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角度检测装置、旋转量 指定单元及旋转驱动单元

阅读：1053发布：2020-06-05

专利汇可以提供角度检测装置、旋转量指定单元及旋转驱动单元专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种能够抑制大型化且减少制造工时的角度检测装置。该角度检测装置包括：第1旋转体(120)；第2旋转体(122)；第1变速机构(111)，其将第1旋转体(120)的旋转减速并使第2旋转体(122)旋转；第1角度检测部(Ds)，其检测第1旋转体(120)的旋转角；另一第2角度检测部(Dm)，其检测第2旋转体(122)的旋转角；以及处理部(40)，其用于指定第1旋转体(120)的转速(Rs)。处理部(40)根据由检测到的第1旋转体(120)的旋转角及第1变速机构(111)的减速比(G1)所决定的数值、以及检测到的第2旋转体(122)的旋转角，使用于指定转速(Rs)的指定条件动态变化的同时指定转速(Rs)。，下面是角度检测装置、旋转量指定单元及旋转驱动单元专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种角度检测装置，其特征在于，包括：
旋转体；
另一旋转体；
变速机构，其将所述旋转体的旋转减速并使所述另一旋转体旋转；
角度检测部，其检测所述旋转体的旋转角；
另一角度检测部，其检测所述另一旋转体的旋转角；及
处理部，其用于指定所述旋转体的转速，
所述处理部根据基于检测到的所述旋转体的旋转角及所述变速机构的减速比所决定的数值、以及检测到的所述另一旋转体的旋转角，使用于指定所述转速的指定条件动态变化的同时指定所述转速。
2.根据权利要求1所述的角度检测装置，其特征在于：
所述处理部执行：
变动处理，使用于指定所述转速的指定条件每次以给定的变动量变动；
判断处理，判断所述另一角度检测部的检测结果是否满足经所述变动处理变动后的指定条件；
更新处理，反复执行所述变动处理及所述判断处理，直到满足给定条件为止，并更新循环计数值；以及
当所述另一角度检测部的检测结果满足经所述变动处理变动后的指定条件时，根据循环计数值指定所述转速的处理。
3.根据权利要求1或2所述的角度检测装置，其特征在于：
所述变速机构包括将所述旋转体的旋转传递至所述另一旋转体的中间旋转体，所述中间旋转体的旋转轴线设置在相对于所述旋转体的旋转轴线扭转的位置上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的角度检测装置，其特征在于：
所述变速机构包括将所述旋转体的旋转传递至所述另一旋转体的蜗杆、以及与该蜗杆啮合的蜗轮。
5.一种旋转量指定单元，其特征在于，包括：
权利要求1～4中任一项所述的角度检测装置；
旋转检测装置，其输出与所述旋转体的旋转量相应的脉冲数的脉冲串；及旋转量指定装置，其用于指定所述旋转体的绝对旋转量，
所述角度检测装置根据指定的所述转速、检测到的所述旋转体的旋转角、以及检测到的所述另一旋转体的旋转角，指定所述旋转体的旋转量，
所述旋转量指定装置获得由所述角度检测装置指定的所述旋转体的旋转量，将其作为存储旋转量进行存储，并根据所述存储旋转量、以及计数所述脉冲串的脉冲数所得的数值，指定所述绝对旋转量。
6.一种旋转驱动单元，其特征在于，包括：
权利要求5所述的旋转量指定单元；及
混合式步进电机，其包括主轴，并旋转驱动该主轴，
所述旋转体构成为与所述主轴一体旋转。

说明书全文

角度检测装置、旋转量 指定单元及旋转驱动单元

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于指定旋转体的旋转量的角度检测装置、旋转量指定单元及旋转驱动单元。

背景技术

[0002] 以往，在各种控制机械装置中，已知有一种旋转编码器，其用于检测可动元件的位置、角度。这种编码器包括：检测相对位置或角度的增量式编码器、以及检测绝对位置或角度的绝对式编码器。例如，在专利文献1中记载了一种旋转角度检测装置，其包括：第1 齿轮，其嵌合在旋转轴上；及绝对旋转角检测部，其检测与第1齿轮啮合的第2、第3齿轮的绝对旋转角，基于检测到的绝对旋转角，来检测旋转轴的绝对旋转角。

[0003] 在专利文献1中记载的旋转角度检测装置的构成如下：将实际旋转的被检测旋转轴的绝对旋转角与计算绝对旋转角的差作为校正角，存储到非易失性存储器，在使用时，根据所述非易失性存储器中存储的校正角，来校正被检测旋转轴的计算绝对旋转角。但是，每个装置中该校正角是不同的，因此，在所述旋转角度检测装置中，要针对每个装置使检查对象的旋转轴实际旋转，测定校正角并存储到非易失性存储器，所以在制造上存在费时费力的问题。现有技术文献
专利文献

[0004] 专利文献1：JP特开2006-029937号公报。

发明内容

(发明要解决的问题)

[0005] 本发明人针对包含变速机构的旋转量获取装置获得了以下认知，该旋转量获取装置基于依次减速并旋转的多个旋转体的旋转角，指定规定的旋转体经多次旋转的旋转量。

[0006] 旋转量获取装置在其制造过程中包括将各旋转体的旋转位置对准为给定的关系的作业。例如，按照一个旋转体位于某个旋转位置时，另一旋转体位于给定的旋转位置的方式，对准各旋转体的旋转位置。为了精确地对准各旋转体的旋转位置，需要谨慎操作，这可能需要相应的制造工时。特别是，在包括传递旋转的齿轮等变速机构的构成中，由于齿轮齿隙而存在滞后误差等机械误差的影响，并且各旋转体的对位作业需要更多的时间。

[0007] 并且，在旋转量获取装置中，期望旋转量的可指定范围较大，因此想到增大各旋转体间的减速比。但是，若增大减速比，则变速机构大型化，并且各旋转体的对位所需时间进一步增大。

[0008] 因此，本发明人意识到从抑制大型化且减少制造工时的观点考虑，旋转量获取装置需要改进。

[0009] 本发明是鉴于这种问题研究而完成，其目的在于提供一种角度检测装置，其能够抑制大型化且减少制造工时。(用于解决问题的方案)

[0010] 为了解决上述问题，本发明的一实施方式的角度检测装置包括：旋转体；另一旋转体；变速机构，其将旋转体的旋转减速并使另一旋转体旋转；角度检测部，其检测旋转体的旋转角；另一角度检测部，其检测另一旋转体的旋转角；及处理部，其用于指定旋转体的转速。处理部根据由检测到的旋转体的旋转角及变速机构的减速比所决定的数值、以及检测到的另一旋转体的旋转角，使用于指定转速的指定条件动态变化的同时指定转速。

[0011] 根据该实施方式，在包含变速机构的角度检测装置中，处理部能够一边使指定条件动态变化一边指定旋转体的转速。

[0012] 本发明的另一实施方式是一种旋转量指定单元。该旋转量指定单元包括：上述角度检测装置；旋转检测装置，其输出与旋转体的旋转量相应的脉冲数的脉冲串；及旋转量指定装置，其用于指定旋转体的绝对旋转量。角度检测装置根据指定的转速、检测到的旋转体的旋转角、以及检测到的另一旋转体的旋转角，来指定旋转体的旋转量，旋转量指定装置获得由角度检测装置指定的旋转体的旋转量，将其作为存储旋转量进行存储，并根据存储旋转量、计数脉冲串的脉冲数所得的数值，来指定绝对旋转量。

[0013] 本发明的其他实施方式是一种旋转驱动单元。该旋转驱动单元包括：所述旋转量指定单元；及混合式步进电机，其包括主轴，并回转驱动该主轴。旋转体构成为与主轴一体地旋转。

[0014] 另外，本发明的有效形态也包括以上组成部分的任意组合；在方法、装置、系统等之间相互替换本发明的组成部分、表现而得到的形态。(发明效果)

[0015] 根据本发明，能够提供一种可抑制大型化同时减少制造工时的角度检测装置。附图说明

[0016] 图1是表示本发明的第1实施方式涉及的角度检测装置的一构成例的框图。图2是表示图1的角度检测装置的第1转速指定处理的一个示例的流程图。
图3是表示图1的角度检测装置的循环计数值、指定条件及判断结果的一个示例的表。
图4是表示图1的角度检测装置的循环计数值、指定条件及判断结果的另一示例的表。
图5是表示图1的角度检测装置的第2转速指定处理的一个示例的流程图。
图6是表示本发明的第2实施方式涉及的角度检测装置的一构成例的框图。
图7是包括图6的角度检测装置的电机单元的示意图。
图8是包括图6的角度检测装置的电机单元的立体图。
图9是包括图6的角度检测装置的电机单元的另一立体图。
图10是包括图6的角度检测装置的电机单元的又一立体图。
图11是图6的角度检测装置的基板的仰视图。
图12是图6的角度检测装置的平面图。
图13是包括图6的角度检测装置的局部截面的正视图。
图14是表示图6的角度检测装置的第2旋转体的周边的剖视图。
图15是表示图6的角度检测装置的第3旋转体及连接旋转体的周边的剖视图。
图16是表示图6的角度检测装置的一个动作示例的流程图。
图17是表示本发明的第3实施方式涉及的旋转驱动单元的一构成例的框图。

具体实施方式

[0017] 本发明人研究的旋转量获取装置包括第1旋转体及一个以上的第2旋转体，所述第2旋转体随着第1旋转体的旋转而减速旋转，利用旋转角度检测部检测第1旋转体及第2旋转体各自的旋转角，并基于检测结果获得第1旋转体经多次旋转的旋转量，在研究过程中获得了以下见解。

[0018] 作为一个示例，研究了以下旋转量获取装置，其包括第1旋转体及第2旋转体，所述第2旋转体相对于第1旋转体的旋转以减速比G(例如1/60)减速旋转，利用旋转角度检测部来检测第1旋转体的旋转角θso及第2旋转体的旋转角θmo，并基于θso及θmo获得第1旋转体经多次旋转的旋转量θa。这种情况下，获得检测到的旋转角θso、θmo，并将其作为可作为数值处理的旋转角θs、θm。根据获得的旋转角θm来指定第1旋转体的转速Rs，由此可通过式1计算出第1旋转体的旋转量θa。(式1)··第1旋转体的旋转量θa＝360×第1旋转体的转速Rs+第1旋转体的旋转角θs(°)

[0019] 若将减速比设为G，则对应于第2旋转体的360°以内的旋转，第1旋转体的转速Rs能够在0～(1/G-1)圈的范围指定。在减速比G为1/60的示例中，能够根据第2旋转体的角度，在第1旋转体的0～59圈的范围指定第1旋转体的转速Rs。即，第1旋转体每旋转1圈，第2旋转体旋转360°×减速比G＝360°/60＝6°，因此当第1旋转体旋转Rs时，第2旋转体旋转Rs×360°/60＝Rs×6°。以下，将360°×减速比G称为单位变动量。

[0020] 即，第1旋转体的转速Rs可以指定为将θm除以单位变动量后的结果舍去小数位而获得的整数值。该例中，当θm处于0°以上且小于6°的范围时可以指定第1旋转体的转速Rs为0圈，当θm处于6°以上且小于12°的范围时可以指定第1旋转体的转速Rs为1圈，当θm处于12°以上且小于18°的范围时可以指定第1旋转体的转速Rs为2圈。即，旋转角θm具有6°阶跃(step)的边界值(0°、6°、12°、18°···354°)。换言之，第1旋转体的转速Rs可以认为是在旋转角θm的每个单位变动量的边界值向上计数(count up)的整数。

[0021] 在此，作为一个示例，当旋转角θm为12°(边界值之一)时，如果检测值或阈值存在微小误差或波动，则第1旋转体的转速Rs的指定结果在1圈和2圈之间波动，第1旋转体的旋转量θa产生较大差异。对于12°以外的各边界值附近的角度，也会出现这种问题。

[0022] 因此，本发明人在根据旋转角θm指定第1旋转体的转速Rs的过程中，提出根据旋转角θs而改变指定条件的方法。即，旋转角θm接近边界值，根据旋转角θm指定的第1旋转体的转速Rs有可能在向上计数前的n与向上计数后的n+1之间波动时，可以根据旋转角θs的大小，选择n和n+1。例如，考虑旋转角θs为0°(＝360°)左右±60°的情况。当旋转角θs为300°时，紧靠边界且位于边界之前，因此，转速Rs是向上计数前的n的概率高，当旋转角θs为60°时，紧靠边界且位于边界之后，因此转速Rs是向上计数后的n+1的概率高。

[0023] 具体来说，根据旋转角θs设定下限值与上限值，并判断旋转角θm是否满足大于等于下限值且小于上限值的条件(以下称为指定条件)。并且，针对各转速Rs设定指定条件，当旋转角θm满足某个指定条件时，就能将对应此指定条件的转速Rs指定为第1旋转体的转速Rs。即，并不固定指定条件，而是使用以单位变动量变化的指定条件，并根据旋转角θm来指定第1旋转体的转速Rs，从而可以抑制指定的转速Rs的误差，进而减小第1旋转体的旋转量θa的检测误差。

[0024] 由此，根据旋转角θs与单位变动量，并基于旋转角θm来指定第1旋转体的转速Rs的方法，可以通过各种算法来实现。作为第1算法，预先计算转速Rs相对于旋转角θs及旋转角θm的关系，创建关系表并将其存储在存储器中，以旋转角θs及旋转角θm为关键词，通过表处理来指定第1旋转体的转速Rs。这种情况是优选的，因为处理步骤少且指定速度快。

[0025] 进而，本发明人从减少用于处理的存储容量的观点考虑研究了第2算法。第2算法中，根据上限值与下限值、及旋转角θm，使用于指定转速Rs的指定条件动态变化的同时指定转速Rs，所述上限值与下限值是根据旋转角θs及减速比G而决定的数值。该算法也可以包括：第1处理，其使指定条件动态变化；及第2处理，其指定满足改变后的指定条件的转速Rs。

[0026] 例如，第1处理也可以包括：变动处理，其使指定条件以单位变动量变动；判断处理，其判断旋转角θm是否满足经变动处理变动后的变更指定条件；及更新处理，其反复进行变动处理及判断处理直到满足结束条件，并更新循环计数值。在该处理中，也可以根据减速比G与旋转角θs来决定初始指定条件(例如0°以上且小于6°)，并通过循环处理，使指定条件依次变化单位变动量，从而获得变更指定条件。例如，变更指定条件能够以将初始指定条件变动了单位变动量乘以循环计数值所得的数值的方式设定。在该处理中，循环计数值可以在转速Rs的下限(0圈)～上限(1/G圈、例如60圈)之间依次变化。

[0027] 例如，第2处理可以包括以下处理：当旋转角θm满足经变动处理而变动后的变更指定条件时，根据循环计数值来指定转速Rs。相比第1算法，该算法可减小用于处理的存储容量。

[0028] 这些构成与算法也同样适用检测相对于第2旋转体的旋转而进一步减速旋转的第3旋转体的旋转角，并基于检测结果来指定第2旋转体的转速的情况。
实施方式是基于以上见解与思想而设计的，以下说明其具体构成。

[0029] 以下，基于优选实施方式并参考各附图来说明本发明。在各实施方式、变形例中，对相同或同等的组成部分、构件附加相同标记，并适当地省略重复说明。并且，在各附图中，为了便于理解，对构件尺寸适当地进行了放大与缩小。并且，在各附图中，省略了对于实施方式的说明来说不重要的一部分构件。并且，包括第1、第2等序数的术语用来说明各种组成部分，该术语仅仅用于将一个组成部分与其它组成部分区分开，组成部分不受该术语限定。

[0030] [第1实施方式]参考附图来说明本发明的第1实施方式。图1是表示本发明的第1实施方式涉及的角度检测装置100的一构成例的框图。角度检测装置100是绝对编码器，其用于指定第1旋转体
120经多次旋转的旋转量与角度。角度检测装置100包括第1旋转体120、第1变速机构111、第
2旋转体122、第2变速机构115、第3旋转体124、第1角度检测部Ds、第2角度检测部Dm、第3角度检测部Dh、及处理部40。在第1实施方式中，第1旋转体120、第2旋转体122、第3旋转体124被统称为各旋转体。第1旋转体120例如是连结于电机1的主轴1a，并以与主轴1a相同的速度旋转的旋转体。

[0031] 第1变速机构111是旋转传递机构，其将第1旋转体120的旋转以第1减速比G1减速后传递至第2旋转体122。第1变速机构111可以使用基于已知原理的减速机构。在图1的示例中，第1变速机构111包括第1驱动齿轮110、第1从动齿轮112。第1驱动齿轮110及第1从动齿轮112例如是正齿轮。

[0032] 第1驱动齿轮110连结于第1旋转体120，并以与第1旋转体120相同的速度旋转。第1从动齿轮112啮合于第1驱动齿轮110，随着第1驱动齿轮110旋转，以第1减速比G1减速旋转。第2旋转体122连结于第1从动齿轮112，并以与第1从动齿轮112相同的速度旋转。因此，第2旋转体122相对于第1旋转体120以第1减速比G1减速旋转。在图1的示例中，第1减速比G1设定为1/60。

[0033] 第2变速机构115是旋转传递机构，其将第2旋转体122的旋转以第2减速比G2减速后传递至第3旋转体124。第2变速机构115可以使用基于已知原理的减速机构。在图1的示例中，第2变速机构115包括第2驱动齿轮114、第2从动齿轮116。第2驱动齿轮114及第2从动齿轮116例如是正齿轮。

[0034] 第2从动齿轮116啮合于第2驱动齿轮114，随着第2驱动齿轮114的旋转以第2减速比G2减速旋转。第3旋转体124连结于第2从动齿轮116，并以与第2从动齿轮116相同的速度旋转。因此，第3旋转体124相对于第2旋转体122以第2减速比G2减速旋转。在图1的示例中，第2减速比G2设定为1/12。第3旋转体124相对于第1旋转体120以减速比G12(＝1/720)减速旋转，减速比G12是第1减速比G1与第2减速比G2的乘积。

[0035] 第1角度检测部Ds是检测第1旋转体120的旋转角θso的角度检测元件。第2角度检测部Dm是检测第2旋转体122的旋转角θmo的角度检测元件。第3角度检测部Dh是检测第3旋转体124的旋转角θho的角度检测元件。第1角度检测部Ds、第2角度检测部Dm及第3角度检测部Dh统称为各角度检测部。各角度检测部可以使用基于已知原理的角度检测元件。

[0036] 如图1所示，第1角度检测部Ds包括磁体Ms、角度传感器As。磁体Ms固定在第1旋转体120的端面。在磁体Ms的角度传感器As侧的端面上，在与第1旋转体120的旋转轴线垂直的方向上设置有磁偶极子Us。设置磁极Us的端面被称为磁极面。

[0037] 角度传感器As检测第1旋转体120的旋转角。角度传感器As设置成：其检测面隔着间隙而在推力方向上与磁体Ms的磁极面对置。在图1的示例中，角度传感器As固定在基板5上，基板5是静止体。角度传感器As检测磁体Ms的磁极Us，并将作为检测结果的旋转角θso输出至处理部40。即，角度传感器As将第1旋转体120的旋转角θso输出至处理部40。在图1的示例中，角度传感器As以数字信号的形式输出旋转角θso。旋转角θso并不限定于数字信号，也可以是模拟信号。

[0038] 如图1所示，第2角度检测部Dm包括磁体Mm、角度传感器Am。磁体Mm固定在第2旋转体122的端面。磁体Mm面向角度传感器Am侧的端面上，在与第2旋转体122的旋转轴线垂直的方向上，设置有磁偶极子Um。设置磁极Um的端面被称为磁极面。

[0039] 角度传感器Am检测第2旋转体122的旋转角。角度传感器Am设置成：其检测面隔着间隙而在推力方向上与磁体Mm的磁极面对置。在图1的示例中，角度传感器Am固定在基板5上，基板5是静止体。角度传感器Am检测磁体Mm的磁极Um，并将作为检测结果的旋转角θmo输出至处理部40。即，角度传感器Am将第2旋转体122的旋转角θmo输出至处理部40。在图1的示例中，角度传感器Am以数字信号的形式输出旋转角θmo。旋转角θmo并不限定于数字信号，也可以是模拟信号。

[0040] 如图1所示，第3角度检测部Dh包括磁体Mh、角度传感器Ah。磁体Mh固定在第3旋转体124的端面。磁体Mh的角度传感器Ah侧的端面上，在与第3旋转体124的旋转轴线垂直的方向上，设置有磁偶极子Uh。设置磁极Uh的端面被称为磁极面。

[0041] 角度传感器Ah检测第3旋转体124的旋转角。角度传感器Ah设置成：其检测面隔着间隙而在推力方向上与磁体Mh的磁极面对置。在图1的示例中，角度传感器Ah固定在基板5上，基板5是静止体。角度传感器Ah检测磁体Mh的磁极Uh，并将作为检测结果的旋转角θho输出至处理部40。即，角度传感器Ah将第3旋转体124的旋转角θho输出至处理部40。在图1的示例中，角度传感器Ah以数字信号的形式输出旋转角θho。旋转角θho并不限定于数字信号，也可以是模拟信号。

[0042] (角度传感器)第1实施方式中，角度传感器As、Am、Ah统称为各角度传感器。各角度传感器是检测与各旋转体旋转1圈对应的0°～360°范围的绝对旋转角的传感器。各角度传感器检测到的旋转角θso、θmo、θho被输出至处理部40。处理部40通过后述旋转角获得部40s、40m、40h将旋转角θso、θmo、θho作为可作为数值处理的旋转角θs、θm、θh而获得。各角度传感器也可以是分辨率相对较高的磁性角度传感器。作为一个示例，磁性角度传感器包括检测磁极的检测元件、基于该检测元件的输出而输出数字信号的运算电路。检测元件可包括多个(例如四个)磁场感测元件，例如霍尔元件、GMR(Giant Magneto Resistive)元件等。各角度传感器也可以构成为：当停止通电并重新通电时，输出与通电停止前相同的旋转角。并且，各角度传感器还可以构成为：当停止通电时，即使主轴因外力而旋转，也会输出准确的当前位置。

[0043] 对处理部40进行说明。关于图1所示的处理部40的各区块，硬件方面可以通过计算机的CPU(Central Processing Unit)等元件、机械装置来实现，软件方面可以通过计算机程序等实现，但在这里描述的是通过软硬件协作实现的功能块。因此，涉及本说明书的本领域技术人员应当理解，这些功能块可以通过硬件与软件的组合以各种形式实现。

[0044] 处理部40通过焊接固定在基板5上。处理部40包括旋转角获得部40s、40m、40h、第1转速指定部40p、第2转速指定部40q、旋转量指定部40e、输出部40d。旋转角获得部40s、40m、40h将角度传感器As、Am、Ah的检测结果即各旋转体的旋转角θso、θmo、θho作为可作为数值处理的旋转角θs、θm、θh而获得。

[0045] 第1转速指定部40p执行第1转速指定处理，根据旋转角θs、θm，指定第1旋转体120的转速Rs。第2转速指定部40q执行第2转速指定处理，根据旋转角θm、θh，指定第2旋转体122的转速Rm。旋转量指定部40e根据指定的转速Rs、Rm与旋转角θs，指定第1旋转体120经多次旋转的旋转量θa。输出部40d将指定的旋转量θa转换为所需形式的输出信号40a并输出。在图1的示例中，输出信号40a经由基板5上设置的连接器5c输出。

[0046] (第1转速指定处理)接下来，说明第1实施方式涉及的角度检测装置100的第1转速指定处理的一个示例。图
2是表示角度检测装置100的第1转速指定处理的一个示例的流程图。图2表示处理S100，其根据旋转角θs及旋转角θm，指定第1旋转体120的转速Rs。处理S100包括：使指定条件动态变化的处理；指定满足变化的指定条件的转速Rs的处理。

[0047] 尤其是，处理S100包括：根据第1减速比G1，决定单位变动量Su的处理；变动处理，其以单位变动量Su变动指定条件；判断处理，其判断旋转角θm是否满足变动后的指定条件；更新处理，其反复执行变动处理及判断处理，直到满足指定条件为止，并更新循环计数值J；
及指定处理，其在满足指定条件时，根据所述循环计数值J，指定转速Rs。

[0048] 处理S100开始后，处理部40根据第1减速比G1获得单位变动量Su(步骤S102)。在该步骤中，处理部40可以通过式2的运算来获得单位变动量Su。(式2)··单位变动量Su＝360°×第1减速比G1＝360/60＝6°

[0049] 获得单位变动量Su后，处理部40通过旋转角获得部40s、40m，基于角度传感器As、Am的检测结果即旋转角θso、θmo，而获得可作为数值处理的旋转角θs、θm(步骤S104)。获得旋转角后，处理部40根据旋转角θs与第1减速比G1，获得下限值Lm及上限值Ln作为初始指定条件(步骤S106)。在该步骤中，处理部40可通过式3、式4的运算来获得下限值Lm、上限值Ln(初始值)。(式3)··下限值Lm＝旋转角θs×第1减速比G1-单位变动量Su/2＝旋转角θs/60-3°(式4)··上限值Ln＝旋转角θs×第1减速比G1+单位变动量Su/2＝旋转角θs/60+3°[0050] 获得初始指定条件后，处理部40设置循环计数值J的初始值、闭合值、增量值，并开始第1循环处理(步骤S108)。在图2的示例中，在该步骤中，处理部40设置初始值＝0、闭合值＝H1＝1/G1＝60、增量值＝1。即，循环计数值J以1为单位从0更新到60。

[0051] 第1循环处理开始后，处理部40判断旋转角θm是否满足指定条件(步骤S110)。在图2的示例中，指定条件由式5表示。即，处理部40判断旋转角θm是否满足大于等于(Lm+J·Su)且小于(Ln+J·Su)的条件。
(式5)··(Lm+J·Su)≦θm＜(Ln+J·Su)
另外，式5可以变形为式6，指定条件也可以通过式6进行设定。
(式6)··Lm≦(θm-J·Su)＜Ln

[0052] 当旋转角θm不满足指定条件时(步骤S110的否)，处理部40执行第1循环处理的结束判断(步骤S112)。在该步骤中，处理部40将循环计数值J增加1，并且当循环计数值J未达到闭合值H1时反复执行第1循环处理，达到H1时结束第1循环处理，并转至步骤S114。即，第1循环处理是不断更新循环计数值J，直到旋转角θm满足指定条件为止的处理。通过循环计数值J被更新，指定条件根据循环计数值J，以单位变动量Su动态变化。换言之，指定条件在每个循环处理中以单位变动量Su动态改变。

[0053] 当第1循环处理结束且旋转角θm满足指定条件时(步骤S110的是)，处理部40根据循环计数值J来指定第1旋转体120的转速Rs(步骤S114)。在图2的示例中，通过式7来指定转速Rs。(式7)··转速Rs＝循环计数值J

[0054] 执行步骤S114后，处理部40使处理S100结束。处理S100能够以预先设定的间隔执行，也可以预先存储旋转角θs、θm，当旋转角θs、θm中的任一个变化时执行，还可以在外部设备发出请求时执行。另外，该处理S100只不过是一个示例，可以追加其它步骤、删除部分步骤、或者变更步骤顺序。处理S100也可以将上述各计算式变形而构成。

[0055] 图3是表示循环计数值J、指定条件及判断结果的一个示例的表。该图表示旋转角θs＝180°、旋转角θm＝12°、Su＝6°的情况。如图所示，指定条件根据循环计数值J而动态变化。当θs＝180°时，循环计数值J＝2时旋转角θm满足指定条件，从而指定为转速Rs＝2。

[0056] 图4是表示循环计数值J、指定条件及判断结果的另一个示例的表。图4表示旋转角θs＝181°、旋转角θm＝12°、Su＝6°的情况。θs＝181°时，循环计数值J＝1时旋转角θm满足指定条件，从而指定为转速Rs＝1。像这样，即使旋转角θm相同，指定的转速Rs也会根据旋转角θs而变化。

[0057] (第2转速指定处理)接下来，对第1实施方式涉及的角度检测装置100的第2转速指定处理的一个示例进行说明。图5是表示角度检测装置100的第2转速指定处理的一个示例的流程图。图5表示处理S120，其根据旋转角θm及旋转角θh，指定第2旋转体122的转速Rm。处理S120是基于与处理S100相同算法的处理。处理S120包括：使指定条件动态变化的处理；指定满足变化的指定条件的转速的处理。

[0058] 尤其是，处理S120包括：根据第2减速比G2，决定单位变动量Su的处理；变动处理，其以单位变动量Su变动指定条件；判断处理，其判断旋转角θh是否满足变动后的指定条件；更新处理，其反复执行变动处理及判断处理，直到满足指定条件，并更新循环计数值J；及指定处理，其在满足指定条件时，根据所述循环计数值J，指定转速Rm。

[0059] 处理S120开始后，处理部40根据第2减速比G2，获得单位变动量Su(步骤S122)。在该步骤中，处理部40可通过式8的运算来获得单位变动量Su。(式8)··单位变动量Su＝360°×第2减速比G2＝360/12＝30°

[0060] 获得单位变动量Su后，处理部40通过旋转角获得部40m、40h，基于角度传感器Am、Ah的检测结果即旋转角θmo、θho，获得可作为数值处理的旋转角θm、θh(步骤S124)。

[0061] 获得旋转角后，处理部40根据旋转角θm与第2减速比G2，获得下限值Lm及上限值Ln作为初始指定条件(步骤S126)。在该步骤中，处理部40可以通过式9、式10的运算来获得下限值Lm、上限值Ln(初始值)。(式9)··下限值Lm＝旋转角θm×第2减速比G2-单位变动量Su/2＝旋转角θm/12-15°(式10)··上限值Ln＝旋转角θm×第2减速比G2+单位变动量Su/2＝旋转角θm/12+15°[0062] 获得初始指定条件后，处理部40设置循环计数值J的初始值、闭合值、增量值，并开始第2循环处理(步骤S128)。在图5的示例中，在该步骤中，处理部40设置初始值＝0、闭合值＝H2＝1/G2＝12、增量值＝1。即，循环计数值J以每次增加1的方式从0更新到12。

[0063] 第2循环处理开始后，处理部40判断旋转角θh是否满足指定条件(步骤S130)。在图5的示例中，指定条件由式11表示。即，处理部40判断旋转角θh是否满足大于等于(Lm+J·Su)且小于(Ln+J·Su)的条件。
(式11)··(Lm+J·Su)≦θh＜(Ln+J·Su)
另外，式11可变形为式12，指定条件也可以通过式12进行设定。
(式12)··Lm≦(θh-J·Su)＜Ln

[0064] 当旋转角θh不满足指定条件时(步骤S130的否)，处理部40执行第2循环处理的结束判断(步骤S132)。在该步骤中，处理部40使循环计数值J增加1，并在循环计数值J未达到闭合值H2时反复执行第2循环处理，达到H2时结束第2循环处理，并转至步骤S134。即，第2循环处理是不断更新循环计数值J，直到旋转角θh满足指定条件为止的处理。通过循环计数值J被更新，指定条件根据循环计数值J，以单位变动量Su动态变化。换言之，指定条件在每个循环处理中以单位变动量Su动态变动。

[0065] 当第2循环处理结束且旋转角θh满足指定条件时(步骤S130的是)，处理部40根据循环计数值J，指定第2旋转体122的转速Rm(步骤S134)。在图5的示例中，转速Rm通过式13指定。(式13)··转速Rm＝循环计数值J

[0066] 执行步骤S134之后，处理部40结束处理S120。处理S120能够以预先设定的间隔执行，也可以预先存储旋转角θm、θh，当旋转角θm、θh中的任一个变化时执行，还可以在外部设备请求时执行。另外，该处理S120只不过是一个示例，可以追加其它步骤、删除部分步骤、或者变更步骤顺序。处理S120也可以将上述各计算式变形而构成。

[0067] (旋转量指定处理)通过处理S100、处理S120指定了转速Rs、Rm后，旋转量指定部40e根据转速Rs、Rm与旋转角θs，指定第1旋转体120经多次旋转的旋转量θa。旋转量θa可通过式14指定。
(式14)··θa＝360×(Rm/G1+Rs)+θs
指定旋转量θa后，输出部40d将旋转量θa转换为所需形式的输出信号40a并输出。

[0068] 接下来，说明这样构成的第1实施方式涉及的角度检测装置100的作用效果。

[0069] 第1实施方式涉及的角度检测装置100包括：第1旋转体120；第2旋转体122；第1变速机构111，其使第1旋转体120的旋转减速而使第2旋转体122旋转；第1角度检测部Ds，其检测第1旋转体120的旋转角θso；第2角度检测部Dm，其检测第2旋转体122的旋转角θmo；及处理部40，其指定第1旋转体120的转速Rs，处理部40根据由检测到的第1旋转体120的旋转角及第1变速机构111的第1减速比G1决定的数值即下限值及上限值、以及检测到的第2旋转体122的旋转角，使用于指定转速Rs的指定条件动态变化的同时指定转速Rs。根据该构成，相比指定条件固定的情况，当旋转角θmo接近边界值时，可以抑制转速Rs的指定结果因机械误差影响而发生变动。角度检测装置100可以由级数少的变速机构构成，从而可抑制装置的大型化。在角度检测装置100中，机械误差的允许范围大，各构件容易对准，从而可减少制造工时。在角度检测装置100中，转速Rs的检测精度提高，对于外力、振动、齿隙等干扰或漏磁通等的抵抗力提高。在角度检测装置100中，可以省去将校正角等理想旋转数据输入到非易失性存储器的步骤，从而可以节省非易失性存储器的容量。

[0070] 在第1实施方式涉及的角度检测装置100中，处理部40执行：变动处理，其使用于指定转速Rs的指定条件每次以单位变动率Su变动；判断处理，其判断第2角度检测部Dm的检测结果是否满足经变动处理而变动的指定条件；更新处理，其反复执行变动处理及判断处理直到满足给定条件为止，并更新循环计数值J；以及当第2角度检测部Dm的检测结果满足经变动处理变动后的指定条件时，根据循环计数值J来指定转速Rs的处理。根据该构成，可以通过变动处理使指定条件动态变化的同时指定转速Rs。相比指定条件固定的情况，可以抑制传感器误差、阈值变动的影响。

[0071] 以上，基于本发明的第1实施方式进行了说明。该实施方式是一个示例，本领域技术人员应当理解，可以在本发明的权利要求范围内进行各种变形及变更，且这些变形例及变更也包含在本发明的权利要求范围内。因此，本说明书的描述及附图应被视为说明性的而非限制性的。

[0072] 以下，对第1实施方式的变形例进行说明。在变形例的附图及说明中，对与第1实施方式相同或同等的组成部分、构件附加相同标记。适当省略与第1实施方式重复的说明，仅对与第1实施方式不同的构成进行重点说明。

[0073] (第1变形例)在第1实施方式的说明中，关于变动处理，以使指定条件每次以单位变动量Su变动而获得变更指定条件为例进行了说明，但并不限定于此。也可以如式6、式12所示，在变动处理中，获得使基于第2角度检测部Dm的检测结果的θm每次以单位变动量Su变动的数值，并在判断处理中，进行经变动处理获得的数值是否满足指定条件的判断。

[0074] 对第1变形例进行说明。第1变形例相比第1实施方式涉及的角度检测装置100，不同之处是第1转速指定部的处理，其它构成相同，下面对不同事项进行说明。第1变形例的第1转速指定部执行：根据第1减速比G1，决定单位变动量Su的处理；变动处理，其使基于第2角度检测部Dm的检测结果的θm以单位变动量Su变动而获得数值θms；判断处理，其判断通过变动处理获得的数值θms是否满足指定条件；更新处理，其反复执行变动处理及判断处理直到满足指定条件为止，并更新循环计数值J；以及满足指定条件时，根据循环计数值J指定转速的处理。根据第1变形例，实现与第1实施方式相同的作用效果。此外，根据第1变形例，可以使相对指定条件动态变化的同时指定第1旋转体120的转速Rs。相比指定条件固定的情况，可以抑制传感器误差、阈值变动的影响。

[0075] (第2变形例)在第1实施方式的说明中，对包括第3旋转体124的示例进行了说明，但并不限定于此。
角度检测装置并非必须包括第3旋转体。

[0076] (第3变形例)在第1实施方式的说明中，对旋转从第2旋转体122传递至第3旋转体124的示例进行了说明，但并不限定于此。旋转也可以不经由第2旋转体122而是从第1旋转体120直接传递至第3旋转体124。

[0077] (第4变形例)在第1实施方式的说明中，对第1变速机构111及第2变速机构115由正齿轮构成的示例进行了说明，但并不限定于此。这些变速机构也可以包括与正齿轮不同种类的传动元件。这些变速机构也可以包括蜗杆、蜗轮、无齿齿轮、链条、皮带等。第1变速机构111及第2变速机构115也可以包括两级以上的变速机构。

[0078] [第2实施方式]接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。在第1实施方式中，对将旋转从第1旋转体
120经由单个变速机构的第1变速机构111传递至第2旋转体122的示例进行了说明，但本发明并不限定于此。旋转也可以从第1旋转体经由多个变速机构传递至第2旋转体。在第2实施方式中，对旋转从第1旋转体经由两个变速机构传递至第2旋转体的示例进行说明。该实施方式通过采用多个变速机构，从而可以增大减速比从而扩大转速的指定范围，并由于使指定条件动态变化的同时指定转速，因此即使增大了减速比也能容易进行旋转体的对位，并且减少制造工时。

[0079] 图6是表示本发明的第2实施方式涉及的角度检测装置200的一构成例的框图。图6表示电机1与旋转检测装置50组合状态下的角度检测装置200。旋转检测装置50将在后文叙述。在电机1的主轴1a上安装角度检测装置200及旋转检测装置50并将其称为电机单元60。图7是包括角度检测装置200的电机单元60的示意图。图8是包括角度检测装置200的电机单元60的立体图。图9是包括角度检测装置200的电机单元60的另一立体图。图9表示从壳体3移除盖部4后的状态。在该状态下，基板5以覆盖编码器内部的方式设置。

[0080] 图10是包括角度检测装置200的电机单元60的又一立体图。图11是基板5的仰视图。基板5具有俯视大体矩形形状，是在轴方向上薄板状的印刷线路板。图12是角度检测装置200的平面图。图10及图12表示移除基板5后的状态。角度传感器Am、As、Ah安装在基板5上，但为了易于理解，在这些图中示出了角度传感器Am、As、Ah。图13是角度检测装置200的正视图。图13表示角度检测装置200被平面切割后的状态，该平面与穿过主轴1a中心的Z轴方向平行。

[0081] 图14是表示第2旋转体24的周边的剖视图。图14表示大体从左侧观察角度检测装置200的纵向剖视图。图14表示角度检测装置200被平面切割后的状态，该平面穿过第2旋转体24的中心，与中间旋转体22的旋转轴线垂直，且与Z轴方向平行。图15是表示第3旋转体38及连接旋转体33的周边的剖视图。图15表示大体从右侧观察角度检测装置200的纵向剖视图。图15表示角度检测装置200被平面切割后的状态，该平面穿过第3旋转体38的中心及连接旋转体33的中心且与Z轴方向平行。在图14、图15中，省略了壳体3及盖部4的记载。

[0082] 以下，基于XYZ正交坐标系进行说明。X轴方向对应于水平的左右方向，Y轴方向对应于水平的前后方向，Z轴方向对应于垂直的上下方向。Y轴方向及Z轴方向分别与X轴方向正交。X轴方向可以表述为左方向或右方向，Y轴方向可以表述为前方向或后方向，Z轴方向可以表述为上方向或下方向。在该图中，在Z轴方向从上向下观察的状态称为俯视，在Y轴方向从前向后观察的状态称为正视，在X轴方向上从左右观察的状态称为侧视。这种方向表述并不限制电机单元60及角度检测装置200的使用姿势，电机单元60及角度检测装置200可以在任意姿势下使用。

[0083] 作为电机1，可采用步进电机、DC无刷电机等基于已知原理的电机。作为一个示例，电机1可以用作经由波动齿轮装置等减速机构来驱动比如工业用机器人的驱动源。电机1的主轴1a向电机1的Z轴方向的两侧突出。

[0084] 角度检测装置200是绝对编码器，其用于指定电机1的主轴1a经多次旋转的旋转量。在角度检测装置200中，主轴1a经多次旋转的旋转量是后述第1旋转体20的旋转量θa。另外，经多次旋转的旋转量可以定义为在多次旋转中的旋转角度的总和。并且，主轴1a经多次旋转的旋转量有时也被称为主轴1a的绝对旋转量或主轴1a的绝对旋转位置。

[0085] 角度检测装置200包括主轴1a、第1旋转体20、第1蜗杆10、第1蜗轮12、中间旋转体22、第2蜗杆14、第2蜗轮16、第2旋转体24、第3蜗杆30、第3蜗轮32、连接旋转体33、驱动齿轮
34、从动齿轮36、第3旋转体38、第1角度检测部Ds、第2角度检测部Dm、第3角度检测部Dh、处理部40。

[0086] 第1角度检测部Ds、第2角度检测部Dm、第3角度检测部Dh、处理部40与第1实施方式涉及的角度检测装置100中的构件相同，因此省略重复说明。第1角度检测部Ds检测与磁体Ms一体旋转的第1旋转体20的旋转角θso。第2角度检测部Dm检测与磁体Mm一体旋转的第2旋转体24的旋转角θmo。与磁体Mh一体旋转的第3角度检测部Dh检测第3旋转体38的旋转角θho。

[0087] 主轴1a是电机1的输出轴，也是向角度检测装置200输入旋转的输入轴。第1旋转体20固定在主轴1a上，与主轴1a一体地被电机1的轴承构件可旋转地支撑。第1蜗杆10在第1旋转体20的外周以两者的中心轴大体一致的方式设置，并随着主轴1a的旋转而旋转。第1蜗轮
12啮合于第1蜗杆10，随着第1蜗杆10的旋转而旋转。第1蜗轮12在中间旋转体22的外周以两者的中心轴一致的方式设置。第1蜗轮12与第1蜗杆10的轴角设定为90°。

[0088] 第1蜗轮12的外径并无特别限制，在该例中，第1蜗轮12的外径设定得比第1蜗杆10的外径小。在相比第1蜗轮12的外径大时，可以将相对于编码器的主轴1a的轴向尺寸控制得较小。

[0089] 第2蜗杆14随着第1蜗轮12的旋转而旋转。第2蜗杆14在中间旋转体22的外周以两者的中心轴大体一致的方式设置。第2蜗轮16啮合于第2蜗杆14，随着第2蜗杆14的旋转而旋转。第2蜗轮16在第2旋转体24的外周以两者的中心轴大体一致的方式设置。第2蜗轮16与第2蜗杆14的轴角设定为90°。第2蜗轮16的旋转轴线设定为与第1蜗杆10的旋转轴线平行。

[0090] 第1蜗杆10的根数为1，第1蜗轮12的齿数为20。即，第1蜗杆10与第1蜗轮12构成减速比1/20的第1蜗杆变速机构11。在第1蜗杆10旋转20圈时，第1蜗轮12旋转1圈。第1蜗轮12使中间旋转体22旋转，中间旋转体22使第2蜗杆14旋转。因此，当第1蜗轮12旋转1圈时，中间旋转体22及第2蜗杆14也旋转1圈。

[0091] 第2蜗杆14的根数为5，第2蜗轮16的齿数为25。即，第2蜗杆14与第2蜗轮16构成减速比1/5的第2蜗杆变速机构15。当第2蜗杆14旋转5圈时，第2蜗轮16旋转1圈。第2蜗轮16使第2旋转体24及磁体Mm旋转。

[0092] 第1蜗杆变速机构11、中间旋转体22、第2蜗杆变速机构15构成变速机构18，其将第1旋转体20的旋转减速为1/100并传递至第2旋转体24。换言之，第2旋转体24相对于第1旋转体20的旋转以第1减速比K1＝1/100旋转。当第1旋转体20旋转100圈时，中间旋转体22旋转5圈，第2旋转体24及磁体Mm旋转1圈。

[0093] 当第1旋转体20旋转360°(＝1圈)时，第2旋转体24及磁体Mm旋转3.6°。角度传感器Am可以每3.6°指定第1旋转体20的一圈旋转，并可以指定第1旋转体20的100圈的旋转量。

[0094] 第3蜗杆30随着第1蜗轮12的旋转而旋转。第3蜗杆30在中间旋转体22的外周以两者的中心轴大体一致的方式设置。第3蜗轮32啮合于第3蜗杆30，随着第3蜗杆30的旋转而旋转。第3蜗轮32在连接旋转体33的外周以两者的中心轴大体一致的方式设置。第3蜗轮32与第3蜗杆30的轴角设定为90°。第3蜗轮32的旋转轴线设定为与第1蜗杆10的旋转轴线平行。

[0095] 驱动齿轮34以与第3蜗轮32两者的中心轴大体一致的方式固定在连接旋转体33的外周。驱动齿轮34随着第3蜗轮32的旋转而一体旋转。从动齿轮36啮合于驱动齿轮34，随着驱动齿轮34的旋转而旋转。第3旋转体38以与从动齿轮36两者的中心轴大体一致的方式固定。第3旋转体38随着从动齿轮36的旋转而一体旋转。第3旋转体38的旋转轴线设定为与第1旋转体20的旋转轴线平行。

[0096] 第3蜗杆30的根数为1，第3蜗轮32的齿数为30。即，第3蜗杆30与第3蜗轮32构成减速比1/30的第3蜗杆变速机构31。当第3蜗杆30与中间旋转体22一体旋转30时，第3蜗轮32旋转1圈。即，当主轴1a旋转600圈时，第3蜗轮32旋转1圈。驱动齿轮34是齿数24的正齿轮，从动齿轮36是齿数40的正齿轮。驱动齿轮34与从动齿轮36构成减速比3/5的减速机构35。即，当第1旋转体20旋转1000圈时，从动齿轮36与第3旋转体38及磁体Mh一体旋转1圈。

[0097] 当第1旋转体20旋转1000圈时，第3旋转体38、从动齿轮36及磁体Mh旋转1圈。当第1旋转体20旋转360°(＝1圈)时，第3旋转体38及磁体Mh旋转0.36°。角度传感器Ah可以每0.36°指定第1旋转体20的一圈旋转，并可指定第1旋转体20的1000圈的旋转量。

[0098] 第3旋转体38相对于第2旋转体24的旋转以第2减速比K2＝1/10旋转。当第2旋转体24旋转360°(＝1圈)时，第3旋转体38及磁体Mh旋转36°。角度传感器Ah可以每36°指定第2旋转体24的一圈旋转。

[0099] 接下来，对第2实施方式涉及的角度检测装置200的详细构成进行说明。角度检测装置200还包括壳体3、盖部4、基座2、基板5、施压部62、多个固定件64。对施压部62将在后文叙述。

[0100] 角度检测装置200的形状并无特殊限制，但在该例中，角度检测装置200具有俯视大体矩形形状，正视及侧视时在主轴的延伸方向(以下称为轴方向，本例中，轴方向是与Z轴方向平行的方向)上具有薄横长的矩形形状。即，角度检测装置200在Z轴方向上具有扁平的长方体形状。

[0101] 壳体3是容纳角度检测装置200内部结构的中空角筒状构件。壳体3包括至少包围主轴1a与中间旋转体22的多个(例如四个)外壁部3b、3c、3d、3e。外壁部3b、3c、3d、3e按照顺序分别连结。外壁部3b、3d相互平行地设置。外壁部3c、3e架设在外壁部3b、3d的侧端部，彼此平行设置。在该例中，外壁部3b、3d在俯视时沿X轴方向延伸，外壁部3c、3e在俯视时沿Y轴方向延伸。壳体3通过多个(例如3个)固定件64被固定在后述基座2的底部2b。

[0102] 盖部4是俯视大体矩形形状且在轴方向上薄板状的构件。盖部4固定在壳体3的外壁部3b、3c、3d、3e的端部。

[0103] 基座2是将各旋转体及各齿轮可旋转地支撑的底座。配置于基座2上的支柱2c支撑基板5。基座2包括底部2b、及多个(例如四个)支柱2c。底部2b是面向角度检测装置200的电机1侧的板状部分，并沿X轴方向及Y轴方向延伸。支柱2c是大体圆柱状的部分，其从底部2b在轴方向上向远离电机1的方向突出。

[0104] 基板5是俯视大体矩形形状且在轴方向上薄板状的印刷基板。基板5主要用于支撑角度传感器Am、As、Ah及处理部40。基板5例如通过螺丝(未图示)固定在支柱2c的突出端。固定件64例如是螺丝。

[0105] (第1旋转体)第1旋转体20随着主轴1a的旋转而旋转，并将主轴1a的旋转传递至第1蜗杆10。第1旋转体20包括：连结部20b，其嵌合在主轴1a的外周；齿轮形成部20c，其形成有第1蜗杆10；及保持部20d，其保持磁体Ms。连结部20b具有环绕主轴1a的圆筒形状。齿轮形成部20c具有从连结部20b的外周向半径方向伸出的圆板形状。保持部20d具有在齿轮形成部20c的轴向上远离底部2b的端面上设置的圆筒状的凹部形状。连结部20b、齿轮形成部20c、保持部20d以各中心轴大体一致的方式一体形成。第1旋转体20可利用树脂材料、金属材料等各种材料形成。在本例中，第1旋转体20由聚缩醛树脂形成。

[0106] (第1蜗杆)第1蜗杆10是驱动第1蜗轮12的传动元件。尤其，第1蜗杆10是形成在齿轮形成部20c外周的根数＝1的螺旋齿轮。第1蜗杆10的旋转轴线沿着主轴1a的轴向延伸。

[0107] (中间旋转体)中间旋转体22随着主轴1a的旋转而旋转，并将主轴1a的旋转传递至第2旋转体24及连接旋转体33。中间旋转体22被支撑为可绕着旋转轴线La旋转，该旋转轴线La大体与底部2b平行地延伸。中间旋转体22是在旋转轴线La方向上延伸的大体圆筒形状的构件。中间旋转体22包括：基部22b；形成有第1蜗轮12的第1筒部22c；形成有第2蜗杆14的第2筒部22d；形成有第3蜗杆30的第3筒部22e；以及设置在两端的被支撑部22f、22g。

[0108] 中间旋转体22相对于壳体3的外壁部3b、3d配置在给定位置上。外壁部3b配置在中间旋转体22的主轴1a的相反侧。外壁部3d配置在配置有中间旋转体22的主轴1a一侧，且与外壁部3b平行。中间旋转体22也可以配置成其旋转轴线La朝向任意方向。中间旋转体22的旋转轴线La俯视时也可以相对于设置在中间旋转体22的主轴1a相反侧的外壁部3b的延伸方向以5°～30°的范围倾斜。在图12的示例中，中间旋转体22的旋转轴线La相对于外壁部3b的延伸方向倾斜20°。换言之，壳体3包括外壁部3b，该外壁部3b在俯视时，在相对于中间旋转体22的旋转轴线La以5°～30°范围倾斜的方向上延伸。在图12的示例中，外壁部3b的延伸方向与中间旋转体22的旋转轴线La的倾斜率Es设定为20°。

[0109] 在图12的示例中，基部22b具有圆筒形状，第1筒部22c、第2筒部22d、及第3筒部22e具有直径比基部22b大的圆筒形状。基部22b、第1筒部22c、第2筒部22d、第3筒部22e、被支撑部22f、22g以各中心轴大体一致的方式一体形成。第2筒部22d、第1筒部22c、及第3筒部22e依次配置在彼此隔开的位置上。中间旋转体22可由树脂材料、金属材料等各种材料形成。在本例中，中间旋转体22由聚缩醛树脂形成。

[0110] 在图12的示例中，被支撑部22f、22g由支撑部2f、2g支撑，该支撑部2f、2g将底部2b的一部分切开并抬起。支撑部2f、2g上设置有孔，其在中间旋转体22的旋转轴线方向上贯穿且供被支撑部22f、22g嵌合。通过这样的构成，中间旋转体22可旋转地由支撑部2f、2g支撑。

[0111] (施压部)施压部62是抑制中间旋转体22的位置变动的构件，所述位置变动是由于各蜗杆驱动各蜗轮时的反作用力引起的。施压部62包括：安装在底部2b的安装部62b、以及从安装部62b延伸并接触中间旋转体22的半球型突起22h的弹簧部62c。安装部62b、弹簧部62c由薄板状的弹簧材料形成，弹簧部62c的根部在中间相对于安装部62b大体直角弯折。通过施压部62的施压力，可以抑制中间旋转体22在旋转轴方向上的位置变动。第2蜗杆14与第3蜗杆30作用在中间旋转体22上的反作用力设定为彼此反方向。

[0112] (第1蜗轮)第1蜗轮12是被第1蜗杆10驱动的传动元件。尤其，第1蜗轮12是形成在第1筒部22c外周且齿数＝20的锥齿轮。第1蜗杆10及第1蜗轮12构成第1蜗杆变速机构11。第1蜗轮12的旋转轴线沿着与主轴1a的轴向垂直的方向延伸。

[0113] (第2蜗杆)第2蜗杆14是驱动第2蜗轮16的传动元件。尤其，第2蜗杆14是形成在第2筒部22d外周的根数＝5的螺旋齿轮。第2蜗杆14的旋转轴线沿着与主轴1a的轴向垂直的方向延伸。

[0114] (第2旋转体)第2旋转体24随着主轴1a的旋转而旋转，并将主轴1a的旋转减速后传递至磁体Mm。第2旋转体24被支撑为可绕着旋转轴线旋转，该旋转轴线从底部2b大体垂直地延伸。第2旋转体
24是俯视大体圆形状的构件，包括可旋转地被底部2b支撑的轴承部24b、形成有第2蜗轮16的伸出部24c、以及保持磁体Mm的保持部24d。轴承部24b具有隔着间隙环绕从底部2b突出的轴24s的圆筒形状。

[0115] 伸出部24c具有从轴承部24b的外周向半径方向伸出的圆板形状。在本例中，伸出部24c设置在轴承部24b的远离底部2b的端部的位置上。保持部24d具有在伸出部24c的轴向上远离底部2b的端面上设置的圆筒状的凹部形状。轴承部24b、伸出部24c、保持部24d以各中心轴大体一致的方式一体形成。第2旋转体24可以由树脂材料、金属材料等各种材料形成。在本例中，第2旋转体24由聚缩醛树脂形成。

[0116] (第2蜗轮)第2蜗轮16是被第2蜗杆14驱动的锥齿轮。尤其，第2蜗轮16是形成在伸出部24c外周且齿数＝25的锥齿轮。第2蜗杆14及第2蜗轮16构成第2蜗杆变速机构15。第2蜗轮16的旋转轴线沿着与主轴1a的轴向平行的方向延伸。

[0117] 第3蜗杆30是驱动第3蜗轮32的传动元件。尤其，第3蜗杆30是形成在第3筒部22e外周的根数＝1的螺旋齿轮。第3蜗杆30的旋转轴线沿着与主轴1a的轴向垂直的方向延伸。

[0118] (连接旋转体)连接旋转体33随着主轴1a的旋转而旋转，并将主轴1a的旋转减速后传递至第3旋转体
38。连接旋转体33被支撑为可绕着旋转轴线旋转，该旋转轴线从底部2b大体垂直地延伸。连接旋转体33是俯视大体圆形状的构件，包括可旋转地被底部2b支撑的轴承部33b、形成有第
3蜗轮32的伸出部33c。轴承部33b具有圆筒形状，隔着间隙环绕从底部2b突出的轴33s。

[0119] 通过包括连接旋转体33，可以将后述第3旋转体38配置在远离第3蜗杆30的位置上。因此，可以延长磁体Ms、Mh间的距离，从而减小彼此漏磁通的影响。并且，通过包括连接旋转体33，减速比的可设定范围扩大，设计自由度提高。

[0120] 伸出部33c具有从轴承部33b的外周向半径方向伸出的圆板形状。在本例中，伸出部33c设置在轴承部33b的远离底部2b的端部附近的位置上。驱动齿轮34相比轴承部33b的伸出部33c而形成在更靠近底部2b侧区域的外周的位置上。轴承部33b、伸出部33c以各中心轴大体一致的方式一体形成。连接旋转体33可由树脂材料、金属材料等各种材料形成。本例中，连接旋转体33由聚缩醛树脂形成。

[0121] (第3蜗轮)第3蜗轮32是被第3蜗杆30驱动的传动元件。尤其，第3蜗轮32是形成在伸出部33c外周且齿数＝30的锥齿轮。第3蜗杆30及第3蜗轮32构成第3蜗杆变速机构31。第3蜗轮32的旋转轴线沿着与主轴1a的轴向平行的方向延伸。

[0122] (驱动齿轮)驱动齿轮34是驱动从动齿轮36的传动元件。尤其，驱动齿轮34是形成在轴承部33b外周且齿数＝24的正齿轮。

[0123] (第3旋转体)第3旋转体38随着主轴1a的旋转而旋转，并将主轴1a的旋转减速后传递至磁体Mh。第3旋转体38被支撑为可绕旋转轴线旋转，该旋转轴线从底部2b大体垂直地延伸。第3旋转体38是俯视大体圆形状的构件。第3旋转体38包括：可旋转地被底部2b支撑的轴承部38b、形成有从动齿轮36的伸出部38c、及保持磁体Mh的保持部38d。轴承部38b具有隔着间隙环绕从底部
2b突出的轴38s的圆筒形状。

[0124] 伸出部38c具有从轴承部38b的外周向半径方向伸出的圆板形状。在本例中，伸出部38c配置在轴承部38b的底部2b附近的位置上。保持部38d具有在轴承部38b的轴向上远离底部2b的端面上设置的圆筒状的凹部形状。轴承部38b、伸出部38c、保持部38d以各中心轴大体一致的方式一体形成。第3旋转体38可由树脂材料、金属材料等各种材料形成。本例中，第3旋转体38由聚缩醛树脂形成。

[0125] (从动齿轮)从动齿轮36是被驱动齿轮34驱动的传动元件。尤其，从动齿轮36是形成在伸出部38c外周且齿数＝60的正齿轮。驱动齿轮34及从动齿轮36构成减速机构35。

[0126] 分别将磁体Ms粘结固定在第1旋转体20的保持部20d，将磁体Mm粘结固定在第2旋转体24的保持部24d，将磁体Mh粘结固定在第3旋转体38的保持部38d。

[0127] (动作)接下来，说明这样构成的第2实施方式涉及的角度检测装置200的动作。图16是表示角度检测装置200的一个动作示例的流程图。图16表示处理S140，其指定第1旋转体20的旋转量并将其作为输出信号40a输出。处理S140开始后，旋转角获得部40s、40m、40h将角度传感器As、Am、Ah的检测结果即各旋转体的旋转角θso、θmo、θho作为旋转角θs、θm、θh而获得(步骤S142)。

[0128] 获得旋转角后，第1转速指定部40p执行第1转速指定处理(步骤S144)，其根据旋转角θs、θm指定第1旋转体20的转速Rs。同样地，第2转速指定部40q执行第2转速指定处理(步骤S146)，其根据旋转角θm、θh指定第2旋转体24的转速Rm。

[0129] 在步骤S144的处理中可应用以第1实施方式说明的第1转速指定处理即处理S100。在步骤S146的处理中可应用以第1实施方式说明的第2转速指定处理即处理S120。应用这些处理时，分别将第1旋转体120替换成第1旋转体20，将第2旋转体122替换成第2旋转体24，将第3旋转体124替换成第3旋转体38，将第1减速比G1(＝1/60)替换成第1减速比K1(＝1/
100)，将第2减速比G2(＝1/12)替换成第2减速比K2(＝1/10)。

[0130] 在指定转速后，旋转量指定部40e根据指定的转速Rs、Rm及旋转角θs，指定第1旋转体20经多次旋转的旋转量θa(步骤S148)。将第1减速比G1(＝1/60)替换成第1减速比K1(＝1/100)，通过式14可指定旋转量θa。另外，在图6的示例中，第1旋转体20的旋转量θa是电机1的主轴1a的旋转量。在指定旋转量后，输出部40d将指定的旋转量θa转换成所需形式的输出信号40a并输出(步骤S150)。在图6的示例中，输出信号40a是经由基板5上设置的连接器5c输出的。

[0131] 在执行步骤S150后，处理部40将处理返回到步骤S142的开头，反复执行步骤S142～S150。另外，该处理S140只不过是一个示例，也可以追加其它步骤、删除部分步骤、或者变更步骤顺序。

[0132] 这样构成的第2实施方式涉及的角度检测装置200起到与第1实施方式相同的作用与效果。此外，角度检测装置200还起到以下作用与效果。

[0133] 在第2实施方式涉及的角度检测装置200中，变速机构18包括将第1旋转体20的旋转传递至第2旋转体24的中间旋转体22，中间旋转体22的旋转轴线设置在相对于第1旋转体20的旋转轴线扭转的位置上。根据该构成，可以隔着中间旋转体22连结多个变速机构从而增大减速比，因此，相比不包括中间旋转体的情况，可以扩大转速的指定范围。在角度检测装置200中，通过将各旋转轴线配置在扭转的位置，可以使变速机构18的传递路径弯曲，因此，相比传递路径不弯曲的情况，可以使变速机构18变薄。并且，在角度检测装置200中，使指定条件动态变化的同时指定转速，因此，即使减速比大，也能容易地对准旋转体，减少制造工时。

[0134] 在第2实施方式涉及的角度检测装置200中，变速机构18包括：将第1旋转体20的旋转传递至第2旋转体24的第1蜗杆10、及与第1蜗杆10啮合的第1蜗轮12。根据该构成，通过蜗杆、蜗轮，可增大变速机构18的减速比，因此，可扩大转速的指定范围。在角度检测装置200中，通过蜗杆、蜗轮，可以使变速机构18的传递路径弯曲，因此，相比传递路径不弯曲的情况，可以使变速机构18变薄。并且，在角度检测装置200中，使指定条件动态变化的同时指定转速，因此，即使减速比大，也能容易地对准旋转体，减少制造工时。

[0135] [第3实施方式]接下来，对本发明的第3实施方式进行说明。图17是表示第3实施方式涉及的旋转驱动单元300的一构成例的框图。首先，对设计出旋转驱动单元300的过程进行说明。在第2实施方式的说明中，对角度检测装置200单独作为指定第1旋转体20经多次旋转的旋转量θa的绝对型编码器使用的示例进行了说明。从降低成本的观点考虑，绝对型编码器优选可采用处理速度低的CPU。若使用低速CPU，则在高速旋转时处理有可能无法跟上。另一方面，增量编码器在通电停止后重新动作时难以检测绝对旋转位置。

[0136] 因此，本发明人考虑在绝对型编码器上组合增量编码器的构成。尤其，通过在角度检测装置200中组合作为增量编码器的旋转检测装置50，从而在停止后重新动作时能够检测旋转量，因此能够提供高速响应性优秀的旋转量指定单元。图17所示的旋转量指定单元80包括角度检测装置200、旋转检测装置50、旋转量指定装置70。旋转量指定装置70根据角度检测装置200的输出及旋转检测装置50的输出，来指定第1旋转体20的绝对旋转量。另外，将以旋转量指定单元80指定的旋转量表述为绝对旋转量，并与角度检测装置200指定的旋转量区分开。

[0137] 在旋转量指定单元80安装有电机的状态下，期望两者的旋转轴尽可能一致。因此，本发明人设计出了在旋转量指定单元80上组合电机1而一体化的旋转驱动单元300。以下，对旋转驱动单元300进行具体说明。

[0138] 旋转驱动单元300包括角度检测装置200、旋转检测装置50、旋转量指定装置70、电机1，并指定电机1的主轴1a的绝对旋转量并输出。角度检测装置200与第2实施方式的说明相同。旋转检测装置50是输出与作为旋转体的主轴1a的旋转量相应的脉冲数的脉冲串50a的旋转检测装置。旋转检测装置50只要可输出与旋转量相应的脉冲数的脉冲串50a则并无特别限定。在本例中，旋转检测装置50是光学检测码盘50d的狭缝的光学增量式旋转编码器。旋转检测装置50将脉冲串50a输出至连接器55c。

[0139] 旋转检测装置50不使用运算处理，从而具有分辨率高、响应性高的特点。在本例中，角度检测装置200设置在电机1的Z轴方向的端部，旋转检测装置50设置在电机1与角度检测装置200之间。

[0140] 旋转驱动单元300中，主轴1a与第1旋转体20一体旋转，因此，旋转检测装置50输出与第1旋转体20的旋转量相应的脉冲数的脉冲串50a。脉冲串50a的脉冲数与第1旋转体20的旋转量成正比。第1旋转体20的旋转量的变化量(以下称为变化量Δθ)可以通过在脉冲串50a的脉冲数的计数值上乘以比例常数T而指定。比例常数T定义为每脉冲数的旋转量。作为一个示例，比例常数T也可以是狭缝间距，其是用1圈旋转量360°除以码盘50d的狭缝数所得的值。

[0141] 作为电机1，可以采用基于已知原理的电机。本例的电机1是混合式步进电机。优选混合式步进电机是因其扭矩大且分辨率高。

[0142] 旋转量指定装置70根据角度检测装置200输出的输出信号40a、以及旋转检测装置50输出的脉冲串50a，指定第1旋转体20的绝对旋转量。尤其，旋转量指定装置70从输出信号
40a获得第1旋转体20的旋转量θa并存储(以下，将存储的旋转量称为存储旋转量θm)，在计数脉冲串50a的脉冲数得到的计数值上乘以比例常数T从而指定旋转量的变化量Δθ，并在存储旋转量θm上加上所述存储的时刻起的旋转量的变化量Δθ，从而指定第1旋转体20的绝对旋转量70a并输出。

[0143] 存储旋转量θa的存储时刻可根据所需特性来设定。例如，存储时刻可以是通电停止后重新开始动作时，也可以是第1旋转体20的旋转速度超过预先设定的阈值时。旋转量指定装置70构成为，在通电停止后重新开始动作的时刻存储旋转量θa。存储旋转量θm可以随时更新，也可以在预先设定的时刻更新。

[0144] 第3实施方式涉及的旋转驱动单元300包括旋转量指定单元80及电极1，该电极1是包括主轴1a并驱动该主轴1a旋转的混合式步进电机，第1旋转体20构成为与主轴1a一体旋转。根据该构成，即使角度检测装置200的处理部40使用处理速度低的CPU时，也能应对高速旋转而指定绝对旋转量70a。

[0145] 上述各实施方式与变形例的任意组合也可以用作本发明的实施方式。通过组合生成的新的实施方式同时具有组合的实施方式及变形例各自的效果。附图标记说明

[0146] 1电机；1a主轴；5基板；10第1蜗杆；11第1蜗杆变速机构；12第1蜗轮；14第2蜗杆；15第2蜗杆变速机构；16第2蜗轮；18变速机构；20第1旋转体；22中间旋转体；24第2旋转体；30第3蜗杆；31第3蜗杆变速机构；32第3蜗轮；33连接旋转体；34驱动齿轮；35减速机构；36从动齿轮；38第3旋转体；40处理部；50旋转检测装置；60电机单元；70旋转量指定装置；80旋转量指定单元；100角度检测装置；200角度检测装置；300旋转驱动单元。

标题	发布/更新时间	阅读量
基于多波束轮询的传输方法及通讯设备	2020-05-11	67
通信设备和通信方法	2020-05-12	248
非连续接收的方法、终端设备和网络设备	2020-05-13	983
带式供料器	2020-05-11	550
高速移动性通信系统和方法	2020-05-13	404
用于无线网络的网络切片特定寻呼周期	2020-05-12	503
时间提前值的管理	2020-05-13	115
发热装置及其用途	2020-05-11	1065
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解调参考信号的附加数据以及控制区域中的数据复用的有效信令的改进	2020-05-12	279

角度检测装置、旋转量指定单元及旋转驱动单元

角度检测装置、旋转量指定单元及旋转驱动单元

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