sensor OS2.
  • the detection value received by the second optical sensor OS2 is added to the detection value by the OS4 to calculate an average value.
  • the transmission and reception of signals between the master and slave in one system is performed via the slave in the other system. Can be simplified.
  • the third sensor module SM3 and the fourth sensor module SM4 are not connected, this also promotes wiring saving.
  • the torque calculation unit 37 calculates a torque value based on outputs from a plurality of optical sensors (four optical sensors OS1 to OS4 in this example). As shown in FIG. 10, the torque calculation unit 37 includes conversion units 56, 58, 60, 62, an addition unit 57, a division unit 59, an addition unit 61, a division unit 63, an addition unit 65, a division 67.
  • the addition section 57 adds the torque value calculated by the conversion section 56 and the torque value calculated by the conversion section 60 .
  • the dividing unit 59 divides the torque value added by the adding unit 57 by 2 to calculate an average value.
  • the outputs of the optical sensors OS1 and OS3 (including the torque values calculated by the conversion unit) and the outputs of the optical sensors OS2 and OS4 (calculated by the conversion unit), which are arranged at intervals of 180 degrees in the circumferential direction (including the torque value obtained by the other axis) can be added to cancel the detection error due to interference with other axes.
  • “other-axis interference” means torsional moment Mx about the X-axis, torsional moment My about the Y-axis, and translational forces Fx, Fy, and Fz in the directions of the X-, Y-, and Z-axes.
  • the optical sensors OS2 and OS4 constituting the second system can ignore the effect on torque detection accuracy.
  • the optical sensors OS1 and OS3 constituting the first system since there is an inclination in the circumferential direction around the Z-axis between the scales SC1 and SC3 and the detectors D1 and D3, the detection positions in the circumferential direction changes, resulting in detection error.
  • detection errors occur in opposite directions (positive direction and negative direction) in the circumferential direction around the Z axis. A detection error due to the moment My can be canceled.
  • the optical sensors OS2 and OS4 constituting the second system cause the scales SC2 and SC4 and the detectors D2 and D4 to move. Since the change (amount of rotation) in the detected position in the circumferential direction around the Z-axis is 0 or very small, the influence on torque detection accuracy can be ignored.
  • detection errors occur because the detection positions in the circumferential direction around the Z axis change between the scales SC1 and SC3 and the detectors D1 and D3. .
  • detection errors occur in opposite directions (positive direction and negative direction) in the circumferential direction around the Z axis. A detection error due to the force Fx can be canceled.
  • the optical sensors OS1 and OS3 constituting the first system cause the scales SC1 and SC3 and the detectors D1 and D3 to move. Since the change (amount of rotation) in the detected position in the circumferential direction around the Z-axis is 0 or very small, the influence on torque detection accuracy can be ignored.
  • detection errors occur because the detection positions in the circumferential direction around the Z-axis change between the scales SC2 and SC4 and the detectors D2 and D4. .
  • detection errors occur in opposite directions (positive direction and negative direction) in the circumferential direction around the Z axis. A detection error due to the force Fy can be canceled.
  • the component in the Y-axis direction can be ignored on the torque detection accuracy, and the detection error of the components in the X-axis direction can be canceled by adding the outputs of the optical sensors OS1 and OS3.
  • the influence on the torque detection accuracy can be ignored for the component in the X-axis direction, and the component in the Y-axis direction is detected by adding the outputs of the optical sensors OS2 and OS4. You can cancel the error. Therefore, by adding the outputs of the optical sensors OS1 and OS3 and the outputs of the optical sensors OS2 and OS4, the torque sensor 2 reduces the detection error regardless of the relative movement in any direction on the XY axis plane. You can cancel.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of measurement results of the output error of the first system and the output error of the second system in a comparative example in which no attenuation section is provided.
  • FIG. 13 is a graph showing an example of the measurement result of the output error of the average value of the output of the first system and the output of the second system in a comparative example in which no attenuation section is provided.
  • FIG. 14 is a graph showing an example of measurement results of the output error of the first system and the output error of the second system in the embodiment provided with the attenuation section.
  • the speed reducer 4 includes a wave generator 407 that inputs the first torque output from the motor 3, a circular spline 403 and a flex spline 405 that increase the first torque input by the wave generator 407, and a and a circular spline 403 for outputting a second torque
  • the torque sensor 2 includes an inner peripheral portion 7 for inputting the second torque output from the circular spline 403, and an inner peripheral portion 7 for inputting the second torque.
  • the optical sensors OS1 to OS4 may have an outer peripheral portion 5 that outputs the second torque, and connecting portions 9A to 9D that connect the inner peripheral portion 7 and the outer peripheral portion 5. Torque may be detected based on the relative displacement between the outer peripheral portions 5 , and the damping portion 6 may be positioned on the transmission path of the second torque from the circular spline 403 to the inner peripheral portion 7 .
  • transmission of the second torque can be attenuated in the transmission path of the second torque from the circular spline 403 of the speed reducer 4 to the inner peripheral portion 7 of the torque sensor 2 .
  • the torque ripple can be reduced and the influence of the vibration of the speed reducer 4 can be reduced, so that the torque detection accuracy can be improved.

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Abstract

【課題】トルクの検出精度を向上することが可能なロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、及びトルク検出方法を提供する。 【解決手段】ロボット１は、モータ３から出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機４と、減速機４から出力される第２トルクを出力する外周部５と、少なくとも外周部５に印加されたトルクを検出するセンサ部８と、を有するトルクセンサ２と、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達経路に位置し、第２トルクの伝達を減衰する減衰部６と、を有する。

Description

ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、トルク検出方法
　開示の実施形態は、ロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、及びトルク検出方法に関する。
　特許文献１には、トルクセンサが記載されている。このトルクセンサは、第１の部材及び第２の部材と、第１の部材と第２の部材とを、トルクの大きさに応じた量だけ第１軸心周りに相対的に回転可能に連結すると共に、トルク以外の力により第１軸心に垂直な第２軸心周りに相対的に回転可能に連結する連結部材と、第１の部材に配置されたスケールと、第２の部材に配置され、第２軸心上の位置からスケールに光を出射する発光部と、第２の部材に配置され、発光部から出射されてスケールで反射された光を受光する受光部と、を有する。
国際公開第２０１９／０２１４４２号
　上記トルクセンサが減速機の近傍に配置された場合に、減速機の振動の影響を低減し、検出精度を向上することが要望されていた。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、トルクの検出精度を向上することが可能なロボット、駆動機構、減速機、トルクセンサ、及びトルク検出方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機と、前記減速機から出力される前記第２トルクを出力する出力部と、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、を有するトルクセンサと、前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路に位置し、前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、を有する、ロボットが適用される。
　また、本発明の別の観点によれば、モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機と、前記減速機から出力される前記第２トルクを出力する出力部と、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、を有するトルクセンサと、前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路に位置し、前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、を有する、駆動機構が適用される。
　また、本発明の別の観点によれば、モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクをトルクセンサに出力する出力部と、前記出力部の一部として形成され、前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、を有する、減速機が適用される。
　また、本発明の別の観点によれば、減速機から出力されるトルクを入力する入力部と、前記入力部により入力した前記トルクを出力する出力部と、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、前記入力部の一部として形成され、前記減速機からの前記トルクの伝達を減衰する減衰部と、を有する、トルクセンサが適用される。
　また、本発明の別の観点によれば、モータから出力される第１トルクを減速機により増大させて、第２トルクを出力することと、前記減速機から出力される前記第２トルクをトルクセンサの出力部により出力することと、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを前記トルクセンサのセンサ部により検出することと、前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路において、前記第２トルクの伝達を減衰することと、を有する、トルク検出方法が適用される。
　本発明のロボット等によれば、トルクの検出精度を向上することができる。
実施形態に係るロボットの構成の一例を表す外観図である。 ロボットのアームの先端部の断面構造の一例を表す断面図である。 減衰部の外観の一例を表す斜視図である。 トルクセンサのＺ軸正の方向側から見た構成の一例を表す平面図である。 トルクセンサのＹ軸負の方向側から見た構成の一例を表す側面図である。 トルクセンサの外周部、内周部、及び連結部等のＺ軸正の方向側から見た構成の一例を表す平面図である。 図４のＶＩＩ－ＶＩＩ断面線における基板の断面構造の一例を表す断面図である。 検出部のＺ軸負の方向側から見た構成の一例を表す平面図である。 トルクセンサの基板の全体構成の一例を概念的に表す説明図である。 トルク算出処理を実行するトルク算出部の機能構成の一例を表すブロック図である。 第１の系統の出力と第２の系統の出力を加算することで、波動歯車機構を備えた減速機に特有のトルクリップルによる検出誤差をキャンセルすることを説明するためのグラフである。 減衰部を設けない比較例における、第１の系統の出力誤差及び第２の系統の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。 減衰部を設けない比較例における、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均値の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。 減衰部を設けた実施形態における、第１の系統の出力誤差及び第２の系統の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。 減衰部を設けた実施形態における、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均値の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。 減衰部を減速機の出力部の一部として形成する場合の変形例における、ロボットのアームの先端部の断面構造の一例を表す断面図である。 減衰部をトルクセンサの入力部の一部として形成する場合における、ロボットのアームの先端部の断面構造の一例を表す断面図である。
　以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
　＜１．ロボットの構成＞
　図１を参照しつつ、本実施形態に係るロボット１の構成の一例について説明する。図１に示すように、ロボット１はいわゆる双腕ロボットであり、基台１０１と、胴体部１０２と、別体として構成された２つのアーム１０３Ｌ，１０３Ｒとを有する。なお、ロボット１は必ずしも双腕ロボットである必要はなく、単一のアームを有するロボットとしてもよい。
　基台１０１は、ロボット１の設置面（例えば床面）に対し、例えばアンカーボルト等により固定されている。なお、基台１０１は、床面以外の面（例えば天井面、壁面、架台等）に固定されてもよい。胴体部１０２は、基台１０１の上端部に旋回可能に支持されている。
　アーム１０３Ｌは、胴体部１０２の一方側の側部に回動可能に支持されている。アーム１０３Ｌは、肩部１０４Ｌと、上腕Ａ部１０５Ｌと、上腕Ｂ部１０６Ｌと、下腕部１０７Ｌと、手首Ａ部１０８Ｌと、手首Ｂ部１０９Ｌと、フランジ部としてのトルクセンサ２とを備える。なお、本実施形態ではフランジ部にトルクセンサを設けた場合について説明するが、フランジ部以外の各関節部の一部又は全部にトルクセンサ２と同様の構成のトルクセンサを設けてもよい。
　肩部１０４Ｌは、胴体部１０２の一方側の側部に回動可能に支持されている。肩部１０４Ｌは、胴体部１０２との間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、胴体部１０２の一方側の側部に対し回動駆動される。
　上腕Ａ部１０５Ｌは、肩部１０４Ｌの先端側に旋回可能に支持されている。上腕Ａ部１０５Ｌは、肩部１０４Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、肩部１０４Ｌの先端側に対し旋回駆動される。
　上腕Ｂ部１０６Ｌは、上腕Ａ部１０５Ｌの先端側に回動可能に支持されている。上腕Ｂ部１０６Ｌは、上腕Ａ部１０５Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、上腕Ａ部１０５Ｌの先端側に対し回動駆動される。
　下腕部１０７Ｌは、上腕Ｂ部１０６Ｌの先端側に旋回可能に支持されている。下腕部１０７Ｌは、上腕Ｂ部１０６Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、上腕Ｂ部１０６Ｌの先端側に対し旋回駆動される。
　手首Ａ部１０８Ｌは、下腕部１０７Ｌの先端側に回動可能に支持されている。手首Ａ部１０８Ｌは、下腕部１０７Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、下腕部１０７Ｌの先端側に対し回動駆動される。
　手首Ｂ部１０９Ｌは、手首Ａ部１０８Ｌの先端側に旋回可能に支持されている。手首Ｂ部１０９Ｌは、手首Ａ部１０８Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、手首Ａ部１０８Ｌの先端側に対し旋回駆動される。
　トルクセンサ２は、手首Ｂ部１０９Ｌの先端側に回動可能に支持されている。トルクセンサ２は、手首Ｂ部１０９Ｌとの間の関節部に設けられたアクチュエータ１１０Ｌの駆動により、手首Ｂ部１０９Ｌの先端側に対し回動駆動される。アクチュエータ１１０Ｌは、モータ３及び減速機４を有する。トルクセンサ２と減速機４との間には、減速機４からトルクセンサ２へのトルクの伝達を減衰する減衰部６（後述の図２、図３参照）が設けられている。
　トルクセンサ２の先端側には、ハンド１２０Ｌが取り付けられている。ハンド１２０Ｌはトルクセンサ２と共に回動する。ハンド１２０Ｌは、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材１３０を備える。
　一方、アーム１０３Ｒは、上記アーム１０３Ｌと左右対称な構造を備え、胴体部１０２の他方側の側部に回動可能に支持されている。アーム１０３Ｒは、肩部１０４Ｒと、上腕Ａ部１０５Ｒと、上腕Ｂ部１０６Ｒと、下腕部１０７Ｒと、手首Ａ部１０８Ｒと、手首Ｂ部１０９Ｒと、フランジ部としてのトルクセンサ２とを備える。なお、本実施形態ではフランジ部にトルクセンサを設けた場合について説明するが、フランジ部以外の各関節部の一部又は全部にトルクセンサ２と同様の構成のトルクセンサを設けてもよい。
　肩部１０４Ｒは、胴体部１０２の他方側の側部に回動可能に支持されている。肩部１０４Ｒは、胴体部１０２との間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、胴体部１０２の他方側の側部に対し回動駆動される。
　上腕Ａ部１０５Ｒは、肩部１０４Ｒの先端側に旋回可能に支持されている。上腕Ａ部１０５Ｒは、肩部１０４Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、肩部１０４Ｒの先端側に対し旋回駆動される。
　上腕Ｂ部１０６Ｒは、上腕Ａ部１０５Ｒの先端側に回動可能に支持されている。上腕Ｂ部１０６Ｒは、上腕Ａ部１０５Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、上腕Ａ部１０５Ｒの先端側に対し回動駆動される。
　下腕部１０７Ｒは、上腕Ｂ部１０６Ｒの先端側に旋回可能に支持されている。下腕部１０７Ｒは、上腕Ｂ部１０６Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、上腕Ｂ部１０６Ｒの先端側に対し旋回駆動される。
　手首Ａ部１０８Ｒは、下腕部１０７Ｒの先端側に回動可能に支持されている。手首Ａ部１０８Ｒは、下腕部１０７Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、下腕部１０７Ｒの先端側に対し回動駆動される。
　手首Ｂ部１０９Ｒは、手首Ａ部１０８Ｒの先端側に旋回可能に支持されている。手首Ｂ部１０９Ｒは、手首Ａ部１０８Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ（図示省略）の駆動により、手首Ａ部１０８Ｒの先端側に対し旋回駆動される。
　トルクセンサ２は、手首Ｂ部１０９Ｒの先端側に回動可能に支持されている。トルクセンサ２は、手首Ｂ部１０９Ｒとの間の関節部に設けられたアクチュエータ１１０Ｒの駆動により、手首Ｂ部１０９Ｒの先端側に対し回動駆動される。アクチュエータ１１０Ｒは、モータ３及び減速機４を有する。トルクセンサ２と減速機４との間には、減速機４からトルクセンサ２へのトルクの伝達を減衰する減衰部６（後述の図２、図３参照）が設けられている。
　トルクセンサ２の先端側には、ハンド１２０Ｒが取り付けられている。ハンド１２０Ｒはトルクセンサ２と共に回動する。ハンド１２０Ｒは、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材１４０を備える。
　上記アクチュエータはそれぞれ、例えばモータ及び減速機等を備えている。上記では、アーム１０３Ｌ，１０３Ｒの長手方向（あるいは延在方向）に沿った回転軸心まわりの回転を「回動」と呼び、アーム１０３Ｌ，１０３Ｒの長手方向（あるいは延在方向）に略垂直な回転軸心まわりの回転を「旋回」と呼んで区別している。
　上記説明における「垂直」は厳密なものではなく、実質的に生じる公差・誤差は許容される。上記説明における「垂直」は、仮想軸心が交わることを意味するものではなく、仮想軸心同士がなす方向が交差するものであればねじれの位置の場合も含まれる。
　＜２．トルクセンサ、モータ、減速機、減衰部の構成＞
　図２及び図３を参照しつつ、ロボット１が備えるトルクセンサ２、モータ３、減速機４、及び減衰部６の構成の一例について説明する。アーム１０３Ｌ，１０３Ｒの各々におけるトルクセンサ２、モータ３、減速機４、及び減衰部６の構成は同様であるため、ここではアーム１０３Ｒにおける構成を例にとって説明する。図２は、アーム１０３Ｒの先端部の断面構造の一例を表す断面図である。図３は、減衰部６の外観の一例を表す斜視図である。なお、図２ではトルクセンサ２のセンサ部等の構成の図示を省略している。
　図２に示すように、アーム１０３Ｒの手首Ｂ部１０９Ｒの先端には、モータ３、減速機４、及びトルクセンサ２を介して、ハンド１２０Ｒが回動可能に支持されている。ハンド１２０Ｒは、モータ３及び減速機４を備えたアクチュエータ１１０Ｒの駆動により回動駆動される。ハンド１２０Ｒはトルクセンサ２と共に回動する。
　モータ３は、モータフレーム３０１と、ブラケット３０３と、軸受３０５と、モータシャフト３０７と、回転子３０９と、固定子３１１とを有する。モータフレーム３０１とブラケット３０３とは、ボルト（図示省略）により固定されており、手首Ｂ部１０９Ｒの先端に取り付けられている。ブラケット３０３の内周には例えば２つの軸受３０５が設けられており、中空状のモータシャフト３０７を基端側（ハンド１２０Ｒとは反対側。以下同様）に突出させて回転可能に支持している。モータシャフト３０７の外周には回転子３０９が設けられ、モータフレーム３０１の内周に設けられた固定子３１１と径方向に間隙を空けて対向配置されている。モータ３は、モータシャフト３０７を回転駆動させて第１トルクを出力する。モータシャフト３０７の内側には、モータフレーム３０１に固定された円筒状のスリーブ３１３が挿通されており、内部にケーブル等を配線することが可能である。
　減速機４は、モータ３から出力される第１トルクを増大させて第２トルクを出力する。減速機４は、例えば波動歯車機構を備えた減速機である。減速機４は、滑り軸受４０１と、サーキュラスプライン４０３と、フレクスプライン４０５と、ウェーブジェネレータ４０７とを有する。滑り軸受４０１は、外輪４０９と、摺動体４１１と、内輪４１３とを有する。外輪４０９は、フレクスプライン４０５と共に、ボルト４１５によりモータ３のブラケット３０３に固定されている。内輪４１３は、サーキュラスプライン４０３に固定されており、サーキュラスプライン４０３と共に摺動体４１１を介して外輪４０９に対して回転可能に支持されている。ウェーブジェネレータ４０７の内周側は、モータシャフト３０７に連結されており、モータシャフト３０７と共に回転する。ウェーブジェネレータ４０７は、モータ３から出力される第１トルクを入力する第１入力部の一例である。ウェーブジェネレータ４０７が１回転すると、フレクスプライン４０５が固定されているため、サーキュラスプライン４０３とフレクスプライン４０５の歯数差（例えば２）分だけ、サーキュラスプライン４０３がウェーブジェネレータ４０７と同じ回転方向へ移動する。サーキュラスプライン４０３とフレクスプライン４０５は、第１入力部により入力した第１トルクを増大させる減速部の一例である。サーキュラスプライン４０３は、減速部により増大させた第２トルクを出力する第１出力部の一例である。減速機４は、ウェーブジェネレータ４０７のベアリング４１７を覆うベアリングカバー４１９を有する。
　トルクセンサ２は、リング状の外周部５と、リング状の内周部７と、センサ部８（図２では図示省略。後述の図４参照）とを有する。センサ部８は、外周部５と内周部７との間に配置されており、外周部５と内周部７との間の相対変位に基づいて、少なくとも外周部５に印加されたトルクを検出する。外周部５は、ボルト穴１１（後述の図４参照）に挿通された複数（この例では１２）のボルト（図示省略）により、ハンド１２０Ｒに固定されている。内周部７は、ボルト穴１３（後述の図４参照）に挿通された複数（この例では１２）のボルト２０１により、減速機４のサーキュラスプライン４０３に固定されている。内周部７は、第１出力部から出力される第２トルクを入力する第２入力部の一例である。外周部５は、減速機４から出力される第２トルクを出力する出力部、又は、第２入力部により入力した第２トルクを出力する第２出力部の一例である。ボルト２０１は、第２入力部を第１出力部に固定する固定部材の一例である。
　外周部５の基端側には、減速機４側に向けて突出した円筒状のシール部材２０３がボルト２０５により固定されている。シール部材２０３は、減速機４の滑り軸受４０１の外輪４０９の外周面と摺動しつつ密封を行い、水やダストの侵入を防止する。
　内周部７の基端側の外周側には、凹部２０７が形成されている。凹部２０７には、減速機４のサーキュラスプライン４０３の外周面が嵌合し、位置決めされる。内周部７の基端側の内周側には、シール溝２０９が形成されている。シール溝２０９内には、減速機４のベアリングカバー４１９に対して摺動しつつ密封を行うシール部材２１１が設けられている。シール溝２０９のさらに内周側には、スリーブ３１３を回転可能に支持する軸受２１３が設けられている。
　減衰部６は、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達経路に位置し、第２トルクの伝達を減衰する。減衰部６は、減速機４のサーキュラスプライン４０３からトルクセンサ２の内周部７への第２トルクの伝達経路に位置する。減衰部６は、サーキュラスプライン４０３と内周部７との間に介在し、減速機４及びトルクセンサ２とは別体で形成された部材である。減衰部６は、サーキュラスプライン４０３の第２トルクを伝達する第１伝達面４２１と、内周部７の第２トルクを伝達する第２伝達面２１５との間に介在する。第２伝達面２１５は凹部２０７の内側に形成されている。減衰部６は、第１伝達面４２１と第２伝達面２１５との間において、ボルト２０１により固定される位置に介在する。減衰部６は、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達を減衰可能な性質を有していればよく、その材質や形状等は特に限定されるものではない。例えば減衰部６は、第１伝達面４２１と第２伝達面２１５により挟まれた弾性を有するシム部材であってもよい。この場合、シム部材の数は単数でも複数でもよい。
　減衰部６として、例えば金軟鋼、純鉄、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、チタン、特殊合金等による金属製のメタルガスケットを使用してもよい。この場合、シール性、耐熱性、耐圧性に優れた減衰構造を実現可能であり、高温・高圧条件や高度のシール性を要求される場合に好適である。また、減衰部６として、例えば樹脂又はゴムを含む材質の部材を使用してもよい。
　図３に、減衰部６の外観の一例を示す。図３に示すように、減衰部６は所定の厚みを備えたリング状の板部材である。減衰部６には、ボルト２０１が挿通される複数（この例では１２）のボルト穴６０１が形成されている。
　減速機４と、トルクセンサ２と、減衰部６は、駆動機構１０を構成する。駆動機構１０は、モータ３から出力される第１トルクを減速機４により増大させて第２トルクを出力することと、減速機４から出力される第２トルクをトルクセンサ２の外周部５により出力することと、少なくとも外周部５に印加されたトルクをトルクセンサ２のセンサ部８により検出することと、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達経路において、第２トルクの伝達を減衰することと、を有するトルク検出方法を実行する。
　上述した駆動機構１０の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、上記では減速機４においてフレクスプライン４０５をモータ３に対して固定し、サーキュラスプライン４０３を出力部とする構成としたが、反対にサーキュラスプライン４０３をモータ３に対して固定し、フレクスプライン４０５を出力部とする構成としてもよい。例えば、上記ではトルクセンサ２において内周部７を減速機４と連結して入力部とし、外周部５をハンド１２０Ｒと連結して出力部とする構成としたが、反対に外周部５を減速機４と連結して入力部とし、内周部７をハンド１２０Ｒと連結して出力部とする構成としてもよい。例えば、上記では減速機４を波動歯車機構を備えた減速機としたが、遊星歯車機構等、波動歯車機構以外の減速機構を備えた減速機としてもよい。
　＜３．トルクセンサの全体構成＞
　図４及び図５を参照しつつ、トルクセンサ２の全体構成の一例について説明する。図４はトルクセンサ２をＺ軸正の方向側から見た平面図、図５はトルクセンサ２をＹ軸負の方向側から見た側面図である。
　図４及び図５に示すように、トルクセンサ２は、リング状の外周部５と、外周部５の径方向の内側に配置され、外周部５よりも小径のリング状である内周部７と、外周部５と内周部７とを連結する複数（この例では４）の連結部９Ａ～９Ｄを有する。なお、内周部７を中空構造でなく中実構造（円板状の部材等）としてもよい。
　図４に示すように、外周部５と内周部７とは、Ｚ軸を中心とする径方向に同心円状に配置されている。外周部５には、当該外周部５をハンド１２０Ｌ，１２０Ｒ等の外部機器に固定するための複数のボルト（図示省略）が挿通される複数（この例では１２）のボルト穴１１が形成されている。ボルト穴１１は、Ｚ軸周りの周方向において連結部９Ａ～９Ｄに対応する位置の方が連結部９Ａ～９Ｄに対応していない位置よりも密になるように、連結部９Ａ～９Ｄの各々の近傍に集約して配置されている。内周部７には、当該内周部７を減速機４等の外部機器に固定するための複数のボルト２０１が挿通される複数（この例では１２）のボルト穴１３が形成されている。ボルト穴１３は、Ｚ軸周りの周方向に略等角度間隔（この例では３０度間隔）で配置されている。なお、ボルト穴１３についても、ボルト穴１１と同様に連結部９Ａ～９Ｄの各々の近傍に集約して配置してもよい。また、ボルト穴１１を、ボルト穴１３と同様にＺ軸周りの周方向に略等角度間隔で配置してもよい。
　図５に示すように、内周部７のＺ軸方向の厚みと外周部５のＺ軸方向の厚みは略同一となるように形成されている。外周部５と内周部７は、それぞれの底面（Ｚ軸負の方向側の端面）及び天面（Ｚ軸正の方向側の端面）が略面一となるように配置されている。なお、外周部５と内周部７の厚みが異なるように形成してもよい。
　連結部９Ａ～９Ｄは、外周部５と内周部７の間の空間Ｓ（図５参照）に、Ｚ軸周りの周方向に略等角度間隔（この例では９０度間隔）で配置されている。連結部９Ａ～９Ｄは、外周部５と内周部７とを、トルクセンサ２の検出対象となるトルク（Ｚ軸周りのねじりモーメントＭｚ）の大きさに応じた量だけＺ軸周りに微小な量だけ相対的に回転可能に連結する。以下では説明の便宜上、空間Ｓのうち、周方向において連結部９Ａ，９Ｂの間の空間をＳ１、連結部９Ｂ，９Ｃの間の空間をＳ２、連結部９Ｃ，９Ｄの間の空間をＳ３、連結部９Ｄ，９Ａの間の空間をＳ４という。なお、連結部の数や配置は、外周部５と内周部７とを所定の剛性を有するように連結可能であれば、上記以外の数や配置としてもよい。
　図４に示すように、外周部５と内周部７の間の空間Ｓには、複数（この例では４）の基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４が配置されている。基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の各々は複数の基板を有しており、基板のセットとして構成されている（後述の図７参照）。基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の各々は、Ｚ軸周りの周方向において複数の連結部９Ａ～９Ｄの間の複数の空間Ｓ１～Ｓ４にそれぞれ配置されている。すなわち、基板ユニットＰＢ１は空間Ｓ１に、基板ユニットＰＢ２は空間Ｓ２に、基板ユニットＰＢ３は空間Ｓ３に、基板ユニットＰＢ４は空間Ｓ４に配置されている。基板ユニットＰＢ３と基板ユニットＰＢ４には、外部機器との間で電源の入力や信号の送受信を行うための外部コネクタ１５，１７がそれぞれ設けられている。
　周方向に隣接する基板ユニット同士、この例では基板ユニットＰＢ４と基板ユニットＰＢ１、基板ユニットＰＢ１と基板ユニットＰＢ２、基板ユニットＰＢ２と基板ユニットＰＢ３はそれぞれ、接続部１９，２１，２３により、連結部９Ａ，９Ｂ，９Ｃを跨いで電気的に接続されている。接続部１９，２１，２３は、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｐｒｉｎｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。なお、接続部は基板同士を信号送受信可能に接続するものであればよく、ＦＰＣ以外にも、例えばリード線、ケーブル、コネクタ等を用いてもよい。また、信号送受信の利便性を考慮し、ＦＰＣを４本使い、連結部９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを跨いで電気的に接続してもよい。
　なお、本実施形態では、Ｚ軸に垂直な方向の軸のうち、周方向において基板ユニットＰＢ２の略中心位置を通る方向（連結部９Ｂ，９Ｃの角度間隔を２等分する方向）の軸をＸ軸、当該Ｘ軸に垂直な方向、すなわち周方向において基板ユニットＰＢ１の略中心位置を通る方向（連結部９Ａ，９Ｂの角度間隔を２等分する方向）の軸をＹ軸とする。
　＜４．外周部、内周部、及び連結部等の構成＞
　図６を参照しつつ、トルクセンサ２の外周部５、内周部７、及び連結部９Ａ～９Ｄ等の構成の一例について説明する。図６は、外周部５、内周部７、及び連結部９Ａ～９Ｄ等の構成をＺ軸正の方向側から見た平面図である。なお、図６は図４に示すトルクセンサ２から基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４及び接続部１９，２１，２３等を取り外した状態を示している。また、図６では煩雑防止のため、内周部７のボルト穴１３の図示を省略している。また、図６では、スケールＳＣ１～ＳＣ４との位置関係を示すために、基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４に設置される検出部Ｄ１～Ｄ４を破線で示している。
　図６に示すように、外周部５と内周部７とは連結部９Ａ～９Ｄにより連結されており、連結部９Ａ～９Ｄは周方向に略９０度間隔で配置されている。内周部７は、空間Ｓにおいて径方向外側に向けて突出した複数（この例では４）のスケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４を有する。スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４は、周方向に略９０度間隔で配置されている。スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４の上面には、スケールＳＣ１～ＳＣ４が例えばねじ（図示省略）によりそれぞれ固定されている。図示は省略するが、スケールＳＣ１～ＳＣ４の各々は、周方向に配置された複数の反射スリットを有する。
　スケール固定部ＳＦ１は、Ｙ軸正の方向に突出し、周方向において基板ユニットＰＢ１の２つの固定位置（後述する基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１のピン穴２５，２５）の中間位置にスケールＳＣ１を配置する。スケール固定部ＳＦ２は、Ｘ軸正の方向に突出し、周方向において基板ユニットＰＢ２の２つの固定位置（後述する基板固定部ＰＦ２，ＰＦ２のピン穴２５，２５）の中間位置にスケールＳＣ２を配置する。スケール固定部ＳＦ３は、Ｙ軸負の方向に突出し、周方向において基板ユニットＰＢ３の２つの固定位置（後述する基板固定部ＰＦ３，ＰＦ３のピン穴２５，２５）の中間位置にスケールＳＣ３を配置する。スケール固定部ＳＦ４は、Ｘ軸負の方向に突出し、周方向において基板ユニットＰＢ４の２つの固定位置（後述する基板固定部ＰＦ４，ＰＦ４のピン穴２５，２５）の中間位置にスケールＳＣ４を配置する。
　スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４の各々は、内周部７とは別体のピースとして構成されている。スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４の各々は、ボルト穴２７が形成された基部２９を有する。基部２９は、ボルト穴２７に挿通された固定ボルト（図示省略）により、内周部７の固定部位（例えば底面側に形成された凹部）に対して着脱される。これにより、スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４の各々は、内周部７に対して着脱可能に固定されている。なお、スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４と内周部７とを一体構成としてもよい。また、スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４を繋げて１個のピースとしてもよい。
　外周部５は、空間Ｓにおいて内側に向けて突出した複数セット（この例では４セット）の基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４を有する。基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４の各セット、すなわち基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１のセットと、基板固定部ＰＦ２，ＰＦ２のセットと、基板固定部ＰＦ３，ＰＦ３のセットと、基板固定部ＰＦ４，ＰＦ４のセットは、周方向に略９０度間隔で配置されている。基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１は、スケール固定部ＳＦ１を周方向に挟むように配置され、基板固定部ＰＦ２，ＰＦ２は、スケール固定部ＳＦ２を周方向に挟むように配置され、基板固定部ＰＦ３，ＰＦ３は、スケール固定部ＳＦ３を周方向に挟むように配置され、基板固定部ＰＦ４，ＰＦ４は、スケール固定部ＳＦ４を周方向に挟むように配置されている。基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４の各セットの上面には、検出部Ｄ１～Ｄ４をそれぞれ有する基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４が、スタッドピン３１，３１（後述の図７参照）によりそれぞれ複数（この例では２箇所）の固定位置で固定される。
　基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１は、Ｙ軸負の方向にそれぞれ突出し、基板ユニットＰＢ１を固定するためのスタッドピン３１が圧入されるピン穴２５がそれぞれに形成されている。基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１は、検出部Ｄ１が周方向において基板ユニットＰＢ１の２つの固定位置（ピン穴２５，２５）の中間位置でスケールＳＣ１とＺ軸方向に対向配置されるように、基板ユニットＰＢ１を固定する。基板固定部ＰＦ２，ＰＦ２は、Ｘ軸負の方向にそれぞれ突出し、基板ユニットＰＢ２を固定するためのスタッドピン３１が圧入されるピン穴２５がそれぞれに形成されている。基板固定部ＰＦ２，ＰＦ２は、検出部Ｄ２が周方向において基板ユニットＰＢ２の２つの固定位置（ピン穴２５，２５）の中間位置でスケールＳＣ２とＺ軸方向に対向配置されるように、基板ユニットＰＢ２を固定する。
　基板固定部ＰＦ３，ＰＦ３は、Ｙ軸正の方向にそれぞれ突出し、基板ユニットＰＢ３を固定するためのスタッドピン３１が圧入されるピン穴２５がそれぞれに形成されている。基板固定部ＰＦ３，ＰＦ３は、検出部Ｄ３が周方向において基板ユニットＰＢ３の２つの固定位置（ピン穴２５，２５）の中間位置でスケールＳＣ３とＺ軸方向に対向配置されるように、基板ユニットＰＢ３を固定する。基板固定部ＰＦ４，ＰＦ４は、Ｘ軸正の方向にそれぞれ突出し、基板ユニットＰＢ４を固定するためのスタッドピン３１が圧入されるピン穴２５がそれぞれに形成されている。基板固定部ＰＦ４，ＰＦ４は、検出部Ｄ４が周方向において基板ユニットＰＢ４の２つの固定位置（ピン穴２５，２５）の中間位置でスケールＳＣ４とＺ軸方向に対向配置されるように、基板ユニットＰＢ４を固定する。
　基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４の各々は、外周部５とは別体のピースとして構成されている。基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４の各々は、ボルト穴３３が形成された基部３５を有する。基部３５は、ボルト穴３３に挿通された固定ボルト（図示省略）により、外周部５の固定部位（例えば底面側に形成された凹部）に対して着脱される。これにより、基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４の各々は、外周部５に対して着脱可能に固定されている。なお、基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４と外周部５とを一体構成としてもよい。
　なお、上述した構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、スケール固定部ＳＦ１～ＳＦ４を外周部５に設けてスケールＳＣ１～ＳＣ４を外周部５に固定し、基板固定部ＰＦ１～ＰＦ４を内周部７に設けて検出部Ｄ１～Ｄ４を内周部７に固定してもよい。
　＜５．各基板ユニットの構成＞
　図７を参照しつつ、基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の各々の構成の一例について説明する。図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ断面線（図６にも参照用に図示）における基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の断面構造の一例を表す断面図である。なお、図７では、接続部１９，２１，２３や各基板上の回路部品の図示を省略している。
　基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の各々の基板構成は同様であるため、ここでは基板ユニットＰＢ１を例にとって説明する。図７に示すように、基板ユニットＰＢ１は、複数（この例では３）の基板ＰＢ１ａ～ＰＢ１ｃを有する。基板ＰＢ１ａ～ＰＢ１ｃはそれぞれ略同一形状であり、Ｚ軸方向に多段に配置されている。基板ＰＢ１ａ～ＰＢ１ｃは、基板固定部ＰＦ１，ＰＦ１及びこれらに圧入された２本のスタッドピン３１，３１により、Ｚ軸方向に所定の隙間をあけてそれぞれ支持されている。基板ＰＢ１ａ～ＰＢ１ｃは、Ｚ軸負の方向側から正の方向側に向けて、基板ＰＢ１ａ，ＰＢ１ｂ，ＰＢ１ｃの順に配置されている。
　基板ＰＢ１ａは、主としてアナログ信号の信号処理を行う基板である。基板ＰＢ１ａの下面（Ｚ軸負の方向側の面）には、スケール固定部ＳＦ１に固定されたスケールＳＣ１とＺ軸方向に所定の隙間をあけて対向するように、検出部Ｄ１が配置されている。検出部Ｄ１とスケールＳＣ１は第１光学式センサＯＳ１を構成しており、外周部５と内周部７との間の相対変位を検出する。基板ＰＢ１ａには、検出部Ｄ１から出力されるアナログ信号の増幅回路や、オフセットの除去回路等が設けられている。
　基板ＰＢ１ｂは、主としてデジタル信号の信号処理を行う基板である。基板ＰＢ１ｂには、Ａ／Ｄ変換回路、後述するトルク算出部３７として機能する演算回路、電源監視処理回路等が設けられている。これらの回路による機能は、ＣＰＵが実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
　基板ＰＢ１ｃは、主として通信機能に関わる処理を行う基板である。基板ＰＢ１ｃには、電源回路や、他の機器や基板との間で信号の送受信を行うための通信回路等が設けられている。なお、基板ユニットＰＢ３及び基板ユニットＰＢ４では、基板ＰＢ３ｃ及び基板ＰＢ４ｃの上面（Ｚ軸正の方向側の面）に、前述の外部コネクタ１５，１７（図７では破線で図示）が設けられている。
　他の基板ユニットＰＢ２～ＰＢ４の基板構成は、上述した基板ユニットＰＢ１と同様であるため説明を省略する。なお、スケール固定部ＳＦ２に固定されたスケールＳＣ２と、基板ユニットＰＢ２の基板ＰＢ２ａに配置された検出部Ｄ２とが、第２光学式センサＯＳ２を構成する。同様に、スケール固定部ＳＦ３に固定されたスケールＳＣ３と、基板ユニットＰＢ３の基板ＰＢ３ａに配置された検出部Ｄ３とが、第３光学式センサＯＳ３を構成する。同様に、スケール固定部ＳＦ４に固定されたスケールＳＣ４と、基板ユニットＰＢ４の基板ＰＢ４ａに配置された検出部Ｄ４とが、第４光学式センサＯＳ４を構成する。センサ部８は、第１光学式センサＯＳ１、第２光学式センサＯＳ２、第３光学式センサＯＳ３、及び第４光学式センサＯＳ４を有する。
　なお、上述した基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の基板構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、上述した各基板の機能を一枚の基板に実装可能である場合には、基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の各々を一枚の基板で構成してもよい。また、複数の基板で処理を分担する場合には、上述したアナログ信号処理、デジタル信号処理、通信処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の基板（例えば２枚の基板）で分担してもよいし、更に機能を細分化して更に多い数の基板（４枚以上の基板）で分担してもよい。また、基板ユニットを円周上に延在させることでリング状基板を構成し、ＦＰＣ等の接続部のない構成としてもよい。
　＜６．検出部の構成＞
　図８を参照しつつ、検出部Ｄ１～Ｄ４の構成の一例について説明する。図８は、検出部Ｄ１～Ｄ４をＺ軸負の方向側から見た平面図である。
　検出部Ｄ１～Ｄ４の各々の構成は同様であるため、ここでは検出部Ｄ１を例にとって説明する。図８に示すように、検出部Ｄ１は、光源３９と、光源３９をＺ軸を中心とする径方向に挟むように配置された２つの受光部４１を有する。
　光源３９は、スケールＳＣ１に光を出射する。光源３９としては、照射領域に光を照射可能な光源であれば特に限定されるものではないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が使用可能である。光源３９は、特に光学レンズ等が配置されない点光源として構成され、拡散光を出射する。点光源を使用することにより、光源３９は、対向した位置に配置されるスケールＳＣ１にほぼ均等に光を照射することが可能である。また、光学素子による集光・拡散を行わないので、光学素子による誤差等が生じにくく、スケールＳＣ１への光の直進性を高める事が可能である。
　各受光部４１は、Ｚ軸周りの周方向に沿って等間隔に配列された複数個（この例では１６個）の受光素子４３を有する。複数の受光素子４３は、インクリメンタルパターンを有するように形成されている。なお、受光部４１を構成する受光素子４３の数は上記以外でもよい。
　第１光学式センサＯＳ１は、検出部Ｄ１の光源３９からスケールＳＣ１に光を照射し、スケールＳＣ１で反射された光を受光部４１の各受光素子４３で受光する。これにより、第１光学式センサＯＳ１は、外周部５と内周部７との相対回転量を検出し、当該回転量をトルク算出部３７（後述の図１０参照）に送信する。
　他の検出部Ｄ２～Ｄ４の構成は、上述した検出部Ｄ１と同様であるため説明を省略する。なお、第２光学式センサＯＳ２、第３光学式センサＯＳ３、及び第４光学式センサＯＳ４も、上記と同様にして外周部５と内周部７との相対回転の回転量を検出し、当該回転量をトルク算出部３７に送信する。トルク算出部３７は、光学式センサＯＳ１～ＯＳ４から受信した回転量と連結部９Ａ～９Ｄの弾性係数等とに基づいて、外周部５と内周部７との間に作用するトルク値を算出する。
　なお、上述した検出部Ｄ１の構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、上記では光源３９を径方向に挟むように２つの受光部４１を配置したが、光源３９を周方向に挟むように２つの受光部を配置してもよい。
　＜７．基板ユニットの全体構成＞
　図９を参照しつつ、トルクセンサ２の基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の全体構成の一例について説明する。図９は、トルクセンサ２の基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４の全体構成の一例を概念的に表す説明図である。
　図９に示すように、トルクセンサ２は４つの基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４を有する。基板ユニットＰＢ１を構成する基板ＰＢ１ａ～ＰＢ１ｃは、スタッキングコネクタＣＮ１により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ユニットＰＢ２を構成する基板ＰＢ２ａ～ＰＢ２ｃは、スタッキングコネクタＣＮ２により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ユニットＰＢ３を構成する基板ＰＢ３ａ～ＰＢ３ｃは、スタッキングコネクタＣＮ３により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ユニットＰＢ４を構成する基板ＰＢ４ａ～ＰＢ４ｃは、スタッキングコネクタＣＮ４により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。
　基板ＰＢ４ｃと基板ＰＢ１ｃとは、スタッキングコネクタＣＮ４，ＣＮ１を介して接続部１９により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ＰＢ１ｃと基板ＰＢ２ｃとは、スタッキングコネクタＣＮ１，ＣＮ２を介して接続部２１により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ＰＢ２ｃと基板ＰＢ３ｃとは、スタッキングコネクタＣＮ２，ＣＮ３を介して接続部２３により相互に電力や信号の送受信が可能に接続されている。基板ＰＢ４ｃには、外部機器との間で電源の入力や信号の送受信を行うための外部コネクタ１７が設けられており、基板ＰＢ３ｃには、外部機器との間で電源の入力や信号の送受信を行うための外部コネクタ１５が設けられている。
　以下では説明の便宜上、基板ユニットＰＢ１と第１光学式センサＯＳ１とを第１センサモジュールＳＭ１、基板ユニットＰＢ２と第２光学式センサＯＳ２とを第２センサモジュールＳＭ２、基板ユニットＰＢ３と第３光学式センサＯＳ３とを第３センサモジュールＳＭ３、基板ユニットＰＢ４と第４光学式センサＯＳ４とを第４センサモジュールＳＭ４という。
　周方向に１８０度の角度間隔で配置された第１センサモジュールＳＭ１と第３センサモジュールＳＭ３とは、第１の系統を構成し、第３センサモジュールＳＭ３はマスター、第１センサモジュールＳＭ１はスレーブとして機能する。周方向に１８０度の角度間隔で配置された第２センサモジュールＳＭ２と第４センサモジュールＳＭ４とは、第２の系統を構成し、第４センサモジュールＳＭ４はマスター、第２センサモジュールＳＭ２はスレーブとして機能する。
　第１の系統では、第１センサモジュールＳＭ１が第１光学式センサＯＳ１による検出値を第２センサモジュールＳＭ２を介して第３センサモジュールＳＭ３に送信し、第３センサモジュールＳＭ３が第３光学式センサＯＳ３による検出値に受信した第１光学式センサＯＳ１による検出値を加算して平均値を算出する。第２の系統では、第２センサモジュールＳＭ２が第２光学式センサＯＳ２による検出値を第１センサモジュールＳＭ１を介して第４センサモジュールＳＭ４に送信し、第４センサモジュールＳＭ４が第４光学式センサＯＳ４による検出値に受信した第２光学式センサＯＳ２による検出値を加算して平均値を算出する。他軸干渉による検出誤差のキャンセル（詳細は後述）のみを行う場合には、第３センサモジュールＳＭ３において上記算出した平均値を用いてトルク値を算出し、外部コネクタ１５を介して外部に送信する。また、第４センサモジュールＳＭ４において上記算出した平均値を用いてトルク値を算出し、外部コネクタ１７を介して外部に送信する。
　一方、他軸干渉による検出誤差のキャンセルに加えてさらに、トルクセンサ２を波動歯車機構の減速機と合わせて使用する場合におけるトルクリップルによる検出誤差のキャンセル（詳細は後述）を行う場合には、例えば次のようにする。すなわち、第３センサモジュールＳＭ３又は第４センサモジュールＳＭ４のいずれか一方が他方のセンサモジュールに対して上述の算出した平均値を送信し、平均値を受信した他方のセンサモジュールがそれらの平均値同士を加算して平均値をさらに算出する。そして、当該算出した平均値を用いてトルク値を算出し、算出結果を外部コネクタ１５又は外部コネクタ１７を介して外部に送信する。
　なお、以上では各系統における平均値の算出をマスターで行うようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、各系統における平均値の算出をスレーブで行い、それらの平均値を一方の系統のマスターに送信し、当該マスターにて平均値同士の平均を算出してトルク値を算出してもよい。また例えば、一方の系統における平均値の算出をマスターで行うと共に、他方の系統における平均値の算出をスレーブで行い、当該スレーブから一方の系統のマスターに平均値を送信し、当該マスターにて平均値同士の平均を算出してトルク値を算出してもよい。
　以上のように、一方の系統におけるマスターとスレーブ間の信号等の送受信を他方の系統のスレーブを介して行う構成とすることで、各系統のマスターとスレーブを直接接続する場合に比べて配線を簡略化できる。また、第３センサモジュールＳＭ３と第４センサモジュールＳＭ４とを接続しないので、これによっても省配線化を促進できる。
　なお、上述した基板構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、第３センサモジュールＳＭ３と第４センサモジュールＳＭ４とを接続部で接続し、基板ユニットＰＢ１～ＰＢ４を円環状に接続してもよい。また例えば、各系統において外部コネクタをマスターに代えて又は加えてスレーブに設けてもよいし、いずれか一方の系統のみのマスター又はスレーブの少なくとも一方に設けてもよい。
　＜８．トルク算出処理＞
　図１０を参照しつつ、トルク算出処理の一例について説明する。図１０は、トルク算出処理を実行するトルク算出部３７の機能構成の一例を表すブロック図である。なお、図１０に示すトルク算出部３７による処理は、基板ＰＢ１ｂ，ＰＢ２ｂ，ＰＢ３ｂ，ＰＢ４ｂのうちの全部又は一部の複数の基板により分担して実行されてもよいし、特定の１つの基板のみにより実行されてもよい。
　トルク算出部３７は、複数の光学式センサ（この例では４つの光学式センサＯＳ１～ＯＳ４）の出力に基づいてトルク値を算出する。図１０に示すように、トルク算出部３７は、換算部５６，５８，６０，６２と、加算部５７と、除算部５９と、加算部６１と、除算部６３と、加算部６５と、除算部６７とを有する。
　換算部５６，５８，６０，６２の各々は、第１光学式センサＯＳ１、第２光学式センサＯＳ２、第３光学式センサＯＳ３、第４光学式センサＯＳ４のそれぞれの出力（検出値）と、連結部９Ａ～９Ｄの弾性係数等とに基づいて、外周部５と内周部７との間に作用するトルク値をそれぞれ算出する。
　加算部５７は、換算部５６で算出されたトルク値と、換算部６０で算出されたトルク値とを加算する。除算部５９は、加算部５７により加算されたトルク値を２で除算し、平均値を算出する。
　加算部６１は、換算部５８で算出されたトルク値と、換算部６２で算出されたトルク値とを加算する。除算部６３は、加算部６１により加算されたトルク値を２で除算し、平均値を算出する。
　以上のように、周方向に１８０度間隔で配置された光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力（換算部により算出されたトルク値を含む）及び光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力（換算部により算出されたトルク値を含む）をそれぞれ加算することで、他軸干渉による検出誤差をキャンセルすることができる。ここで「他軸干渉」とは、Ｘ軸周りのねじりモーメントＭｘ、Ｙ軸周りのねじりモーメントＭｙ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向における並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚのことをいう。トルクセンサ２の外周部５と内周部７との間には、検出対象であるトルク（Ｚ軸周りのねじりモーメントＭｚ）によるＺ軸周りの回転以外にも、トルク以外の外乱の力（ねじりモーメントＭｘ，Ｍｙ）によりＸ軸又はＹ軸周りの相対回転が生じる場合がある。また、トルク以外の外乱の力（並進力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の相対移動が生じる場合がある。
　例えば、外周部５と内周部７との間にＸ軸周りの相対回転が生じると、第１の系統を構成する光学式センサＯＳ１，ＯＳ３では、スケールＳＣ１，ＳＣ３と検出部Ｄ１，Ｄ３との間隔は変動するが、Ｚ軸周りの周方向に対して平行な位置関係を維持するため、Ｚ軸周りの周方向の検出位置の変化（回転量）は０もしくは非常に小さい。このため、トルクの検出精度への影響は無視できる。一方、第２の系統を構成する光学式センサＯＳ２，ＯＳ４では、スケールＳＣ２，ＳＣ４と検出部Ｄ２，Ｄ４との間でＺ軸周りの周方向に対して傾斜が生じるため、周方向の検出位置が変化し、検出誤差が生じる。しかし、光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の各々では、検出誤差がＺ軸周りの周方向において反対方向（正方向と負方向）に生じるため、光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力を加算することで、ねじりモーメントＭｘによる検出誤差をキャンセルすることができる。
　同様に、外周部５と内周部７との間にＹ軸周りの相対回転が生じると、第２の系統を構成する光学式センサＯＳ２，ＯＳ４ではトルクの検出精度への影響は無視できる。一方、第１の系統を構成する光学式センサＯＳ１，ＯＳ３では、スケールＳＣ１，ＳＣ３と検出部Ｄ１，Ｄ３との間でＺ軸周りの周方向に対して傾斜が生じるため、周方向の検出位置が変化し、検出誤差が生じる。しかし、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の各々では、検出誤差がＺ軸周りの周方向において反対方向（正方向と負方向）に生じるため、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力を加算することで、ねじりモーメントＭｙによる検出誤差をキャンセルすることができる。
　なお、外周部５と内周部７との間に、ＸＹ軸平面におけるＸ軸周り及びＹ軸周り以外の相対回転が生じた場合、第１の系統では、上述したようにＸ軸周りの成分についてはトルクの検出精度への影響は無視でき、Ｙ軸周りの成分については光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力を加算することで検出誤差をキャンセルできる。また第２の系統では、上述したようにＹ軸周りの成分についてはトルクの検出精度への影響は無視でき、Ｘ軸周りの成分については光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力を加算することで検出誤差をキャンセルできる。したがって、トルクセンサ２は、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力及び光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力をそれぞれ加算することで、ＸＹ軸平面におけるどの方向の軸周りに相対回転が生じた場合でも、検出誤差をキャンセルできる。
　また例えば、外周部５と内周部７との間にＸ軸方向の相対移動が生じると、第２の系統を構成する光学式センサＯＳ２，ＯＳ４では、スケールＳＣ２，ＳＣ４と検出部Ｄ２，Ｄ４とのＺ軸周りの周方向の検出位置の変化（回転量）は０もしくは非常に小さいことから、トルクの検出精度への影響は無視できる。一方、第１の系統を構成する光学式センサＯＳ１，ＯＳ３では、スケールＳＣ１，ＳＣ３と検出部Ｄ１，Ｄ３との間でＺ軸周りの周方向の検出位置が変化することから、検出誤差が生じる。しかし、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の各々では、検出誤差がＺ軸周りの周方向において反対方向（正方向と負方向）に生じるため、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力を加算することで、並進力Ｆｘによる検出誤差をキャンセルすることができる。
　同様に、外周部５と内周部７との間にＹ軸方向の相対移動が生じると、第１の系統を構成する光学式センサＯＳ１，ＯＳ３では、スケールＳＣ１，ＳＣ３と検出部Ｄ１，Ｄ３とのＺ軸周りの周方向の検出位置の変化（回転量）は０もしくは非常に小さいことから、トルクの検出精度への影響は無視できる。一方、第２の系統を構成する光学式センサＯＳ２，ＯＳ４では、スケールＳＣ２，ＳＣ４と検出部Ｄ２，Ｄ４との間でＺ軸周りの周方向の検出位置が変化することから、検出誤差が生じる。しかし、光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の各々では、検出誤差がＺ軸周りの周方向において反対方向（正方向と負方向）に生じるため、光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力を加算することで、並進力Ｆｙによる検出誤差をキャンセルすることができる。
　なお、外周部５と内周部７との間に、ＸＹ軸平面におけるＸ軸方向及びＹ軸方向以外の相対移動が生じた場合、第１の系統では、上述したようにＹ軸方向の成分についてはトルクの検出精度への影響は無視でき、Ｘ軸方向の成分については光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力を加算することで検出誤差をキャンセルできる。また第２の系統では、上述したようにＸ軸方向の成分についてはトルクの検出精度への影響は無視でき、Ｙ軸方向の成分については光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力を加算することで検出誤差をキャンセルできる。したがって、トルクセンサ２は、光学式センサＯＳ１，ＯＳ３の出力及び光学式センサＯＳ２，ＯＳ４の出力をそれぞれ加算することで、ＸＹ軸平面におけるどの方向への相対移動が生じた場合でも、検出誤差をキャンセルできる。
　なお、外周部５と内周部７との間にＺ軸方向の相対移動が生じた場合、光学式センサＯＳ１～ＯＳ４のいずれにおいても、スケールＳＣ１～ＳＣ４と検出部Ｄ１～Ｄ４とのＺ軸周りの周方向の検出位置の変化（回転量）はそれぞれ０もしくは非常に小さいことから、トルクの検出精度への影響は無視できる。
　加算部６５は、除算部５９により除算された平均値と、除算部６３により除算された平均値とを加算する。言い換えると、加算部６５は、周方向に９０度ずれて配置された第１の系統の出力（平均値）と第２の系統の出力（平均値）を加算する。除算部６７は、加算部６５により加算された平均値を２で除算し、平均値同士の平均値をさらに算出する。
　以上のように、周方向に９０度ずれて配置された第１の系統の出力（平均値）と第２の系統の出力（平均値）を加算することで、トルクセンサ２を波動歯車機構を備えた減速機４と合わせて使用する場合における当該減速機４に特有のトルクリップルによる検出誤差をキャンセルすることができる。波動歯車機構は、サーキュラスプライン４０３、フレクスプライン４０５、及びウェーブジェネレータ４０７を有する。フレクスプライン４０５は、ウェーブジェネレータ４０７により楕円状にたわめられ、長軸の部分でサーキュラスプライン４０３と歯が噛み合い、短軸の部分では歯が離れた状態になる。サーキュラスプライン４０３又はフレクスプライン４０５のいずれか一方を固定し、ウェーブジェネレータ４０７を時計周り方向へ回すと、フレクスプライン４０５は弾性変形し、サーキュラスプライン４０３との歯の噛み合い位置が順次移動する。ウェーブジェネレータ４０７が１回転すると、サーキュラスプライン４０３を固定している場合には、サーキュラスプライン４０３とフレクスプライン４０５の歯数差（例えば２）分だけフレクスプライン４０５が反時計周り方向へ移動する。フレクスプライン４０５を固定している場合には、歯数差（例えば２）分だけサーキュラスプライン４０３が時計周り方向へ移動する。
　波動歯車機構の上記構成により、ウェーブジェネレータ４０７が１回転（３６０度）する間に、フレクスプライン４０５とサーキュラスプライン４０３との歯の噛み合い位置が２回通過する。これにより、図１１に示すように、ウェーブジェネレータ４０７の１回転につき２周期のトルクリップルが生じ、トルクセンサ２の検出誤差として現れる場合がある。当該検出誤差は、トルクリップルに起因するため１８０度周期となる。一方、第１の系統の光学式センサＯＳ１，ＯＳ３と第２の系統の光学式センサＯＳ２，ＯＳ４とは、周方向に９０度ずれて配置されているため、各々の出力の検出誤差は９０度の位相差を有する。したがって、トルクセンサ２は、第１の系統の出力（平均値）と第２の系統の出力（平均値）を加算することで、波動歯車機構を備えた減速機に特有のトルクリップルによる検出誤差をキャンセルすることができる。
　なお、上述したトルク算出処理は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、波動歯車機構を備えない減速機を使用する場合等、他軸干渉による検出誤差のキャンセルのみを行う場合には、加算部６５及び除算部６７を設けずに、除算部５９により除算された平均値と除算部６３により除算された平均値を、第１の系統と第２の系統の各々の独立したトルク値として出力してもよい。この場合、他軸干渉による検出誤差をキャンセルしつつ、センサ出力を二重化することができる。
　また、加算部５７及び除算部５９で周方向に９０度ずれて配置された第１光学式センサＯＳ１の出力と第２光学式センサＯＳ２の出力（第２光学式センサＯＳ２の出力と第３光学式センサＯＳ３の出力でもよい）とを加算して平均値を算出し、加算部６１及び除算部６３で周方向に９０度ずれて配置された第３光学式センサＯＳ３の出力と第４光学式センサＯＳ４の出力（第４光学式センサＯＳ４の出力と第１光学式センサＯＳ１の出力でもよい）とを加算して平均値を算出し、加算部６５及び除算部６７でそれらの平均値を算出する構成としてもよい。この場合も、他軸干渉による検出誤差をキャンセルできると共に、波動歯車機構に特有のトルクリップルによる検出誤差をキャンセルすることができる。またこの場合において、トルクリップルによる検出誤差のキャンセルのみを行う場合には、加算部６５及び除算部６７を設けずに、除算部５９により除算された平均値と除算部６３により除算された平均値を、各々から独立したトルク値として出力してもよい。この場合、トルクリップルによる検出誤差をキャンセルしつつ、センサ出力を二重化することができる。
　なお、上述した換算部５６，５８，６０，６２、加算部５７、除算部５９、加算部６１、除算部６３、加算部６５、除算部６７等における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、更に少ない数の処理部（例えば１つの処理部）で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、これらの機能は例えば基板ＰＢ１ｂ，ＰＢ２ｂ，ＰＢ３ｂ，ＰＢ４ｂに設けられたＣＰＵ（図示省略）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡ、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
　＜９．減衰部による減衰効果＞
　図１２～図１５を参照しつつ、減衰部６による減衰効果の一例について説明する。図１２は、減衰部を設けない比較例における、第１の系統の出力誤差及び第２の系統の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。図１３は、減衰部を設けない比較例における、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均値の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。図１４は、減衰部を設けた実施形態における、第１の系統の出力誤差及び第２の系統の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。図１５は、減衰部を設けた実施形態における、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均値の出力誤差の測定結果の一例を表すグラフである。なお、図１４及び図１５は減衰部６としてメタルガスケットを使用した場合の測定結果である。
　図１２に示すように、減衰部６を設けない場合には、第１の系統の出力及び第２の系統の出力はそれぞれ、波動歯車機構を備えた減速機４のトルクリップルにより、約３％程度の出力誤差を生じている。図１３に示すように、減衰部６を設けない場合において、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均をとることで、トルクリップルによる出力誤差を低減することはできるものの、約１％程度の誤差が残存している。
　図１４に示すように、減衰部６を設けた場合には、減衰部６により減速機４によるトルクリップルの影響が大幅に低減され、第１の系統の出力及び第２の系統の出力はそれぞれ、約０．８％程度の出力誤差に低減されている。図１５に示すように、減衰部６を設けた場合において、第１の系統の出力と第２の系統の出力の平均をとることで、トルクリップルによる出力誤差は約０．２％程度となり、減速機によるトルクリップルの影響をほぼ無くすことができる。
　＜１０．実施形態の効果＞
　以上説明したように、本実施形態のロボット１は、モータ３から出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機４と、減速機４から出力される第２トルクを出力する外周部５と、少なくとも外周部５に印加されたトルクを検出するセンサ部８と、を有するトルクセンサ２と、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達経路に位置し、第２トルクの伝達を減衰する減衰部６と、を有する。
　トルクセンサ２が減速機４の近傍に配置された場合、減速機特有の振動がトルクリップルとして検出され、トルクの検出精度が低下する場合がある。本実施形態によれば、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達経路において、第２トルクの伝達を減衰する。これにより、減速機４からトルクセンサ２に伝達される第２トルクの大きさ自体は変化させずに、トルクリップルを低減することができる。その結果、減速機４の振動の影響を低減できるので、トルクの検出精度を向上することができる。
　本実施形態において、センサ部８は、トルクを光学的に検出する第１光学式センサＯＳ１、第２光学式センサＯＳ２、第３光学式センサＯＳ３、及び第４光学式センサＯＳ４を有してもよい。
　この場合、センサ部８が光学式の検出系となり感度が高くなるので、減速機４によるリップルの影響が顕著に現れる。このため、その影響を抑えることで、高感度な検出系による高精度なトルク検出を実現できる。
　本実施形態において、減速機４は、モータ３から出力される第１トルクを入力するウェーブジェネレータ４０７と、ウェーブジェネレータ４０７により入力した第１トルクを増大させるサーキュラスプライン４０３及びフレクスプライン４０５と、増大させた第２トルクを出力するサーキュラスプライン４０３と、を有してもよく、トルクセンサ２は、サーキュラスプライン４０３から出力される第２トルクを入力する内周部７と、内周部７により入力した第２トルクを出力する外周部５と、内周部７と外周部５とを連結する連結部９Ａ～９Ｄと、を有してもよく、光学式センサＯＳ１～ＯＳ４は、内周部７と外周部５間の相対変位に基づいてトルクを検出してもよく、減衰部６は、サーキュラスプライン４０３から内周部７への第２トルクの伝達経路に位置してもよい。
　この場合、減速機４のサーキュラスプライン４０３からトルクセンサ２の内周部７への第２トルクの伝達経路において、第２トルクの伝達を減衰することができる。これにより、トルクリップルを低減させて減速機４の振動の影響を低減できるので、トルクの検出精度を向上することができる。
　本実施形態において、減衰部６は、サーキュラスプライン４０３と内周部７との間に介在し、減速機４及びトルクセンサ２とは別体で形成された部材としてもよい。
　この場合、減速機４のサーキュラスプライン４０３とトルクセンサ２の内周部７との間に、減衰部６として、減速機４及びトルクセンサ２とは別体で形成された部材を介在させることができる。このように、減速機４とトルクセンサ２の間に別部材を介在させる構造とすることで、シンプルな構造とすることができ、既存構造体への後付けによる機能付与が容易となる。その結果、既存の生産ラインの性能向上を短時間で実現することが可能となる。
　本実施形態において、減衰部６は、サーキュラスプライン４０３の第２トルクを伝達する第１伝達面４２１と、内周部７の第２トルクを伝達する第２伝達面２１５と、の間に介在してもよい。
　この場合、減速機４のサーキュラスプライン４０３の第１伝達面４２１を介して第２トルクが減衰部６に伝達され、トルクセンサ２の内周部７の第２伝達面２１５を介して第２トルクがトルクセンサ２の内周部７に伝達される。このようにして、減衰部６を第２トルクの伝達経路に介在させることができるので、減速機４の振動の影響をより確実に低減することができる。
　本実施形態において、ロボット１は、トルクセンサ２の内周部７を減速機４のサーキュラスプライン４０３に固定するボルト２０１をさらに有してもよく、その場合には、減衰部６は、第１伝達面４２１と第２伝達面２１５との間において、ボルト２０１により固定される位置に介在してもよい。
　この場合、減衰部６と第１伝達面４２１とを堅固に接触させることができると共に、減衰部６と第２伝達面２１５とを堅固に接触させることができる。したがって、減衰部６と第１伝達面４２１及び第２伝達面２１５との間における第２トルクの伝達の確実性を向上できる。その結果、減衰部６の機能の有効性を高めることができ、減速機４の振動の影響をより確実に低減することができる。また、減衰部６を位置決め及び固定するための追加部品なしに、両伝達面４２１，２１５との位置決め及び固定ができる。
　本実施形態において、減衰部６を、第１伝達面４２１と第２伝達面２１５により挟まれた弾性を有するシム部材としてもよい。
　この場合、シム部材の弾性変形によりトルクリップルを低減することができる。したがって、減速機４の振動の影響をより確実に低減することができる。また、シム部材として例えばメタルガスケットを使用することで、シール性や耐熱性に優れた構造を提供することが可能となる。
　＜１１．変形例＞
　なお、開示の実施形態は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を説明する。
　　（１１－１．減衰部を減速機の出力部の一部として形成する場合）
　前述の実施形態では、減衰部６が減速機４及びトルクセンサ２とは別体で形成された部材である場合について説明したが、減衰部は別体の部材に限定されるものではない。例えば、減衰部が減速機の出力部の一部として形成されてもよい。
　図１６を参照しつつ、本変形例の減衰部の構成の一例について説明する。なお、図１６において前述の図２と同様の構成には同符号を付し、説明を省略する。図１６に示すように、本変形例における減衰部６Ａは、減速機４のサーキュラスプライン４０３（出力部の一例）の一部として形成されている。減衰部６Ａは、サーキュラスプライン４０３の先端側（ハンド１２０Ｒ側）に形成されたリング状の部位である。減衰部６Ａは、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達を減衰可能な性質を有していればよく、その材質や形状等は特に限定されるものではない。例えば減衰部６Ａは、サーキュラスプライン４０３の他の部位よりもヤング率が低い部位として形成されてもよい。この場合、例えば減衰部６Ａの材質を他の部位よりも柔軟な材質で形成してもよい。これに加えて又は代えて、例えば減衰部６Ａに複数の凹部又は凸部を形成する等により、他の部位よりも柔軟な構造となるように形成してもよい。
　本変形例では、減衰部６Ａの先端側の表面が第１伝達面４２１となり、ボルト２０１によりトルクセンサ２の内周部７の第２伝達面２１５と当接して固定される。
　本変形例によれば、減衰部６Ａが減速機４のサーキュラスプライン４０３の一部として形成されている。この場合、減速機４のサーキュラスプライン４０３自体により、第２トルクの伝達を減衰することができる。これにより、減速機４とトルクセンサ２の間に別部材を介在させる必要がなくなるので、減速機４の振動の影響を低減してトルクの検出精度を向上可能な駆動機構１０又はロボット１を、コンパクトな構造で実現できる。また、部品点数を削減できるため、組立が容易になる。また、減衰部６Ａを減速機４に一体化することで、減速機４と減衰部６Ａの相対位置精度が高くなり、より確実に振動を低減できる。
　本変形例において、減衰部６Ａは、他の部位よりもヤング率が低い部位として形成されてもよい。この場合、減衰部６Ａは他の部位よりもヤング率が低いことにより、当該部位自体が弾性変形してトルクリップルを低減することができる。したがって、減速機４の振動の影響をより確実に低減することができる。
　　（１１－２．減衰部をトルクセンサの入力部の一部として形成する場合）
　前述の実施形態では、減衰部６が減速機４及びトルクセンサ２とは別体で形成された部材である場合について説明したが、減衰部は別体の部材に限定されるものではない。例えば、減衰部がトルクセンサの入力部の一部として形成されてもよい。
　図１７を参照しつつ、本変形例の減衰部の構成の一例について説明する。なお、図１７において前述の図２と同様の構成には同符号を付し、説明を省略する。図１７に示すように、本変形例における減衰部６Ｂは、トルクセンサ２の内周部７（入力部の一例）の一部として形成されている。減衰部６Ｂは、内周部７の基端側（ハンド１２０Ｒと反対側）に形成されたリング状の部位である。減衰部６Ｂは、減速機４からトルクセンサ２への第２トルクの伝達を減衰可能な性質を有していればよく、その材質や形状等は特に限定されるものではない。例えば減衰部６Ｂは、内周部７の他の部位よりもヤング率が低い部位として形成されてもよい。この場合、例えば減衰部６Ｂの材質を他の部位よりも柔軟な材質で形成してもよい。これに加えて又は代えて、例えば減衰部６Ｂに複数の凹部又は凸部を形成する等により、他の部位よりも柔軟な構造となるように形成してもよい。
　本変形例では、減衰部６Ｂの基端側の表面が第２伝達面２１５となり、ボルト２０１により減速機４のサーキュラスプライン４０３の第１伝達面４２１と当接して固定される。
　本変形例によれば、減衰部６Ｂがトルクセンサ２の内周部７の一部として形成されている。この場合、トルクセンサ２の内周部７自体により、第２トルクの伝達を減衰することができる。これにより、減速機４とトルクセンサ２の間に別部材を介在させる必要がなくなるので、減速機４の振動の影響を低減してトルクの検出精度を向上可能な駆動機構１０又はロボット１を、コンパクトな構造で実現できる。また、部品点数を削減できるため、組立が容易になる。また、減衰部６Ｂをトルクセンサ２に一体化することで、トルクセンサ２と減衰部６Ｂの相対位置精度が高くなり、より確実に振動を低減できる。
　本変形例において、減衰部６Ｂは、他の部位よりもヤング率が低い部位として形成されてもよい。この場合、減衰部６Ｂは他の部位よりもヤング率が低いことにより、当該部位自体が弾性変形してトルクリップルを低減することができる。したがって、減速機４の振動の影響をより確実に低減することができる。
　　（１１－３．その他）
　上述した実施形態や変形例等が解決しようとする課題や効果は、上述した内容に限定されるものではない。すなわち、実施形態や変形例等によって、上述されていない課題を解決したり、上述されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
　なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
　また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
　また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
　１　　　　　　ロボット
　２　　　　　　トルクセンサ
　３　　　　　　モータ
　４　　　　　　減速機
　５　　　　　　外周部（出力部、第２出力部）
　６　　　　　　減衰部
　６Ａ　　　　　減衰部
　６Ｂ　　　　　減衰部
　７　　　　　　内周部（入力部、第２入力部）
　８　　　　　　センサ部
　９Ａ～９Ｄ　　連結部
　１０　　　　　駆動機構
　２０１　　　　ボルト
　２１５　　　　第２伝達面
　４０３　　　　サーキュラスプライン（減速部、出力部、第１出力部）
　４０５　　　　フレクスプライン（減速部）
　４０７　　　　ウェーブジェネレータ（第１入力部）
　４２１　　　　第１伝達面
　ＯＳ１　　　　第１光学式センサ
　ＯＳ２　　　　第２光学式センサ
　ＯＳ３　　　　第３光学式センサ
　ＯＳ４　　　　第４光学式センサ

Claims (14)

  1. 　モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機と、
    　前記減速機から出力される前記第２トルクを出力する出力部と、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、を有するトルクセンサと、
    　前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路に位置し、前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、
    　を有する、ロボット。
  2. 　前記センサ部は、
    　前記トルクを光学的に検出する光学式センサを有する、
    　請求項１に記載のロボット。
  3. 　前記減速機は、
    　　前記モータから出力される第１トルクを入力する第１入力部と、
    　　前記第１入力部により入力した前記第１トルクを増大させる減速部と、
    　　前記減速部により増大させた第２トルクを出力する第１出力部と、
    　を有し、
    　前記トルクセンサは、
    　　前記第１出力部から出力される前記第２トルクを入力する第２入力部と、
    　　前記第２入力部により入力した前記第２トルクを出力する、前記出力部としての第２出力部と、
    　　前記第２入力部と前記第２出力部とを連結する連結部と、
    　を有し、
    　前記光学式センサは、
    　前記第２入力部と前記第２出力部間の相対変位に基づいて前記トルクを検出し、
    　前記減衰部は、
    　前記第１出力部から前記第２入力部への前記第２トルクの伝達経路に位置する、
    　請求項２に記載のロボット。
  4. 　前記減衰部は、
    　前記第１出力部と前記第２入力部との間に介在し、前記減速機及び前記トルクセンサとは別体で形成された部材である、
    　請求項３に記載のロボット。
  5. 　前記部材は、
    　前記第１出力部の前記第２トルクを伝達する第１伝達面と、前記第２入力部の前記第２トルクを伝達する第２伝達面と、の間に介在する、
    　請求項４に記載のロボット。
  6. 　前記第２入力部を前記第１出力部に固定する固定部材をさらに有し、
    　前記部材は、
    　前記第１伝達面と前記第２伝達面との間において、前記固定部材により固定される位置に介在する、
    　請求項５に記載のロボット。
  7. 　前記部材は、
    　前記第１伝達面と前記第２伝達面により挟まれた弾性を有するシム部材である、
    　請求項５又は６に記載のロボット。
  8. 　前記減衰部は、
    　前記第１出力部の一部として形成されている、
    　請求項３に記載のロボット。
  9. 　前記減衰部は、
    　前記第２入力部の一部として形成されている、
    　請求項３に記載のロボット。
  10. 　前記減衰部は、
    　他の部位よりもヤング率が低い部位として形成されている、
    　請求項８又は９に記載のロボット。
  11. 　モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクを出力する減速機と、
    　前記減速機から出力される前記第２トルクを出力する出力部と、少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、を有するトルクセンサと、
    　前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路に位置し、前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、
    　を有する、駆動機構。
  12. 　モータから出力される第１トルクを増大させて、第２トルクをトルクセンサに出力する出力部と、
    　前記出力部の一部として形成され、前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達を減衰する減衰部と、
    　を有する、減速機。
  13. 　減速機から出力されるトルクを入力する入力部と、
    　前記入力部により入力した前記トルクを出力する出力部と、
    　少なくとも前記出力部に印加されたトルクを検出するセンサ部と、
    　前記入力部の一部として形成され、前記減速機からの前記トルクの伝達を減衰する減衰部と、
    　を有する、トルクセンサ。
  14. 　モータから出力される第１トルクを減速機により増大させて、第２トルクを出力することと、
    　前記減速機から出力される前記第２トルクをトルクセンサの出力部により出力することと、
    　少なくとも前記出力部に印加されたトルクを前記トルクセンサのセンサ部により検出することと、
    　前記減速機から前記トルクセンサへの前記第２トルクの伝達経路において、前記第２トルクの伝達を減衰することと、
    　を有する、トルク検出方法。
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