JP5692584B2 - サーボモータ製造方法、サーボモータ製造装置、サーボモータ、エンコーダ - Google Patents

サーボモータ製造方法、サーボモータ製造装置、サーボモータ、エンコーダ Download PDF

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Description

本発明は、エンコーダを備えたサーボモータの製造方法、サーボモータ製造装置、サーボモータ、及びエンコーダに関する。
光学式エンコーダには、「透過型」と「反射型」がある。透過型エンコーダは、光源と受光素子を回転ディスクを挟んでその一方側と他方側に配置し、光源から出射された光を回転ディスクを通過させて受光素子に受光させるものである。一方、反射型エンコーダは、光源と受光素子の両方を回転ディスクの一方側に配置し、光源から出射された光を回転ディスクに反射させて受光素子に受光させるものである。いずれのエンコーダも、回転ディスクの回転により略パルス状の光を受光した受光素子の出力信号から、回転ディスクを固定した回転体の回転位置や回転速度を検出する。
従来、透過型エンコーダとしては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特開２０１０−９６５０３号公報
透過型エンコーダにおいては、受光素子を備えた光学モジュールと回転ディスクとが近接して配置されているため、光学モジュールを取り付ける際には、作業者が受光素子と回転ディスクとの位置関係を顕微鏡で確認しながら、手作業によって光学モジュールの位置調整を行うのが通常である。
しかしながら、例えば反射型エンコーダのように、光学モジュールと回転ディスクとが比較的大きく離れて配置されている場合には、顕微鏡による位置調整が困難となっていた。
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、受光素子を備えた光学モジュールと回転ディスクとが比較的大きく離れて配置されていても、回転ディスクや光学モジュールの位置調整を精度良く行いつつ、サーボモータを容易に製造することができるサーボモータの製造方法、サーボモータ製造装置、サーボモータ、及びエンコーダを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、ディスク中心周りに同心円パターンが形成された回転ディスクをモータのシャフトに対し固定配置する際に、前記シャフトに対する前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整ステップを有し、
前記ディスク位置調整ステップでは、前記同心円パターンをリニアエンコーダのスケールとして利用して前記回転ディスクの偏心調整に使用する
ことを特徴とするサーボモータ製造方法が提供される。
また、前記ディスク位置調整ステップでは、
前記回転ディスクの円周方向一部領域における前記同心円パターンの半径方向の変化を検出可能な前記リニアエンコーダの出力信号に基づき、前記シャフトの回転軸と前記回転ディスクのディスク中心とが一致するように前記回転ディスクの位置調整を行ってもよい。
また、前記ディスク位置調整ステップでは、
前記回転ディスクを回転させた際の前記同心円パターンの半径方向の変化から、前記ディスク中心の前記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を特定し、
ディスク位置調整手段により、当該偏心量がなくなるような向き及び量により前記回転ディスクを半径方向に移動させてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源から出射され回転ディスクのディスク中心周りに形成された同心円パターンの作用を受けた光を受光する第１受光素子及び第２受光素子を基板上に備えた光学モジュールを、モータのシャフトに取り付けられた前記回転ディスクと対向させて固定配置する際に、前記回転ディスクに対する前記光学モジュールの位置調整を行うモジュール位置調整ステップを有し、
前記モジュール位置調整ステップでは、
前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の振幅変化に基づき、前記光学モジュールの前記回転ディスクに対する半径方向の位置調整を行い、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の位相差に基づき、前記光学モジュールの前記回転ディスクにおけるディスク中心から放射状に拡がる放射状線に対する傾斜方向の位置調整を行う
ことを特徴とするサーボモータ製造方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディスク中心周りに同心円パターンが形成された回転ディスクをモータのシャフトに対し固定配置する際に、前記シャフトに対する前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整ステップと、
光源から出射され前記同心円パターンの作用を受けた光を受光する第１受光素子及び第２受光素子を基板上に備えた光学モジュールを、前記回転ディスクと対向させて固定配置する際に、前記回転ディスクに対する前記光学モジュールの位置調整を行うモジュール位置調整ステップと、を有し、
前記ディスク位置調整ステップでは、
前記同心円パターンをリニアエンコーダのスケールとして利用して前記回転ディスクの偏心調整に使用し、
前記モジュール位置調整ステップでは、
前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の振幅変化に基づき、前記光学モジュールの前記回転ディスクに対する半径方向の位置調整を行い、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の位相差に基づき、前記光学モジュールの前記回転ディスクにおけるディスク中心から放射状に拡がる放射状線に対する傾斜方向の位置調整を行う
ことを特徴とするサーボモータ製造方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転ディスクのディスク中心周りに形成された同心円パターンをスケールとして利用するリニアエンコーダと、
前記回転ディスクが固定配置されるモータのシャフトの回転軸と前記回転ディスクのディスク中心とが一致するように前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整手段と、
前記リニアエンコーダの出力信号に基づき前記ディスク位置調整手段を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とするサーボモータ製造装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光源から出射されモータのシャフトに取り付けられた回転ディスクのディスク中心周りに形成された同心円パターンの作用を受けた光を受光する第１受光素子及び第２受光素子を基板上に備えた光学モジュールの前記回転ディスクに対する半径方向の位置調整を行う第１モジュール位置調整手段、及び、前記光学モジュールの前記回転ディスクにおけるディスク中心から放射状に拡がる放射状線に対する傾斜方向の位置調整を行う第２モジュール位置調整手段を含むモジュール位置調整手段と、
前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の振幅変化に基づき前記第１モジュール位置調整手段を制御し、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の位相差に基づき前記第２モジュール位置調整手段を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とするサーボモータ製造装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、回転ディスクのディスク中心周りに形成された同心円パターンをスケールとして利用するリニアエンコーダと、
前記回転ディスクが固定配置されるモータのシャフトの回転軸と前記回転ディスクのディスク中心とが一致するように前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整手段と、
光源から出射され前記同心円パターンの作用を受けた光を受光する第１受光素子及び第２受光素子を基板上に備えた光学モジュールの前記回転ディスクに対する半径方向の位置調整を行う第１モジュール位置調整手段、及び、前記光学モジュールの前記回転ディスクにおけるディスク中心から放射状に拡がる放射状線に対する傾斜方向の位置調整を行う第２モジュール位置調整手段を含むモジュール位置調整手段と、
前記リニアエンコーダの出力信号に基づき前記ディスク位置調整手段を制御するとともに、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の振幅変化に基づき前記第１モジュール位置調整手段を制御し、前記第１受光素子及び前記第２受光素子の出力信号の位相差に基づき前記第２モジュール位置調整手段を制御する制御手段と、を有する
ことを特徴とするサーボモータ製造装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディスク中心とモータのシャフトの回転軸との偏心量の調整に使用される、前記ディスク中心周りに少なくとも１本形成された同心円パターンを有する回転ディスクをエンコーダとして備えた
ことを特徴とするサーボモータが提供される。
また、前記エンコーダは、
光源から出射され前記同心円パターンの作用を受けた光を受光する第１受光素子及び第２受光素子を基板上に備えた光学モジュールを有し、
前記光学モジュールは、
前記第１受光素子及び第２受光素子による受光信号に基づいて、前記回転ディスクに対する位置が調整されて配置されてもよい。
また、前記第１受光素子及び前記第２受光素子は、
前記基板の中心線に対し軸対称となるように配置されてもよい。
また、前記回転ディスクは、
前記同心円パターンと併設され円周方向に沿って形成された位置検出用パターンを備えており、
前記光学モジュールは、
前記光源から出射され前記位置検出用パターンの作用を受けた光を受光する位置検出用受光素子を前記基板上に備えてもよい。
また、前記光源は、
前記基板に設けられており、
前記第１受光素子及び前記第２受光素子は、
前記同心円パターンからの反射光を受光してもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ディスク中心とモータのシャフトの回転軸との偏心量の調整に使用される、前記ディスク中心周りに少なくとも１本形成された同心円パターンを有する回転ディスクを備えた
ことを特徴とするエンコーダが提供される。
以上説明したように本発明によれば、受光素子を備えた光学モジュールと回転ディスクとが大きく離れて配置されていても、回転ディスクや光学モジュールの位置調整を容易に行いつつ、サーボモータを容易に製造することができる。
本実施形態に係るエンコーダを備えたサーボモータの概略構成について説明するための説明図である。 本実施形態に係る反射型エンコーダの概略構成について説明するための説明図である。 反射型エンコーダが有する回転ディスクのパターン形成面の一部を表す平面図である。 反射型エンコーダが有する基板における受光素子の配置を表す配置図である。 光源について説明するための図４中Ｖ−Ｖ断面による基板の縦断面図である。 本実施形態に係るサーボモータ製造装置の構成のうち、回転ディスクの位置調整を行う際に用いられる構成を抽出して説明するための説明図である。 シャフトの回転軸と回転ディスクのディスク中心とが偏心している場合の一例を示す上面図である。 シャフトの回転軸と回転ディスクのディスク中心とが偏心している場合のリニアエンコーダにおける同心円パターンの動きを説明するための説明図である。 本実施形態に係るサーボモータ製造装置の構成のうち、光学モジュールの位置調整を行う際に用いられる構成を抽出して説明するための説明図である。 モジュール位置調整用のリニアエンコーダの配置の一例を示す上面図である。 モジュール位置調整動作の一例を説明するための説明図である。 制御装置のＣＰＵによって実行されるディスク位置調整時の制御内容を表すフローチャートである。 制御装置のＣＰＵによって実行されるモジュール位置調整時の制御内容を表すフローチャートである。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
＜サーボモータ＞
まず、図１を参照しつつ、本実施形態に係るエンコーダを備えたサーボモータの構成の概略について説明する。図１は、本実施形態に係るエンコーダを備えたサーボモータの概略構成について説明するための説明図である。
図１に示すように、サーボモータＳＭは、本実施形態に係るエンコーダとしての反射型エンコーダ１００と、モータＭとを有する。モータＭは、反射型エンコーダ１００を含まない動力発生源の一例である。このモータＭ単体をサーボモータという場合もあるが、本実施形態では、反射型エンコーダ１００を含む構成をサーボモータＳＭということにする。モータＭは、少なくとも一端側に回転体としてのシャフトＳＨを有し、このシャフトＳＨを回転軸ＡＸ周りに回転させることにより、回転力を出力する。
なお、モータＭは、位置データに基づいて制御されるモータであれば特に限定されるものではない。また、モータＭは、動力源として電気を使用する電動式モータである場合に限られるものではなく、例えば、油圧式モータ、エア式モータ、蒸気式モータ等の他の動力源を使用したモータであってもよい。ただし、説明の便宜上、以下ではモータＭが電動式モータである場合について説明する。
反射型エンコーダ１００は、モータＭのシャフトＳＨの回転力出力端とは反対側の端部に連結される。そして、この反射型エンコーダ１００は、シャフトＳＨの位置を検出することにより、モータＭの回転対象（シャフトＳＨ自体でもよい。）の相対位置（基準角度からの相対角度）を検出し、その位置を表す位置データを出力する。
反射型エンコーダ１００の配置位置は、本実施形態に示す例に特に限定されるものではない。例えば、反射型エンコーダ１００は、シャフトＳＨの出力端側に直接連結されるように配置されてもよく、また、減速機や回転方向変換機、ブレーキなどの他の機構を介してシャフトＳＨ等に連結されてもよい。
なお、本実施形態は、図１及び図２に例示するような、モータＭのシャフトＳＨにエンコーダ１００の回転ディスク１１０を直接的に連結させる構造のサーボモータＳＭである場合に特に有効である。なぜなら、例えば回転ディスクが固定された回転軸や軸受を有するエンコーダを用いてサーボモータを製造する場合、このようなエンコーダでは回転ディスクや光学モジュールが回転軸や軸受と共に芯出しされて一体的に組み上げられているため、回転軸とシャフトＳＨとが同軸となるようにエンコーダをモータに組み付けることによって、エンコーダの回転ディスクや光学モジュールとモータＭのシャフトＳＨとは偏心なく連結されることになり、回転ディスクや光学モジュールの位置調整が特段に必要とならない。一方、本実施形態のようにエンコーダ１００が回転軸や軸受を有しておらず、モータＭのシャフトＳＨにエンコーダ１００の回転ディスク１１０を直接的に連結させる構造の場合、サーボモータＳＭを製造する際に、シャフトＳＨに対する回転ディスク１１０の位置調整、及び、回転ディスク１１０に対する光学モジュール１２０の位置調整をしなければ、エンコーダ１００を精度良くモータＭに組み付けることができないからである。但し、ここでは、図１及び図２に例示したモータＭのシャフトＳＨに回転ディスク１１０が直接的に連結させるいわゆる「ビルトインタイプ」のエンコーダ１００が使用される場合を例に挙げて説明しているが、回転ディスク１１０がエンコーダ１００専用のシャフトに連結され、そのシャフトがモータＭなどに連結可能に形成されるいわゆる「コンプリートタイプ」のエンコーダ１００も使用可能であることは言うまでもない。
＜反射型エンコーダ＞
次に、図２〜図５を参照しつつ、本実施形態に係る反射型エンコーダ１００の構成について説明する。図２は、本実施形態に係る反射型エンコーダの概略構成について説明するための説明図である。図３は、反射型エンコーダが有する回転ディスクのパターン形成面の一部を表す平面図である。図４は、反射型エンコーダが有する基板における受光素子の配置を表す配置図である。図５は、光源について説明するための図４中Ｖ−Ｖ断面による基板の縦断面図である。
図２に示すように、本実施形態に係る反射型エンコーダ１００は、シャフトＳＨに連結された回転ディスク１１０と、回転ディスク１１０と対向して配置された光学モジュール１２０とを有している。光学モジュール１２０は、プリント基板１９０（図９参照）に実装されている。
（回転ディスク）
回転ディスク１１０は、図３に示すように円板状に形成され、ディスク中心Ｏが回転軸ＡＸとほぼ一致するように配置される。そして、回転ディスク１１０は、この回転軸ＡＸ周りに回転可能なシャフトＳＨに例えばハブ等を介して連結される。従って、回転ディスク１１０は、モータＭの回転に応じて回転軸ＡＸ周りに回転可能に配置されることとなる。
図３に示すように、回転ディスク１１０には、インクリメンタルパターンＩＰが円周方向に沿って形成されている。また、インクリメンタルパターンＩＰの内周側には、ディスク中心Ｏ周りに複数本の同心円パターンＣＰが形成されている。この際、回転ディスク１１０は、例えば光を透過又は吸収する材質で形成される。そして、インクリメンタルパターンＩＰ及び同心円パターンＣＰは、その光を透過又は吸収する材質の回転ディスク１１０上に、例えば反射率の高い材質を蒸着するなどの方法により反射スリットが同心円状に形成されることにより、パターンニングされる。なお、上記インクリメンタルパターンＩＰが、特許請求の範囲に記載の位置検出用パターンに相当する。
インクリメンタルパターンＩＰは、反射スリットが所定のピッチで等間隔に形成されることにより、当該ピッチで光の反射と吸収又は透過を繰り返すパターンを有する。一方、同心円パターンＣＰは、複数本の環状の反射スリットがディスク中心Ｏ周りに所定の間隔で同心円状に形成されることにより、回転ディスク１１０の半径方向に光の反射と吸収又は透過を繰り返すパターンを有する。詳細は後述するが、この同心円パターンＣＰは、サーボモータＳＭの製造時において、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに対し固定配置する際のシャフトＳＨに対する回転ディスク１１０の位置調整や、光学モジュール１２０を回転ディスク１１０と対向させて固定配置する際の回転ディスク１１０に対する光学モジュール１２０の位置調整に用いられる。
（光学モジュール）
図４に示すように、光学モジュール１２０は、回転ディスク１１０と対向する基板１２１を有する。そして、この基板１２１における回転ディスク１１０への対向側の表面には、回転ディスク１１０に向けて光を出射する光源１３０と、インクリメンタルパターンＩＰからの反射光を受光する複数のインクレ用受光素子１４１を含むインクレ用受光素子群１４０と、同心円パターンＣＰからの反射光を受光する複数の位置調整用受光素子１５１を含む位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒと、が設けられている。位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、基板１２１の中心線ＬＣに対し軸対象となるように配置されている。なお、中心線ＬＣは基板１２１の回転方向における対称軸と略一致する線であり、光源１３０は中心線ＬＣ上に配置されている。また、インクレ用受光素子群１４０及び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、例えばシリコンで形成された基板１２１上に、フォトリソグラフィ等を使用して形成されることが望ましい。この場合、インクレ用受光素子群１４０及び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを非常に精度良く形成することが可能で、後述する基板１２１の位置合わせの精度を更に向上させる事が可能である。
なお、上記位置調整用受光素子群１５０Ｌ及び位置調整用受光素子群１５０Ｒが、特許請求の範囲に記載の第１受光素子及び第２受光素子に相当する。また、インクレ用受光素子群１４０が、位置検出用受光素子に相当する。
位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、位相の異なる４つの光信号を検出するために、同心円パターンＣＰの径方向における１ピッチに対応する位置を４分割して電気角で９０°毎に信号を出力する４つの位置調整用受光素子１５１を１セットとした複数（図４に示す例では４つ）のインクレ用受光素子１４１をそれぞれ有する。そして、各位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、この４つの位置調整用受光素子１５１を、回転ディスク１１０の径方向（後述する基準位置Ｏ′を中心とする径方向）に沿ってアレイ状に配置された構成となっている。
ここで、位相の異なる４つの光信号とは、Ａ＋相（０度）、Ａ＋相よりも９０度位相がずれたＢ＋相（９０度）、Ａ＋相よりも１８０度位相がずれたＡ−相（１８０度）、及び、Ａ＋相よりも２７０度位相がずれたＢ−相（２７０度）の光信号のことである。９０°位相の異なる信号、例えば上記Ａ＋相の光信号の他にＢ＋相の光信号を用いるのは、先に検出されるのがＡ＋相かＢ＋相かによって同心円パターンＣＰのずれる方向を検出するためである。また、１８０°位相の異なる信号、つまりＡ＋相やＢ＋相の他にＡ−相やＢ−相の光信号を用いるのは、光信号の信頼性を確保するためである。
光学モジュール１２０は、図３に示すように、光源１３０が、インクリメンタルパターンＩＰの半径方向中央位置（ディスク中心Ｏから半径ＲＩの位置）と同心円パターンＣＰの半径方向中央位置（ディスク中心Ｏから半径ＲＣの位置）との略中間位置に対峙するように配置される。これにより、基板１２１に配置されたインクレ用受光素子群１４０及び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、それぞれ、回転ディスク１１０に形成されたインクリメンタルパターンＩＰ及び同心円パターンＣＰに対応する半径方向位置となる。
インクレ用受光素子群１４０は、複数のインクレ用受光素子１４１が回転ディスク１１０の円周方向（図４中ＣＩ方向）に沿ってアレイ状に配置された構成となっている。なお、上記ＣＩ方向とは、図３に示すように、回転ディスク１１０におけるディスク中心ＯからインクリメンタルパターンＩＰの中心位置までの距離をＲＩ、光源１３０までの距離をＲＬした場合に、図４に示すように、光源１３０から距離ＲＬのｋ倍（ｋ＝（ｄ１＋ｄ２）／ｄ１）であるｋＲＬの距離にある基準位置Ｏ′を中心とする半径ｋＲＩの円周方向である。これは、図２に示すように、反射型エンコーダ１００においては、光源１３０から出射された光が回転ディスク１１０で反射され、反射光をインクレ用受光素子群１４０で受光するため、インクレ用受光素子群１４０にはパターンの拡大像が反射投影されるためである。すなわち、光源１３０から回転ディスク１１０までの出射光の光路距離がｄ１であり、回転ディスク１１０からインクレ用受光素子群１４０までの反射光の光路距離がｄ２であるため、インクレ用受光素子群１４０にはインクリメンタルパターンＩＰをｋ倍（ｋ＝（ｄ１＋ｄ２）／ｄ１）に拡大した拡大像が反射投影されることになる。そのため、インクレ用受光素子群１４０をＣＩ方向に沿って配置することにより、反射投影されるインクリメンタルパターンＩＰの拡大像に対応させることができる。さらに、インクレ用受光素子群１４０を構成する各インクレ用受光素子１４１の向きは、上記基準位置Ｏ′を中心とした放射状となる向きにそれぞれ配置されている。これにより、各インクレ用受光素子１４１の向きを、反射投影されたインクリメンタルパターンＩＰのｋ倍の拡大像に対応する向きとすることができる。
位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒは、回転ディスク１１０の半径方向（図４中基準位置Ｏ′を中心とする円の半径方向）に沿って複数の位置調整用受光素子１５１がアレイ状に配置されることにより構成されている。また、各位置調整用受光素子１５１の向きは、回転ディスク１１０の円周方向（図４中ＣＣ方向）となる向きに配置されている。なお、上記ＣＣ方向とは、図３及び図４に示すように、回転ディスク１１０におけるディスク中心Ｏから同心円パターンＣＰの中心位置までの距離をＲＣとした場合に、上記基準位置Ｏ′を中心とする半径ｋＲＣの円周方向である。このように、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを構成する各位置調整用受光素子１５１を、基準位置Ｏ′を中心とする円の半径方向に沿って配置するとともに、各位置調整用受光素子１５１の向きをＣＣ方向とすることにより、上述したように、反射投影された同心円パターンＣＰのｋ倍の拡大像に対応させることができる。また、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの半径方向の幅Ｗｔは、回転ディスク１１０における同心円パターンＣＰの半径方向の幅Ｗｐのｋ倍に略一致するように構成されている。
図５に示すように、基板１２１には、光源１３０が形成されたチップ１３１が、銀ペースト等の導電性接着剤により固着されている。光源１３０としては、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。基板１２１の表面には配線パターン（図示省略）が形成されており、この配線パターンと光源１３０の電極とが配線１２２により接続されている。
＜製造装置＞
次に、図６〜図１１を参照しつつ、本実施形態に係るサーボモータ製造装置の構成の概略について説明する。本実施形態に係るサーボモータ製造装置ＭＤは、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに固定配置する際にシャフトＳＨに対する回転ディスク１１０の位置調整を行うとともに、光学モジュール１２０を回転ディスク１１０と対向させて固定配置する際に回転ディスク１１０に対する光学モジュール１２０の位置調整を行うものである。
まず、図６〜図８を用いて、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに固定配置する際にシャフトＳＨに対して行う回転ディスク１１０の位置調整について説明する。図６は、本実施形態に係るサーボモータ製造装置の構成のうち、回転ディスクの位置調整を行う際に用いられる構成を抽出して説明するための説明図である。図７は、シャフトの回転軸と回転ディスクのディスク中心とが偏心している場合の一例を示す上面図である。図８は、シャフトの回転軸と回転ディスクのディスク中心とが偏心している場合のリニアエンコーダにおける同心円パターンの動きを説明するための説明図である。
図６に示すように、サーボモータ製造装置ＭＤは、シャフトＳＨを備えたモータＭと、シャフトＳＨ上に移動可能に配置された回転ディスク１１０と、回転ディスク１１０の円周方向一部領域における同心円パターンＣＰの半径方向の変化を検出可能な反射型のリニアエンコーダ１６０と、回転ディスク１１０が固定配置されるシャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが一致するように回転ディスク１１０の位置調整を行うリニアモータ１７１と、上記リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づきリニアモータ１７１及びモータＭを制御する制御装置１８０と、を有している。
リニアエンコーダ１６０は、リニアエンコーダヘッド１６１及び偏心量算出部１６２を有している。リニアエンコーダヘッド１６１の出力信号は、偏心量算出部１６２により、例えばＡ／Ｄ変換された後、逓倍処理され、回転ディスク１１０の位置信号に換算される。そして、この位置信号は制御装置１８０に入力される。制御装置１８０からリニアモータ１７１への出力信号は、モータ制御装置１７２により、モータ駆動信号に換算された後一旦アナログ化され、更に図示しないアンプにより電流増幅されて、リニアモータ１７１に入力される。その結果、リニアモータ１７１は、制御装置１８０の指令値通りに駆動する。また、制御装置１８０からモータＭへ出力される出力信号により、モータ制御装置１７３は、モータＭを回転させる。
なお、上記リニアエンコーダ１６０が、特許請求の範囲に記載の光学検出手段に相当し、リニアモータ１７１、モータＭ、及びモータ制御装置１７２，１７３が、ディスク位置調整手段に相当する。また、制御装置１８０が制御手段に相当する。
リニアエンコーダヘッド１６１は、回転ディスク１１０における同心円パターンＣＰの円周方向一部領域に対向するように配置されている。このリニアエンコーダヘッド１６１は、図示しない光源及び受光素子と、固定スリット１６３（図８参照）を有している。図８に示すように、固定スリット１６３には複数の矩形状のスリットＳＬが並列に形成されており、光源及び受光素子と回転ディスク１１０との間に、複数のスリットＳＬが回転ディスク１１０の半径方向に沿うように配置される。回転ディスク１１０が固定配置されるシャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが偏心している場合には、回転ディスク１１０を回転させた際に、リニアエンコーダヘッド１６１の配置位置において同心円パターンＣＰが半径方向に変化（移動）するため、リニアエンコーダ１６０によって偏心の有無を検出することが可能となる。
例えば図７に示す例では、シャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心ＯとがΔＤ１だけ偏心している。ここで、シャフトＳＨの回転軸ＡＸから回転ディスク１１０の外周までの距離が最も大きくなる回転ディスク１１０上の回転位置を（ａ）とし、最も小さくなる回転位置を（ｃ）とし、中間となる回転位置を（ｂ）及び（ｄ）とする。各回転位置（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）間の角度はそれぞれ９０°である。この場合、図８に示すように、リニアエンコーダヘッド１６１における同心円パターンＣＰは、回転ディスク１１０の回転位置が（ａ）である際には同心円パターンＣＰがスリットＳＬよりも半径方向外周側に位置し、回転位置が（ｂ）又は（ｄ）である際には同心円パターンＣＰがスリットＳＬ上に位置し、回転位置が（ｃ）である際には同心円パターンＣＰがスリットＳＬよりも半径方向内周側に位置することになる。すなわち、リニアエンコーダヘッド１６１の配置位置において同心円パターンＣＰが半径方向に２ΔＤ１だけ変化（移動）する。
このように、回転ディスク１１０に形成された同心円パターンＣＰを円周方向の一部の狭い領域で見ると、回転ディスク１１０を回転させた際にリニアスリットと同様にして偏心の有無を観測することができる。したがって、本実施形態では偏心の有無を検出する手段としてリニアエンコーダを用いている。すなわち、同心円パターンＣＰをリニアエンコーダ１６０のスケールとして利用して回転ディスク１１０の偏心調整に使用する。なお、回転ディスク１１０の同心円パターンＣＰの半径方向の変化を検出可能な光学検出手段であれば、リニアエンコーダ以外の検出手段を用いてもよい。
以上のような原理によって、リニアエンコーダヘッド１６１からは、同心円パターンＣＰの半径方向への移動量に応じて、位相の異なる２相の正弦波のアナログ信号が生じる。偏心量算出部１６２は、このアナログ信号を逓倍処理したデジタル化した位置信号を求める。そして、偏心量算出部１６２は、回転ディスク１１０を１回転させた場合にえられる位置信号の最大値と最小値の差の半値を偏心量として算出して、制御装置１８０へ入力する。制御装置１８０は、位置信号の最大値又は最小値が得られた（つまり偏心量が最大の）回転ディスク１１０の角度を、偏心量最大位置として特定する。そして、この特定した偏心量最大位置において、モータＭの駆動を停止して回転ディスク１１０の回転を停止し、偏心量を減少させるようにリニアモータ１７１を駆動する。
制御装置１８０としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示部１８１及びマウスやキーボード等で構成される操作部１８２を備えた汎用ＰＣ等が用いられる。この制御装置１８０は、図示は省略するが、中央演算処理装置であるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を内蔵している。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラム（後述の図１２及び図１３に示すサーボモータの製造方法手順を実行するプログラムを含む）に従って、信号処理を行う。
上記構成である制御装置１８０は、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに配置する際に、リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づきモータＭとリニアモータ１７１の駆動を制御することにより、シャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが一致するように位置調整を行う。具体的には、制御装置１８０は、モータＭを駆動して回転ディスク１１０を回転させつつ、リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づき同心円パターンＣＰが半径方向に変化するか否かを判定する。変化を検出した場合には、偏心量最大位置となる位置でモータＭを停止させて、図７に示すように、リニアエンコーダ１６０と回転ディスク１１０に対し同じ円周方向位置に設置されたリニアモータ１７１を偏心量を減少させるように駆動し、回転ディスク１１０を半径方向に移動させる。その後、再びモータＭを駆動させ、リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づき同心円パターンＣＰが半径方向に変化するか否かを検出する。変化がない場合には、シャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが一致していると見なせるので、位置調整を完了する。一方、変化がある場合にはまだ偏心が存在すると見なせるので、上記と同様の手順を繰り返す。
なお、上記調整を行う際のリニアモータ１７１の駆動量は、リニアエンコーダ１６０で検出した同心円パターンＣＰのずれ量に応じて決定してもよいし、予め固定的に定められた駆動量であってもよい。この場合、リニアエンコーダ１６０の出力信号を見ながら複数回に亘って断続的にリニアモータ１７１を駆動させて位置調整を行えばよい。また、上記では回転ディスク１１０の回転を停止させてリニアモータ１７１で位置調整を行うようにしたが、回転ディスク１１０を回転させつつリニアモータ１７１を駆動して位置調整を行ってもよい。また、本実施形態ではディスク位置調整手段としてリニアモータを用いているが、回転ディスク１１０を微量に移動させることが可能であれば、これ以外のアクチュエータを用いてもよい。
次に、図９〜図１１を用いて、光学モジュール１２０を回転ディスク１１０と対向させて固定配置する際に回転ディスク１１０に対して行う光学モジュール１２０の位置調整について説明する。図９は、本実施形態に係るサーボモータ製造装置の構成のうち、光学モジュールの位置調整を行う際に用いられる構成を抽出して説明するための説明図である。図１０は、モジュール位置調整用のリニアエンコーダの配置の一例を示す上面図である。図１１は、モジュール位置調整動作の一例を説明するための説明図である。
図９及び図１０に示すように、サーボモータ製造装置ＭＤは、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを備えた光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向（矢印ｒで示す）の位置調整を行うリニアモータ１７４と、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０におけるディスク中心Ｏから放射状に拡がる放射状線ＬＲに対する傾斜方向（矢印θで示す）の位置調整を行うロータリモータ１７５と、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号の振幅変化に基づきリニアモータ１７４を制御し、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差に基づきロータリモータ１７５を制御する上記制御装置１８０と、を有している。
なお、上記リニアモータ１７４が、特許請求の範囲に記載の第１モジュール位置調整手段に相当し、ロータリモータ１７５が第２モジュール位置調整手段に相当し、これらリニアモータ１７４及びロータリモータ１７５がモジュール位置調整手段に相当する。
光学モジュール１２０の位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号は、モジュール位置判定部１７６に入力される。モジュール位置判定部１７６は、これらの出力信号に基づいて振幅の変化を検出し、光学モジュール１２０が正しい位置に位置するか否かを判定する。モジュール位置判定部１７６が正しい位置でないと判定した場合、制御装置１８０は、モータ制御装置１７７，１７８を介してリニアモータ１７４及びロータリモータ１７５を駆動し、プリント基板１９０を半径方向及び傾斜方向に移動させる。プリント基板１９０が移動する結果、光学モジュール１２０が位置調整される。光学モジュール１２０は、プリント基板１９０上に実装されており、このプリント基板１９０は、回転ディスク１１０との間に所定の間隔をおきつつ、上記半径方向及び傾斜方向に移動自在に載置されている。なお、本実施形態では、光学モジュール１２０が実装されたプリント基板１９０を移動させることによって光学モジュール１２０の位置調整を行うようにしているが、リニアモータ１７４及びロータリモータ１７５によって光学モジュール１２０を直接移動させる構成としてもよい。
図１０に示すように、リニアモータ１７４は、回転ディスク１１０に対する円周方向位置が光学モジュール１２０と同じ位置となるように配置されている。これにより、リニアエンコーダ１７４がプリント基板１９０を移動させ、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向の位置調整を行うことが可能である。また、ロータリモータ１７５（図１０では図示省略）は、モータの軸芯が光学モジュール１２０の中心位置に略一致するように配置されている。これにより、ロータリモータ１７５がプリント基板１９０を回転させることで、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する傾斜方向の位置調整を行うことが可能である。
なお、リニアモータ１７４やロータリモータ１７５の配置位置や数は上記に限られず、適宜変更してもよい。
制御装置１８０は、光学モジュール１２０を回転ディスク１１０と対向させて固定配置する際に、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号に基づきリニアモータ１７４及びロータリモータ１７５の駆動を制御することにより、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向及び傾斜方向の位置調整を行う。具体的には、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向の位置の変化は、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号の振幅の変化として現れることから、当該振幅変化に基づきリニアモータ１７４の駆動を制御することにより、光学モジュール１２０の半径方向位置を所望の位置に調整する。また、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する傾斜方向の位置の変化は、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差として現れることから、当該位相差に基づきロータリモータ１７５の駆動を制御することにより、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置を所望の位置に調整する。
なお、上記調整を行う際のリニアモータ１７４及びロータリモータ１７５の駆動量は、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号に応じて決定してもよいし、予め固定的に定められた駆動量であってもよい。この場合、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号を見ながら複数回に亘って断続的にリニアモータ１７４及びロータリモータ１７５を駆動させて位置調整を行えばよい。また、本実施形態ではモジュール位置調整手段としてリニアモータ及びロータリモータを用いているが、プリント基板１９０を微量に移動させることが可能であれば、これ以外のアクチュエータを用いてもよい。
図１１を用いて、光学モジュール１２０の位置調整動作の一例を説明する。図１１（ａ）に示すように、光学モジュール１２０は、回転ディスク１１０に対し半径方向及び傾斜方向のいずれの位置もずれた状態である。この例では、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの中心線ＣＣ（前述の図４に示すＣＣと同じ）と同心円パターンＣＰの中心線ＣＲとの半径方向の距離がΔＤ２であるため、半径方向のずれ量はΔＤ２である。また、回転ディスク１１０の放射状線ＬＲと光学モジュール１２０（基板１２１）の中心線ＬＣとの角度がΔθであるため、傾斜方向のずれ量はΔθとなっている。
図１１（ａ）に示す状態から、制御装置１８０は、リニアモータ１７４を駆動させてプリント基板１９０を半径方向に沿って移動させる。そして、回転ディスク１１０の同心円パターンＣＰが位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒに共に対峙した状態、すなわち、前述したように同心円パターンＣＰは反射率の高い材質を蒸着するなどの方法により形成されていることから、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の振幅が最大（あるいは所定の閾値以上）となった際に、プリント基板１９０の移動を停止する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、光学モジュール１２０は半径方向にΔＤ２だけ移動され、半径方向の位置調整が完了する。
次に、図１１（ｂ）に示す状態から、制御装置１８０は、ロータリモータ１７５を駆動させてプリント基板１９０を傾斜方向に沿って移動させる。そして、回転ディスク１１０の同心円パターンＣＰが位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒに共に対峙し、且つ、その対峙態様が略等しくなった状態、すなわち、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差が０（あるいは所定の閾値以下）となった際に、プリント基板１９０の移動を停止する。これにより、図１１（ｃ）に示すように、光学モジュール１２０は傾斜方向にΔθだけ移動され、傾斜方向の位置調整が完了する。
以上のようにして、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向の位置調整及び傾斜方向の位置調整が完了する。なお、上記では半径方向の位置調整及び傾斜方向の位置調整をそれぞれ１回ずつ行う例を示したが、これらを繰り返し行って位置調整の精度を向上させてもよい。
＜製造装置の動作（製造方法）＞
次に、図１２及び図１３を用いて、サーボモータ製造装置ＭＤによって上述した回転ディスク１１０の位置調整及び光学モジュール１２０の位置調整が行われる際に、制御装置１８０のＣＰＵによって実行される制御内容を説明する。図１２は、主に制御装置のＣＰＵによって実行されるディスク位置調整時の制御内容を表すフローチャートである。図１３は、制御装置のＣＰＵによって実行されるモジュール位置調整時の制御内容を表すフローチャートである。なお、各制御処理を行う主体は実際には制御装置１８０のＣＰＵであるが、以下では制御装置１８０を主体として説明する。また、ここでは、図１２に示すディスク位置調整が行われた後に、図１３に示すモジュール位置調整が行われる場合について説明する。
（ディスク位置調整）
図１２に示すように、まずステップＳ３では、回転ディスク１１０がシャフトＳＨに仮付けされる。この仮付けは、作業者によって行われ、例えばネジによる仮止めや、硬化前の接着剤の粘性による固定など、シャフトＳＨと共に回転する一方、リニアモータ１７１により面内で移動可能な方法又は移動時に弛緩させて移動可能な方法によってなされる。
次にステップＳ５では、制御装置１８０は、モータＭに駆動信号を出力し、モータＭを駆動して回転ディスク１１０を回転させる。
次にステップＳ１０では、制御装置１８０は、リニアエンコーダ１６０から出力される信号を入力する。
次にステップＳ１２では、制御装置１８０は、偏心量算出部１６２より入力された、回転ディスク１１０を１回転させた場合にえられる位置信号の最大値と最小値の差の半値に基づき、偏心量を特定すると共に、位置信号の最大値又は最小値が得られた（つまり偏心量が最大の）回転ディスク１１０の角度を、偏心量最大位置として特定する。
次にステップＳ１５では、制御装置１８０は、シャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとに偏心がないか否かを判定する。具体的には、上記ステップＳ１２において偏心量算出部１６２より入力された半値が０（あるいは所定の閾値以下）である場合には偏心がないと判定し、半値が０でない（あるいは所定の閾値以上である）場合には偏心があると判定する。偏心があると判定した場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１７に進む。
ステップＳ１７では、制御装置１８０は、上記ステップＳ１２で特定した偏心量最大位置において、モータＭを停止して回転ディスク１１０の回転を停止する。なお、このときの位置制御は、上記ステップＳ１２で特定した偏心量最大位置となるように制御装置１８０がモータ制御装置１７３へ指令を出して行ってもよいし、偏心量を実測しながら最大となる位置で停止するように制御してもよい（なお、この場合には上記ステップＳ１２での偏心量最大位置の特定は不要となる）。
ステップＳ２０では、制御装置１８０は、モータ制御装置１７２に駆動信号を出力し、上記ステップＳ１２で特定した偏心量に基づきリニアモータ１７１を所定量駆動して、回転ディスク１１０を偏心量が減少するように移動させる。その後、ステップＳ５に戻り、制御装置１８０は、モータＭを駆動して回転ディスク１１０を再び回転させ、リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づいて偏心の有無を判定する。
このようにして、制御装置１８０は、上記ステップＳ５〜ステップＳ２０の手順を繰り返すことによって回転ディスク１１０の位置調整を行う。
一方、上記ステップＳ１５において、偏心がないと判定した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５では、制御装置１８０は、モータＭを停止し、回転ディスク１１０の回転を停止する。
次のステップＳ２７では、回転ディスク１１０がシャフトＳＨに固定される。この固定は、作業者によって行われ、例えばネジ等の固定部材による本止めや、接着剤の硬化等によってなされる。以上により、本フローを終了する。
（モジュール位置調整）
図１３に示すように、ステップＳ３０では、制御装置１８０は、光学モジュール１２０の位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒから出力される信号を入力する。
次にステップＳ３５では、制御装置１８０は、上記ステップＳ３０で入力した位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号の振幅の変化に基づき、光学モジュール１２０の半径方向の位置調整が完了したか否かを判定する。具体的には、例えば出力信号の振幅が最大（あるいは所定の閾値以上）となったか否かを判定する。出力信号の振幅が最大（あるいは所定の閾値以上）となっていない場合には（ステップＳ３５でＮＯ）、制御装置１８０は、光学モジュール１２０の半径方向の位置調整が完了していないと判断し、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、制御装置１８０は、モータ制御装置１７７に駆動信号を出力し、リニアモータ１７４を所定量駆動して、光学モジュール１２０の半径方向の偏心量を減少させるようにプリント基板１９０を所定量移動させる。その後、ステップＳ３０に戻り、制御装置１８０は、再び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒから出力される信号を入力し、次のステップＳ３５において、光学モジュール１２０の半径方向の位置調整が完了したか否かを判定する。
このようにして、制御装置１８０は、上記ステップＳ３０〜ステップＳ４０の手順を繰り返すことによって光学モジュール１２０の半径方向の位置調整を行う。
上記ステップＳ３５において、出力信号の振幅が最大（あるいは所定の閾値以上）となった場合には（ステップＳ３５でＹＥＳ）、制御装置１８０は、光学モジュール１２０の半径方向の位置調整が完了したと判断し、ステップＳ４５に進む。
ステップＳ４５では、制御装置１８０は、上記ステップＳ３０と同様に、光学モジュール１２０の位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒから出力される信号を入力する。
次にステップＳ５０では、制御装置１８０は、上記ステップＳ４５で入力した位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差に基づき、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置調整が完了したか否かを判定する。具体的には、例えば出力信号の位相差が０（あるいは所定の閾値以下）となったか否かを判定する。出力信号の位相差が０（あるいは所定の閾値以下）となっていない場合には（ステップＳ５０でＮＯ）、制御装置１８０は、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置調整が完了していないと判断し、ステップＳ５５に進む。
ステップＳ５５では、制御装置１８０は、モータ制御装置１７８に駆動信号を出力し、ロータリモータ１７５を所定量駆動して、光学モジュール１２０の傾斜方向の偏心量を減少させるようにプリント基板１９０を傾斜方向に沿って所定量移動させる。その後、ステップＳ４５に戻り、制御装置１８０は、再び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒから出力される信号を入力し、次のステップＳ５０において、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置調整が完了したか否かを判定する。
このようにして、制御装置１８０は、上記ステップＳ４５〜ステップＳ５５を繰り返すことによって光学モジュール１２０の傾斜方向の位置調整を行う。
上記ステップＳ５０において、出力信号の位相差が０（あるいは所定の閾値以下）となった場合には（ステップＳ５０でＹＥＳ）、制御装置１８０は、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置調整が完了したと判断し、本フローを終了する。
以上において、ステップＳ５〜ステップＳ２５が特許請求の範囲に記載のディスク位置調整ステップに相当し、ステップＳ３０〜ステップＳ５５がモジュール位置調整ステップに相当する。また、ステップＳ５〜ステップＳ２５及びステップＳ３０〜ステップＳ５５の手順が、特許請求の範囲に記載のサーボモータ製造方法に相当する。
＜効果の例＞
以上説明した本実施形態に係る反射型エンコーダ１００においては、回転ディスク１１０のディスク中心Ｏ周りに同心円パターンＣＰが形成されている。これにより、上述したように、回転ディスク１１０の同心円パターンＣＰ形成部分の円周方向一部領域に対向するように同心円パターンＣＰの半径方向の変化を検出可能なリニアエンコーダ１６０を配置することにより、回転ディスク１１０が固定配置されるシャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが偏心している場合には、回転ディスク１１０を回転させた際にリニアエンコーダ１６０の配置位置において同心円パターンＣＰが半径方向に変化するため、リニアエンコーダ１６０によって偏心の有無を検出することができる。したがって、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに配置する際に、リニアエンコーダ１６０の出力信号に基づき、シャフトＳＨの回転軸ＡＸと回転ディスク１１０のディスク中心Ｏとが一致するように回転ディスク１１０の位置調整を行うことができる。
また本実施形態に係る反射型エンコーダ１００においては、光学モジュール１２０が回転ディスク１１０の同心円パターンＣＰからの反射光を受光する位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを備えている。これら位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを基板上の所定の位置に配置することにより、回転ディスク１１０に対する光学モジュール１２０の位置調整を行うことができる。すなわち、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向の位置の変化は、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの出力信号の振幅の変化として現れることから、当該振幅変化に基づき、光学モジュール１２０の半径方向位置を所望の位置に調整することができる。また、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する傾斜方向の位置の変化は、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差として現れることから、当該位相差に基づき、光学モジュール１２０の傾斜方向の位置を所望の位置に調整することができる。このようにして、光学モジュール１２０の回転ディスク１１０に対する半径方向及び傾斜方向の位置調整を自動的に行うことができる。
以上のように、本実施形態によれば、回転ディスク１１０及び光学モジュール１２０の位置調整に顕微鏡を用いる必要が無いので、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを備えた光学モジュール１２０と回転ディスク１１０とが比較的大きく離れて配置されていても、回転ディスク１１０や光学モジュール１２０の位置調整を精度良く行いつつ、サーボモータＳＭを容易に製造することができる。また、自動的に位置調整を行うことができるので、タクトタイムの短縮を図ることができる。
また、本実施形態では特に、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒが、光学モジュール１２０の基板１２１の中心線ＬＣに対し軸対称となるように配置されている。これにより、位置調整用受光素子群１５０Ｌと位置調整用受光素子群１５０Ｒとを結ぶ直線が基板１２１の中心線ＬＣと直交することになる。したがって、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒの各出力信号の位相差が０（あるいは所定の閾値以下）となるように調整することで、基板１２１の中心線ＬＣと回転ディスク１１０の放射状線ＬＲとを一致させることができ、基板１２１の傾斜方向の位置調整を確実に行うことができる。
また、本実施形態では特に、回転ディスク１１０における同心円パターンＣＰと併設され、円周方向に沿ってインクリメンタルパターンＩＰが形成されており、基板１２１は、光源１３０から出射されインクリメンタルパターンＩＰの作用を受けた反射光を受光するインクレ用受光素子群１４０を備えている。これにより、回転ディスク１１０が固定されたシャフトＳＨの相対位置（基準角度からの相対角度）を検出することができる。
また、本実施形態では特に、エンコーダとして反射型エンコーダを用いている。反射型エンコーダは、透過型エンコーダに比べ、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを備えた基板１２１と回転ディスク１１０とが比較的大きく離れて配置されるため、回転ディスク１１０及び基板１２１の位置調整に顕微鏡を用いる必要が無いという本実施形態の効果が顕著となる。したがって、図１２及び図１３に示すサーボモータの製造方法は、特に反射型エンコーダを備えたサーボモータに好適な製造方法であると言える。
＜変更例等＞
なお、本発明は、上記実施形態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。
例えば、以上においては、光学モジュール１２０の基板１２１上に光源１３０及び位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒが共に配置された反射型エンコーダを用いた場合を例にとって説明したが、これに限られず、光源が回転ディスク１１０をはさみ位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを備えた基板１２１と対向するように配置された、いわゆる透過型エンコーダを用いてもよい。この場合、回転ディスク１１０において同心円パターンＣＰを透過孔であるスリットとして形成し、リニアエンコーダ１６０を透過型のリニアエンコーダとすれば、上記実施形態と同様にして回転ディスク１１０のシャフトＳＨに対する位置調整が可能となる。また、位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒが、光源より出射され回転ディスク１１０に形成された同心円スリットを透過した光を受光することにより、基板１２１の回転ディスク１１０に対する位置調整を行うことも可能となる。このような透過型エンコーダを用いた場合も、上記実施形態と同様の効果を得る。
また、以上においては、回転ディスク１１０に位置検出用パターンとしてインクリメンタルパターンＩＰのみを形成したが、シリアルアブソリュートパターンを形成してもよい。この場合、基板１２１にシリアルアブソリュートパターンからの反射光を受光するアブソ用受光素子群を設けることで、シャフトＳＨの絶対位置（絶対角度）を検出することが可能となる。
また、以上においては、回転ディスク１１０の位置調整を行った後に光学モジュール１２０の位置調整を行う場合を説明したが、位置調整は必ずしもこの順番である必要はない。例えば、回転ディスク１１０をシャフトＳＨに対し大まかに位置決めして仮固定しておき、当該回転ディスク１１０に対して光学モジュール１２０を位置調整した後に、回転ディスク１１０の位置の微調整を行うといったように、光学モジュール１２０の位置調整を行った後に回転ディスク１１０の位置調整を行ってもよい。
また以上においては、回転ディスク１１０に複数本の同心円パターンＣＰを形成した場合を説明したが、同心円パターンＣＰは必ずしも複数である必要はなく、１本のみ形成してもよい。この場合、同心円パターンＣＰからの反射光を受光する位置調整用受光素子群１５０Ｌ，１５０Ｒを、１つの位置調整用受光素子１５１のみを含む構成としてもよい。なお、同心円パターンＣＰを複数にした場合、例えばディスク位置調整時のサーボモータ製造装置で使用されるリニアエンコーダの検出分解能等を向上させることが可能であるため、位置調整をより正確に行うことができる。
また、上記実施形態では、偏心量算出部１６２及びモジュール位置判定部１７６を、制御装置１８０と別体として構成したが、これらの機能は、制御装置１８０内で実現されてもよい。この場合、光学モジュール１２０又はリニアエンコーダヘッド１６１からの出力信号は、Ｄ／Ａ変換された後に制御装置１８０に送られることが望ましい。また、サーボモータ製造装置ＭＤ内に配置されたモータ制御装置１７２等は、移動させる対象（回転ディスク１１０又は光学モジュール１２０）をどの程度移動させるのかが判るように、製造するサーボモータＳＭのエンコーダ１００とは別のエンコーダを備えてもよい。更に、これらのモータ制御装置１７２等における制御機能を制御装置１８０内で実現してもよい。ただし、この場合、制御装置１８０から出力されたモータを制御するための信号は、Ａ／Ｄ変換されて増幅された後、各モータに供給されることが望ましい。
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、本発明は、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。
１００ 反射型エンコーダ（エンコーダ）
１１０ 回転ディスク
１２０ 光学モジュール
１２１ 基板
１３０ 光源
１４０ インクレ用受光素子群（位置検出用受光素子）
１５０Ｌ 位置調整用受光素子群（第１受光素子）
１５０Ｒ 位置調整用受光素子群（第２受光素子）
１６０ リニアエンコーダ（光学検出手段）
１７１ リニアモータ（ディスク位置調整手段）
１７２ リニアモータ（第１モジュール位置調整手段、モジュール位置調整手段）
１７３ リニアモータ（第２モジュール位置調整手段、モジュール位置調整手段）
１８０ 制御装置（制御手段）
ＡＸ 回転軸
ＣＰ 同心円パターン
ＩＰ インクリメンタルパターン（位置検出用パターン）
ＬＣ 中心線
ＬＲ 放射状線
ＭＤ サーボモータ製造装置
Ｏ ディスク中心
ＳＨ シャフト（回転体）

Claims (2)

  1. ディスク中心周りに複数本の同心円パターンが形成された回転ディスクをモータのシャフトに対し固定配置する際に、前記シャフトに対する前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整ステップを有し、
    前記ディスク位置調整ステップでは、
    前記回転ディスクの円周方向一部領域における前記複数本の同心円パターンの半径方向の変化を検出可能なリニアエンコーダの出力信号に基づいて、前記回転ディスクを回転させた際の前記同心円パターンの半径方向の変化から前記ディスク中心の前記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を特定し、
    前記リニアエンコーダの位相の異なる複数の前記出力信号より位置信号を得つつディスク位置調整手段を駆動し、前記偏心量がなくなるような向き及び量により前記回転ディスクを半径方向に移動させて、前記シャフトの回転軸と前記回転ディスクのディスク中心とが一致するように前記回転ディスクの位置調整を行う
    ことを特徴とするサーボモータ製造方法。
  2. 回転ディスクのディスク中心周りに形成された複数本の同心円パターンの円周方向一部領域における半径方向の変化を検出可能なリニアエンコーダと、
    前記回転ディスクが固定配置されるモータのシャフトの回転軸と前記回転ディスクのディスク中心とが一致するように前記回転ディスクの位置調整を行うディスク位置調整手段と、
    前記リニアエンコーダの出力信号に基づいて、前記回転ディスクを回転させた際の前記同心円パターンの半径方向の変化から前記ディスク中心の前記回転軸に対する偏心量及び偏心方向を特定し、前記リニアエンコーダの位相の異なる複数の前記出力信号より位置信号を得つつ前記ディスク位置調整手段を駆動し、前記偏心量がなくなるような向き及び量により前記回転ディスクを半径方向に移動させるように前記ディスク位置調整手段を制御する制御手段と、を有する
    ことを特徴とするサーボモータ製造装置。
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