具体实施方式

以下，参照图1～图5对第1实施方式进行说明。

图1表示本实施方式的驱动装置10。在图1中，驱动装置10具备：基座部件(固定部)30A，其经由未图示的支承部件(例如臂等)固定于例如设置有机器人装置的工厂的地面(未图示)；马达部14，其旋转驱动细长棒状的第1旋转轴(第1移动轴)18A；弹性部件(弹性体)32，其将马达部14以该马达部14能够相对于基座部件30A移位的方式与基座部件30A连结；减速器48，其使第1旋转轴18A的旋转减速而向细长棒状的第2旋转轴(第2移动轴)18B传递；以及编码器部12，其检测旋转轴18A、18B的旋转角和旋转速度等旋转信息以及施加于马达部14的负荷(详细情况随后论述)。而且，驱动装置10具备：运算装置16，其处理编码器部12的检测信号；和控制装置24，其使用运算装置16的处理结果而驱动马达部14。

在本实施方式中，第1旋转轴18A是空心的圆筒状，第2旋转轴18B以在筒状的第1旋转轴18A的内部18Ad通过的方式配置。以下，与第1旋转轴18A的中心轴平行地取Z轴而进行说明。第1旋转轴18A的中心轴与第2旋转轴18B的中心轴一致，旋转轴18A、18B分别能够绕其中心轴(与Z轴平行的轴)旋转。作为一个例子，马达部14是3相交流马达，但也能够使用直流马达等作为马达部14。

首先，基座部件30A具有：环状的第1支承部件30B；和圆筒状的第2支承部件30C，其相对于第1支承部件30B固定于-Z方向侧。另外，马达部14具有马达壳体30D，该马达壳体30D由圆筒状的保持部件30E和以覆盖保持部件30E的+Z方向的侧面的方式设置的环状的按压部件30F构成，在马达壳体30D的相对的两个侧面部经由一对旋转轴承28A和28B以能够旋转的方式支承有第1旋转轴18A。另外，马达部14具有：多个磁体20，其安装固定于第1旋转轴18A的中央的轴部18Ac的外表面；和多个线圈22，其以包围磁体20的方式配置在马达壳体30D的内表面。线圈22经由多个信号线26与控制装置24连接。

另外，基座部件30A的+Z方向的端部的第1支承部件30B的侧面与马达壳体30D(保持部件30E)的-Z方向的端部30Ea的侧面由弹性部件32连结。在沿着第1旋转轴18A和第2旋转轴18B的中心轴的方向(Z方向)上，弹性部件32以与第1支承部件30B和保持部件30E接触的方式配置于基座部件30A(第1支承部件30B)与马达壳体30D(保持部件30E)之间。

如图2的(A)所示，弹性部件32具有：内侧的环状带部(例如第1要素)32a，其固定于端部30Ea；外侧的环状带部(例如第2要素)32b，其固定于第1支承部件30B；以及多个(例如3个、4个、5个等)板簧部(例如第3要素)32c，其在半径方向上连结环状带部32a、32b。环状带部32a、32b的中心与旋转轴18A、18B的中心轴一致，板簧部32c能够绕该中心轴在规定范围内弹性变形。弹性部件32也是所谓的挠性部件。因此，利用弹性部件32，包括马达壳体30D的马达部14能够相对于基座部件30A在绕其中心轴(例如与旋转轴18A、18B的中心轴一致的轴)或绕与Z轴平行的轴的旋转方向(以下称为θz方向)上在规定范围内向+θz方向或-θz方向旋转。另外，对于弹性部件32，通过提高其板簧部32c的刚性，能够缩小马达部14相对于基座部件30A的θz方向的相对旋转角的范围。

另外，返回图1，在基座部件30A的第2支承部件30C的内部经由旋转轴承28D配置有减速器48(速度转换部或传递部)。在第1旋转轴18A的-Z方向的端部18Ab连结有减速器48的输入轴46，减速器48的输出轴与第2旋转轴18B的-Z方向的端部18Bb连结。减速器48使第1旋转轴18A的转速降低例如1/300左右而向第2旋转轴18B传递。在减速器48的-Z方向的面(第2旋转轴18B的-Z方向的端部)连结有被驱动部(未图示)。在本实施方式中，弹性部件32配置于减速器48的附近。

在马达壳体30D的+Z方向的侧面固定有具有层差的圆筒状的支承部件(编码器壳体、编码器的主体部)30G，在固定于支承部件30G的+Z方向的面上的安装部件30H的内表面，经由旋转轴承28C和固定部件(轴固定部)30I支承有第2旋转轴18B的+Z方向的端部18Ba。在支承部件30G的内表面经由支承部件36保持有基板38A，在安装部件30H的+Z方向的面上安装有基板38B，在第1支承部件30B的+Z方向的面上安装有基板38C。

另外，在第1旋转轴18A的+Z方向的端部18Aa的顶端的支承部件36A和第2旋转轴18B的端部18Ba，安装有分别形成有用于检测旋转方向的位置的反射型的图案(未图示。以下，也称为旋转型的检测图案)的环状带状的第1旋转板34A和圆板状的第2旋转板34B。而且，在马达壳体30D的-Z方向的端部30Ea(马达部的连结部)的-Z方向的面(弹性部件32的内侧的环状带部32a的外侧的区域)安装有形成有反射型且旋转型的检测图案的环状带状的第3旋转板34C。

编码器部12具备第1检测部33A、第2检测部33B、以及第3检测部33C。第1检测部(位置检测用传感器)33A具有：第1旋转板34A；光源40A，其向第1旋转板34A的图案照射检测光；受光元件42A，其接收来自该第1旋转板34A的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44A，其处理受光元件42A的检测信号而求出旋转板34A(和第1旋转轴18A)相对于马达部14的在θz方向上的位置的信息(包括角度、角速度、和/或表示第1旋转轴18A旋转了几圈的多旋转信息在内的位移信息)(以下称为编码器信息)S1A。光源40A、受光元件42A、处理电路44A安装于基板38A。另外，第2检测部(位置检测用传感器)33B具有：第2旋转板34B；光源40B，其向第2旋转板34B的图案照射检测光；受光元件42B，其接收来自该第2旋转板34B的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44B，其处理受光元件42B的检测信号而求出旋转板34B(和第2旋转轴18B)相对于马达部14的在θz方向上的编码器信息S1B。光源40B、受光元件42B、处理电路44B安装于基板38B。

第3检测部33C具有：第3旋转板34C；光源40C，其向第3旋转板34C的图案照射检测光；受光元件42C，其接收来自该第3旋转板34C的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44C，其处理受光元件42C的检测信号而求出旋转板34C(和马达部14)相对于基座部件30A的在θz方向上的编码器信息S1C。光源40C、受光元件42C、处理电路44C安装于基板38C。在第1支承部件30B(固定部的连结部)的+Z方向的面上安装有基板38C。即，第3检测部33C以与第1检测部33A和第2检测部33B在构造上分离的方式构成(配置于与第1检测部33A和第2检测部33B分离开的位置)，配置于第1支承部件30B(基座部件30A的与弹性部件32之间的连结部)和马达壳体30D的-Z方向的端部30Ea(马达部14的与弹性部件32之间的连结部)。本实施方式的检测部33A～33C也分别是旋转编码器。向运算装置16供给编码器信息S1A、S1B、S1C。旋转板34A～34C也能够称为旋转型的刻度尺或盘。此外，在旋转板34A～34C上形成的检测图案可以是绝对型或递增型等任一种图案。另外，旋转板34A～34C是反射型，但也可以在旋转板34A～34C上形成有透过型的图案。

运算装置16向控制装置24供给使用编码器信息S1A、S1B、S1C而生成的马达部14的驱动量的信息，控制装置24据此控制向线圈22供给的电流值。利用该动作，第2旋转轴18B的旋转角等被控制成目标值。

接着，对本实施方式的驱动装置10的运算装置16和控制装置24的构成进行说明。图2的(B)是图1的驱动装置10的力学模型。在图2的(B)中，马达部14的保持部件30E经由弹性部件32与基座部件30A连结，减速器48经由第1旋转轴18A与马达部14连结，被驱动部50经由第2旋转轴18B与减速器48连结。在此，将弹性部件32的刚性设为K_B、粘性比例系数设为C_B，将马达部14的转矩设为J_M、粘性比例系数设为C_M，将减速器48的刚性设为K、粘性比例系数设为C、减速比设为R，将被驱动部50的转矩设为J_L，将驱动装置10整体的转矩设为J_all，将从马达部14经由第1旋转轴18A作用于减速器48的转矩设为τ_M，将从减速器48经由第2旋转轴18B作用于被驱动部50的转矩设为τ_L。在本实施方式中，转矩τ_L是作用于马达部14的负荷。该负荷(转矩τ_L)作为时间的函数而变动，因此，若不进行某些补偿，则会影响马达部14的旋转精度(相对于被驱动部50的旋转角的目标值的误差)。因此，如随后论述那样使用第3检测部(负荷检测用传感器)33B的检测结果而检测该负荷。

即，由第3检测部33C计量马达部14相对于基座部件30A(作为第3检测部33C的检测的基准位置的基座部件30A)的旋转角θ_B，由第1检测部33A计量第1旋转轴18A相对于马达部14(或保持部件30E)(作为第1检测部33A的检测的基准位置的马达部14或保持部件30E)的旋转角θ_M，由第2检测部33B计量第2旋转轴18B相对于马达部14(或保持部件30E)(作为第1检测部33A的检测的基准位置的马达部14或保持部件30E)的旋转角θ_L。旋转角θ_B、θ_M、θ_L包含于上述的编码器信息S1A、S1B、S1C。此外，第2检测部33B也可以检测第2旋转轴18B相对于减速器48的旋转角而使用该旋转角来替代旋转角θ_L。

另外，图3是与图2的(B)的力学模型相对应地表示图1的驱动装置10的框图。图3也是控制电路的一个例子，该控制电路用于使用由编码器部12检测到的旋转角θ_M、θ_L及θ_B的信息而求出施加于马达部14的负荷的信息，并以使第2旋转轴18B(被驱动部)以作为目标的旋转角旋转的方式驱动马达部14。在图3中，变量s是拉普拉斯变换的变量，若将频率设为f(Hz)、将角频率设为ω，则在稳定状态下，s＝i2πf＝iω(i是虚数单位)。在图3中，由被驱动部50、减速器48、以及马达部14表示的以虚线围成的块表示各自的传递函数的要素。

在马达部14中，从控制装置24供给的与转矩指令值τ_M相对应的信号向减法点56A供给，也向减法点56A供给从与减速器48的减速比R相对应的转换部58H输出的信号，在减法点56A处求出的该两个信号的差值的信号经由以传递函数(1/(J_Ms+C_M))表示的块56B向积分部56C和减速器48的转换部58E供给，积分部56C的输出作为与由第1检测部33A检测的旋转角θ_M相对应的信号向运算装置16的合成部52和减速器48的转换部58A供给。

另外，在减速器48中，转换部58A的输出信号向减法点58B供给，也向减法点58B供给从被驱动部50输出的(由第2检测部33B检测的)与旋转角θ_L相对应的信号，在减法点58B处取该两个信号的差值而得到的信号经由刚性K的弹性部58C向加法点58D供给。另外，从转换部58E输出的信号和从被驱动部50的随后论述的旋转部60A输出的信号向减法点58F供给，从减法点58F输出的差值的信号经由粘性比例系数C的减振器部58G向加法点58D供给，加法点58D的输出信号向与减速比R相对应的转换部58H和被驱动部50供给，转换部58H的输出信号向马达部14的减法点56A供给。

在被驱动部50中，从减速器48的加法点58D供给的信号经由基于转矩J_L的旋转部60A向积分部60B和减速器48的减法点58F供给，积分部60B的输出作为由第2检测部33B检测的与旋转角θ_L相对应的信号向运算装置16的合成部52和减速器48的减法点58B供给。

图4表示根据与旋转角θ_L和θ_M相对应的信号求出与第2旋转轴18B的准确的旋转角相对应的信号的合成部52的一个例子。在图4中，与旋转角θ_L相对应的信号向使比规定的截止频率低的频带F₁的信号通过的低通滤波器部68D和规定的增益α的乘法部68A供给，与旋转角θ_M相对应的信号向规定的增益β的乘法部68B供给。另外，乘法部68A和乘法部68B的输出信号在加法点68C处相加，相加后的信号向使比规定的截止频率高的频带F₂的信号通过的高通滤波器部68E供给，在加法点68F处使滤波器部68D和68E的输出信号相加而得到的信号(以下称为信号y_FS-SRC)向图3的控制装置24供给。通过使用合成部52，能根据两个旋转角θ_L和θ_M高精度地求出与第2旋转轴18B(被驱动部50)的实际旋转角(包括减速器48中的齿隙的影响等在内的准确的旋转角)相对应的信号y_FS-SRC(位置信息或与马达部14的驱动量相关的信息)。

此外，作为合成部52，也能够使用例如生成与以减速器48的已知的减速比减小旋转角θ_M而得到的值与旋转角θ_L的加权平均相当的信号的电路。在该情况下，可以使旋转角θ_L的权重比以该减速比使旋转角θ_M减小而得到的值的权重大。

另外，也能够将减速器48视作弹性部件，因此，驱动装置10(或者编码器部12)也能够使用上述的两个旋转角θ_L与θ_M的差值而求出从被驱动部50作用于减速器48的负荷的转矩。也可以将求出该负荷的转矩的电路设置于运算装置16内。

在图3中，表示从被驱动部50向马达部14的负荷的转矩τ_L由假想地表示弹性部件32的传递函数(-1/(J_alls²+C_Bs+K_B))的块62A转换成马达部14相对于基座部件30A的旋转角θ_B，该旋转角θ_B由第3检测部33C检测而向运算装置16供给。在运算装置16中，与旋转角θ_B相对应的信号向实质上具有与块62A相反的传递函数(J_alls²+C_Bs+K_B/D(s))(函数D(s)是基于例如实测等而确定的修正用的函数)的特性的转矩复原部62B和低通滤波器部62C供给。低通滤波器部62C的输出信号向减法点62F供给，与由转矩复原部62B复原后的转矩τ_LB相对应的信号向减法点62D供给。在减法点62D处，从与预先设定的转矩的参照值τ_L ^ref相对应的信号减去与复原后的转矩τ_LB相对应的信号而得到的信号(与转矩的差值Δτ相对应的信号)经由具有以如下的传递函数G_imp(s)表示的特性的块(以下称为阻抗部)62E向减法点62F供给。此外，在式(1)中，系数J_imp表示转矩，系数C_imp表示粘性比例系数，系数K_imp表示刚性。这些系数能够在运算装置16内以软件变更。

传递函数G_imp(s)＝1/(J_imps²+C_imps+K_imp)…(1)

阻抗部62E是为了相对于负荷的转矩τ_L的变动抑制马达部14的旋转角θ_B的变化(进而抑制第2旋转轴18B(被驱动部50)的旋转角的相对于目标值的变化)而使用的。例如若将系数K_imp设定得较大，则相对于负荷转矩τ_L的变动，马达部14变得生硬，旋转角θ_B的变化变小。另一方面，若将系数K_imp设定得较小，则相对于负荷转矩τ_L的变动，马达部14变得灵活，旋转角θ_B的变化变大。这些系数根据驱动装置10的用途等设定成最佳的值。

另外，在减法点62F处，将从目标旋转角设定部66输出的与被驱动部50的目标旋转角相对应的信号r与从阻抗部62E输出的信号相加，从相加而得到的该值减去从低通滤波器部62C输出的信号而得到的信号(与被驱动部50的目标旋转角θ_L ^ref相对应的信号)向控制装置24的减法点64A和前馈部64D供给。

在控制装置24中，也从合成部52向减法点64A供给与被驱动部50的准确的旋转角相对应的信号y_FS-SRC，在减法点64A处从与目标旋转角θ_L ^ref相对应的信号减去信号y_FS-SRC而得到的信号e向反馈部64B供给。前馈部64D的传递函数C_FF(s)和反馈部64B的传递函数C_FB(s)是任意的。在加法点64C处使前馈部64D的输出信号u_FF和反馈部64B的输出信号u_FB相加而得到的信号u(与转矩指令值τ_M相对应的信号)向马达部14的减法点56A供给。

接着，参照图5的流程图对本实施方式的驱动装置10的控制方法的一个例子进行说明。首先，在图5的步骤102中，向控制装置24内的目标旋转角设定部66内的输出部输入被驱动部50的目标旋转角。并且，在步骤104中，从该输出部经由控制装置24向马达部14供给与目标旋转角相对应的信号r，马达部14开始第1旋转轴18A的驱动。另外，在步骤106中，第1检测部33A进行第1旋转轴18A的旋转角θ_M的检测，在步骤108中，第2检测部33B进行第2旋转轴18B的旋转角θ_L的检测，在步骤110中，第3检测部33C进行马达部14的旋转角θ_B的检测。此外，以规定周期实质上并行地执行步骤106～110的动作。

并且，在步骤112中，运算装置16内的合成部52使用旋转角θ_M、θ_L而求出与被驱动部50的实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC，在步骤114中，运算装置16内的转矩复原部62B使用旋转角θ_B而计算(复原)负荷的转矩τ_LB。在接下来的步骤116中，在阻抗部62E和减法点62F处，使用负荷的转矩τ_LB和旋转角θ_B而求出与被驱动部50的目标旋转角θ_L ^ref相对应的信号(马达部14的驱动量的修正值)。而且，在步骤118中，控制装置24使用与被驱动部50的目标旋转角相对应的信号r、与实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC、以及与目标旋转角θ_L ^ref相对应的信号而求出与马达部14的转矩指令值τ_M相对应的信号(驱动量)，将该信号向马达部14供给(设定驱动量)，从而马达部14以抑制由负荷的转矩τ_L导致的被驱动部50的旋转角的变化的方式驱动第1旋转轴18A。

于在接下来的步骤120中不使马达部14停止的情况下，在步骤122中，目标旋转角设定部66更新目标旋转角(目标旋转角根据时间而变化，因此，根据时间的经过而一个接一个地设定新的目标旋转角)，动作返回步骤104；于在步骤122中使马达部14停止的情况下，动作转向步骤124而使马达部14停止。如此根据驱动装置10，使用由编码器部12的第3检测部33B检测的旋转角θ_B而计算负荷的转矩τ_LB，使用计算出的转矩τ_LB而求出与目标旋转角θ_L ^ref相对应的信号，利用该信号修正马达部14的驱动量。因此，即使在负荷的转矩τ_L的变动大的情况下，也能够将马达部14设为大输出、且将第2旋转轴18B(被驱动部50)的旋转角高精度地控制成目标值。另外，也可以是，在例如驱动装置10的组装调整时，以使计算出的该负荷的转矩τ_LB处于规定的容许范围内的方式对第2旋转轴18B施加负荷。由此，能够防止在组装调整时对马达部14施加较大的负荷。

如上所述，本实施方式的编码器部12是设置于驱动装置10的编码器，该驱动装置10具备：马达部14，其经由弹性部件32与基座部件30A(固定部)连结，并驱动第1旋转轴18A(第1位移部)；和减速器48(传递部)，其对第1旋转轴18A的旋转角进行转换而向第2旋转轴18B(第2位移部)传递。并且，编码器部12具备：第1检测部33A，其检测第1旋转轴18A的旋转角θ_M(第1位移信息)；第2检测部33B，其检测第2旋转轴18b的旋转角θ_L(第2位移信息)；第3检测部33C，其检测马达部14相对于基座部件30A的旋转角θ_B(第3位移信息)；以及运算装置16，其使用旋转角θ_M和θ_L而求出与第2旋转轴18B(被驱动部50)的实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC(与马达部14的驱动量相关的信息)，并使用旋转角θ_B而求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB(通过运算求出)。

根据编码器部12，能够使用1个第3检测部33C的检测信号而求出从基座部件30A施加于马达部14的负荷、即从被驱动部50施加于马达部14的负荷的转矩τ_LB。另外，第3检测部33C设置于与减速器48和第2旋转轴18B(被驱动部50)分开的位置。因此，即使存在第2旋转轴18B(输出轴)的旋转角的偏差和因第2旋转轴18B的润滑脂导致的摩擦等，也能够以简单的结构高精度地检测针对马达部14的负荷。

另外，本实施方式的驱动装置10具备：基座部件30A；马达部14，其驱动第1旋转轴18A；弹性部件32，其将马达部14以该马达部14能够相对于基座部件30A移位的方式与该基座部件30A连结；减速器48，其对第1旋转轴18A的旋转角进行转换而驱动第2旋转轴18B；第1检测部33A，其检测第1旋转轴18A的旋转角θ_M；第2检测部33B，其检测第2旋转轴18b的旋转角θ_L；第3检测部33C，其检测马达部14相对于基座部件30A的旋转角θ_B；运算装置16，其使用旋转角θ_M和θ_L而求出与第2旋转轴18B的实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC，并使用旋转角θ_B而求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB；以及控制装置24，其使用由运算装置16求出的信息(信号y_FS-SRC和负荷的转矩τ_LB)而控制马达部14。

另外，本实施方式的控制系统是驱动装置10的控制系统，其具备：第1～第3检测部33A、33B、33C，其检测旋转角θ_M、θ_L以及θ_B；运算装置16，其使用旋转角θ_M和θ_L而求出与第2旋转轴18B的实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC，并使用旋转角θ_B而求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB；以及控制装置24，其使用由运算装置16求出的信息(信号y_FS-SRC和负荷的转矩τ_LB)而控制马达部14。

另外，本实施方式的控制方法是驱动装置10的控制方法，其具有如下步骤：检测第1旋转轴18A的旋转角θ_M的步骤106；检测第2旋转轴18b的旋转角θ_L的步骤108；检测马达部14的旋转角θ_B的步骤110；使用旋转角θ_M和θ_L而求出与第2旋转轴18B的实际的旋转角相对应的信号y_FS-SRC的步骤112；使用旋转角θ_B而求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB的步骤114；以及使用所求出的该信息(信号y_FS-SRC和负荷的转矩τ_LB)而控制马达部14的步骤118。

根据本实施方式的驱动装置10、控制系统、以及控制方法，能够利用编码器部12高精度地求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB。而且，通过使用该负荷的转矩τ_LB修正马达部14的驱动量，从而即使在该负荷大幅度变动的情况下，也能够将马达部14设为大输出、且将第2旋转轴18B(输出轴)的旋转角高精度地控制成目标值。

另外，在驱动装置10中，为了利用编码器部12高精度地检测第2旋转轴18B(被驱动部50)的旋转角，期望的是，在基座部件30A与马达部14之间存在较高的刚性，马达部14的旋转角的变化较小。另一方面，为了高精度地检测针对马达部14的负荷的转矩，期望的是，使基座部件30A与马达部14之间的刚性降低而使得基座部件30A与马达部14能够以一定程度相对旋转。在本实施方式中，经由弹性部件32将马达部14与基座部件30A连结，因此，降低了基座部件30A与马达部14之间的实际的刚性。另外，为了抑制由基座部件30A与马达部14之间的刚性的降低导致的由编码器部12进行的第2旋转轴18B的旋转角的检测精度的降低，利用第3检测部33C检测马达部14相对于基座部件30A的旋转角θ_B，使用该旋转角θ_B而求出针对马达部14的负荷的转矩τ_LB。因此，通过使用该负荷的转矩τ_LB修正根据第1检测部33A和第2检测部33B的检测结果所求出的第2旋转轴18B的旋转角，或者，根据该负荷的转矩τ_LB修正马达部14的驱动量，从而能够高精度地检测第2旋转轴18B的旋转角，或者，能够将第2旋转轴18B的旋转角高精度地控制成目标旋转角。

此外，在上述的实施方式中使用了反射型或透过型的光学式检测器作为检测部33A～33C。除此之外，也可以使用磁式或静电电容方式等的检测器作为检测部。而且，检测部33A～33C具有旋转板34A～34C，但也可以将旋转轴18A、18B的端部18Aa、18Ba和马达壳体30D的保持部件30E等用作旋转板。即，也可以是，在端部18Aa、18Ba和保持部件30E的表面形成有表示旋转方向的位置的磁化图案或反射图案等，利用包括磁传感器或受光元件等的检测部检测其旋转信息。

另外，除了图2的(A)那样的结构之外，弹性部件32还能够使用例如绕从第1旋转轴18A的中心轴穿过的直线卷绕的弹簧那样的任意形状的弹性部件或橡胶那样的具有弹性的高分子物质的弹性部件。

接着，参照图10和图11对上述实施方式的变形例进行说明。在图10和图11中，对与图1和图2相对应的部分标注相同或类似的附图标记并省略其详细的说明。

图10表示该变形例的驱动装置10D，图11表示图10中的弹性部件32E。在图10中，驱动装置10D具备：基座部件(固定部)30B1，其经由未图示的支承部件(例如臂等)固定于例如设置有机器人装置的工厂的地面(未图示)；第2旋转轴18B(输出轴或第2移动轴)，其经由旋转轴承28D以能够旋转的方式支承于基座部件30B1；第1旋转轴18A(第1移动轴)，其经由减速器48B与第2旋转轴18B连结；马达部14C，其支承于与基座部件30B1连结的保持部件30E1而旋转驱动第1旋转轴18A；弹性部件(弹性体)32E，其将马达部14C(保持部件30E1)以该马达部14C(保持部件30E1)能够相对于基座部件30B1移位的方式与该基座部件30B1连结；制动器48C，其用于使第1旋转轴18A的旋转停止；以及编码器部，其检测旋转轴18A、18B的旋转角和旋转速度等旋转信息以及施加于马达部14C的上述的负荷。

另外，以能够相对于保持部件30E1旋转的方式支承第1旋转轴18A，旋转轴18A、18B能够分别绕其中心轴(与Z轴平行的轴)旋转。作为一个例子，马达部14C是3相交流马达，但也能够使用直流马达等作为马达部14C。

本变形例的编码器部也具备：第1检测部33A，其用于求出第1旋转板34A(第1旋转轴18A)相对于马达部14C的在θz方向上的编码器信息；第2检测部33B，其用于求出第2旋转板34B(第2旋转轴18B)相对于马达部14C的在θz方向上的编码器信息；以及第3检测部33C，其求出第3旋转板34C(和马达部14C)相对于基座部件30B1的在θz方向上的编码器信息S1C。第1旋转板34A与第1旋转轴18A连结，第2旋转板34B与第2旋转轴18B连结。另外，第1检测部33A的光源和受光元件、以及第2检测部33B的光源和受光元件设置于与保持部件30E1连结的基板38A。另外，第2旋转板34B的侧面(+Z方向的面)由罩部件30P覆盖。

而且，第3旋转板34C固定于弹性部件32E，第3检测部33C的光源和受光元件经由基板38C支承于保持部件30E1。此外，第3旋转板34C的旋转范围比1圈小，因此，作为第3旋转板34C，也可以使用形成有用于检测旋转方向的位置的图案的半圆程度的板。

如图11所示，弹性部件32E具有：内侧的环状带部(例如第1要素)32Ea，其固定于图10的保持部件30E1；外侧的环状带部(例如第2要素)32Eb，其固定于图10的基座部件30B1；以及多个(例如3个、4个、5个等)板簧部(例如第3要素)32Ec，其在半径方向上连结内侧的环状带部和外侧的环状带部。该板簧部32Ec能够绕中心轴(例如与旋转轴18A、18B的中心轴一致的轴)在规定范围内弹性变形。因此，利用弹性部件32E，保持部件30E1内的马达部14C能够相对于基座部件30B1在绕其中心轴(例如与旋转轴18A、18B的中心轴一致的轴)或绕与Z轴平行的轴的旋转方向(θz方向)上在规定范围内向+θz方向或-θz方向旋转。另外，具有图案的第3旋转板34C与弹性部件32E的内侧的环状带部32Ea连结。通过提高弹性部件32E的板簧部32Ec的刚性，能够缩小马达部14C相对于基座部件30B1的在θz方向上的相对旋转角的范围。其他的结构等与第1实施方式同样。

根据该变形例，能够与上述的实施方式同样地利用编码器部高精度地求出针对马达部14C的负荷的转矩τ_LB。而且，通过使用该负荷的转矩τ_LB修正马达部14C的驱动量，即使在该负荷大幅度变动的情况下，也能够将马达部14C设为大输出、且将第2旋转轴18B(输出轴)的旋转角高精度地控制成目标值。

接着，参照图6对第2实施方式进行说明。此外，在图6中，对与图1相对应的部分标注相同的附图标记并省略其详细的说明。

图6表示本实施方式的驱动装置10A。在图6中，驱动装置10A具备：基座部件(固定部)31A，其固定于例如设置有驱动装置10A的工厂的地面(未图示)；马达部14A，其驱动第1旋转轴18A；弹性部件32A，其将马达部14A以该马达部14A能够相对于基座部件31A移位的方式与该基座部件31A连结；减速器48A，其使第1旋转轴18A的旋转减速而向第2旋转轴18B传递；以及编码器部12A，其检测旋转轴18A、18B的旋转信息和施加于马达部14A的负荷。

在本实施方式中，也与第1旋转轴18A的中心轴平行地取Z轴而进行说明。基座部件31A具有圆筒状的支承部件31B和将支承部件31B的-Z方向的端部覆盖的按压部件31C。另外，马达部14A具有：马达壳体30D，其具有呈圆筒状且两端被封堵的保持部件30E(包括图1的按压部件30F)、和固定于保持部件30E的-Z方向的端部并呈圆筒状且在内部形成有层差的保持部件31D；环状的连结部件30J，其以包围马达壳体30D的中央部的方式设置；线圈22，其固定于马达壳体30D的内表面；以及磁体20，其固定于第1旋转轴18A的外表面。在保持部件30E的两端，分别经由推力轴承29A、29B和旋转轴承28E、28F以第1旋转轴18A能够绕其中心轴、即绕与Z轴平行的轴(在θz方向上)旋转的方式支承第1旋转轴18A。

另外，在基座部件31A的支承部件31B的内表面，经由旋转轴承28A、28B以能够在θz方向上旋转的方式支承有马达部14A的马达壳体30D。而且，马达部14A的连结部件30以被两个推力轴承28G、28H夹持、能够在θz方向上旋转、且无法在Z方向上移动的状态支承于支承部件31B的内表面的凹部。

另外，在保持部件31D的-Z方向的端部经由圆筒状的连结部件30L固定有圆板状的连结部件31E，按压部件31C的+Z方向的面与连结部件31E的-Z方向的面由弹性部件32A连结，该弹性部件32A由例如沿θz方向卷绕的弹簧构成。利用弹性部件32A，马达部14A(连结部件31E)相对于基座部件31A以能够在规定范围内向+θz方向或-θz方向旋转的方式被支承。通过提高弹性部件32A的刚性，能够缩小马达部14A相对于基座部件31A的在θz方向上的相对旋转角的范围。

另外，在马达壳体30D的+Z方向的侧面固定有圆筒状的支承部件30G，在固定于支承部件30G的+Z方向的面上的安装部件30H的内表面，经由旋转轴承28I以能够旋转的方式支承有与第1旋转轴18A的+Z方向的端部连结的减速器48A的输入轴46A。而且，在安装部件30H的内表面的+Z方向侧的部分经由旋转轴承28D和推力轴承29C以能够旋转的方式支承有减速器48A，在减速器48A的输出轴连结有第2旋转轴18B的+Z方向的端部。在减速器48A的+Z方向的面(第2旋转轴18B的+Z方向的端部)连结有被驱动部(未图示)。

而且，第2旋转轴18B的+Z方向的端部经由固定部件30I和旋转轴承28J以能够在θz方向上旋转的方式支承于输入轴46A的内表面。另外，第2旋转轴18B的-Z方向的端部经由固定部件30M和旋转轴承28C以能够在θz方向上旋转的方式支承于连结部件30L的内表面。

另外，在固定于第1旋转轴18A的-Z方向的端部上的支承部件30K、和第2旋转轴18B的-Z方向的端部，分别安装有形成有反射型且旋转型的检测图案的环状带状的第1旋转板34A和圆板状第2旋转板34B。而且，在基座部件31A的连结部件31E的+Z方向的面上安装有形成有反射型且旋转型的检测图案的环状带状的第3旋转板34C。

本实施方式的编码器部12A具有第1检测部33A和第2检测部33B，该第1检测部33A包括：第1旋转板34A；光源40A，其向第1旋转板34A的图案照射检测光；受光元件42A，其接收来自该第1旋转板34A的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44A，其处理受光元件42A的检测信号而求出旋转板34A(和第1旋转轴18A)相对于马达部14的在θz方向上的编码器信息S1A，该第2检测部33B包括：第2旋转板34B；光源40B，其向第2旋转板34B的图案照射检测光；受光元件42B，其接收来自该第2旋转板34B的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44B，其处理受光元件42B的检测信号而求出旋转板34B(和第2旋转轴18B)相对于马达部14A的在θz方向上的编码器信息S1B。

另外，编码器部12A具有第3检测部33C，该第3检测部33C包括：第3旋转板34C；光源40C，其向第3旋转板34C的图案照射检测光；受光元件42C，其接收来自该第3旋转板34C的图案的光(例如反射光)；以及处理电路44C，其处理受光元件42C的检测信号而求出旋转板34C(和马达部14A)相对于基座部件31A的在θz方向上的编码器信息S1C。光源40A、受光元件42A以及处理电路44A支承于保持部件31D，光源40B、受光元件42B以及处理电路44B支承于连结部件30L。光源40C、受光元件42C以及处理电路44C支承于连结部件31E。其他结构与第1实施方式同样。

即，检测部33A～33C的编码器信息S1A、S1B、S1C向运算装置16供给，运算装置16使用该编码器信息S1A、S1B而求出第2旋转轴18B的实际的旋转角的信息，使用编码器信息S1C而求出从基座部件31A施加于马达部14A的负荷(进而从被驱动部施加于马达部14A的负荷)的转矩的信息，根据该转矩的信息求出马达部14A的驱动量的修正值的信息，并将所求出的信息向控制装置24供给。控制装置24使用从运算装置16供给的信息而驱动马达部14A。

在本实施方式中也是，编码器部12A能够使用1个第3检测部33C的检测信号而求出针对马达部14A的负荷(转矩)，并且，第3检测部33C设置于与减速器48A和第2旋转轴18B(被驱动部)分开的位置。因此，即使存在第2旋转轴18B(输出轴)的旋转角的偏差、和因第2旋转轴18B的润滑脂导致的摩擦等，也能够利用简单的结构高精度地检测针对马达部14A的负荷。并且，驱动装置10能够使用该检测结果而高精度地控制第2旋转轴18B的旋转角。

接着，参照图7对第3实施方式进行说明。此外，在图7中，对与图6相对应的部分标注相同的附图标记并省略其详细的说明。

图7表示本实施方式的驱动装置10B。在图7中，在驱动装置10B的基座部件31A的圆筒状的支承部件31B的内表面，经由旋转轴承28A、28B以能够在θz方向上旋转的方式支承马达部14A的马达壳体30D。而且，在支承部件31B的内表面的旋转轴承28A、28B的中央位置处，由多个(例如4个)板簧32B、32C(其他的例如两个板簧未图示)支承马达部14A的马达壳体30D。板簧32B、32C配置于马达壳体30D的侧面(外周面)侧且支承部件31B的内表面侧。另外，在图7中，板簧32B、32C与马达壳体30D的侧面和支承部件31B的内表面接触而被固定。利用板簧32C、32D(弹性体)，马达部14A(马达壳体30D)相对于基座部件31A以能够在规定范围内向+θz方向或-θz方向旋转的方式被支承。通过提高板簧32C、32D的刚性，能够缩小马达部14A相对于基座部件31A的在θz方向上的相对旋转角的范围。

另外，在基座部件31A的按压部件31C的+Z方向的面的中央部，经由平板状的支承部件31F安装有形成有反射型且旋转型的检测图案的圆板状的第3旋转板34C。而且，向第3旋转板34C的图案照射检测光的光源40C、接收来自该第3旋转板34C的图案的光(例如反射光)的受光元件42C和处理其检测信号的处理电路44C支承于与马达壳体30D(马达部14A)连结的连结部件30L。本实施方式的编码器部12A具有第3检测部33C，该第3检测部33C包括第3旋转板34C、光源40C、受光元件42C以及处理电路44C，求出马达部14A相对于基座部件31A(旋转板34C)的在θz方向上的编码器信息S1C。其他结构与第2实施方式相同，编码器部12A也具有第1检测部33A和第2检测部33B。

在本实施方式中也是，编码器部12A能够使用1个第3检测部33C的检测信号而求出针对马达部14A的负荷(转矩)，并且，第3检测部33C设置于与减速器48A和第2旋转轴18B(被驱动部)分开的位置。因此，获得与第2实施方式同样的效果。

接着，参照图8对第4实施方式进行说明。此外，在图8中，对与图1相对应的部分标注相同的附图标记并省略其详细的说明。

图8表示本实施方式的驱动装置10C。在图8中，驱动装置10C具备L字型的基座部件31G、马达部14B、编码器部12B、运算装置16A以及控制装置24A。在基座部件31G的上表面31Ga经由线性导轨31H设置有马达部14B，马达部14B旋转驱动与上表面31Ga平行地配置的滚珠丝杆18C。以下，与滚珠丝杆18C平行地取Z轴而进行说明。可动部31I与滚珠丝杆18C螺纹结合，在可动部31I的上表面固定有可动台31J，在可动台31J的上表面载置被加工物(未图示)。通过利用马达部14B旋转驱动滚珠丝杆18C，从而可动台31J经由可动部31I而在Z方向上移动。滚珠丝杆18C经由旋转轴承(未图示)支承于上表面31Ga，可动部31I沿着引导部件(未图示)移动。

另外，基座部件31G的背面31Gb与马达部14B的-Z方向的面利用绕与Z轴平行的轴卷绕的弹簧状的弹性部件32D而连结。马达部14B能够沿着线性导轨31H在Z方向上移动，马达部14B利用弹性部件32D以该马达部14B能够相对于基座部件31G在Z方向上移位的方式与该基座部件31G连结。通过提高弹性部件32D的刚性，能够缩小马达部14B的Z方向的位移范围。

另外，本实施方式的编码器部12B具有第1检测部33A、第2检测部33D以及第3检测部33E。第1检测部33A具有设置于滚珠丝杆18C上的旋转板34A、设置于马达部14B的支承部件36B上的光源40A、受光元件42A以及处理电路44A，生成包括滚珠丝杆18C(第1位移部)相对于马达部14B的绕与Z轴平行的轴的旋转角在内的编码器信息S2A。另外，在基座部件31G的上表面31Ga分别经由未图示的支承部件而与Z轴平行地配置有形成有格子图案等的刻度尺部34D和34E。并且，第2检测部33D具有刻度尺部34D和受光发光元件部33Da，该受光发光元件部33Da设置于可动部31I，并读取刻度尺部34D的图案，该第2检测部33D生成包括可动台31J(第2位移部)相对于马达部14B的在Z方向上的位置在内的编码器信息S2B。第3检测部33E具有刻度尺部34E和受光发光元件部33Ea，该受光发光元件部33Ea设置于马达部14B，并读取刻度尺部34E的图案，该第3检测部33E生成包括马达部14B相对于基座部件31G的在Z方向上的位置在内的编码器信息S2C。本实施方式的检测部33D、33E是光学式的线性编码器。所生成的编码器信息S2A、S2B、S2C向运算装置16A供给。

运算装置16A使用编码器信息S2A、S2B而求出可动台31J的Z方向的位置的信息，使用编码器信息S2C而求出从基座部件31G施加于马达部14B的负荷(进而从可动台31J施加于马达部14B的负荷)的信息，根据该负荷的信息求出马达部14B的驱动量的修正值的信息，将所求出的信息向控制装置24A供给。控制装置24A使用从运算装置16A供给的信息而驱动马达部14B。

在本实施方式中也是，编码器部12B能够使用1个第3检测部33E的检测信号而求出针对马达部14B的Z方向的负荷，并且，第3检测部33E设置于与滚珠丝杆18C(第1位移部)和可动台31J(第2位移部)分开的位置。因此，即使存在可动台31J的位置的偏差、以及在可动台31J与引导部件(未图示)之间存在因润滑脂导致的摩擦等，也能够以简单的结构高精度地检测针对马达部14B的负荷。并且，能够使用该检测结果而高精度地控制可动台31J的位置。

此外，在本实施方式中，作为检测部33D、33E，除了光学式的反射型或透过型的线性编码器之外，还能够使用磁式或静电电容式等任意的线性编码器。

接着，参照图12对本实施方式的变形例进行说明。在图12中，对与图1、图8及图11相对应的部分标注相同或类似的附图标记并省略其详细的说明。

图12表示该变形例的驱动装置10E。在图12中，驱动装置10E具备：L字型的基座部件31G1；支承部件31G2，其固定于基座部件31G1的端部；连结部件31G3，其经由旋转轴承28D以能够旋转的方式配置于基座部件31G1的端部；马达壳体31G4，其与连结部件31G3连结；马达部14B，其保持在马达壳体31G4内；编码器部；第1旋转轴18A(第1驱动轴)，其被马达部14B旋转驱动；制动器48D，其使第1旋转轴18A的旋转停止；弹性部件(弹性体)32E，其将马达部14B(马达壳体31G4)以该马达部14B(马达壳体31G4)能够相对于基座部件31G1(支承部件31G2)移位的方式与该基座部件31G1(支承部件31G2)连结；以及滚珠丝杆18C，其利用连接器18D与第1旋转轴18A连结。滚珠丝杆18C(第2驱动轴)通过一对旋转轴承28A和28B而与Z轴平行地支承于基座部件31G1的上表面，在与滚珠丝杆18C螺纹结合的可动部31I的上表面固定有可动台31J(线性平台)。

另外，本变形例的编码器部也具备：第1检测部33A，其用于求出第1旋转板34A(第1旋转轴18A)相对于马达部14B的在绕Z轴的旋转方向(θz方向)上的编码器信息；由线性编码器构成的第2检测部33B1，其用于求出包括滚珠丝杆18C相对于马达部14B的在Z方向上的位置和/或速度在内的编码器信息；以及第3检测部33C，其求出第3旋转板34C(和马达部14B)相对于基座部件31G1的在θz方向上的编码器信息。第1旋转板34A与第1旋转轴18A连结，第2检测部33B1的刻度尺部34B1固定于基座部件31G1的上表面，第2检测部33B1的光源和受光元件以与刻度尺部34B1相对的方式固定于可动部31I的底面。另外，第1检测部33A的光源和受光元件固定于与马达壳体31G4连结的基板，第3检测部33C的光源和受光元件固定于与马达壳体31G4连结的基板。

而且，第3旋转板34C固定于弹性部件32E。利用弹性部件32E，马达壳体31G4内的马达部14B能够相对于基座部件31G1(支承部件31G2)在绕其中心轴(例如与旋转轴18A的中心轴一致的轴)或绕与Z轴平行的轴的旋转方向(θz方向)上在规定范围内向+θz方向或-θz方向旋转。另外，弹性部件32E的外侧的环状带部32Eb与支承部件31G2(基座部件31G1)连结，弹性部件32E的内侧的环状带部32Ea与马达壳体31G4连结，第3旋转板34C与弹性部件32E的外侧的环状带部32Eb连结。通过提高弹性部件32E的板簧部32Ec的刚性，能够缩小马达部14B相对于基座部件31G1的在θz方向上的相对旋转角的范围。其他结构等与第1实施方式和第4实施方式同样。

根据该变形例，能够与上述的实施方式同样地利用编码器部高精度地求出针对马达部14B的负荷的转矩τ_LB。而且，通过使用该负荷的转矩τ_LB修正马达部14B的驱动量，即使在该负荷大幅度变动的情况下，也能够将马达部14B设为大输出、且将滚珠丝杆18C(输出轴)的旋转角高精度地控制成目标值。

另外，上述的各实施方式的驱动装置能够用作各种机床或机器人装置的驱动机构。

图9是表示使用了上述的实施方式的驱动装置10的机器人装置RBT的立体图。此外，在图9中示意性地示出机器人装置RBT的一部分(关节部分)。在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一附图标记并省略或简化说明。该机器人装置RBT具有第1臂AR1、第2臂AR2以及关节部JT。第1臂AR1经由关节部JT与第2臂AR2连接。

第1臂AR1具备臂部201、轴承201a以及轴承201b。第2臂AR2具有臂部202和连接部202a。连接部202a在关节部JT中配置于轴承201a与轴承201b之间。连接部202a与第2旋转轴18B一体地设置。旋转轴18B在关节部JT中插入至轴承201a和轴承201b这两者。旋转轴18B中的插入至轴承201b那一侧的端部贯穿轴承201b而与减速器48连接。

减速器48与驱动装置10连接，将驱动装置10的第1旋转轴18A(在图9中未图示)的旋转减速成例如百分之一等而向旋转轴18B传递。在图9中虽未图示，但驱动装置10的旋转轴18A的端部与减速器48连接。另外，在驱动装置10的旋转轴18A的端部安装有与编码器部12的旋转板34A(参照图1)同样的刻度尺。

若机器人装置RBT驱动驱动装置10而使旋转轴18A旋转，则该旋转经由减速器48向旋转轴18B传递。由于旋转轴18B的旋转，连接部202a一体地旋转，由此，第2臂AR2相对于第1臂AR1旋转。此时，编码器部12检测旋转轴18A的角度位置等。因而，能够利用来自编码器部12的输出来检测第2臂AR2的角度位置。在该机器人装置RBT中，编码器部12能够检测负荷(转矩)，因此，能够使用检测出的该负荷而高精度地控制第2臂AR2的角度位置等。此外，机器人装置RBT并不限定于上述结构，驱动装置10能够适用于具备关节的各种机器人装置(例如组装机器人、仿人协作型机器人等)。

附图标记说明

10、10A～10E：驱动装置，12、12A、12B：编码器部，14、14A～14C：马达部，16、16A：运算装置，24、24A：控制装置，18A：第1旋转轴，18B：第2旋转轴，20：磁体，22：线圈，30A：基座部件，32、32A～32E：弹性部件，33A～33C：检测部，34A～34C：旋转板，40A～40C：光源，42A～42C：受光元件，48、48A：减速器。