JP5878381B2 - Multi-turn absolute rotary encoder - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、モータの出力軸の回転数と回転角度を検出する多回転アブソリュートロータリーエンコーダに係り、特に、歯車の数を減少させることにより小型化を図ることができるように工夫したものに関する。   The present invention relates to, for example, a multi-rotation absolute rotary encoder that detects the rotation speed and rotation angle of an output shaft of a motor, and more particularly, to a device that can be reduced in size by reducing the number of gears. .

従来、例えば、モータの主軸にアブソリュートエンコーダが備えられた電動アクチュエータにおいて、電源をオフにする前の回転数と回転角度を、電源をオフにした後再び電源をオンにした場合にも再現したい場合、以下のような動作を行わせていた。まず、電源オフ時に、その直前の回転数をバッテリーバックアップメモリに記憶させる。そして、電源オフ後に再び電源がオンとなった際に、上記バッテリーバックアップメモリから記憶された回転数を読み込むとともに、回転角度をアブソリュートエンコーダにより検出させる。   Conventionally, for example, in an electric actuator equipped with an absolute encoder on the spindle of the motor, if you want to reproduce the rotation speed and rotation angle before turning off the power even when turning on the power again after turning off the power The following actions were taken. First, when the power is turned off, the immediately preceding rotation speed is stored in the battery backup memory. Then, when the power is turned on again after the power is turned off, the rotational speed stored from the battery backup memory is read and the rotational angle is detected by the absolute encoder.

しかし、このようなバッテリーバックアップメモリを用いる場合、定期的にバッテリーの交換や充電を行わなければならない。また、バッテリーの交換や充電を怠った場合やバッテリーに何らかの異常があった場合などは、電圧降下によって上記バッテリーバックアップメモリが正常に動作できないこととなってしまう。   However, when such a battery backup memory is used, the battery must be periodically replaced or charged. Further, when the battery is not replaced or charged, or when there is some abnormality in the battery, the battery backup memory cannot operate normally due to a voltage drop.

そのため、バッテリーバックアップメモリを用いることなく回転数を記憶できるものとして、例えば、出力軸に主動歯車が備えられているとともに連続して噛合された複数の従動歯車があり、上記主動歯車に対して上記連続して噛合された従動歯車の一端の従動歯車が噛合されているものがある。これは、電源オフ後に再び電源をオンとした際に、個々の上記従動歯車の回転数や大まかな回転角度を検出し、これらの回転数や大まかな回転角度の組み合わせによって上記出力軸の回転数を算出するものである。すなわち、上記複数の従動歯車の回転数や大まかな回転角度の組み合わせによって機械的に上記出力軸の回転数が記憶されているものである。   Therefore, the number of rotations can be stored without using a battery backup memory, for example, there are a plurality of driven gears that are continuously engaged with the output shaft, and the output shaft is provided with a driven gear. There is one in which the driven gear at one end of the continuously engaged driven gear is engaged. This is because when the power is turned on again after the power is turned off, the rotational speed and rough rotational angle of each driven gear are detected, and the rotational speed of the output shaft is determined by a combination of these rotational speeds and rough rotational angles. Is calculated. That is, the rotational speed of the output shaft is mechanically stored by the combination of the rotational speeds and the rough rotational angles of the plurality of driven gears.

また、特許文献１に挙げるようなものも提案されている。これは主回転軸（出力軸）に備えられた複数の駆動歯車（主動歯車）の夫々に、歯数の異なる複数の従動歯車をそれぞれ直接噛合させた構成となっている。そして、電源オフ後に再び電源をオンとしたときの、上記複数の従動歯車の回転数の組み合わせから主回転軸の回転数を算出するものである。これも同様に、上記複数の従動歯車の回転数の組み合わせによって、機械的に上記主回転軸の回転数が記憶されているものである。   In addition, those listed in Patent Document 1 have been proposed. In this configuration, a plurality of driven gears having different numbers of teeth are directly meshed with each of a plurality of drive gears (main drive gears) provided on the main rotation shaft (output shaft). Then, the rotational speed of the main rotating shaft is calculated from the combination of the rotational speeds of the plurality of driven gears when the power is turned on again after the power is turned off. Similarly, the rotational speed of the main rotary shaft is mechanically stored by the combination of the rotational speeds of the plurality of driven gears.

特開２００２−１０７１７７号公報JP 2002-107177 A

しかし、従来の構成では、次のような問題があった。
従動歯車を用いて機械的に主回転軸の回転数を記憶させるものは、一般的には、回転数を記憶させるために必要な従動歯車の数が多くなってしまうため、大型且つ高価格なものとなっていた。特に複数の従動歯車を連続して噛合させたものは、このような傾向が顕著なものとなっている。このような構成の場合、複数の従動歯車が連続して噛合されているので、バックラッシュによる従動歯車の回転角度の誤差が累積して大きなものとなってしまい、上記従動歯車の回転角度を大まかにしか知ることができなくなってしまう。そのため、上記複数の従動歯車の回転角度の組み合わせによって上記出力軸の回転数を記憶させようとすると、上記出力軸の回転数を十分に記憶させるために必要な上記従動歯車の回転角度の組み合わせを確保するために上記従動歯車の数を多くしなければならない。これに対しては、従動歯車の回転数の組み合わせから上記出力軸の回転数を算出する方法もあるが、この場合には処理が複雑になってしまう。 However, the conventional configuration has the following problems.
A machine that mechanically memorizes the rotational speed of the main rotating shaft using a driven gear generally has a large and expensive price because the number of driven gears necessary for memorizing the rotational speed increases. It was a thing. In particular, such a tendency is remarkable when a plurality of driven gears are continuously meshed. In such a configuration, since the plurality of driven gears are continuously meshed with each other, errors in the rotation angle of the driven gear due to backlash accumulate and become large, and the rotation angle of the driven gear is roughly set. You will only be able to know. Therefore, when trying to store the rotation speed of the output shaft by the combination of the rotation angles of the plurality of driven gears, the combination of the rotation angles of the driven gear necessary for sufficiently storing the rotation speed of the output shaft is obtained. In order to ensure, the number of the driven gears must be increased. In response to this, there is a method of calculating the rotation speed of the output shaft from a combination of the rotation speeds of the driven gear, but in this case, the processing becomes complicated.

また、前述した特許文献１に記載されたものは、複数の駆動歯車（主動歯車）を用いているため、用いられている歯車の総数が多くなってしまい、依然として小型化が不十分であり、高価格なものとなっている。又、従動歯車の回転数の組み合わせから出力軸の回転数を算出するようにしているので、同様に処理が複雑になってしまう。   Moreover, since what was described in patent document 1 mentioned above uses the several drive gear (main drive gear), the total number of the used gears increases, and size reduction is still inadequate, It is expensive. Further, since the rotation speed of the output shaft is calculated from the combination of the rotation speeds of the driven gear, the processing is similarly complicated.

本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、歯車の数を減少させることにより小型化を図ることが可能な多回転アブソリュートロータリーエンコーダを提供することにある。   The present invention has been made based on such points, and an object of the present invention is to provide a multi-rotation absolute rotary encoder that can be miniaturized by reducing the number of gears. .

上記課題を解決するべく請求項１に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、モータの出力軸に設けられ上記出力軸の回転角度を検出する単回転アブソリュートエンコーダと、上記出力軸に設けられ上記出力軸に固着された一つの主動歯車と上記主動歯車に直接噛合される複数の従動歯車と上記複数の従動歯車の回転角度をそれぞれ検出するセンサとからなる多回転モジュールと、を具備し、上記従動歯車に形成された歯のそれぞれには番号が割り当てられており、上記センサにより検出される回転角度から上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号をそれぞれ算出し、算出された上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号の組み合わせから上記出力軸の回転数を算出するようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、３個以上の上記従動歯車が上記主動歯車に噛合されていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記主動歯車の歯数が上記複数の従動歯車のうち最も歯数が多い従動歯車の歯数以上であることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記３個以上の従動歯車のうちの一の従動歯車の歯数が上記主動歯車の歯数の整数倍、もしくは、上記主動歯車の歯数が上記一の従動歯車の歯数の整数倍となっていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、個々の上記従動歯車について算出された上記主動歯車と噛合されている上記従動歯車の歯の番号が切り替わる直前又は切り替わった直後となっているか否かを判定し、直前となっている従動歯車と直後となっている従動歯車の両方がある場合に直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか一方の上記算出された歯の番号を直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか他方の上記算出された歯の番号に合わせる補正を行い、直前となっている従動歯車と直後となっている従動歯車の何れか一方しかない場合及びその両方がない場合には補正を行わないことを特徴とするものである。
また、請求項６に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、個々の上記従動歯車には永久磁石が固着されており、上記永久磁石は上記従動歯車の直径方向に着磁されており、上記センサは磁気センサであり上記従動歯車が回転する際の上記永久磁石による磁界強度の変化により上記従動歯車の回転角度を検出するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記主動歯車は金属製であるとともに上記従動歯車は樹脂製であることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記算出された出力軸の回転数を上記出力軸の回転角度と上記複数の従動歯車のうちの一の従動歯車の上記主動歯車と噛合している歯の番号を参照して補正することを特徴とするものである。
また、請求項９に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項８記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記一の従動歯車の歯数が上記主動歯車歯数と同じであることを特徴とするものである。 In order to solve the above problem, a multi-rotation absolute rotary encoder described in claim 1 is provided with a single-rotation absolute encoder provided on an output shaft of a motor for detecting a rotation angle of the output shaft, and provided on the output shaft with the output. A multi-rotation module comprising one main driving gear fixed to a shaft, a plurality of driven gears directly meshed with the main driving gear, and sensors for detecting rotation angles of the plurality of driven gears, respectively. A number is assigned to each of the teeth formed on the gear, and the numbers of the teeth of the plurality of driven gears meshed with the main driving gear are respectively calculated from the rotation angles detected by the sensors. Further, the rotation speed of the output shaft is calculated from a combination of tooth numbers of the plurality of driven gears meshed with the main driving gear. It is an feature.
The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2 is characterized in that in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1, three or more of the driven gears are meshed with the main driving gear. It is.
A multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 3 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein the number of teeth of the main driving gear is the largest of the plurality of driven gears. It is characterized by having more than the number of teeth.
A multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 4 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein the number of teeth of one of the three or more driven gears is the same as that of the main gear. The number of teeth is an integral multiple, or the number of teeth of the main drive gear is an integer multiple of the number of teeth of the one driven gear.
Further, the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 5 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein the teeth of the driven gear meshed with the main drive gear calculated for each of the driven gears. It is determined whether or not the number immediately before or after switching, and when there are both the immediately following driven gear and the immediately following driven gear, the driven gear immediately before or immediately after There line correction to match just before or number of the other of the calculated tooth of said driven gear which is immediately after the one of the calculated number of teeth, and a driven gear which is the previous The correction is not performed when there is only one of the driven gears immediately after, or when there is no both .
A multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 6 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein a permanent magnet is fixed to each driven gear, and the permanent magnet is connected to the driven gear. The sensor is a magnetic sensor, and detects the rotation angle of the driven gear based on a change in magnetic field strength by the permanent magnet when the driven gear rotates. To do.
The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 7 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein the main driving gear is made of metal and the driven gear is made of resin. Is.
The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 8 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1, wherein the calculated rotation speed of the output shaft is set to the rotation angle of the output shaft and the plurality of driven gears. One of the driven gears is corrected by referring to the number of the tooth meshed with the main driving gear .
Moreover, multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 9, characterized in multiple rotation absolute rotary encoder according to claim 8, the number of teeth of the one of the driven gears of the same der Rukoto as the driving gear teeth It is what.

以上述べたように、請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、モータの出力軸に設けられ上記出力軸の回転角度を検出する単回転アブソリュートエンコーダと、上記出力軸に設けられ上記出力軸に固着された一つの主動歯車と上記主動歯車に直接噛合される複数の従動歯車と上記複数の従動歯車の回転角度をそれぞれ検出するセンサとからなる多回転モジュールと、を具備し、上記従動歯車に形成された歯のそれぞれには番号が割り当てられており、上記センサにより検出される回転角度から上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号をそれぞれ算出し、算出された上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号の組み合わせから上記出力軸の回転数を算出するようにしている。
すなわち、一つの主動歯車に複数の従動歯車が直接噛合された構成となっているため、従動歯車を連ねた構成とした場合に見られるバックラッシュの累積が発生せず、上記従動歯車におけるバックラッシュによる回転角度の誤差を大幅に低減することができる。そして、上記従動歯車の歯数が多い場合であっても上記従動歯車の回転角度に基づいて上記従動歯車が上記主動歯車に対して噛合されている歯の番号を正確に算出することができ、これにより上記従動歯車の歯数を増やすことができる。その結果、上記出力軸の回転数を十分に記憶するために必要な上記複数の従動歯車の歯の番号の組み合わせをより少ない上記従動歯車によって確保することができる。そして、上記従動歯車の数を減らすことにより、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダを小型化・低コスト化することができるものである。
また、一つの主動歯車に複数の従動歯車が直接噛合された構成となっていることから、使用される歯車の総数を少なくすることができ、これによっても上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダの小型化・低コスト化が担保されている。
また、上記従動歯車は上記主動歯車のみに噛合されているので、上記従動歯車の負荷モーメントは上記従動歯車自身による回転抵抗のみであり小さなものとなっている。そのため、上記従動歯車および上記主動歯車の耐摩耗性能が高くなり、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダの信頼性が高いものとなっている。
また、上記出力軸の回転数を得ることのできる多回転モジュールとは別に、上記出力軸の回転角度を得られる単回転アブソリュートエンコーダを備えているため、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダの用途などに応じて様々な種類の単回転アブソリュートエンコーダを選択することができる。
また、電源オフ時の上記出力軸の回転数が上記複数の従動歯車の上記主動歯車と噛み合っている歯の歯数番号の組み合わせによって機械的に記憶されるため、バッテリーバックアップメモリを用いる必要がない。
また、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、３個以上の上記従動歯車が上記主動歯車に噛合されているため、個々の歯車の歯数を少なくしても上記出力軸の回転数の記憶に必要な歯の番号の組み合わせを十分に確保することができる。
また、歯数を少なくすることができるので上記主動歯車や上記従動歯車の小型化を図ることができ、それによって、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダを小型化・低コスト化することができる。
また、請求項３記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記主動歯車の歯数が上記複数の従動歯車のうち最も歯数が多い従動歯車の歯数以上であるため、上記主動歯車が固着された上記出力軸の径を十分に大きくすることができ、上記出力軸の回転による振れを抑えることができる。
また、上記出力軸の径を大きくすると上記出力軸の剛性も高くなり、上記多回転モジュールや上記単回転アブソリュートエンコーダを安定して上記出力軸に取り付けることができる。
また、上記主動歯車の歯数が多くなることにより上記主動歯車の径も大きくなり、上記主動歯車のバックラッシュの大きさが同じでも上記バックラッシュあたりの回転角度が小さくなるため、上記主動歯車に噛合された上記複数の従動歯車を用いた上記出力軸の回転数の算出に対する上記バックラッシュの影響を小さくすることができる。
また、請求項４記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記３個以上の従動歯車のうちの一の従動歯車の歯数が上記主動歯車の歯数の整数倍、もしくは、上記主動歯車の歯数が上記一の従動歯車の歯数の整数倍となっているため、上記一の従動歯車の回転数について簡易な補正を行うだけで、上記出力軸の回転数を算出する際の処理に用いることができる。
また、請求項５の多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、個々の上記従動歯車について算出された上記主動歯車と噛合されている上記従動歯車の歯の番号が切り替わる直前又は切り替わった直後となっているか否かを判定し、直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか一方の上記算出された歯の番号を直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか他方の上記算出された歯の番号に合わせる補正を行うため、上記従動歯車の回転角度から算出される上記主動歯車と噛み合っている上記従動歯車の歯の番号のバックラッシュによる誤差を補正することができ、このことが上記従動歯車の上記主動歯車と噛み合っている歯の歯数番号の組み合わせから上記出力軸の正確な回転数を確実に算出することに大きく寄与している。
また、一つの主動歯車に複数の従動歯車が直接噛合された構成となっていることから、バックラッシュによる影響がない状態であれば、上記主動歯車に対する全ての上記従動歯車の噛合状態が同じ、すなわち、算出される上記歯の番号が全ての上記従動歯車について同時に切り替わっていくようになっているので、算出された上記従動歯車の歯の番号の補正を容易に行うことができる。
また、請求項６記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、個々の上記従動歯車には永久磁石が固着されており、上記永久磁石は上記従動歯車の直径方向に着磁されており、上記センサは磁気センサであり上記従動歯車が回転する際の上記永久磁石による磁界強度の変化により上記従動歯車の回転角度を検出するようにしているので、小型且つ安価な磁気センサを用いることにより小型の上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダを容易且つ安価に構成することができる。
また、請求項７記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記主動歯車は金属製であるとともに上記従動歯車は樹脂製であるため、上記従動歯車の製造が容易になり、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダをより安価なものとすることができるとともに、金属製の上記主動歯車によって上記従動歯車の熱を効果的に逃がすことができ、耐久性を向上させることができる。
また、請求項８に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記算出された出力軸の回転数を上記出力軸の回転角度を参照して補正するため、上記出力軸の正確な回転数を確実に得ることができる。
また、請求項９に記載された多回転アブソリュートロータリーエンコーダは、請求項８記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、さらに上記複数の従動歯車のうちの一の従動歯車の上記主動歯車と噛合される歯の番号を参照して上記算出された出力軸の回転数を補正している。そのため、上記出力軸の回転角度と上記一の従動歯車の上記主動歯車と噛合される歯の番号によって算出された上記出力軸の回転数が上記出力軸の正確な回転数と異なっているか否かを判別でき、正確且つ確実に上記出力軸の回転数を補正することができる。
また、請求項１０記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダによると、請求項９記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、上記一の従動歯車の歯数が上記主動歯車と同じ歯数となっているため、上記一の従動歯車の回転数が上記主動歯車の回転数に対応しており、容易に上記出力軸の回転数を補正することができる。 As described above, according to the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1, the single-rotation absolute encoder provided on the output shaft of the motor for detecting the rotation angle of the output shaft, and the output shaft provided on the output shaft. And a multi-rotation module comprising a plurality of driven gears directly meshed with the main driving gear, and sensors for detecting rotation angles of the plurality of driven gears, respectively. A number is assigned to each of the teeth formed on each of the teeth, and the numbers of the teeth of the plurality of driven gears meshed with the main driving gear are calculated from the rotation angles detected by the sensors, respectively. The rotational speed of the output shaft is calculated from a combination of tooth numbers of the plurality of driven gears meshed with the main driving gear.
That is, since a plurality of driven gears are directly meshed with one main driving gear, the backlash accumulated in the configuration in which the driven gears are connected does not occur, and the backlash in the driven gear does not occur. The error of the rotation angle due to can be greatly reduced. And even when the number of teeth of the driven gear is large, the number of teeth with which the driven gear meshes with the main driving gear can be accurately calculated based on the rotation angle of the driven gear, Thereby, the number of teeth of the driven gear can be increased. As a result, a combination of teeth numbers of the plurality of driven gears necessary for sufficiently storing the rotation speed of the output shaft can be ensured by fewer driven gears. By reducing the number of driven gears, the multi-rotation absolute rotary encoder can be reduced in size and cost.
In addition, since a plurality of driven gears are directly meshed with one main driving gear, the total number of used gears can be reduced, which also reduces the size of the multi-rotation absolute rotary encoder. Low cost is guaranteed.
Further, since the driven gear is meshed only with the main driving gear, the load moment of the driven gear is only a rotational resistance by the driven gear itself and is small. Therefore, the wear resistance performance of the driven gear and the main gear is increased, and the reliability of the multi-rotation absolute rotary encoder is increased.
In addition to the multi-rotation module that can obtain the number of rotations of the output shaft, a single-rotation absolute encoder that can obtain the rotation angle of the output shaft is provided, so depending on the use of the multi-rotation absolute rotary encoder, etc. Various types of single-turn absolute encoders can be selected.
Further, since the rotational speed of the output shaft when the power is turned off is mechanically stored by a combination of the number of teeth of the plurality of driven gears engaged with the main driving gear, there is no need to use a battery backup memory. .
Further, according to the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1, since the three or more driven gears are meshed with the main driving gear, the teeth of the individual gears Even if the number is reduced, a sufficient combination of tooth numbers necessary for storing the rotational speed of the output shaft can be secured.
In addition, since the number of teeth can be reduced, the main driving gear and the driven gear can be reduced in size, whereby the multi-rotation absolute rotary encoder can be reduced in size and cost.
Further, according to the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 3, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, the number of teeth of the driven gear has the largest number of teeth among the plurality of driven gears. Since the number is more than a few, the diameter of the output shaft to which the main driving gear is fixed can be made sufficiently large, and vibration due to rotation of the output shaft can be suppressed.
Further, when the diameter of the output shaft is increased, the rigidity of the output shaft is increased, and the multi-rotation module and the single-rotation absolute encoder can be stably attached to the output shaft.
Further, since the number of teeth of the main driving gear increases, the diameter of the main driving gear also increases, and the rotation angle per backlash decreases even if the backlash of the main driving gear is the same. The influence of the backlash on the calculation of the rotation speed of the output shaft using the meshed driven gears can be reduced.
Further, according to the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 4, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, the number of teeth of one of the three or more driven gears is the number of teeth of the main gear. Since the number of teeth of the main driving gear is an integer multiple of the number of teeth of the one driven gear, the output can be performed simply by correcting the number of rotations of the one driven gear. It can be used for processing when calculating the rotational speed of the shaft.
The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 5 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, wherein the number of the tooth of the driven gear meshed with the main drive gear calculated for each of the driven gears is It is determined whether it is immediately before switching or immediately after switching, and the calculated tooth number of any one of the following driven gears immediately before or immediately after is changed to that of the driven gear immediately preceding or immediately following. In order to perform correction to match the calculated tooth number of the other, the error due to backlash of the tooth number of the driven gear meshed with the main gear calculated from the rotation angle of the driven gear is corrected. This can be derived from the combination of the tooth number numbers of the teeth meshing with the main gear of the driven gear. It contributes greatly to reliably calculate accurate rotational speed of the shaft.
In addition, since a plurality of driven gears are directly meshed with one main driving gear, the meshing state of all the driven gears with respect to the main driving gear is the same as long as it is not affected by backlash. In other words, since the calculated tooth numbers are switched simultaneously for all the driven gears, the calculated tooth numbers of the driven gears can be easily corrected.
Further, according to the multi-rotation absolute rotary encoder described in claim 6, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, a permanent magnet is fixed to each driven gear, and the permanent magnet is fixed to the driven gear. Since it is magnetized in the diametrical direction, the sensor is a magnetic sensor, and the rotation angle of the driven gear is detected by a change in the magnetic field strength by the permanent magnet when the driven gear rotates. By using an inexpensive magnetic sensor, the small multi-rotation absolute rotary encoder can be easily and inexpensively configured.
In the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 7, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2, the main driving gear is made of metal and the driven gear is made of resin. Manufacturing is facilitated, the multi-rotation absolute rotary encoder can be made cheaper, and the heat of the driven gear can be effectively released by the metal driving gear, thereby improving durability. be able to.
The multi-rotation absolute rotary encoder described in claim 8 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1, wherein the calculated rotation speed of the output shaft is corrected with reference to the rotation angle of the output shaft. Therefore, it is possible to reliably obtain an accurate rotational speed of the output shaft.
A multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 9 is the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 8, further comprising teeth engaged with the main driving gear of one of the plurality of driven gears. The number of rotations of the output shaft calculated above is corrected with reference to the number. Therefore, whether or not the rotation speed of the output shaft calculated by the rotation angle of the output shaft and the number of teeth meshed with the main driving gear of the one driven gear is different from the accurate rotation speed of the output shaft. And the rotational speed of the output shaft can be corrected accurately and reliably.
Further, according to the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 10, in the multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 9, the number of teeth of the one driven gear is the same as that of the main drive gear. The rotation speed of one driven gear corresponds to the rotation speed of the main driving gear, and the rotation speed of the output shaft can be easily corrected.

本発明の一実施の形態を示す図で、本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダを備えたアクチュエータの概略を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows one Embodiment of this invention, and is a figure which shows the outline of the actuator provided with the multi-rotation absolute rotary encoder by this Embodiment. 本発明の一実施の形態を示す図で、本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダの多回転モジュールを示す縦断面図である。It is a figure which shows one Embodiment of this invention, and is a longitudinal cross-sectional view which shows the multi-rotation module of the multi-rotation absolute rotary encoder by this Embodiment. 本発明の一実施の形態を示す図で、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。It is a figure which shows one embodiment of this invention, and is III-III sectional drawing in FIG. 本発明の一実施の形態を示す図で、本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダの磁気センサに設けられた複数のホール素子と永久磁石の磁極との関係を示した図、図４（ａ）は上記永久磁石が基準位置から回転していない状態を示す図、図４（ｂ）は上記永久磁石が基準位置から反時計方向に９０°回転した状態を示す図、図４（ｃ）は上記永久磁石が基準位置から反時計方向に１８０°回転した状態を示す図、図４（ｄ）は上記永久磁石が基準位置から反時計方向に２７０°回転した状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a relationship between a plurality of hall elements provided in a magnetic sensor of a multi-rotation absolute rotary encoder according to the present embodiment and magnetic poles of a permanent magnet; ) Is a diagram showing a state in which the permanent magnet is not rotating from the reference position, FIG. 4B is a diagram showing a state in which the permanent magnet is rotated 90 ° counterclockwise from the reference position, and FIG. FIG. 4D is a diagram showing a state where the permanent magnet is rotated 180 ° counterclockwise from the reference position, and FIG. 4D is a diagram showing a state where the permanent magnet is rotated 270 ° counterclockwise from the reference position. 本発明の一実施の形態を示す図であり、主動歯車と従動歯車とが噛合される様子を模式的に示した図であり、図５（ａ）は出力軸（主動歯車）が時計回り方向に回転されて停止・固定された直後の、上記主動歯車と上記従動歯車とが噛合されている状態を示す図、図５（ｂ）は図５（ａ）の状態から上記従動歯車がバックラッシュの範囲で回転された状態を示す図である。It is a figure which shows one embodiment of this invention, and is the figure which showed the mode that the main drive gear and the driven gear mesh | engaged, FIG.5 (a) is an output shaft (main drive gear) clockwise direction. FIG. 5B is a view showing a state where the main driving gear and the driven gear are meshed immediately after being rotated and stopped and fixed, FIG. 5B is a backlash of the driven gear from the state of FIG. It is a figure which shows the state rotated in the range. 本発明の一実施の形態を示す図であり、図６（ａ）は算出された主動歯車と噛合されている従動歯車の歯数番号の小数点以下の値が０以上１／３未満となる状態で出力軸が停止した場合にバックラッシュの分だけ上記従動歯車が回転された場合を示す図、図６（ｂ）は算出された主動歯車と噛合されている従動歯車の歯数番号の小数点以下の値が１／３以上２／３未満となる状態で出力軸が停止した場合にバックラッシュの分だけ上記従動歯車が回転された場合を示す図、図６（ｃ）は算出された主動歯車と噛合されている従動歯車の歯数番号の小数点以下の値が２／３以上１未満となる状態で出力軸が停止した場合にバックラッシュの分だけ上記従動歯車が回転された場合を示す図である。FIG. 6A is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 6A is a state in which the value after the decimal point of the calculated number of teeth of the driven gear meshed with the driven gear is 0 or more and less than 1/3. FIG. 6B shows the case where the driven gear is rotated by the amount of backlash when the output shaft stops, and FIG. 6B is the decimal number of the number of teeth of the driven gear meshed with the calculated main gear. FIG. 6C is a diagram showing a case where the driven gear is rotated by the amount of backlash when the output shaft is stopped in a state where the value of 1/3 or more and less than 2/3. FIG. The figure which shows the case where the said driven gear is rotated by the amount of backlash when the output shaft stops in the state where the value below the decimal point of the number of teeth of the driven gear meshed with is 2/3 or more and less than 1 It is. 本発明の一実施の形態を示す図であり、出力軸の回転数と、主動歯車の歯数番号と、上記主動歯車と噛み合っている上記第１従動歯車の歯数番号と、上記主動歯車と噛み合っている第２従動歯車の歯数番号と、上記主動歯車と噛み合っている第３従動歯車の歯数番号との関係を示した表である。It is a figure showing one embodiment of the present invention, the number of rotations of the output shaft, the number of teeth of the main driving gear, the number of teeth of the first driven gear meshing with the main driving gear, and the main driving gear It is the table | surface which showed the relationship between the number-of-teeth number of the 2nd driven gear which meshes, and the number-of-tooth number of the 3rd driven gear meshing with the said main drive gear.

以下、図１乃至図７を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１は、例えば、図１に示すような形態で用いられる。すなわち、アクチュエータ２の動力源としてモータ３が備えられており、このモータ３の出力軸５に対して単回転アブソリュートエンコーダ７と多回転モジュール９が取り付けられている。また、コントローラ１１が設置されており、信号線１１ａによって上記コントローラ１１と上記単回転アブソリュートエンコーダ７とが接続されているとともに、信号線１１ｂによって上記コントローラ１１と上記多回転モジュール９とが接続されている。そして、上記コントローラ１１によって上記単回転アブソリュートエンコーダ７から上記出力軸５の回転角度が取得されるとともに、上記多回転モジュール９から上記出力軸５の回転数等が取得される。
なお、本実施の形態の場合は、上記単回転アブソリュートエンコーダ７は上記出力軸５の先端側（図１中左端側）に設けられ、上記多回転モジュール９は上記単回転アブソリュートエンコーダ７よりも上記モータ３側（図１中右側）に設けられている。
上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１とは、単回転アブソリュートエンコーダ７と多回転モジュール９とから構成されるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The multi-rotation absolute rotary encoder 1 according to the present embodiment is used, for example, in the form as shown in FIG. That is, a motor 3 is provided as a power source for the actuator 2, and a single-rotation absolute encoder 7 and a multi-rotation module 9 are attached to an output shaft 5 of the motor 3. A controller 11 is installed, and the controller 11 and the single-turn absolute encoder 7 are connected by a signal line 11a, and the controller 11 and the multi-turn module 9 are connected by a signal line 11b. Yes. The rotation angle of the output shaft 5 is acquired from the single-rotation absolute encoder 7 by the controller 11, and the rotation speed of the output shaft 5 is acquired from the multi-rotation module 9.
In the case of the present embodiment, the single-rotation absolute encoder 7 is provided on the front end side (left end side in FIG. 1) of the output shaft 5, and the multi-rotation module 9 is more than the single-rotation absolute encoder 7. It is provided on the motor 3 side (right side in FIG. 1).
The multi-rotation absolute rotary encoder 1 includes a single-rotation absolute encoder 7 and a multi-rotation module 9.

上記アクチュエータ２は、例えば、上記モータ３の出力軸５に接続された図示しないボールネジと、このボールネジに螺合されたボールナットと、このボールナットに固着されたスライダから構成されており、上記ボールネジが上記モータ３によって回転されることで上記ボールナット、ひいては上記スライダが移動される構成となっているものである。そして、上記出力軸５の回転数と回転角度から、上記スライダの現在位置を求めることができる。
また、上記単回転アブソリュートエンコーダ７は、例えば、図示しない光学センサと上記出力軸５に固着された図示しないエンコーダスケールとから構成されており、上記出力軸５の回転角度の絶対値（０°以上３６０°未満）を検出することができるものである。 The actuator 2 includes, for example, a ball screw (not shown) connected to the output shaft 5 of the motor 3, a ball nut screwed to the ball screw, and a slider fixed to the ball nut. Is rotated by the motor 3 so that the ball nut and thus the slider are moved. The current position of the slider can be obtained from the rotation speed and rotation angle of the output shaft 5.
The single-rotation absolute encoder 7 includes, for example, an optical sensor (not shown) and an encoder scale (not shown) fixed to the output shaft 5, and an absolute value (0 ° or more) of the rotation angle of the output shaft 5 (Less than 360 °) can be detected.

また、上記多回転モジュール９は、以下のような構成を成しているものである。
まず、図２や図３に示すようにケース１２がある。このケース１２は、内部に空間１２ａを備えた中空形状を成しており、図２中下側に向けた開口部１２ｂが形成されているものである。また、上記ケース１２の上側には貫通孔１２ｃが穿孔されている。また、上記ケース１２の開口部１２ｂはベースプレート１２ｄによって閉塞されている。このベースプレート１２ｄには、貫通孔１２ｅが穿孔されている。また、上記ベースプレート１２ｄの上記貫通孔１２ｅの周囲には、貫通孔１２ｆ、貫通孔１２ｇ、貫通孔１２ｈが穿孔されている。
なお、図２において、貫通孔１２ｆは図示されていない。
また、上記貫通孔１２ｃ、１２ｅを介して、上記ケース１２内を上記出力軸５が貫通している。 The multi-rotation module 9 has the following configuration.
First, there is a case 12 as shown in FIGS. The case 12 has a hollow shape with a space 12a therein, and has an opening 12b directed downward in FIG. Further, a through hole 12c is drilled in the upper side of the case 12. The opening 12b of the case 12 is closed by a base plate 12d. The base plate 12d has a through hole 12e. A through hole 12f, a through hole 12g, and a through hole 12h are formed around the through hole 12e of the base plate 12d.
In FIG. 2, the through hole 12f is not shown.
Further, the output shaft 5 passes through the case 12 through the through holes 12c and 12e.

また、図２や図３に示すように、上記ケース１２内には上記出力軸５に固着された主動歯車１３がある。そして、この主動歯車１３に直接噛合された、第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃが設けられている。上記主動歯車１３には複数（例えば、３７個）の歯が形成されており、個々の上記歯には歯数番号が割り当てられている。この歯数番号は０から始まり、上記出力軸５の正回転方向（図３中時計回り方向）に向かって１ずつ増加していく整数となっている。すなわち、上記歯数番号は０〜３６までの整数となっている。
また、上記第１従動歯車１５ａにも同様に複数（例えば、３７個）の歯が形成されており、個々の上記歯には歯数番号が割り当てられている。この歯数番号は０から始まり、上記第１従動歯車１５ａの正回転方向（図３中反時計回り方向）に向かって１ずつ増加していく整数となっている。すなわち、上記歯数番号は０〜３６までの整数となっている。また、上記第１従動歯車１５ａの歯数は、上記主動歯車１３の歯数と同数である。 As shown in FIGS. 2 and 3, the case 12 has a main gear 13 fixed to the output shaft 5. A first driven gear 15a, a second driven gear 15b, and a third driven gear 15c that are directly meshed with the main driving gear 13 are provided. The main driving gear 13 is formed with a plurality of (for example, 37) teeth, and the number of teeth is assigned to each of the teeth. The number of teeth is an integer starting from 0 and increasing by 1 toward the positive rotation direction of the output shaft 5 (clockwise direction in FIG. 3). That is, the number of teeth is an integer from 0 to 36.
Similarly, a plurality of (for example, 37) teeth are formed on the first driven gear 15a, and a number of teeth is assigned to each of the teeth. The number of teeth starts from 0 and is an integer that increases by 1 toward the forward rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 3) of the first driven gear 15a. That is, the number of teeth is an integer from 0 to 36. Further, the number of teeth of the first driven gear 15a is the same as the number of teeth of the main driving gear 13.

また、上記第２従動歯車１５ｂにも複数（例えば、３１個）の歯が形成されており、個々の上記歯には歯数番号が割り当てられている。この歯数番号は０から始まり、上記第２従動歯車１５ｂの正回転方向（図３中反時計回り方向）に向かって１ずつ増加していく整数となっている。すなわち、上記歯数番号は０〜３０までの整数となっている。
また、上記第３従動歯車１５ｃにも複数（例えば、２９個）の歯が形成されており、個々の上記歯には歯数番号が割り当てられている。この歯数番号は０から始まり、上記第３従動歯車１５ｃの正回転方向（図３中反時計回り方向）に向かって１ずつ増加していく整数となっている。すなわち、上記歯数番号は０〜２８までの整数となっている。
なお、上記従動歯車の歯数は互いに素な数であることが望ましい。上記従動歯車の歯数が互いに素となっていれば、歯数番号の組み合わせに重複が生じず、上記出力軸の回転数を記憶するための上記歯数番号の組み合わせをより多く確保することができるからである。
また、上記第１従動歯車１５ａにはシャフト１５ａ１が突出・形成されている。同様に、上記第２従動歯車１５ｂにはシャフト１５ｂ１が突出・形成されており、上記第３従動歯車１５ｃにはシャフト１５ｃ１が突出・形成されている。
また、上記主動歯車１３は、例えば、磨耗粉が後述する磁気センサ１９ａ等に影響を与えないように非磁性である黄銅などの金属製であり、上記第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃは、例えば、樹脂製である。 The second driven gear 15b is also formed with a plurality of (for example, 31) teeth, and a tooth number number is assigned to each of the teeth. The number of teeth starts from 0 and is an integer that increases by 1 in the positive rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 3) of the second driven gear 15b. That is, the number of teeth is an integer from 0 to 30.
The third driven gear 15c is also formed with a plurality of (for example, 29) teeth, and a tooth number number is assigned to each of the teeth. The number of teeth is an integer starting from 0 and increasing by 1 toward the forward rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 3) of the third driven gear 15c. That is, the number of teeth is an integer from 0 to 28.
The number of teeth of the driven gear is preferably a relatively small number. If the number of teeth of the driven gear is relatively prime, there will be no overlap in the number of teeth number combination, and a larger number of combinations of the number of teeth number for storing the rotation speed of the output shaft can be secured. Because it can.
The shaft 15a 1 is projected-formed in the first driven gear 15a. Similarly, above the second driven gear 15b and the shaft 15b 1 is projected-formed, in the above third driven gear 15c shaft 15c 1 is projected-formed.
The main driving gear 13 is made of metal such as brass that is non-magnetic so that the abrasion powder does not affect a magnetic sensor 19a and the like described later, and the first driven gear 15a and the second driven gear 15b. The third driven gear 15c is made of resin, for example.

また、上記第１従動歯車１５ａと上記主動歯車１３とが噛合されている歯の間にはバックラッシュがあるが、このバックラッシュの大きさは上記第１従動歯車１５ａの一つの歯あたりの回転角度の１／３よりも小さく設定されている。上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃについても、バックラッシュの大きさが同様に設定されている。このようにバックラッシュの大きさが設定されていることは、後述する算出された歯数番号Ｎ１、歯数番号Ｎ２、歯数番号Ｎ３の補正の際に考慮される上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転角度の変動幅に関係するものである。 Further, there is a backlash between teeth where the first driven gear 15a and the main driving gear 13 are meshed, and the size of the backlash is the rotation per tooth of the first driven gear 15a. It is set smaller than 1/3 of the angle. The backlash magnitude is similarly set for the second driven gear 15b and the third driven gear 15c. The setting of the backlash size in this way means that the first follower considered in the correction of the calculated number of teeth number N 1 , number of teeth number N 2 , and number of teeth number N 3 described later. This relates to the fluctuation range of the rotation angle of the gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c.

また、図３に示すように、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃは、上記ベースプレート１２ｄの貫通孔１２ｆ、１２ｇ、１２ｈに設けられた軸受１７ａ、１７ｂ、１７ｃに取り付けられ、回転可能なものとなっている。すなわち、上記出力軸５及び上記主動歯車１３が回転しても、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの上記ケース１２内での位置は変化せず、その場で回転するようになっている。   As shown in FIG. 3, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are provided in bearings 17a and 17b provided in through holes 12f, 12g, and 12h of the base plate 12d. , 17c and is rotatable. That is, even if the output shaft 5 and the main driving gear 13 rotate, the positions of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c in the case 12 do not change. It is designed to rotate on the spot.

ここで、上記軸受１７ａ、１７ｂ、１７ｃの構成について説明する。上記軸受１７ａ、１７ｂ、１７ｃは同じ構成のものであり、まず、外輪１８ａがあり、その内側に内輪１８ｂが内装されている。そして、上記外輪１８ａと上記内輪１８ｂとの間には、複数の転動体１８ｃが介挿されている。また、上記外輪１８ａと上記内輪１８ｂとの間には、上記転動体１８ｃの位置を規定するための保持器１８ｄも介挿されている。そのため、上記貫通孔１２ｆ、１２ｇ、１２ｈの内周面と当接される上記外輪１８ａに対して、上記内輪１８ｂが回転可能となっている。
そして、上記内輪１８ｂに上記第１従動歯車１５ａのシャフト１５ａ１、上記第２従動歯車１５ｂのシャフト１５ｂ１、上記第３従動歯車１５ｃのシャフト１５ｃ１が挿入・固定されている。そのため、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃが回転可能となっている。 Here, the configuration of the bearings 17a, 17b, and 17c will be described. The bearings 17a, 17b, and 17c have the same configuration. First, there is an outer ring 18a, and an inner ring 18b is internally provided. A plurality of rolling elements 18c are interposed between the outer ring 18a and the inner ring 18b. A cage 18d for defining the position of the rolling element 18c is also interposed between the outer ring 18a and the inner ring 18b. Therefore, the inner ring 18b is rotatable with respect to the outer ring 18a that is in contact with the inner peripheral surfaces of the through holes 12f, 12g, and 12h.
Then, the shaft 15a 1 of the first driven gear 15a, shaft 15b 1 of the second driven gear 15b, the shaft 15c 1 of the third driven gear 15c is inserted and fixed to the inner ring 18b. Therefore, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are rotatable.

また、上記アクチュエータ２の図示しないスライダが原点に戻った状態では、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数番号が０の歯が上記主動歯車１３と噛合されるように設定されている。また、このとき、上記主動歯車１３の歯数番号が０の歯と上記第１従動歯車１５ａの歯数番号が０の歯とが噛合された状態となるように設定されている。また、この場合の上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃ、及び、上記主動歯車１３の位置を基準位置（上記各歯車の回転角度が０である位置）とする。
また、上記主動歯車１３、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃは、図２及び図３に示すように、同一平面上に配置されている。 In the state where the slider (not shown) of the actuator 2 returns to the origin, the teeth of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c whose tooth number number is 0 are the main driving gear 13. It is set to be engaged with. Further, at this time, the teeth with the number of teeth number 0 of the main driving gear 13 and the teeth with the number of teeth number 0 of the first driven gear 15a are set to mesh with each other. Further, in this case, the positions of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, the third driven gear 15c, and the main driven gear 13 are set as reference positions (positions where the rotation angle of each gear is 0). And
The main driving gear 13, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are arranged on the same plane as shown in FIGS.

また、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃには、それぞれ、永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃが同心位置にて固着されている。これら永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃは略円柱形状を成しており、径方向に着磁されているものである。また、図２や図３に示すように、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、その長さ方向が上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転軸の方向と一致するように固着されている。すなわち、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転軸が上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、そのＮ極とＳ極の中間を通るように設定されている。また、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、例えば、温度安定性の良好なサマリウムコバルト磁石である。   Further, permanent magnets 19a, 19b, and 19c are fixed to the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c, respectively, at concentric positions. These permanent magnets 19a, 19b, and 19c have a substantially cylindrical shape and are magnetized in the radial direction. As shown in FIGS. 2 and 3, the permanent magnets 19a, 19b, and 19c have the length directions of the rotation shafts of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c. It is fixed to match the direction of That is, the rotation axes of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are set so that the permanent magnets 19a, 19b, and 19c pass between the N pole and the S pole. ing. The permanent magnets 19a, 19b, and 19c are, for example, samarium cobalt magnets having good temperature stability.

また、上記ケース１２内の上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃと向かい合う側には、基板２１が設置されており、この基板２１上には、磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃが実装されている。この磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、それぞれ、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃに対応した位置に実装されており、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転による磁界強度の変化から上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転角度を検出するためのものである。   A substrate 21 is installed on the side of the case 12 facing the permanent magnets 19a, 19b, 19c, and magnetic sensors 23a, 23b, 23c are mounted on the substrate 21. The magnetic sensors 23a, 23b, and 23c are mounted at positions corresponding to the permanent magnets 19a, 19b, and 19c, respectively. , 19b, 19c for detecting the rotation angle.

上記磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部には、それぞれ４つのホール素子が上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転方向に沿って円周上に９０度間隔で設けられているものである。この４つのホール素子の位置について、上記磁気センサ２３ａと上記永久磁石１９ａを例に挙げて図示すると、図４に示すようになっている。すなわち、上記磁気センサ２３ａには、図４に示すように、第１ホール素子２５ａ、第２ホール素子２５ｂ、第３ホール素子２５ｃ、第４ホール素子２５ｄが設けられている。これらのホール素子によって検出される磁界強度を用いて演算することによって、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転角度、ひいては、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転角度が導き出されるものである。   In the magnetic sensors 23a, 23b, and 23c, four Hall elements are provided at intervals of 90 degrees on the circumference along the rotation direction of the permanent magnets 19a, 19b, and 19c. The positions of the four Hall elements are illustrated in FIG. 4 when illustrated by taking the magnetic sensor 23a and the permanent magnet 19a as examples. That is, as shown in FIG. 4, the magnetic sensor 23a is provided with a first Hall element 25a, a second Hall element 25b, a third Hall element 25c, and a fourth Hall element 25d. By calculating using the magnetic field intensity detected by these Hall elements, the rotation angle of the permanent magnets 19a, 19b, 19c, and thus the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, the third driven gear. The rotation angle of the gear 15c is derived.

また、後述するように、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの個々の回転角度から、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃのそれぞれが何れの歯数番号の歯によって、上記主動歯車１３と噛合されているかを算出するようになっている。そして、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの、上記主動歯車１３と噛合されている歯数番号の組み合わせから、上記出力軸５の回転数を導き出すようになっている。
また、図２に示すように、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃと上記磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃとの間には僅かに空間があり、両者は接触していない。
また、上記基板２１には、図示しない電子部品も実装されている。また、図２に示すように、上記基板２１は、上記基板２１と上記ケース１２内の図２中上側の壁面との間に空間が確保されるように設けられており、この空間内に上記図示しない電子部品の一部が配置されるようになっている。 Further, as will be described later, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are determined from the respective rotation angles. The number of teeth of each of the three driven gears 15c is calculated to be engaged with the main driving gear 13. Then, the rotational speed of the output shaft 5 is derived from the combination of the number of teeth meshed with the main drive gear 13 of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c. It has become.
Further, as shown in FIG. 2, there is a slight space between the permanent magnets 19a, 19b, 19c and the magnetic sensors 23a, 23b, 23c, and they are not in contact with each other.
Further, electronic components (not shown) are also mounted on the substrate 21. Further, as shown in FIG. 2, the substrate 21 is provided so that a space is secured between the substrate 21 and the upper wall surface in FIG. A part of an electronic component (not shown) is arranged.

次に、本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の作用について説明する。
まず、多回転モジュール９の作用について説明する。
モータ３の出力軸５が正方向、すなわち、図３中時計回り方向に回転されると、主動歯車１３も同方向に回転される。一方、上記主動歯車１３に噛合されている第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃは、上記主動歯車１３の回転に伴って、図３中反時計回り方向に回転される。
上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃが回転されると、永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃもそれぞれ回転されることとなる。この永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転によって、磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ付近の磁界強度が変化し、その磁界強度の変化が上記磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃによって測定され、この磁界強度の変化から上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転角度、ひいては、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転角度が導き出される。 Next, the operation of the multi-rotation absolute rotary encoder 1 according to this embodiment will be described.
First, the operation of the multi-rotation module 9 will be described.
When the output shaft 5 of the motor 3 is rotated in the forward direction, that is, in the clockwise direction in FIG. 3, the main gear 13 is also rotated in the same direction. On the other hand, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c meshed with the main driving gear 13 are rotated counterclockwise in FIG. 3 as the main driving gear 13 rotates. The
When the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are rotated, the permanent magnets 19a, 19b, and 19c are also rotated. The rotation of the permanent magnets 19a, 19b, and 19c changes the magnetic field strength in the vicinity of the magnetic sensors 23a, 23b, and 23c, and the change in the magnetic field strength is measured by the magnetic sensors 23a, 23b, and 23c. Thus, the rotation angles of the permanent magnets 19a, 19b, 19c, and hence the rotation angles of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are derived.

ここで、上記磁界強度の変化を測定し、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転角度を導き出す際の処理について、図４を参照しながら、上記第１従動歯車１５ａ、すなわち、永久磁石１９ａと磁気センサ２３ａを例に挙げて説明する。なお、図４において、上記永久磁石１９ａ上のハッチングを施した側がＮ極であり、ハッチングの施されていない側がＳ極である。
上記第１従動歯車１５ａ（永久磁石１９ａ）を図４中反時計方向に回転させると、図４（ａ）〜図４（ｄ）に順に示すように、上記永久磁石１９ａのＮ極又はＳ極とホール素子２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄとの距離が変化していく。例えば、上記ホール素子２５ａと上記永久磁石１９ａのＮ極との関係について説明すると、図４（ａ）においては最も両者の距離が近い状態となっているが、上記第１従動歯車１５ａ（永久磁石１９ａ）の回転に従って徐々に離れていき、図４（ｃ）においては最も離れているが、その後、再び上記永久磁石１９ａのＮ極が上記ホール素子２５ａに接近してくる。このような一連の動きにおいて上記ホール素子２５ａによって検出される図４紙面垂直方向の磁界の強度変化はサイン波形状の曲線として得られる。 Here, with respect to the processing for measuring the change in the magnetic field intensity and deriving the rotation angles of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c, referring to FIG. The first driven gear 15a, that is, the permanent magnet 19a and the magnetic sensor 23a will be described as an example. In FIG. 4, the hatched side on the permanent magnet 19 a is the N pole, and the non-hatched side is the S pole.
When the first driven gear 15a (permanent magnet 19a) is rotated counterclockwise in FIG. 4, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d) in order, the N pole or S pole of the permanent magnet 19a. And the Hall elements 25a, 25b, 25c, and 25d change in distance. For example, the relationship between the Hall element 25a and the N pole of the permanent magnet 19a will be described. In FIG. 4A, the distance between them is the shortest, but the first driven gear 15a (permanent magnet) 19a) gradually moves away according to the rotation of FIG. 4C, and is farthest away in FIG. 4C. Thereafter, the N pole of the permanent magnet 19a again approaches the Hall element 25a. The change in the strength of the magnetic field in the direction perpendicular to the plane of FIG. 4 detected by the Hall element 25a in such a series of movements is obtained as a sinusoidal curve.

また、前述の一連の動きにおいて、上記ホール素子２５ａから上記第１従動歯車１５ａの回転方向に９０度進んだ位置にあるホール素子２５ｂでは、上記ホール素子２５ａによって得られた上記サイン波形状の曲線から１／４周期だけ位相が進んだ曲線、すなわちコサイン波形状の曲線が得られることになる。
また、上記ホール素子２５ａに対向する位置にあるホール素子２５ｃにおいては上記ホール素子２５ａによって得られた上記サイン波形状の曲線を反転させたサイン波形状の曲線が得られ、上記ホール素子２５ｂに対向する位置にあるホール素子２５ｄにおいては上記ホール素子２５ｂによって得られた上記コサイン波形状の曲線を反転させたコサイン波形状の曲線が得られることになる。 In the above-described series of movements, the sine wave-shaped curve obtained by the Hall element 25a is obtained in the Hall element 25b at a position advanced 90 degrees from the Hall element 25a in the rotation direction of the first driven gear 15a. Thus, a curve whose phase has advanced by a quarter period, that is, a curve having a cosine wave shape is obtained.
In addition, a sine wave-shaped curve obtained by inverting the sine wave-shaped curve obtained by the Hall element 25a is obtained at the Hall element 25c at a position facing the Hall element 25a, and the Hall element 25b is opposed to the Hall element 25b. In the hall element 25d at the position where the cosine wave is located, a cosine wave shape curve obtained by inverting the cosine wave shape curve obtained by the hall element 25b is obtained.

そのため、上記ホール素子２５ｃを、対向する位置にある上記ホール素子２５ａに対して磁界強度を差動検出させることで、上記ホール素子２５ａにおいて得られる上記サイン波形状の曲線の２倍の振幅を有するサイン波形状の曲線が得られる。また、同様に、上記ホール素子２５ｄを上記ホール素子２５ｂに対して磁界強度を差動検出させることで、上記ホール素子２５ｂにおいて得られる上記サイン波形状の曲線の２倍の振幅を有するサイン波形状の曲線が得られる。   Therefore, the Hall element 25c has a double amplitude of the sine wave-shaped curve obtained in the Hall element 25a by differentially detecting the magnetic field strength with respect to the Hall element 25a in the opposite position. A sinusoidal curve is obtained. Similarly, a sine wave shape having an amplitude twice that of the sine wave shape curve obtained in the Hall element 25b by causing the Hall element 25d to differentially detect the magnetic field intensity with respect to the Hall element 25b. This curve is obtained.

そして、上記第１従動歯車１５ａの回転角度をθとすると、次の式（１）が成立する。
ｔａｎθ＝ｃｏｓθ／ｓｉｎθ ―――（１）
そのため、上記回転角度θは次の式（２）によって求められることになる。
θ＝ｔａｎ−１（ｔａｎθ） ―――（２）
このようにして、上記第１従動歯車１５ａの回転角度θが求められる。
また、上記第２従動歯車１５ｂや上記第３従動歯車１５ｃについても、同様にして、永久磁石１９ｂ、１９ｃの回転による磁界強度の変化から、回転角度が求められる。
このような回転角度を求める演算は、例えば、磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ内のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＣＰＵ等によって行われる。 When the rotation angle of the first driven gear 15a is θ, the following equation (1) is established.
tan θ = cos θ / sin θ ――― (1)
Therefore, the rotation angle θ is obtained by the following equation (2).
θ = tan −1 (tan θ) ――― (2)
In this way, the rotation angle θ of the first driven gear 15a is obtained.
Similarly, for the second driven gear 15b and the third driven gear 15c, the rotation angle is obtained from the change in the magnetic field strength caused by the rotation of the permanent magnets 19b and 19c.
Such a calculation for obtaining the rotation angle is performed by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) or CPU in the magnetic sensors 23a, 23b, and 23c.

次に、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの回転角度から、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号を算出する処理について説明する。ここでは、上記第１従動歯車１５ａを例に挙げて説明する。
まず、前述したように、上記出力軸５の回転数が０のとき、すなわち、上記出力軸５が原点にある場合は、上記第１従動歯車１５ａは、歯数番号が０の歯によって上記主動歯車１３と噛合された状態となっている。そのため、上記第１従動歯車１５ａがθ度回転された場合の、上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎは、上記第１従動歯車１５ａの歯数をＱとすると、次の式（３）によって求められる。
Ｎ＝θ×Ｑ／３６０ ―――（３）
但し、
Ｎ：歯数番号
θ：回転角度（第１従動歯車１５ａが図３中反時計方向に回転された方向を正
とする。）
Ｑ：歯数 Next, from the rotation angles of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c described above. A process of calculating the number of teeth of the teeth meshed with the main driving gear 13 will be described. Here, the first driven gear 15a will be described as an example.
First, as described above, when the rotation speed of the output shaft 5 is 0, that is, when the output shaft 5 is at the origin, the first driven gear 15a is driven by the teeth having the tooth number number 0. The gear 13 is engaged with the gear 13. Therefore, when the first driven gear 15a is rotated by θ degrees, the tooth number number N of the teeth meshed with the main driven gear 13 is as follows, where Q is the number of teeth of the first driven gear 15a: It is calculated | required by Formula (3).
N = θ × Q / 360 ――― (3)
However,
N: number of teeth number θ: rotation angle (the direction in which the first driven gear 15a is rotated counterclockwise in FIG. 3 is positive)
Q: Number of teeth

上記歯数番号Ｎの算出と同様にして、上記第２従動歯車１５ｂや上記第３従動歯車１５ｃについても、上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号を求めることができる。なお、これ以降は、ここで算出された上記主動歯車１３と噛合されている上記第１従動歯車１５ａの歯の歯数番号をＮ１とする。また、ここで算出された上記主動歯車１３と噛合されている上記第２従動歯車１５ｂの歯の歯数番号をＮ２とする。また、ここで算出された上記主動歯車１３と噛合されている上記第３従動歯車１５ｃの歯の歯数番号をＮ３とする。
また、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分を、それぞれ、歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′とする。 Similarly to the calculation of the number of teeth number N, the number of teeth of the teeth meshed with the main driving gear 13 can be obtained for the second driven gear 15b and the third driven gear 15c. Note that this later, where it is calculated the main drive gear 13 in mesh are the teeth number of the teeth of the first driven gear 15a and the N 1. Further, where it is calculated the main drive gear 13 in mesh are the teeth number of the teeth of the second driven gear 15b and the N 2. Further, where it is calculated the driving gear 13 in mesh are the teeth number of the teeth of the third driven gear 15c to the N 3.
The integer parts of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are set as tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′, respectively.

次に、上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′の組み合わせから、主動歯車１３、ひいては、出力軸５の回転数を算出する処理について、図３、図５、図６、及び、図７を参照しながら説明する。
なお、この説明においては、説明を行いやすくするため、主動歯車１３、第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃの歯の数を前述した場合よりも減らしている。具体的には、上記主動歯車１３と上記第１従動歯車１５ａの歯数は共に５個、上記第２従動歯車１５ｂの歯数は４、上記第３従動歯車１５ｃの歯数は３と設定されている。 Next, with respect to the processing for calculating the rotational speed of the main drive gear 13 and consequently the output shaft 5 from the combination of the above-mentioned tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′ and N 3 ′, FIG. 3, FIG. 5, FIG. This will be described with reference to FIG.
In this description, for ease of explanation, the number of teeth of the main driving gear 13, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c is reduced as compared with the case described above. Specifically, the number of teeth of the main driven gear 13 and the first driven gear 15a is set to 5, the number of teeth of the second driven gear 15b is set to 4, and the number of teeth of the third driven gear 15c is set to 3. ing.

本実施の形態の場合、例えば、上記主動歯車１３（出力軸５）が図３中時計回り方向に回転されると、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃは反時計回り方向に回転されるものとなっている。
また、上記主動歯車１３（出力軸５）の回転数とは、上記主動歯車１３（出力軸５）が図３中時計回り方向に回転すると増加していくものであり、逆に上記主動歯車１３（出力軸５）が図３中反時計回り方向に回転すると減少していくものである。 In the case of the present embodiment, for example, when the main driving gear 13 (output shaft 5) is rotated in the clockwise direction in FIG. 3, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear. 15c is rotated counterclockwise.
The rotational speed of the main driving gear 13 (output shaft 5) increases as the main driving gear 13 (output shaft 5) rotates in the clockwise direction in FIG. It decreases as the (output shaft 5) rotates counterclockwise in FIG.

図７に示す表の「回転数」の欄は上記出力軸５（上記主動歯車１３）の回転数を示し、「主動歯車」の欄は上記主動歯車１３の上記第１従動歯車１５ａと噛合されている歯の歯数番号（以下、歯数番号Ｎ０′とする）を示しており、「第１従動歯車」の欄は上記第１従動歯車１５ａの上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎ１を示しており、「第２従動歯車」の欄は上記第２従動歯車１５ｂの上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎ２を示しており、「第３従動歯車」の欄は上記第３従動歯車１５ｃの上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎ３を示している。すなわち、図７の表は、上記主動歯車１３（出力軸５）の回転数と、上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′との対応関係を表したものである。 In the table shown in FIG. 7, the “rotational speed” column indicates the rotational speed of the output shaft 5 (the main driving gear 13), and the “main driving gear” column meshes with the first driven gear 15 a of the main driving gear 13. The number of teeth (hereinafter referred to as the number of teeth number N 0 ′) is shown, and the column “first driven gear” is the tooth meshed with the main driving gear 13 of the first driven gear 15a. indicates the number of teeth number N 1 of the column of "second driven gear" indicates the number of teeth number N 2 of teeth being the driving gear 13 meshes with the second driven gear 15b, "the column 3 of the driven gear "indicates the number of teeth number N 3 of teeth being the driving gear 13 meshes with the third driven gear 15c. That is, the table of FIG. 7 shows the correspondence between the rotational speed of the main driving gear 13 (output shaft 5) and the tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′.

まず、上記アクチュエータ２の図示しないスライダが原点復帰した状態となっており、上記出力軸５（上記主動歯車１３）が全く回転されていない状態（上記出力軸５の回転数が０で、回転角度も０の状態）では、図７の表に示すように、上記歯数番号Ｎ１、上記歯数番号Ｎ２、上記歯数番号Ｎ３は共に「０」となっており、当然、上記歯数番号Ｎ０′、Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′も「０」となっている。
そして、上記出力軸５（上記主動歯車１３）が図３中時計回り方向に回転されると、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加していき、上記歯数番号Ｎ０′、Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′も１ずつ増加していくが、一周してしまった歯車については、上記歯数番号が０に戻る。上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃは、前述したようにそれぞれ異なる歯数に設定されているため、上記主動歯車１３の図３中時計回り方向への回転が進むと、ステップごとに異なった上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせが発生する。 First, a slider (not shown) of the actuator 2 is in a state where the origin is returned, and the output shaft 5 (the main driving gear 13) is not rotated at all (the rotation speed of the output shaft 5 is 0, the rotation angle 7), the number of teeth number N 1 , the number of teeth number N 2 , and the number of teeth number N 3 are all “0”. The number numbers N 0 ′, N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ are also “0”.
Then, when the output shaft 5 (the main driving gear 13) is rotated in the clockwise direction in FIG. 3, the tooth number numbers N 1 , N 2 and N 3 are increased, and the tooth number number N 0 ′. , N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ are also incremented by 1, but the number of teeth is returned to 0 for the gears that have made one round. Since the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are set to different numbers of teeth as described above, the main driven gear 13 in the clockwise direction in FIG. As the rotation proceeds, different combinations of the number of teeth number N 1 ′, the number of teeth number N 2 ′, and the number of teeth number N 3 ′ are generated for each step.

そして、このようにして上記歯車群が駆動された際の上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせの最大数（以下、最大組合せ数）は、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数が互いに素である場合には、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数の積となる。そのため、上記主動歯車１３の回転により進行したステップ数が上記最大組合せ数に達するまでは、上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせを判定することによって、上記出力軸５（上記主動歯車１３）の回転数を算出することができる。 The maximum number of combinations of the number of teeth number N 1 ′, the number of teeth number N 2 ′, and the number of teeth number N 3 ′ when the gear group is driven in this way (hereinafter, the maximum number of combinations). When the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c have a relatively small number of teeth, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, 3 is the product of the number of teeth of the driven gear 15c. Therefore, the combination of the number of teeth number N 1 ′, the number of teeth number N 2 ′, and the number of teeth number N 3 ′ is determined until the number of steps advanced by the rotation of the main driving gear 13 reaches the maximum number of combinations. By doing so, the rotation speed of the output shaft 5 (the main driving gear 13) can be calculated.

具体的には、上記第１従動歯車１５ａの歯数は５個、上記第２従動歯車１５ｂの歯数は４個、上記第３従動歯車１５ｃの歯数は３個となっているので、図７の表に示すように、上記最大組合せ数は６０通りである。また、上記第１従動歯車１５ａが１１回転し、１２回転目の回転を行う直前に上記主動歯車１３のステップ数が最大組合せ数に達するので、上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせによって上記主動歯車１３の回転数、ひいては、上記出力軸５の回転数を０以上１２未満まで算出することができる。 Specifically, the number of teeth of the first driven gear 15a is five, the number of teeth of the second driven gear 15b is four, and the number of teeth of the third driven gear 15c is three. As shown in Table 7, the maximum number of combinations is 60. Further, since the first driven gear 15a rotates 11 times and immediately before the 12th rotation, the number of steps of the main driving gear 13 reaches the maximum number of combinations, so the number of teeth number N 1 ′ and the number of teeth N 2 'and the number of teeth number N 3 ' can be combined to calculate the rotational speed of the main driving gear 13 and thus the rotational speed of the output shaft 5 from 0 to less than 12.

そして、前述のように算出された上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′の組み合わせを図７の表に照らし合わせることで、出力軸５の回転数が算出される。例えば、上記歯数番号Ｎ１′が１、上記歯数番号Ｎ２′が３、上記歯数番号Ｎ３′が２の場合は、図７の表のＮｏ．１１に該当し、上記出力軸５の回転数は２回転となる。 Then, the rotational speed of the output shaft 5 is calculated by comparing the combination of the tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ calculated as described above with the table of FIG. For example, when the number of teeth number N 1 ′ is 1, the number of teeth number N 2 ′ is 3, and the number of teeth number N 3 ′ is 2, No. in the table of FIG. 11 and the number of rotations of the output shaft 5 is two.

このようにして上記出力軸５の正確な回転数を求めるためには、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が正しいことが前提となる。よって、この正しい歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を得るために後述する歯数番号の補正を行う。また、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行っても上記出力軸５の正確な回転数が求められない場合もあるが、その際には補正後の歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３から求められた上記出力軸５の回転数に対する補正を行う。上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正は、例えば、次のような理由により行われるものである。
図５に示すように、上記主動歯車１３と上記第１従動歯車１５ａ等との噛合された歯の間にはバックラッシュ（遊び、図５（ａ）中符号Ｄで示す。）がある。そのため、上記出力軸５（主動歯車１３）がある方向に回転された後、停止・固定された直後の状態から振動等の外力の影響を受けると、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃが上記バックラッシュの範囲内で回転されてしまう可能性がある。
図５は、このような状態を示した図であり、図５（ａ）は図５中時計回り方向に回転していた上記出力軸５（主動歯車１３）を停止・固定させた直後の主動歯車１３と第１従動歯車１５ａの状態を示した図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の状態から第１従動歯車１５ａがバックラッシュの範囲内で回転した状態を示した図である。 Thus, in order to obtain the accurate rotation speed of the output shaft 5, it is premised that the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are correct. Therefore, in order to obtain the correct number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 , the number of teeth number described later is corrected. Further, there is a case where an accurate rotational speed of the output shaft 5 cannot be obtained even if the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are corrected. In this case, the corrected tooth number number N 1 , N 2 , and N 3 are corrected for the rotational speed of the output shaft 5. The correction of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 is performed, for example, for the following reason.
As shown in FIG. 5, there is a backlash (play, indicated by a symbol D in FIG. 5A) between the meshed teeth of the main driving gear 13 and the first driven gear 15a. Therefore, when the output shaft 5 (the main driving gear 13) is rotated in a certain direction and is influenced by an external force such as vibration from a state immediately after being stopped and fixed, the first driven gear 15a and the second driven gear are affected. There is a possibility that the gear 15b and the third driven gear 15c are rotated within the range of the backlash.
FIG. 5 is a diagram showing such a state, and FIG. 5 (a) shows the main drive immediately after stopping and fixing the output shaft 5 (main drive gear 13) that was rotating in the clockwise direction in FIG. FIG. 5B is a diagram illustrating the state of the gear 13 and the first driven gear 15a, and FIG. 5B is a diagram illustrating the state in which the first driven gear 15a is rotated within the backlash range from the state of FIG. 5A. It is.

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、一点鎖線で示す直線Ａは上記第１従動歯車１５ａの回転中心と上記第１従動歯車１５ａの一の歯の中央を通る線である。また、図５（ｂ）において、破線で示す直線Ｂは、上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの範囲で回転される前の状態（図５（ａ）に示す状態）における直線Ａの位置を示すものである。
なお、この図５においては、上記主動歯車１３及び上記第１従動歯車１５ａは模式的に示されたものとなっている。 5 (a) and 5 (b), a straight line A indicated by a one-dot chain line is a line passing through the rotation center of the first driven gear 15a and the center of one tooth of the first driven gear 15a. In FIG. 5B, a straight line B indicated by a broken line is a position of the straight line A in a state before the first driven gear 15a is rotated in the backlash range (the state shown in FIG. 5A). Is shown.
In FIG. 5, the main driving gear 13 and the first driven gear 15a are schematically shown.

そして、このようなバックラッシュの範囲内で上記第１従動歯車１５ａ等が回転してしまうと、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が切り替わる境界にある場合、すなわち、上記主動歯車１３と上記第１従動歯車１５ａとが噛合されている歯数番号が切り替わる直前（次の歯と噛合しようとする直前）や切り替わった直後（次の歯と噛合された直後）にある場合に上記出力軸５を停止・固定させると、前述のようにして算出された歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′と実際に上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号とが異なってしまう（歯数番号が切り替わってしまう）ことが懸念される。このようにして実際の歯数番号に対してずれてしまった上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を補正しなければ、出力軸５の正確な回転数は算出できないからである。
例えば、上記出力軸５が停止・固定された直後は上記歯数番号Ｎ１′が１、上記歯数番号Ｎ２′が３、上記歯数番号Ｎ３′が２であり、図７の表のＮｏ．１１に該当する回転数「２」を示すものであったが、上記歯数番号Ｎ３′が０に変動してしまうと、図７の表から求められる回転数が「１０」（図７の表におけるＮｏ．５１に該当）となってしまう。 When such the first driven gear 15a or the like within the backlash will rotate, if the boundary of the integer portion of the number of teeth numbers N 1, N 2, N 3 is switched, i.e., the When the number of teeth meshed with the main driving gear 13 and the first driven gear 15a is immediately before switching (immediately before trying to mesh with the next tooth) or just after switching (immediately after meshing with the next tooth). When the output shaft 5 is stopped and fixed, the number of teeth number N 1 ′, N 2 ′, N 3 ′ calculated as described above and the number of teeth actually engaged with the main drive gear 13 are as follows. There is a concern that the number is different (the number of teeth is switched). This is because the accurate rotation speed of the output shaft 5 cannot be calculated without correcting the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 that have shifted from the actual tooth number in this way.
For example, immediately after the output shaft 5 is stopped and fixed, the number of teeth number N 1 ′ is 1, the number of teeth number N 2 ′ is 3, and the number of teeth number N 3 ′ is 2, and the table of FIG. No. The rotational speed “2” corresponding to 11 is shown. However, when the tooth number N 3 ′ changes to 0, the rotational speed obtained from the table of FIG. 7 is “10” (FIG. 7). It corresponds to No. 51 in the table).

そして、本実施の形態の場合、前述したように上記バックラッシュの大きさが、上記第１従動歯車１５ａ等の一つの歯あたりの回転角度の１／３よりも小さく設定されている。そのため、前述のようにバックラッシュの範囲内で上記第１従動歯車１５ａ等が回転されてしまった場合、算出された上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数部分の大きさによって、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分、すなわち、上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′が実際の歯数番号よりも大きな歯数番号に切り替わってしまったか、小さい歯数番号に切り替わってしまったか、それとも切り替わっていないのかを判別することができる。このような判別ができるのは、以下の理由によるものである。 In the case of the present embodiment, as described above, the size of the backlash is set to be smaller than 1/3 of the rotation angle per tooth of the first driven gear 15a and the like. Therefore, the size of the fractional part of the case where the first driven gear 15a or the like within the range of backlash as described above had been rotated, the calculated the number of teeth number N 1, N 2, N 3, Has the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 , that is, whether the number of teeth number N 1 ′, N 2 ′, N 3 ′ has been switched to a larger number of teeth than the actual number of teeth? It can be determined whether the tooth number has been switched to a smaller number or whether it has not been switched. Such a determination can be made for the following reason.

まず、前述のように上記バックラッシュの大きさが、上記第１従動歯車１５ａ等の一つの歯あたりの回転角度の１／３よりも小さく設定されているので、上記バックラッシュによる上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の変動の幅は１／３より小さな値となる。
そのため、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「０以上１／３未満」となる状態で上記出力軸５が停止・固定された場合は、上記第１従動歯車１５ａ等が上記バックラッシュの範囲で回転されてしまったとしても、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はその整数部分が変わってしまうほど変動することはない。 First, as described above, the size of the backlash is set to be smaller than 1/3 of the rotation angle per tooth of the first driven gear 15a, etc. The width of fluctuation of N 1 , N 2 , and N 3 is a value smaller than 1/3.
Therefore, when the output shaft 5 is stopped and fixed in a state where the values after the decimal point of the number of teeth numbers N 1 , N 2 and N 3 are “0 or more and less than 1/3”, the first driven gear is Even if 15a or the like has been rotated within the range of the backlash, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 do not change so much that the integer portion changes.

また、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「１／３以上２／３未満」となる状態で上記出力軸５が停止・固定された場合も、上記第１従動歯車１５ａ等が上記バックラッシュの範囲で回転されてしまったとしても、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はその整数部分が変わってしまうほど変動することはない。
しかし、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「２／３以上１未満」となる状態で上記出力軸５が停止・固定された場合は、上記第１従動歯車１５ａ等が上記バックラッシュの範囲で回転されてしまうと、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はその整数部分が変わってしまうほどに変動してしまう可能性がある。（例えば、「１．９」であったＮ１が「２．１」になってしまう。） Further, when the output shaft 5 is stopped and fixed in a state where the values after the decimal point of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are “1/3 or more and less than 2/3”, the first Even if the driven gear 15a or the like has been rotated within the range of the backlash, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 do not vary so much that the integer portion changes.
However, when the output shaft 5 is stopped and fixed in a state where the values after the decimal point of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , N 3 are “2/3 or more and less than 1”, the first driven gear If 15a or the like is rotated within the range of the backlash, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 may fluctuate so that the integer part changes. (For example, N 1 that was “1.9” becomes “2.1”.)

このようなバックラッシュによる上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の変動を図６に図示する。ここで、算出される上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「０以上１／３未満」の場合を状態α、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「１／３以上２／３未満」の場合を状態β、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「２／３以上１未満」の場合を状態γとし、図６中の扇状のスケールＣに表示する。
図６中破線で示す図形は、上記出力軸５（主動歯車１３）が図６中時計回り方向に回転されて停止・固定された直後の上記第１従動歯車１５ａの状態を示したものであり、図６中実線で示す図形（上記主動歯車１３と上記スケールＣは除く）は上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの分だけ回転されてしまった状態を示すものである。 FIG. 6 shows the variation of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 due to such backlash. Here, when the calculated number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 is “0 or more and less than 1/3”, the state α, the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 When the value after the decimal point is “1/3 or more and less than 2/3”, the state β, and when the value after the decimal point of the number of teeth number N 1 , N 2 , or N 3 is “2/3 or more and less than 1” Is displayed on the fan-shaped scale C in FIG.
6 shows the state of the first driven gear 15a immediately after the output shaft 5 (the main driving gear 13) is rotated in the clockwise direction in FIG. 6 and stopped and fixed. 6, the solid line (excluding the main driving gear 13 and the scale C) indicates a state in which the first driven gear 15a has been rotated by the amount of the backlash.

まず、回転されていた上記出力軸５が停止・固定された直後においては、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの全てが、上記状態α、β、γの何れかの同じ状態となっている。
そして、図６（ａ）に、上記状態αとなる状態で、図６中時計回り方向に回転されていた上記出力軸５（主動歯車１３）が停止・固定された様子を示す。この場合、上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの分だけ回転されてしまったとしても、上記第１従動歯車１５ａは上記歯数番号Ｎ１の整数部分が切り替わらずに同じ歯数番号Ｎ１′で状態βとなるだけである。 First, immediately after the output shaft 5 that has been rotated is stopped and fixed, all of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are in the states α, β, Any one of γ is in the same state.
FIG. 6A shows a state where the output shaft 5 (the main driving gear 13) that has been rotated in the clockwise direction in FIG. 6 is stopped and fixed in the state α. In this case, the even first driven gear 15a is had been rotated by the amount of the backlash, the first driven gear 15a are the same number of teeth numbers not switched the integer part of the number of teeth number N 1 N 1 It only becomes the state β at ′.

また、図６（ｂ）には、上記状態βとなる状態で、図６中時計回り方向に回転されていた上記出力軸５（主動歯車１３）が停止・固定された様子を示す。この場合も、上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの分だけ回転されてしまったとしても、上記第１従動歯車１５ａは上記歯数番号Ｎ１の整数部分が切り替わらずに同じ歯数番号Ｎ１′で状態γとなるだけである。
また、図６（ｃ）には、上記状態γとなる状態で、図６中時計回り方向に回転されていた上記出力軸５（主動歯車１３）が停止・固定された様子を示す。この場合は、上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの分だけ回転されてしまうと、上記第１従動歯車１５ａは上記歯数番号Ｎ１の整数部分が切り替わってしまい（整数部分が＋１となってしまい）、次の歯数番号における状態αとなってしまう。 FIG. 6B shows a state where the output shaft 5 (the main driving gear 13) that has been rotated in the clockwise direction in FIG. 6 is stopped and fixed in the state β. In this case, the even first driven gear 15a is had been rotated by the amount of the backlash, the first driven gear 15a is the same number of teeth not switched the integer part of the number of teeth number N 1 number N At 1 'only state γ is obtained.
FIG. 6C shows a state where the output shaft 5 (the main driving gear 13) that has been rotated in the clockwise direction in FIG. 6 is stopped and fixed in the state γ. In this case, when the first driven gear 15a from being rotated by the amount of the backlash, the first driven gear 15a is would switched the integer part of the number of teeth number N 1 (integer part becomes +1 Therefore, the state α at the next tooth number number is obtained.

なお、ここでは、上記第１従動歯車１５ａが上記バックラッシュの範囲で回転される可能性ついて説明したが、他の第２従動歯車１５ｂや第３従動歯車１５ｃについても、同様に回転されてしまう可能性がある。
また、図６においては、上記主動歯車１３及び上記第１従動歯車１５ａや、これらの歯車の噛合の状態は、模式的に図示されたものである。 Here, the possibility that the first driven gear 15a is rotated in the range of the backlash has been described, but the other second driven gear 15b and the third driven gear 15c are also rotated in the same manner. there is a possibility.
Further, in FIG. 6, the main driving gear 13 and the first driven gear 15a and the meshing state of these gears are schematically shown.

また、前述の説明は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加する方向に上記出力軸５が回転する場合について説明したものである。一方、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が減少する方向に上記出力軸５が回転する場合についても同様に、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「０以上１／３未満」となる状態で上記出力軸５が停止・固定された場合には、上記第１従動歯車１５ａ等が上記バックラッシュの範囲で回転されてしまうと、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はその整数部分が変わってしまうほどに変動してしまう可能性がある。（例えば、「１．１」であったＮ１が「０．９」になってしまう。）
また、前述した機械的なバックラッシュだけでなく、電気的な磁気センサ２３ａ等の検出精度や温度変化等による影響によって測定される回転角度が変動し、同様に上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の変動が起きる場合もある。よって、厳密には、上記バックラッシュの幅は上記磁気センサ２３ａ等の検出精度や温度変化等の要因も考慮して設定されているものである。 Further, the above description is for the case where the output shaft 5 rotates in the direction in which the number of teeth numbers N 1 , N 2 , N 3 increases. On the other hand, when the output shaft 5 rotates in the direction in which the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 decrease, the values after the decimal point of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 are similarly determined. When the output shaft 5 is stopped and fixed in a state of “0 or more and less than 1/3”, the number of teeth is changed when the first driven gear 15a or the like is rotated within the backlash range. N 1 , N 2 , and N 3 may fluctuate so that the integer part thereof changes. (For example, N 1 that was “1.1” becomes “0.9”.)
Further, not only the mechanical backlash described above but also the rotation angle measured by the influence of the detection accuracy of the electric magnetic sensor 23a, etc., temperature change, etc., similarly, the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 fluctuations may occur. Therefore, strictly speaking, the width of the backlash is set in consideration of factors such as the detection accuracy of the magnetic sensor 23a and the temperature change.

以上のようにして、上記バックラッシュ等よって上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分（上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′）が変動してしまう可能性があるため、本実施の形態では次のようにして上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行い、補正後の歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分である歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′から上記出力軸５の回転数を求める。 As described above, there is a possibility that the integer part of the tooth number numbers N 1 , N 2 , N 3 (the tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, N 3 ′) may fluctuate due to the backlash or the like. Therefore, in the present embodiment, the teeth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are corrected as follows, and the corrected teeth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are integer parts. The number of rotations of the output shaft 5 is obtained from the number of teeth numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′.

まず、図６（ａ）に示すように、上記出力軸５（主動歯車１３）が上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加する方向（図６中時計回り方向）に回転され、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「０以上１／３未満」となる状態で停止・固定された場合、すなわち、前述した状態αのときに上記出力軸５（主動歯車１３）が固定・停止された場合について説明する。
このような場合は、上記バックラッシュによる変動があったとしても、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は上記状態α又は前述の状態βとなる場合しかなく、前述したように、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が変動することはありえないため、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行う必要がない。 First, as shown in FIG. 6 (a), the output shaft 5 (main drive gear 13) is rotated in a direction (clockwise direction in FIG. 6) in which the number of teeth numbers N 1 , N 2 , N 3 increases, When the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 after the decimal point is “0 or more and less than 1/3” is stopped and fixed, that is, in the state α described above, the output shaft 5 A case where the (main drive gear 13) is fixed and stopped will be described.
In such a case, even if there is a fluctuation due to the backlash, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 can only be in the state α or the state β, and as described above, since the integer part of the number of teeth numbers N 1, N 2, N 3 is impossible be varied, it is not necessary to correct the teeth number N 1, N 2, N 3.

次に、図６（ｂ）に示すように、上記出力軸５（主動歯車１３）が上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加する方向（図６中時計回り方向）に回転され、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「１／３以上２／３未満」となる状態で停止・固定された場合、すなわち、前述した状態βのときに上記出力軸５（主動歯車１３）が固定・停止された場合について説明する。
このような場合も、上記バックラッシュによる変動があったとしても、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は上記状態β又は前述の状態γとなる場合しかなく、前述したように、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が変動することはありえないため、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行う必要がない。 Next, as shown in FIG. 6B, the output shaft 5 (the main driving gear 13) is rotated in the direction in which the tooth number numbers N 1 , N 2 , N 3 increase (clockwise direction in FIG. 6). When the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 after the decimal point is “1/3 or more and less than 2/3” is stopped and fixed, that is, in the state β described above, The case where the output shaft 5 (main drive gear 13) is fixed and stopped will be described.
Even in such a case, even if there is a variation due to the backlash, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 can only be in the state β or the state γ, and as described above, since the integer part of the number of teeth numbers N 1, N 2, N 3 is impossible be varied, it is not necessary to correct the teeth number N 1, N 2, N 3.

次に、図６（ｃ）に示すように、上記出力軸５（主動歯車１３）が上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加する方向（図６中時計回り方向）に回転され、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の小数点以下の値が「２／３以上１未満」となる状態で停止・固定された場合、すなわち、前述した状態γのときに上記出力軸５（主動歯車１３）が固定・停止された場合について説明する。
このような場合は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は上記状態γのままか又は次の歯数番号における上記状態αとなる場合があり、前述したように、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうちの全部又は一部の整数部分が変動してしまう可能性がある。そうすると、上記出力軸５の正しい回転数を示す上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の組み合わせとは異なる上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′の組み合わせが算出されてしまうことになる。 Next, as shown in FIG. 6 (c), the output shaft 5 (main drive gear 13) is rotated in a direction (clockwise direction in FIG. 6) in which the tooth number numbers N 1 , N 2 , N 3 increase. When the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 after the decimal point is “2/3 or more and less than 1” is stopped and fixed, that is, in the state γ described above, the output shaft The case where 5 (main drive gear 13) is fixed and stopped will be described.
In such a case, the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 may remain in the state γ or become the state α in the next tooth number number. There is a possibility that all or some of the integer portions of N 1 , N 2 , and N 3 may fluctuate. Then, the combination of the tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ different from the combination of the integer number portions of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 indicating the correct rotation speed of the output shaft 5 is obtained. It will be calculated.

そこで、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のそれぞれについて前述した状態α、状態γの何れの状態にあるかを判別して、上記出力軸５の正しい回転数が求められない場合は、前述した図７の表によって上記出力軸５の回転数を求める際に用いる上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′を正しい回転数を示す組み合わせになるように補正する。この補正は、次のようにして行う。
まず、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうち、上記状態αとなっているものの数と上記状態γとなっているものの数を確認する。そして、上記状態αとなっているものの数と上記状態γとなっているものの数を比較・判断して、必要な場合には上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行う。 Therefore, when the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 is determined as to whether the state α or the state γ is in the above-described state, the correct rotational speed of the output shaft 5 cannot be obtained. 7, the tooth number numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ used for obtaining the rotation speed of the output shaft 5 are corrected so as to have a combination indicating a correct rotation speed. This correction is performed as follows.
First, among the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 , the number of those in the state α and the number in the state γ are confirmed. Then, the number of the state α and the number of the state γ are compared and judged, and if necessary, the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are corrected.

まず、全てが状態αとなっている場合、または、全てが状態γとなっている場合について説明する。この場合は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行わない。この場合は、全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が上記状態γになっていれば上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の変動は起きていない。したがって、当然のことながら、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行わない。 First, a case where all are in the state α or a case where all are in the state γ will be described. In this case, the number of teeth numbers N 1 , N 2 and N 3 are not corrected. In this case, if all the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are in the state γ, fluctuations in the integer parts of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 have not occurred. Therefore, as a matter of course, the correction of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 is not performed.

また、全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が上記状態αになっていた場合であるが、この場合も、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行わない。すなわち、全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が次の歯数番号を示しており、このような上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の組み合わせであっても、上記出力軸５の正しい回転数（または、正しい回転数に１プラスされたもの）が求められることとなるからである。
ちなみに、正しい回転数に１プラスされたものが求められた場合には後述する補正が施されることによって最終的には正しい回転数が求められる。 Further, although all the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are in the state α, the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are not corrected in this case as well. . That is, the whole number part of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 indicates the next tooth number number, and the combination of the integer parts of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 Even so, the correct rotation speed of the output shaft 5 (or the value obtained by adding 1 to the correct rotation speed) is obtained.
Incidentally, when a value obtained by adding 1 to the correct rotational speed is obtained, a correct rotational speed is finally obtained by performing correction described later.

例えば、前述した上記歯数番号Ｎ１が「１」、上記歯数番号Ｎ２が「３」、上記歯数番号Ｎ３が「２」であり、図７の表における「Ｎｏ．１１」に該当し回転数「２」を示す場合を例に挙げると、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の全てが次の歯数番号を示したとしても、求められる回転数は「２」となり、正しい回転数を示す。
これに対して、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の組み合わせが、算出される回転数が切り替わる直前のものである場合、例えば、図７の表における「Ｎｏ．１４」のような場合であるが、このような場合において、バックラッシュの範囲内での従動歯車の回転により、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が次の歯数番号に切り替わってしまうと、求められる回転数は「２」から「３」に変動してしまう。つまり、正しい回転数よりも１プラスされてしまうことになる。このような場合は、後述する回転数の補正を行うことによって正しい回転数を求めることができる。 For example, the aforementioned tooth number number N 1 is “1”, the tooth number number N 2 is “3”, and the tooth number number N 3 is “2”, and “No. 11” in the table of FIG. Taking the case of the corresponding rotation number “2” as an example, even if all the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 indicate the next tooth number number, the calculated rotation number is “2”. And shows the correct number of revolutions.
On the other hand, when the combination of the integer parts of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 is just before the calculated rotation speed is switched, for example, “No. 14” in the table of FIG. In such a case, the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 is switched to the next tooth number by rotation of the driven gear within the backlash range. As a result, the required number of rotations varies from “2” to “3”. That is, 1 is added to the correct rotational speed. In such a case, the correct rotational speed can be obtained by correcting the rotational speed described later.

次に、上記状態γとなっているものよりも上記状態αとなっているものが多い場合について説明する。この場合は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうち上記状態γを示すものについて、その歯数番号に１をプラスする補正を行う。このような補正を行うと、結果的に全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が次の歯数番号を示すことになるが、前述のように、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の組み合わせは上記出力軸５の正しい回転数または正しい回転数に１プラスされたものが求められるものとなっている。
なお、上記状態γとなっているものよりも上記状態αとなっているものが多い場合において、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうち上記状態αを示すものについて１をマイナスする補正を行うことも考えられる。 Next, the case where there are more things in the state α than in the state γ will be described. In this case, correction is performed to add 1 to the number of teeth for the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 indicating the state γ. When such correction is performed, as a result, all the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 indicate the next tooth number numbers. As described above, the tooth number numbers N 1 , For the combination of the integer parts of N 2 and N 3 , the correct rotation speed of the output shaft 5 or a value obtained by adding 1 to the correct rotation speed is required.
In the case where there are more of the state α than the state γ, 1 is subtracted from the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 indicating the state α. It is also possible to perform correction.

次に、上記状態αとなっているものよりも上記状態γとなっているものが多い場合について説明する。この場合は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうち上記状態αを示すものについて、その歯数番号から１をマイナスする補正を行う。このような補正を行うと、結果的に全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分が、上記出力軸５が停止・固定された直後の歯数番号（バックラッシュによって変動する前の歯数番号）の整数部分を示すことになる。そのため、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分の組み合わせは上記出力軸５の正しい回転数が求められるものとなっている。
なお、上記状態αとなっているものよりも上記状態γとなっているものが多い場合において、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３のうち上記状態γを示すものについて１をプラスする補正を行うことも考えられる。 Next, the case where there are more things in the state γ than those in the state α will be described. In this case, a correction is performed by subtracting 1 from the number of teeth for the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 indicating the state α. When such correction is performed, as a result, the whole number part of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 is changed to the tooth number number immediately after the output shaft 5 is stopped and fixed (varied by backlash). This indicates the integer part of the number of teeth before the operation). Therefore, the combination of the integer parts of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 requires the correct rotational speed of the output shaft 5.
In the case where there are more of the state γ than the state α, 1 is added to the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 indicating the state γ. It is also possible to perform correction.

以上の上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正についての説明をまとめると、次のように表すことができる。
まず、上記主動歯車１３に全ての従動歯車が直接噛合された構成となっているため、理想的な状態であれば、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分は同時に切り替わる、すなわち、全ての上記従動歯車は上記主動歯車１３に対して前述の状態α、β、γの何れか一つの状態となって噛合されていることになる。この場合には、当然、正しい上記出力軸５の回転数が求められることになる。
次に、バックラッシュの範囲内で従動歯車が移動してしまった場合であっても、全ての上記従動歯車が上記主動歯車１３に対して前述の状態α、β、γの何れか一つの状態となっている場合には、正しい上記出力軸５の回転数または正しい回転数に１プラスされたものが求められることになるので問題はない。
しかし、例えばバックラッシュの影響により上記従動歯車の回転角度から算出された上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３にズレが生じ、これによって正しい上記出力軸５の回転数とは全く異なる回転数が算出されてしまう場合には補正を行う必要がある。すなわち、上記状態αと上記状態γが混在している場合は、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分までもが変動して、それらの組み合わせが正しい上記出力軸５の回転数とは全く異なる回転数を示すものとなってしまう可能性がある。そこで、上記状態α及び上記状態γの何れかを一方を示す上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の整数部分を調整し、上記出力軸５の正しい回転数、又は、補正によって上記出力軸５の正しい回転数が求められるものを得ることができるようにしている。
なお、前述した上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正は、上記出力軸５が図５中時計回り方向、すなわち、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が増加する方向に回転する場合について説明したものであるが、上記出力軸５が逆方向に回転された際も同様にして上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行うことで、上記出力軸５の正しい回転数、または、正しい回転数から１をマイナスしたものが求められるものとなっている。
上記出力軸５が逆方向（上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が減少する方向）に回転される場合は、上記出力軸５が状態αで停止・固定された場合に上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行う必要が生じる場合がある。すなわち、バックラッシュによって、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の一部が上記状態αから一つ前の歯数番号の状態γになってしまうことが懸念され、その際に、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正が必要となるものである。また、この補正によって正しい回転数から１をマイナスしたものが求められた場合には、後述する補正によって正しい回転数が求められる。 The above explanation about the correction of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 can be summarized as follows.
First, since all the driven gears are directly meshed with the main driving gear 13, the integer parts of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 are simultaneously switched in an ideal state. That is, all the driven gears are meshed with the main driving gear 13 in any one of the aforementioned states α, β, and γ. In this case, of course, the correct rotation speed of the output shaft 5 is obtained.
Next, even if the driven gears have moved within the backlash range, all the driven gears are in any one of the aforementioned states α, β, γ with respect to the main driving gear 13. In this case, there is no problem because the correct rotation speed of the output shaft 5 or a value obtained by adding 1 to the correct rotation speed is required.
However, for example, the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 calculated from the rotation angle of the driven gear are shifted due to the influence of backlash, and thus the rotation speed is completely different from the rotation speed of the correct output shaft 5. When the number is calculated, correction is necessary. That is, when the state α and the state γ are mixed, even the integer parts of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 fluctuate, and the rotation of the output shaft 5 in which the combination thereof is correct There is a possibility that the number of rotations is completely different from the number. Accordingly, the integer part of the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 indicating one of the state α and the state γ is adjusted, and the output is performed by correct rotation of the output shaft 5 or correction. It is possible to obtain the one that requires the correct rotational speed of the shaft 5.
Incidentally, the correction is the number of teeth numbers N 1, N 2, N 3 as described above, the direction the output shaft 5 is clockwise in FIG. 5, i.e., that the number of teeth numbers N 1, N 2, N 3 is increased However, when the output shaft 5 is rotated in the reverse direction, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 are corrected in the same manner, so that the output shaft The correct rotational speed of 5 or a value obtained by subtracting 1 from the correct rotational speed is required.
When the output shaft 5 is rotated in the reverse direction (the direction in which the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 decreases), the number of teeth when the output shaft 5 is stopped and fixed in the state α. It may be necessary to correct the numbers N 1 , N 2 , and N 3 . That is, there is a concern that a part of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 may be changed to the state γ of the previous tooth number number from the state α due to backlash. It is necessary to correct the number of teeth numbers N 1 , N 2 and N 3 . In addition, when a value obtained by subtracting 1 from the correct rotational speed is obtained by this correction, the correct rotational speed is obtained by correction described later.

なお、この図７の表に示した例では、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数が少ないため、多回転モジュール９から算出することができる上記出力軸５の回転数が１１回転までと少ないものになっている。しかし、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数が増えれば、前述したこれらの歯数番号の最大組合せ数が増大し、より多くの上記出力軸５の回転数を算出することが可能になる。   In the example shown in the table of FIG. 7, since the number of teeth of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c is small, it can be calculated from the multi-rotation module 9. The number of rotations of the output shaft 5 is as small as 11 rotations. However, if the number of teeth of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c increases, the maximum number of combinations of the above-mentioned tooth number numbers increases, and more output shafts. The number of rotations of 5 can be calculated.

例えば、多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の構成の説明において挙げた上記第１従動歯車１５ａの歯数が３７、上記第２従動歯車１５ｂの歯数が３１、上記第３従動歯車１５ｃの歯数が２９の場合は、上記最大組合せ数が３３２６３（３７×３１×２９）通りとなるので、算出可能な上記出力軸５の回転数は８９８回転までとなる。ここで、アクチュエータ２を、リード５ｍｍのボールネジ駆動のアクチュエータであると仮定すると、上記ボールネジを８９９回転させた場合のストローク（スライダが移動される距離）は４４９５ｍｍとなる。すなわち、このような従動歯車を備えた上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１によれば、多回転モジュール９により算出・記憶できる回転数と単回転アブソリュートエンコーダ７により得られる回転角度を用いて、上記スライダの位置を０ｍｍ以上４４９５ｍｍ未満の幅で得ることができる。   For example, the number of teeth of the first driven gear 15a mentioned above in the description of the configuration of the multi-rotation absolute rotary encoder 1 is 37, the number of teeth of the second driven gear 15b is 31, and the number of teeth of the third driven gear 15c is 29. In this case, since the maximum number of combinations is 33263 (37 × 31 × 29), the number of rotations of the output shaft 5 that can be calculated is up to 898 rotations. Assuming that the actuator 2 is a ball screw driven actuator with a lead of 5 mm, the stroke (distance to which the slider is moved) when the ball screw is rotated 899 is 4495 mm. That is, according to the multi-rotation absolute rotary encoder 1 provided with such a driven gear, the rotation speed obtained by the multi-rotation module 9 and the rotation angle obtained by the single-rotation absolute encoder 7 are used. The position can be obtained with a width of 0 mm or more and less than 4495 mm.

つまり、上記従動歯車が上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の構成の説明において挙げた程度の歯数を備えたものであれば、一般的な用途のアクチュエータにおいて上記出力軸５の現在位置を表すのに必要な回転数を多回転モジュール９によって機械的に記憶させることができることになる。   In other words, if the driven gear has the same number of teeth as described in the description of the configuration of the multi-rotation absolute rotary encoder 1, it represents the current position of the output shaft 5 in an actuator for general use. The necessary number of rotations can be mechanically stored by the multi-rotation module 9.

上記主動歯車１３の回転数は、前述のように、図７に示すような表によって算出することができるほか、上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′を含む３元連立一次方程式である式（４）の整数解を求めることによっても算出することができる。
Ｘ１×Ｑ１＋Ｎ１′＝Ｘ２×Ｑ２＋Ｎ２′＝Ｘ３×Ｑ３＋Ｎ３′―――（４）
但し、
Ｘ１：第１従動歯車１５ａの回転数
Ｑ１：第１従動歯車１５ａの歯数
Ｘ２：第２従動歯車１５ｂの回転数
Ｑ２：第２従動歯車１５ｂの歯数
Ｘ３：第３従動歯車１５ｃの回転数
Ｑ３：第３従動歯車１５ｃの歯数
ここで、上記主動歯車１３と歯数が同じである第１従動歯車１５ａの回転数であるＸ１の整数解を求めれば、必要な場合はこのＸ１に対して後述する回転数の補正を行うことで、上記主動歯車１３の正確な回転数ひいては出力軸５の正確な回転数を算出することができる。言い換えれば、上記主動歯車１３と第１従動歯車１５ａの歯数が同じでなければ、上記式（４）によって上記出力軸５の回転数を求めることができない。
このような、上記歯数番号Ｎ１、上記歯数番号Ｎ２、上記歯数番号Ｎ３を求め、上記出力軸５の回転数を算出するまでの演算は、例えば、多回転モジュール９の基板２１に実装されたＣＰＵによって行われる。 As described above, the rotational speed of the main driving gear 13 can be calculated by a table as shown in FIG. 7, and the number of teeth number N 1 ′, the number of teeth number N 2 ′, the number of teeth number N It can also be calculated by obtaining an integer solution of equation (4) which is a ternary simultaneous linear equation including 3 '.
X 1 × Q 1 + N 1 '= X 2 × Q 2 + N 2' = X 3 × Q 3 + N 3 '--- (4)
However,
X 1 : Number of rotations of the first driven gear 15 a Q 1 : Number of teeth of the first driven gear 15 a X 2 : Number of rotations of the second driven gear 15 b Q 2 : Number of teeth of the second driven gear 15 b X 3 : Third driven Number of rotations Q 3 of the gear 15c: Number of teeth of the third driven gear 15c Here, it is necessary if an integer solution of X 1 which is the number of rotations of the first driven gear 15a having the same number of teeth as the main driving gear 13 is obtained. If such the X 1 by the rotation speed of the correction to be described later with respect, it is possible to calculate the exact number of revolutions of the exact rotational speed thus the output shaft 5 of the driving gear 13. In other words, unless the number of teeth of the main driving gear 13 and the first driven gear 15a is the same, the number of rotations of the output shaft 5 cannot be obtained by the above equation (4).
Such calculation for obtaining the number of teeth number N 1 , the number of teeth number N 2 , and the number of teeth number N 3 and calculating the number of rotations of the output shaft 5 is, for example, the substrate of the multi-rotation module 9. This is performed by the CPU mounted on the CPU 21.

そして、多回転モジュール９からコントローラ１１に対して、上記主動歯車１３（出力軸５）の回転数と、上記第１従動歯車１５ａの上記主動歯車１３と噛合されている歯数番号Ｎ１の整数部分Ｎ１′が出力される。また、単回転アブソリュートエンコーダ７から上記コントローラ１１に対して、上記出力軸５の回転角度が出力される。 Then, the number of rotations of the main driving gear 13 (output shaft 5) and the number of teeth number N 1 meshed with the main driving gear 13 of the first driven gear 15a are transmitted from the multi-rotation module 9 to the controller 11. The part N 1 ′ is output. Further, the rotation angle of the output shaft 5 is output from the single-rotation absolute encoder 7 to the controller 11.

次に、上記コントローラ１１で行われる、上記出力軸５の回転数の補正及び回転角度の決定について説明する。
前述したように、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正を行ってから上記出力軸５の回転数を求めると、実際の上記出力軸５の回転数が切り替わる直前及び直後の場合（上記出力軸５がちょうど１回転する境界付近の回転角度となっている場合）において、前述のように算出された上記出力軸５（上記主動歯車１３）の回転数が実際の上記出力軸５の回転数に１プラスされたもの、または、実際の上記出力軸５の回転数に１マイナスされたものとなる可能性がある。
そこで、以下のようにして、前述のように算出された上記出力軸５（上記主動歯車１３）の回転数を補正する。 Next, correction of the rotation speed of the output shaft 5 and determination of the rotation angle performed by the controller 11 will be described.
As described above, when the number of rotations of the output shaft 5 is obtained after correcting the number of teeth numbers N 1 , N 2 , and N 3 , immediately before and after the actual number of rotations of the output shaft 5 is switched. (When the output shaft 5 has a rotation angle near the boundary where the output shaft 5 rotates once), the rotation speed of the output shaft 5 (the main driving gear 13) calculated as described above is the actual output shaft 5 1 may be added to the actual rotational speed of the output shaft 5 or may be subtracted from the actual rotational speed of the output shaft 5.
Therefore, the rotational speed of the output shaft 5 (the main driving gear 13) calculated as described above is corrected as follows.

まず、単回転アブソリュートエンコーダ７から出力された上記出力軸５の回転角度θ０を取得するとともに、多回転モジュール９から出力された第１従動歯車１５ａの回転数Ｘ１と上記第１従動歯車１５ａの上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎ１の整数部分Ｎ１′を取得する。
そして、上記Ｎ１′が０や最大番号（例えば、図７の表に示す場合においては４）ではない場合、すなわち、上記出力軸５の回転数が切り替わる直前及び直後の状態とはなっていない場合は補正を行わず、上記回転数Ｘ１をそのまま上記出力軸５の回転数として採用する。
また、上記歯数番号Ｎ１′が０であり、回転角度θ０が０°以上である場合は、算出された上記出力軸５の回転数が切り替わった直後であり、上記単回転アブソリュートエンコーダ７によって測定された上記回転角度θ０も上記出力軸５の回転数が切り替わった直後であることを示しているので、補正を行わず、上記回転数Ｘ１をそのまま上記出力軸５の回転数として採用する。 First, the rotation angle θ 0 of the output shaft 5 output from the single-rotation absolute encoder 7 is acquired, and the rotation speed X 1 of the first driven gear 15 a output from the multi-rotation module 9 and the first driven gear 15 a are obtained. The integer part N 1 ′ of the tooth number N 1 of the teeth meshed with the main driving gear 13 is obtained.
When N 1 ′ is not 0 or the maximum number (for example, 4 in the case shown in the table of FIG. 7), that is, the state immediately before and after the rotation speed of the output shaft 5 is not changed. without correction if, adopting the rotational speed X 1 as it is as the rotation speed of the output shaft 5.
Further, when the number of teeth number N 1 ′ is 0 and the rotation angle θ 0 is 0 ° or more, it is immediately after the calculated rotation speed of the output shaft 5 is switched, and the single-rotation absolute encoder 7 The rotation angle θ 0 measured by the above equation also indicates that the rotation speed of the output shaft 5 has just been switched. Therefore, the correction is not performed and the rotation speed X 1 is used as it is as the rotation speed of the output shaft 5. adopt.

また、上記歯数番号Ｎ１′が０であっても、回転角度θ０が３６０°未満である場合は、算出された上記出力軸５の回転数が切り替わった直後であるが、上記単回転アブソリュートエンコーダ７によって測定された上記回転角度θ０はまだ上記出力軸５の回転数が切り替わる直前であることを示しているので、上記回転数Ｘ１を１マイナスする補正を行い、上記出力軸５の回転数として補正後の上記回転数Ｘ１を採用する。
また、上記歯数番号Ｎ１′が最大番号（例えば、図７の表に示す場合においては４）であって、回転角度θ０が０°以上である場合は、算出された上記出力軸５の回転数が切り替わる直前であるが、上記単回転アブソリュートエンコーダ７によって測定された上記回転角度θ０は上記出力軸５の回転数が切り替わった直後であることを示しているので、上記回転数Ｘ１を１プラスする補正を行い、上記出力軸５の回転数として補正後の上記回転数Ｘ１を採用する。
また、上記歯数番号Ｎ１′が最大番号（例えば、図７の表に示す場合においては４）であっても、回転角度θ０が３６０°未満である場合は、算出された上記出力軸５の回転数が切り替わる直前であり、上記単回転アブソリュートエンコーダ７によって測定された上記回転角度θ０も上記出力軸５の回転数が切り替わる直前であることを示しているので、補正を行わず、上記回転数Ｘ１をそのまま上記出力軸５の回転数として採用する。
すなわち、算出された上記出力軸５の回転数の補正とは、算出された上記出力軸５の回転数の補正を、実際に測定された上記出力軸５の回転角度にあわせて補正しているものである。 Further, even if the number of teeth number N 1 ′ is 0, if the rotation angle θ 0 is less than 360 °, the calculated single rotation of the output shaft 5 is immediately after the rotation speed is switched. Since the rotation angle θ 0 measured by the absolute encoder 7 still indicates that the rotation speed of the output shaft 5 is just before switching, the rotation speed X 1 is corrected by 1 and the output shaft 5 is corrected. adopting the rotational speed X 1 corrected as the rotational speed.
Further, when the number of teeth number N 1 ′ is the maximum number (for example, 4 in the case shown in the table of FIG. 7) and the rotation angle θ 0 is 0 ° or more, the calculated output shaft 5 The rotation angle θ 0 measured by the single-rotation absolute encoder 7 indicates that it is immediately after the rotation speed of the output shaft 5 is switched. Correction for adding 1 to 1 is performed, and the corrected rotation speed X 1 is adopted as the rotation speed of the output shaft 5.
Even if the number of teeth number N 1 ′ is the maximum number (for example, 4 in the case shown in the table of FIG. 7), if the rotation angle θ 0 is less than 360 °, the calculated output shaft 5 is just before the number of rotations is switched, and the rotation angle θ 0 measured by the single-rotation absolute encoder 7 is also just before the number of rotations of the output shaft 5 is switched. adopting the rotational speed X 1 as it is as the rotation speed of the output shaft 5.
That is, the calculated correction of the rotation speed of the output shaft 5 is a correction of the calculated correction of the rotation speed of the output shaft 5 according to the actually measured rotation angle of the output shaft 5. Is.

また、前述の何れの場合にも、上記出力軸５の回転角度としては、上記単回転アブソリュートエンコーダ７から取得された回転角度θ０を採用する。そして、アクチュエータ１の図示しないスライダの現在位置は、採用された上記回転数Ｘ１と上記回転角度θ０によって表される。
また、このようにして、上記出力軸５の回転数は多回転モジュール９によって機械的に記憶されており、コントローラ１１の電源をオフにしても、バッテリーバックアップメモリを用いることなく次に電源をオンにした際に再現されることとなる。 In any of the cases described above, the rotation angle θ 0 acquired from the single-rotation absolute encoder 7 is employed as the rotation angle of the output shaft 5. Then, the current position of the slider (not shown) of the actuator 1 is represented by the rotational speed X 1 and the rotation angle theta 0 adopted.
In this way, the rotational speed of the output shaft 5 is memorized mechanically by the multi-rotation module 9. Even if the power of the controller 11 is turned off, the power is turned on next without using the battery backup memory. It will be reproduced when you make it.

次に、本実施の形態による多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の効果について説明する。
まず、１つの主動歯車１３に第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、及び、第３従動歯車１５ｃがそれぞれ直接噛合される構成となっているので、従動歯車を連ねた構成とした場合にみられるバックラッシュの累積が発生しない。そのため、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、及び、上記第３従動歯車１５ｃにおけるバックラッシュによる回転角度の誤差を大幅に低減することができるので、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、及び、上記第３従動歯車１５ｃの歯数が多い場合であってもその回転角度に基づいて歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３ひいては歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′を正確に算出することができる。これにより上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、及び、上記第３従動歯車１５ｃの歯を所望の数だけ設けることができるので、出力軸５の回転数を十分に記憶するために必要な上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′の組み合わせをより少ない数の（本実施の形態では３つの）上記従動歯車（第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃ）によって確保することができる。 Next, the effect of the multi-rotation absolute rotary encoder 1 according to this embodiment will be described.
First, since the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are directly meshed with one main driving gear 13, the configuration is such that the driven gear is connected. There is no cumulative backlash seen. Therefore, an error in the rotation angle due to backlash in the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c can be greatly reduced, so the first driven gear 15a, Even if the second driven gear 15b and the third driven gear 15c have a large number of teeth, the number of teeth numbers N 1 , N 2 , N 3 and the number of teeth N 1 ′, N are based on the rotation angle. 2 ′ and N 3 ′ can be accurately calculated. As a result, a desired number of teeth of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c can be provided, so that the rotational speed of the output shaft 5 can be sufficiently stored. The required number of teeth numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′ are combined in a smaller number (three in the present embodiment) of the driven gears (first driven gear 15 a, second driven gear 15 b, first 3 driven gears 15c).

そして、上記従動歯車の数が少ないものであるので、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１を小型化・低コスト化することができる。また、上記主動歯車１３、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、及び、上記第３従動歯車１５ｃの歯数がそれほど多くなくても、多回転モジュール９によって十分な上記出力軸５の回転数を記憶できるため、上記主動歯車１３や上記複数の従動歯車は小さいものでよく、上記多回転モジュール９、ひいては、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１を小型化することができる。   Since the number of driven gears is small, the multi-rotation absolute rotary encoder 1 can be reduced in size and cost. Even if the number of teeth of the main driven gear 13, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c is not so large, the multi-rotation module 9 can sufficiently output the output shaft 5. Therefore, the main driving gear 13 and the plurality of driven gears may be small, and the multi-rotation module 9 and thus the multi-rotation absolute rotary encoder 1 can be downsized.

また、上記出力軸５に固着された上記主動歯車１３は１つであるため、使用される歯車の総数を少ないものとすることができる。このことによっても、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の小型化・低コスト化が担保されている。また、上記主動歯車１３、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、及び、上記第３従動歯車１５ｃは同一平面上に配置されているので、上記多回転モジュール９、ひいては、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１を薄型化することができる。また、多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１を小型化することができることによって材料費等が減少し、製造コストを下げることも可能となる。
また、全ての上記従動歯車は上記主動歯車１３のみに噛合されているので、バックラッシュ等による歯数番号Ｎ１、Ｎ２，Ｎ３のズレが積み重なるようなことがないとともに、全ての上記従動歯車と上記主動歯車１３との噛合状態は略同じ、すなわち、バックラッシュ等による上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２，Ｎ３のズレがなければ全ての上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２，Ｎ３は前述の状態α、状態β、状態γの何れかの状態に揃っているので、その補正が容易であるとともに、信頼性の高い上記出力軸５の回転数の算出を行うことができる。
また、全ての上記従動歯車は上記主動歯車１３のみに噛合されているので、個々の上記従動歯車の負荷モーメントは個々の上記従動歯車自身による回転抵抗のみであり小さなものとなっている。そのため、上記従動歯車および上記主動歯車１３の耐摩耗性能が高くなり、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の信頼性が高いものとなっている。 Further, since the number of the main driving gears 13 fixed to the output shaft 5 is one, the total number of used gears can be reduced. This also secures downsizing and cost reduction of the multi-rotation absolute rotary encoder 1. Further, since the main driving gear 13, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are arranged on the same plane, the multi-rotation module 9, and thus the multi-speed The rotary absolute rotary encoder 1 can be reduced in thickness. Further, since the multi-rotation absolute rotary encoder 1 can be reduced in size, the material cost and the like can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, since all the driven gears are meshed only with the main driving gear 13, the deviations of the tooth number numbers N 1 , N 2 , N 3 due to backlash or the like do not accumulate and all the driven gears do not overlap. The meshing state of the gear and the main drive gear 13 is substantially the same, that is, if there is no deviation of the number of teeth N 1 , N 2 , N 3 due to backlash or the like, all the number of teeth N 1 , N 2 , N Since 3 is in any one of the above-mentioned states α, β, and γ, it is easy to correct, and the rotation speed of the output shaft 5 can be calculated with high reliability.
Further, since all the driven gears are meshed only with the main driving gear 13, the load moment of each of the driven gears is only a small rotational resistance due to the individual driven gear itself. Therefore, the wear resistance performance of the driven gear and the main driving gear 13 is increased, and the reliability of the multi-rotation absolute rotary encoder 1 is increased.

また、上記主動歯車１３の歯数が、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃの歯数以上であるため、上記出力軸５の径を十分に大きなものとすることができ、上記出力軸５の回転による振れを抑えることができる。また、上記出力軸５の径を大きくすると上記出力軸５の剛性も高くなり、上記多回転モジュール９や上記単回転アブソリュートエンコーダ７を安定して上記出力軸５に取り付けることができる。また、上記主動歯車１３の歯数が多くなり、これによって上記主動歯車１３の径が大きくなると、上記主動歯車１３のバックラッシュの大きさが同じでも上記バックラッシュあたりの回転角度は小さくなるので、上記主動歯車１３に噛合された上記複数の従動歯車を用いた上記出力軸５の回転数の算出に対する上記バックラッシュの影響を小さくすることができる。   Further, since the number of teeth of the main driving gear 13 is equal to or greater than the number of teeth of the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c, the diameter of the output shaft 5 is sufficiently large. And the vibration due to the rotation of the output shaft 5 can be suppressed. Further, when the diameter of the output shaft 5 is increased, the rigidity of the output shaft 5 is increased, and the multi-rotation module 9 and the single-rotation absolute encoder 7 can be stably attached to the output shaft 5. Further, if the number of teeth of the main driving gear 13 is increased, and the diameter of the main driving gear 13 is increased, the rotation angle per backlash is reduced even if the backlash of the main driving gear 13 is the same. The influence of the backlash on the calculation of the rotation speed of the output shaft 5 using the plurality of driven gears meshed with the main driving gear 13 can be reduced.

また、上記主動歯車１３と上記第１従動歯車１５ａの歯数は同一であるので、上記第１従動歯車１５ａの回転数について簡易な補正を行うだけで、その補正後の上記第１従動歯車１５ａの回転数を上記主動歯車１３ひいては上記出力軸５の回転数として扱うことができる。そのため、正確な上記出力軸５の回転数の算出を容易に行うことができる。特に、図７のような表を用いなくとも、式（４）の数式を解くことによって上記出力軸５の回転数を求めることができる。   Further, since the number of teeth of the main driven gear 13 and the first driven gear 15a is the same, the correction of the first driven gear 15a after the correction is made only by simply correcting the rotational speed of the first driven gear 15a. Can be treated as the rotational speed of the main drive gear 13 and thus the output shaft 5. Therefore, accurate calculation of the rotational speed of the output shaft 5 can be easily performed. In particular, the rotational speed of the output shaft 5 can be obtained by solving the equation (4) without using a table as shown in FIG.

また、上記歯数番号Ｎ１′、Ｎ２′、Ｎ３′を算出する際に、歯数番号Ｎ１、歯数番号Ｎ２、歯数番号Ｎ３のバックラッシュ等の影響によるずれを補正しているため、上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせから上記出力軸５の正確な回転数を求めることができる。
また、上記出力軸５が一回転する境界に位置する場合においては、単回転アブソリュートエンコーダ７によって得られた上記出力軸５の回転角度を参照して、上記歯数番号Ｎ１′、上記歯数番号Ｎ２′、上記歯数番号Ｎ３′の組み合わせから算出された上記出力軸５の回転数の補正を行うため、上記出力軸５の正確な回転数を算出することができる。また、このとき、上記主動歯車１３と上記第１従動歯車１５ａの歯数は同一であるため、上記第１従動歯車１５ａの回転が上記主動歯車１３の回転に対応し、上記第１従動歯車１５ａが上記主動歯車１３と噛合されている歯の歯数番号Ｎ１′を用いることで、容易に上記出力軸５が一回転する境界に位置するかどうかを判定することができる。 Further, when calculating the number of teeth numbers N 1 ′, N 2 ′, and N 3 ′, the deviation due to the backlash of the number of teeth number N 1 , the number of teeth number N 2 , the number of teeth number N 3 is corrected. Therefore, the exact rotation speed of the output shaft 5 can be obtained from the combination of the number of teeth number N 1 ′, the number of teeth number N 2 ′, and the number of teeth number N 3 ′.
Further, when the output shaft 5 is located at the boundary of one rotation, referring to the rotation angle of the output shaft 5 obtained by the single-rotation absolute encoder 7, the number of teeth number N 1 ', the number of teeth Since the rotation speed of the output shaft 5 calculated from the combination of the number N 2 ′ and the tooth number N 3 ′ is corrected, the accurate rotation speed of the output shaft 5 can be calculated. At this time, since the number of teeth of the main driving gear 13 and the first driven gear 15a is the same, the rotation of the first driven gear 15a corresponds to the rotation of the main driving gear 13, and the first driven gear 15a. By using the tooth number number N 1 ′ of the teeth meshed with the main driving gear 13, it is possible to easily determine whether or not the output shaft 5 is located at the boundary of one rotation.

また、上記出力軸５の回転数を記憶する多回転モジュール９とは別に単回転アブソリュートエンコーダ７が設けられているため、上記単回転アブソリュートエンコーダ７として精度の高いものを用いれば、上記出力軸５の回転角度を高い精度で得ることができる。また、上記単回転アブソリュートエンコーダ７のみを上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１の用途などに応じて交換することも可能である。
また、上記多回転モジュール９の上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃによって機械的に上記出力軸５の回転数が記憶されることになるため、電源オフの状態とした場合であっても、バッテリーバックアップメモリを用いることなく上記出力軸５の回転数を記憶させることができる。 In addition, since the single-rotation absolute encoder 7 is provided separately from the multi-rotation module 9 for storing the rotation speed of the output shaft 5, if a highly accurate one is used as the single-rotation absolute encoder 7, the output shaft 5 Can be obtained with high accuracy. In addition, it is possible to replace only the single-rotation absolute encoder 7 according to the application of the multi-rotation absolute rotary encoder 1 or the like.
Further, since the rotational speed of the output shaft 5 is mechanically stored by the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c of the multi-rotation module 9, the power is turned off. Even in this state, the rotational speed of the output shaft 5 can be stored without using a battery backup memory.

また、上記主動歯車１３は金属製であり、上記第１従動歯車１５ａ、上記第２従動歯車１５ｂ、上記第３従動歯車１５ｃは樹脂製であるため、上記主動歯車１３によって上記各従動歯車との摩擦によって生じた熱を効率的に逃がすことができる。また、上記各従動歯車については射出成形によって安価に得ることができる。
また、永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、サマリウムコバルト製であるため、温度に対する安定性が良好である。
また、上記永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃの回転による磁界強度の変化を検出する磁気センサ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを用いているため、これら磁気センサは安価で小型且つ薄型のものであり、このことによっても、上記多回転モジュール９、ひいては、上記多回転アブソリュートロータリーエンコーダ１を小型化・薄型化、低コスト化することができる。 The main driving gear 13 is made of metal, and the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c are made of resin. Heat generated by friction can be efficiently released. The driven gears can be obtained at low cost by injection molding.
Moreover, since the permanent magnets 19a, 19b, and 19c are made of samarium cobalt, the stability with respect to temperature is good.
In addition, since magnetic sensors 23a, 23b, and 23c that detect changes in magnetic field strength due to the rotation of the permanent magnets 19a, 19b, and 19c are used, these magnetic sensors are inexpensive, small, and thin. However, the multi-rotation module 9, and thus the multi-rotation absolute rotary encoder 1, can be reduced in size, thickness, and cost.

なお、本発明は前述した一実施の形態に限定されない。
例えば、従動歯車の個数は、複数であれば様々な場合が考えられる。上記従動歯車の個数を増やせば、その分だけ大きな出力軸５の回転数を多回転モジュール９に記憶させることができる。
また、各部材の材質についても様々な場合が考えられる。例えば、第１従動歯車１５ａ、第２従動歯車１５ｂ、第３従動歯車１５ｃについても金属製とすることや、全ての歯車を樹脂製とすることも考えられる。また、永久磁石１９ａ、１９ｂ、１９ｃとして、例えば、ネオジウム磁石やアルニコ磁石などを用いることも考えられる。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example, various cases can be considered as long as the number of driven gears is plural. If the number of the driven gears is increased, the number of rotations of the output shaft 5 that is larger by that amount can be stored in the multi-rotation module 9.
Various cases can be considered for the material of each member. For example, the first driven gear 15a, the second driven gear 15b, and the third driven gear 15c may be made of metal, or all the gears may be made of resin. Further, for example, neodymium magnets or alnico magnets may be used as the permanent magnets 19a, 19b, 19c.

また、前述した一実施の形態においては磁気センサを用いていたが、代わりに他の形式のセンサ、例えば、光学式センサを用いることも考えられる。
また、単回転アブソリュートエンコーダ７及び多回転モジュール９の位置も、前述した一実施の形態の場合に限定されない。すなわち、上記多回転モジュール９を出力軸５の先端側に設置することも考えられる。 Further, although the magnetic sensor is used in the above-described embodiment, it is conceivable to use another type of sensor, for example, an optical sensor instead.
Further, the positions of the single-rotation absolute encoder 7 and the multi-rotation module 9 are not limited to the case of the above-described embodiment. That is, it is conceivable to install the multi-rotation module 9 on the tip side of the output shaft 5.

また、前述した一実施の形態においては、上記主動歯車１３の歯数と上記第１従動歯車１５ａの歯数が同一であったが、上記主動歯車１３の歯数を上記第１従動歯車１５ａの歯数より大きくする場合も考えられる。また、逆に、上記主動歯車１３の歯数を上記第１従動歯車１５ａの歯数より小さくする場合も考えられる。このような場合でも、上記主動歯車１３の歯数と上記第１従動歯車１５ａの歯数の比に基づいて上記第１従動歯車１５ａの回転数等を換算して上記主動歯車１３の回転数等を求めることができるからである。
特に、上記主動歯車１３の歯数を上記第１従動歯車１５ａの歯数の整数倍、もしくは、上記第１従動歯車１５ａの歯数を上記主動歯車１３の歯数の整数倍にすると、上記出力軸５の回転数の算出も容易である。また、このような場合でも、上記出力軸５の回転数が切り替わる境界では、上記第１従動歯車１５ａが上記主動歯車１３と噛合される歯の歯数番号が必ず「０」又は最大値となる。そのため、単回転アブソリュートエンコーダ７から得られた回転角度を参照して、算出された上記出力軸５の回転数の補正を同様にして容易に行うことができる。 In the above-described embodiment, the number of teeth of the main driving gear 13 and the number of teeth of the first driven gear 15a are the same. However, the number of teeth of the main driving gear 13 is the same as that of the first driven gear 15a. A case where the number is larger than the number of teeth is also conceivable. On the other hand, there may be a case where the number of teeth of the main driving gear 13 is made smaller than the number of teeth of the first driven gear 15a. Even in such a case, the number of rotations of the first driven gear 13a is converted based on the ratio between the number of teeth of the main driven gear 13 and the number of teeth of the first driven gear 15a, and the number of rotations of the main driving gear 13 and the like. It is because it can ask for.
In particular, if the number of teeth of the main driven gear 13 is an integer multiple of the number of teeth of the first driven gear 15a, or the number of teeth of the first driven gear 15a is an integer multiple of the number of teeth of the main driven gear 13, the output Calculation of the rotation speed of the shaft 5 is also easy. Even in such a case, at the boundary where the rotational speed of the output shaft 5 is switched, the tooth number number of the tooth with which the first driven gear 15a meshes with the main driving gear 13 is always "0" or the maximum value. . Therefore, with reference to the rotation angle obtained from the single-rotation absolute encoder 7, the calculated rotation speed of the output shaft 5 can be easily corrected in the same manner.

また、前述した一実施の形態においては、算出された上記出力軸５の回転数の補正をコントローラ１１において行っていたが、この算出された上記出力軸５の回転数の補正を上記多回転モジュール９側において行うことも考えられる。この場合、単回転アブソリュートエンコーダ７から多回転モジュール９へ出力された上記出力軸５の回転角度を用いて、上記算出された出力軸５の回転数の補正を行う。   In the above-described embodiment, the controller 11 corrects the calculated rotational speed of the output shaft 5. The multi-rotation module corrects the calculated rotational speed of the output shaft 5. It can also be done on the 9th side. In this case, the calculated rotation speed of the output shaft 5 is corrected using the rotation angle of the output shaft 5 output from the single-rotation absolute encoder 7 to the multi-rotation module 9.

また、前述した一実施の形態においては、歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の補正の際、その小数点以下の大きさによって３種類に分類して、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が切り替わる直前であるか否かを判定していたが、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３をその小数点以下の大きさによって４種類以上に分類することも考えられる。その際、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の種類の数に応じて、上記従動歯車と上記主動歯車１３のバックラッシュの大きさも適宜設定されることになる。（例えば、上記歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３が４種類に分類される場合であれば、上記バックラッシュの大きさは上記従動歯車の１つの歯あたりの回転角度の１／４以下となる。）
また、歯数番号Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の算出・補正及び上記出力軸５の回転数の算出を上記コントローラ１１側で行うことも考えられる。 In the one embodiment described above, when the correction of the teeth number N 1, N 2, N 3, are classified into three types by the magnitude of the decimal, the teeth number N 1, N 2 , had been determined whether or not the immediately before the N 3 switched, it is conceivable to fall into four types or more of the teeth number N 1, N 2, N 3 by the fractional size. At that time, the magnitude of backlash between the driven gear and the main driving gear 13 is appropriately set according to the number of types of the tooth number numbers N 1 , N 2 , and N 3 . (For example, if the number of teeth number N 1 , N 2 , N 3 is classified into four types, the size of the backlash is ¼ or less of the rotation angle per tooth of the driven gear. Will be.)
It is also conceivable that the number of teeth numbers N 1 , N 2 , N 3 is calculated / corrected and the rotation speed of the output shaft 5 is calculated on the controller 11 side.

本発明は、例えば、モータの出力軸の回転数と回転角度を検出する多回転アブソリュートロータリーエンコーダに係り、特に、複数の歯車を用いて機械的に回転数を記憶することができ、且つ、歯車の数を減少させることにより小型化を図ることができるように工夫したものに係り、例えば、アクチュエータに用いられる多回転アブソリュートロータリーエンコーダに好適である。   The present invention relates to, for example, a multi-rotation absolute rotary encoder that detects a rotation speed and a rotation angle of an output shaft of a motor, and in particular, can store a rotation speed mechanically using a plurality of gears, and a gear. For example, it is suitable for a multi-rotation absolute rotary encoder used for an actuator.

１ 多回転アブソリュートロータリーエンコーダ
５ 出力軸
７ 単回転アブソリュートエンコーダ
９ 多回転モジュール
１３ 主動歯車
１５ａ 第１従動歯車
１５ｂ 第２従動歯車
１５ｃ 第３従動歯車
１９ａ 永久磁石
１９ｂ 永久磁石
１９ｃ 永久磁石
２３ａ 磁気センサ
２３ｂ 磁気センサ
２３ｃ 磁気センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi-rotation absolute rotary encoder 5 Output shaft 7 Single-rotation absolute encoder 9 Multi-rotation module 13 Main gear 15a 1st driven gear 15b 2nd driven gear 15c 3rd driven gear 19a Permanent magnet 19b Permanent magnet 19c Permanent magnet 23a Magnetic sensor 23b Magnetic Sensor 23c Magnetic sensor

Claims (9)

モータの出力軸に設けられ上記出力軸の回転角度を検出する単回転アブソリュートエンコーダと、
上記出力軸に設けられ上記出力軸に固着された一つの主動歯車と上記主動歯車に直接噛合される複数の従動歯車と上記複数の従動歯車の回転角度をそれぞれ検出するセンサとからなる多回転モジュールと、を具備し、
上記従動歯車に形成された歯のそれぞれには番号が割り当てられており、
上記センサにより検出される回転角度から上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号をそれぞれ算出し、
算出された上記主動歯車と噛合している上記複数の従動歯車の歯の番号の組み合わせから上記出力軸の回転数を算出するようにしたことを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 A single-rotation absolute encoder provided on the output shaft of the motor for detecting the rotation angle of the output shaft;
A multi-rotation module comprising one main driving gear provided on the output shaft and fixed to the output shaft, a plurality of driven gears directly meshed with the main driving gear, and sensors for detecting rotation angles of the plurality of driven gears, respectively. And comprising
Each tooth formed on the driven gear is assigned a number,
Calculate the tooth numbers of the plurality of driven gears meshed with the main driving gear from the rotation angle detected by the sensor,
A multi-rotation absolute rotary encoder characterized in that the number of rotations of the output shaft is calculated from a combination of teeth numbers of the plurality of driven gears meshed with the calculated main driving gear. 請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
３個以上の上記従動歯車が上記主動歯車に噛合されていることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1,
A multi-rotation absolute rotary encoder, wherein three or more driven gears are meshed with the main driving gear. 請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
上記主動歯車の歯数が上記複数の従動歯車のうち最も歯数が多い従動歯車の歯数以上であることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2,
A multi-rotation absolute rotary encoder, wherein the number of teeth of the main driving gear is equal to or greater than the number of teeth of the driven gear having the largest number of teeth among the plurality of driven gears. 請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
上記３個以上の従動歯車のうちの一の従動歯車の歯数が上記主動歯車の歯数の整数倍、もしくは、上記主動歯車の歯数が上記一の従動歯車の歯数の整数倍となっていることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2,
Of the three or more driven gears, the number of teeth of one driven gear is an integral multiple of the number of teeth of the main drive gear, or the number of teeth of the main drive gear is an integer multiple of the number of teeth of the one driven gear. A multi-rotation absolute rotary encoder characterized by 請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
個々の上記従動歯車について算出された上記主動歯車と噛合されている上記従動歯車の歯の番号が切り替わる直前又は切り替わった直後となっているか否かを判定し、直前となっている従動歯車と直後となっている従動歯車の両方がある場合に直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか一方の上記算出された歯の番号を直前又は直後となっている上記従動歯車の何れか他方の上記算出された歯の番号に合わせる補正を行い、直前となっている従動歯車と直後となっている従動歯車の何れか一方しかない場合及びその両方がない場合には補正を行わないことを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2,
Determines whether or not it is immediately after the number of teeth of the driven gear is just before or switched switched being calculated the driving gear engaged for each of the driven gear, after a driven gear that is the immediately preceding When there are both driven gears, the calculated tooth number of either one of the driven gears immediately preceding or immediately following is the other of the driven gears immediately preceding or following. There line correction to match the number of teeth the calculated, that no correction is made if there is no one or the other not the case and both only driven gear that is immediately after the driven gear which is the previous A featured multi-turn absolute rotary encoder. 請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
個々の上記従動歯車には永久磁石が固着されており、
上記永久磁石は上記従動歯車の直径方向に着磁されており、
上記センサは磁気センサであり上記従動歯車が回転する際の上記永久磁石による磁界強度の変化により上記従動歯車の回転角度を検出するものであることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2,
A permanent magnet is fixed to each driven gear,
The permanent magnet is magnetized in the diameter direction of the driven gear,
The multi-rotation absolute rotary encoder characterized in that the sensor is a magnetic sensor and detects a rotation angle of the driven gear by a change in magnetic field strength by the permanent magnet when the driven gear rotates. 請求項２記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
上記主動歯車は金属製であるとともに上記従動歯車は樹脂製であることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 2,
The multi-rotation absolute rotary encoder characterized in that the main driving gear is made of metal and the driven gear is made of resin. 請求項１記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
上記算出された出力軸の回転数を上記出力軸の回転角度と上記複数の従動歯車のうちの一の従動歯車の上記主動歯車と噛合している歯の番号を参照して補正することを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 1,
The calculated rotation speed of the output shaft is corrected with reference to the rotation angle of the output shaft and the number of teeth meshing with the main driving gear of one of the plurality of driven gears. Multi-rotation absolute rotary encoder. 請求項８記載の多回転アブソリュートロータリーエンコーダにおいて、
上記一の従動歯車の歯数が上記主動歯車の歯数と同じであることを特徴とする多回転アブソリュートロータリーエンコーダ。 The multi-rotation absolute rotary encoder according to claim 8,
Multiple rotation absolute rotary encoder the number of teeth of the one of the driven gear and said same der Rukoto number of teeth of the driving gear.
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