JP2000217327A

JP2000217327A - 有限回転電動機およびその駆動制御方法

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Publication number: JP2000217327A
Application number: JP11010820A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Imashiro; 昭彦今城; Masao Inoue; 正夫井上; Yoshiaki Yamazaki; 芳昭山崎; Atsushi Ueda; 淳上田; Masaharu Moriyasu; 雅治森安; Yoshimizu Takeno; 祥瑞竹野; Mitsuki Kurosawa; 満樹黒澤; Atsuhiko Kawamura; 敦彦川村; Toshiyuki Hokodate; 俊之鉾館; Yasuhiko Iwai; 靖彦祝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-08-04
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JP3469114B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明にかかわる有限回転電動機は、磁気
吸引力によりトルクを生じさせて、トルクとロータ慣性
比を大きくでき、ロータに巻線や磁石を用いることなく
磁性体金属のみで堅牢に構成して固有振動数を高めて角
度制御帯域幅を広くできる有限回転電動機を得るもので
ある。【解決手段】駆動用の固定子磁極を構成し巻線を巻回
したステータと、磁極を構成するロータ２の各々に突起
状にティース３〜６を設け、ティース３〜６の側面を周
方向にギャップを設けて対向させて配置し、ステータの
巻線による発生磁界で前記ギャップに磁束を生じさせて
ステータのティース３〜６とロータ２のティースの側面
に磁気吸引力を生じさせることでトルクを発生し、所定
の有限回転角度の範囲内でロータ２を回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電機機械的変換
器に関し、特に光ビームを走査するミラーを回転制御す
る有限回転電動機およびその駆動制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術例１．図１７は例えば特公昭
５７−５６３０４号公報に示されている有限回転電動機
の構成図である。図１７において、２２はロータ、２４
はステータ、５２，５４，５６，５８はステータ２４に
設けられ、ロータ２２と対向するステータティース、６
０はステータティース５２，５４，５６，５８の端面で
ある。７２はステータティース５２，５４，５６，５８
と一体形成されたヨーク、７４，７６はこのヨーク７２
に巻かれた巻線、６８、７０は永久磁石、４２はロータ
２２に設けられた弓形面である。永久磁石７０は図示し
ないがロータ２２を介して永久磁石６８と対向した位置
に設けられている。

【０００３】永久磁石６８、７０によりバイアス磁束Ｆ
１，Ｆ２が形成されている。、巻線７４，７６に電流を
流すとステータティース５２，５８の磁束は強められ、
他方、ステータティース５４，５６の磁束は弱められ
る。磁性体のロータ２２はステータティース５２，５８
に近づく、このときのトルクの発生メカニズムはいわゆ
るレラクタンストルクである。

【０００４】図１８は総合電子出版社１９７９年発行の
「ステッピング・モータの基礎と応用」（著者：見城尚
志、新村佳久）の２４頁に記載されたレラクタンストル
クの説明図である。磁力線は鉄心内をできるだけ均一に
流れようとする。このため、ロータ２２がステータ２４
と対向した位置から図１８のように少し回転した位置で
は、ステータ２４とロータ２２が対向しない空隙部分に
おいて磁力線が図示のように曲がることになる。

【０００５】そして、磁力線ができるだけ短く、まっす
ぐになろうとして、マックスウェル応力がロータ２２に
作用する。すなわち、磁力線の主として曲がり部分で接
線方向の力が加わり、トルクを発生する。このように、
レラクタンストルクには磁力線の曲がり部分のみが寄与
し、ロータ２２とステータ２４が対向した部分の磁力線
は主に半径方向の磁気吸引力として作用する。図のよう
なレラクタンストルクを発生する構造において、トルク
に寄与する磁束と磁気吸引力に寄与する磁束の比は１：
１０程度となる。

【０００６】従来の技術２．図１９、図２０はジェネラ
ルスキャニングジャパン（株）の川蒲孝和氏の文献「可
動マグネット型ガルバノメータスキャナ」光新技術（１
９９２）で公表されている有限回転電動機の構成図であ
り、ジェネラルスキャニングＩｎｃもしくはＣｏｍｂｒ
ｉｄｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｃ．が製造した
光走査駆動装置と同様のものである。

【０００７】図１９において、永久磁石７０のＮ極を出
た磁束は右側の空隙を通って、中央コア９０に入り、さ
らに左側の空隙を通って永久磁石６８のＳ極に入る。永
久磁石７０のＮ極から出た磁束はステータ２４を通って
永久磁石７０のＳ極に戻る。このような磁路を破線で示
している。空隙には、ロータ２２の半径方向に磁束が形
成されており、この磁束と直角に可動巻線を配置して、
この可動巻線をロータ２２とする。可動巻線に電流を流
せばローレンツカが可動巻線に作用し、可動巻線を回転
させるトルクを生じる。

【０００８】中央コア９０は静止しており、永久磁石６
８，７０との間で空隙をつくる。磁気抵抗を減らして磁
束密度を上げるためには空隙を狭くする必要があり、可
動巻線のみが空隙内に配置される。従って、ロータ２２
は可動巻線のみで形成されることになり、剛性が低く、
ロータ２２の固有振動数は低くならざるを得ない。ま
た、図２０において、５５は静電容量式角度検出器の回
転部分であるが、バタフライ形状であって半径方向の長
さが必要であるため慣性モーメントが大きい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術１は、レラ
クタンストルクを用いるため、磁束の１／１０程度しか
トルクに利用できず、トルクとロータ慣性の比が十分大
きく取れないという問題点があった。また、従来の技術
２は、空芯コイルを用いるため、コイルの剛性が低く、
固有振動数が低下して、角度制御帯域幅を広く取れない
という問題点があった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、磁気吸引力によってトルクを発
生させ、トルクとロータ慣性の比を大きくでき、また、
ロータを堅牢な構造として機械共振周波数を高め、角度
制御帯域幅を広くできる有限回転電動機およびその駆動
制御方法を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る有
限回転電動機は、駆動用の固定子磁極を構成し巻線を巻
回したステータと、磁極を構成するロータの各々に突起
状にティースを設け、これらのティースの側面を周方向
にギャップを設けて対向させて配置し、前記ステータの
巻線による発生磁界で前記ギャップに磁束を生じさせて
ステータのティースとロータのティースの側面に磁気吸
引力を生じさせることでトルクを発生し、所定の有限回
転角度の範囲内でロータを回転させると共に、有限回転
角度の範囲の限界付近では、前記ステータのティースと
ロータのティースの側面のギャップを小さくすることに
よって磁束密度を増してトルクを増大させ、前記有限回
転角度の範囲を越えると前記ステータのティースとロー
タのティースの側面を当接させる。

【００１２】請求項２の発明に係る有限回転電動機は、
ステータのティースと対向するロータのティースの両側
面部分を所定の傾斜角で切削したテーパ状とし、前記テ
ィースの断面形状を菱形とする。

【００１３】請求項３の発明に係る有限回転電動機は、
発光素子をロータの端部から軸方向に延びるシャフトに
備え、この発光素子から照射される光束を光検出器の受
光面で受け、受光面上の光束位置を光検出器で検出する
ことによってシャフトの回転角度を検出し、この角度検
出値が角度検出指令値に追従するように巻線に流れる電
流を制御する。

【００１４】請求項４の発明に係る有限回転電動機は、
ロータの端部から軸方向に延びるシャフトの軸芯に対し
て平行な溝を、前記シャフトの周方向に沿って多数所定
間隔で形成し、この溝に光束を照射した際にシャフト回
転に伴う反射光束の変化を検出することでシャフトの回
転角度を検出し、この角度検出値が角度検出指令値に追
従するように巻線電流を制御する。

【００１５】請求項５の発明に係る有限回転電動機は、
ロータの端部から軸方向に延びるシャフトの端面に径方
向に向けた複数の溝を所定間隔で周方向に形成し、この
溝に光束を照射した際にシャフト回転に伴う反射光束の
変化を検出してシャフトの回転角度を検出し、この角度
検出値が角度検出指令値に追従するように巻線電流を制
御する。

【００１６】請求項６の発明に係る有限回転電動機の駆
動制御方法は、ステータに励磁用の巻線を巻回した４個
のティースを設けると共にロータに２個のティースを設
け、このロータを介して斜方向に対向する各ステータテ
ィースを一対とし、これらステータティースに電流を流
したときに一方のステータティースから出た磁束がロー
タティースを通して対を成す他方のステータティースに
入り、各ステータティースを外側から連結するコアバッ
クを経て前記一方のステータティースに戻るように磁気
回路を構成してトルクを発生させて前記ロータを回転さ
せる。

【００１７】請求項７の発明に係る有限回転電動機の駆
動制御方法は、一対のステータティースを励磁する巻線
の電流を一つのパワー素子でオン制御し、他の一対のス
テータティースを励磁する巻線の電流を他のパワー素子
をオフ制御する。

【００１８】請求項８の発明に係る有限回転電動機の駆
動制御方法は、各パワー素子のオンにより各巻線に電流
を流して各一対のステータティースを励磁することで、
各一対のステータティースとロータティース間に互いに
逆方向のトルクを発生させる。

【００１９】請求項９の発明に係る有限回転電動機の駆
動制御方法は、巻線印加電圧の変動周波数を巻線の抵抗
ＲとインダクタンスＬで与えられる巻線電流の周波数特
性の折点周波数Ｒ／（２πＬ）よりも高くした。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１における有限回転電動機の構造の説明図で
ある。同図の（ａ）は軸に垂直な断面図であり、同図の
（ｂ）は軸方向の構造説明図である。同図（ａ）におい
て、１はシャフト、２はロータ、３，４，５，６はステ
ータティース、７，８，９，１０は巻線、１１はコアバ
ックである。同図（ｂ）において、１２，１３はシャフ
ト１をコアバック１１に対して、回転自由に保持する軸
受、１４はシャフト１に保持されたミラー、１５，１６
はシャフト１の周囲に対向するように固定された発光素
子、１７，１８は発光素子１５，１６の光束を検出する
光検出器である。

【００２１】図２はこの発明の実施の形態１における有
限回転電動機の駆動回路図である。図２において、２１
〜２８は巻線７〜１０に供給する電流をオンオフ制御す
るＦＥＴであり，ＦＥＴ２１〜２４で第１のＨ型ブリッ
ジ回路を、そしてＦＥＴ２５〜２８で第２のＨ型ブリッ
ジ回路を構成している。また、各ＦＥＴ２５〜２８に逆
並列接続されたダイオード２９はフライホイールダイオ
ードである。３０は直流電源であり、この直流電源３０
は各Ｈ型ブリッジ回路の両端に印加され各ＦＥＴのオン
オフ動作に応じて巻線７〜１０に電流を流す。

【００２２】図１と図２に従い本実施の形態の動作につ
いて説明する。図２のＦＥＴ２５，２８を図示しない公
知の駆動回路によりオンとし、巻線８，１０に直流電源
３０により電流を流す。このとき、ティース４のロータ
２との対向面がＮ極、ティース６のロータ２との対向面
がＳ極となるように巻線８，１０の巻方向を設定してい
る。ティース４，６、ロータ２、シャフト１、コアバッ
ク１１は鉄などの磁性体であり、巻線８，１０の起磁力
によって図１（ａ）の破線のように磁束が流れる。

【００２３】ロータ２とティース４，６の間の空隙の磁
束密度をＢｇ、真空透磁率をμ０（＝４π×１０^−７Ｈ
／ｍ）とすれば、ロータ２とティース４，６の間には、
次式（１）で表される単位面積当たりの磁気吸引力Ｐが
発生する。

【００２４】２Ｐ＝Ｂｇ／（２μ_０）・・・・（１）

【００２５】ロータ２とシャフト１は軸受１２，１３に
よって回転自由に支持されおり、式（１）の磁気吸引力
により、ロータ２はティース４，６に磁気吸引力で引き
寄せられて反時計方向に回転する。この回転によりシャ
フト１に取り付けられたミラー１４が回転して光ビーム
を走査できる。

【００２６】また、図２のＦＥＴ２１，２４をオンとす
れば、ティース３、ロータ２、ティース５、コアバック
１１に磁束が流れ、ロータ２はティース３，５に磁気吸
引力で引き寄せられて時計方向に回転する。つまり、巻
線７，９を励磁すれば、逆方向のトルクを発生させるこ
とができる。巻線８，１０と巻線７，９の電流のバラン
スを制御することによってロータ２を正逆回転できる．

【００２７】シャフト１が回転すると、図１（ｂ）の発
光素子１５，１６の照射する光束が光検出器１７，１８
上を移動し、後述するような動作によって、光検出器１
７の出力電流から角度を検出することができる。この角
度検出値に基づいて、巻線８，１０と巻線７，９の電流
のバランスを制御することによって、シャフト１ならび
にミラー１４を所望の角度に回転制御できる。

【００２８】図３はロータ２の角度位置による磁路の変
化を示した断面図である。図３（ａ）はロータ２が反時
計回りに回転した角度位置であり、ロータ２の左下のテ
ィース側面とステータティース４が接近しており、ま
た、ロータ２の右上のティース側面とステータティース
６が接近している。巻線８の起磁力で生じた磁束は、破
線で示すようにステータティース４からロータ２の左側
に入り、ロータ２の右側からステータティース６に入
り、巻線１０の起磁力でさらに磁束密度を高め、コアバ
ック１１を経て、ステータティース４の外側に戻る。ス
テータティース４とロータ２の空隙が短く、ステータテ
ィース３とロータ２の空隙は長いため、ステータティー
ス３を通る磁束は少ない。

【００２９】同様に、ステータティース６とロータ２の
空隙が短く、ステータティース５とロータ２の空隙は長
いため、ステータティース５を通る磁束は少ない。した
がって、ロータ２はステータティース４とステータティ
ース６によって吸引されて反時計回りのトルクが得られ
る。

【００３０】図３（ｂ）はロータ２が時計回りに回転し
た角度位置であり、ロータ２の左上のティース側面とス
テータティース３が接近しており、また、ロータ２の右
下のティース側面とステータティース５が接近してい
る。巻線８の起磁力で生じた磁束は、破線で示すように
主に２つの磁路をたどる。一方は、ステータティース４
からロータ２の左側に入り、ロータ２から接近している
ステータティース３に入り、コアバック１１を経てステ
ータティース４の外側に戻る磁路である。もう一方は、
ステータティース４からロータ２に入り、もう一方の接
近しているステータティース５に入った後、コアバック
１１を経てステータティース４の外側に戻る磁路であ
る。

【００３１】同様に、巻線６の起磁力で生じた磁束も破
線で示すような主に２つの磁路をたどる。一方は、ステ
ータティース６からコアバック１１を左に進み、ステー
タティース３を経て、ロータ２の左側に入り、ステータ
ティース６の内側に戻る磁路である。もう一方は、ステ
ータティース６からコアバック１１の下に進み、ステー
タティース５を経て、ロータ２の右側に入り、ステータ
ティース６の内側に戻る磁路である。

【００３２】このような磁路において、ティース３およ
びステータティース５を通る二つの磁路を通る磁束は方
向が逆であるため、打ち消し合うことになる。したがっ
て、主に、ロータ２に作用する磁気吸引力はステータテ
ィース３およびステータティース５を通る磁束で生じる
ため、反時計回りのトルクが得られる。

【００３３】次に、本実施の形態における発生トルクを
定量的に述べる。ロータ２のテーパ面まわりの寸法を図
４に示す。磁束方向の空隙長をｇ、ロータ２とティース
１個分の対向面積をＳ＝ｂｗ、磁気抵抗をＲｅとすれ
ば、磁気抵抗Ｒｅは次式（２）で表される。

【００３４】Ｒｅ＝ｇ（μ_０Ｓ）・・・・（２）

【００３５】ステータティース１個分の巻数をｎ、電流
をｉとすれば、ステータ１個分の起磁力はＫｍである。
磁性体部の磁気抵抗は式（２）で表される空隙の磁気抵
抗Ｒｅに比べて十分小さいので無視できる。したがっ
て、図１の破線で示した磁気回路の磁束をφとすれば、
起磁力としてティース２個分が作用し、磁気抵抗とし
て、ロータ２とステータ４ならびにロータ２とステータ
６の２箇所が影響するので磁束φは次式で表される。

【００３６】 φ＝（２ｎｉ）／（２Ｒｅ）＝ｎｊ／Ｒｅ・・・・（３）

【００３７】式（３）に式（２）を代入すれば、次式が
得られる。

【００３８】 φ＝μ_０Ｓｎｉ／ｇ・・・・（４）

【００３９】磁束密度をＢｇとすれば、Ｂｇ＝φ／Ｓで
あるから、式（４）より次のように表せる。

【００４０】Ｂｇ＝φ／Ｓ＝μ_０ｎｉ／ｇ・・・・（５）

【００４１】一つのティースに作用する磁気吸引力を
Ｆ、また、ロータ２のテーパ面の幅をｂ、ロータ２の軸
方向長さをｗとすれば、式（１）より次の関係が得られ
る。

【００４２】Ｆ＝ｂｗ＝ｂｗＢｇ^２／（２μ_０）・・・・（６）

【００４３】ロータテーパ面の中央部の半径をｒ、テー
パ面の傾斜角をα、発生トルクをＴとすれば、発生トル
クＴは次式で近似できる。

【００４４】Ｔ＝２Ｆｒｃｏｓα ・・・・（７）

【００４５】また図２に示す駆動回路で巻線７，８，
９、１０にう電流を流すとき、各巻線７，８，９、１０
の１個分のインダクタンスをＬとすれば、巻数がｎ、磁
気抵抗が図１のような磁気回路に含まれる空隙２個分の
和であるから、インダクタンスをＬは次式で表される。

【００４６】Ｌ＝ｎ^２／（２Ｒｅ）＝μ_０Ｓｎ^２／（２ｇ）＝μ_０ｂｗｎ^２／（２ｇ）・・・・（８）

【００４７】式（２）〜（８）に基づいて設計したスキ
ャナーの具体的諸元の一例を図２１における表１に示
す。ロータ２の回転角度範囲を±８度とし、テーパ面の
中央とティースの距離すなわち代表空隙長ｇを０．３ｍ
ｍから１．４３ｍｍまで変化させる。同一の起磁力ｎｉ
に対しては、空隙長ｇと磁束密度Ｂｇは反比例するの
で、空隙長ｇに比例した電流を流せば、発生トルクは一
定の値に制御できる。

【００４８】巻線抵抗は次のようにして求めた。ここ
で、Ｌｃは巻線の全長（ｍ）、Ａは巻線の断面積（ｍｍ
^２）である。ティース１個の巻数を５０とし、巻線の一
周が（２５ｍｍ＋１１ｍｍ）＊２＝７２ｍｍより巻線の
全長Ｌｃは３．６ｍである。巻線導体線径を１．０ｍｍ
とし、２０℃において抵抗Ｒ＝２３．３３×１０^−３・
Ｌｃとすれば、巻線抵抗Ｒ＝０．０８４Ωとなる。

【００４９】空隙長ｇ＝０．３ｍｍ〜１．４３ｍｍに対
して空隙磁束密度を１．２Ｔとするには、式（２）よ
り、電流ｉは５．７Ａ〜２７．３Ａを流せばよいことが
わかる。ここで、空隙磁束密度を１．２Ｔと高い値に設
定しているのは、永久磁石を用いておらず、磁気回路の
磁気抵抗を小さくできるためである。

【００５０】インダクタンスＬは、式（８）より、空隙
長ｇが１．４３ｍｍのとき０．１３ｍＨ、空隙長ｇが
０．３ｍｍのとき０．６４ｍＨとなる。図２１に示す表
１の諸元と式（２）〜（４）からスキャナーの特性の概
略を算出すると、発生トルク０．４９Ｎｍ、慣性１．４
×１０^−７Ｋｇｃｍ^２、角加速度３５．０×１０^５ｒａ
ｄ／ｓ^２、消費電力５．４Ｗ〜１２５Ｗが得られる。

【００５１】図５は、本実施の形態１によるロータの斜
視図である。ロータ２は鉄などの磁性体の塊状としてお
り、図２０に示した従来の技術２のような空芯巻線で構
成されたロータに比べて、剛性を高くでき、ロータ系の
ねじりや曲げの固有振動数を大幅に高めて角度制御周波
数帯域幅を広げ、高速・高精度に走査することができ
る。

【００５２】次に、テーパ面の作用について述べる。ロ
ータ２にテーパ面を設けずに、矩形断面とした例を図６
に示す。ロータ２の最大直径は１４ｍｍ、シャフト１の
直径は６ｍｍ、ティース３，４，５，６の幅は６ｍ、巻
線７，８，９，１０の線径と巻数は１．０ｍｍと５０、
ロータ２の回転角度範囲は±８度であり、図４と等し
い。破線は使用角度範囲で最もロータ２とティース４，
６の空隙が狭まった状態を示しており、空隙長は０．３
ｍｍである。

【００５３】図７は菱形断面形状のロータにおける磁路
の発生状況の説明図である。図８は矩形型断面形状のロ
ータにおける磁路の発生状況の説明図である。図７にお
いて、巻線８，１０に電流を流しており、ティース４か
らロータ２およびシャフト１を経てティース６に磁束が
流れる。ティース４，６の幅は６ｍｍ、シャフト１の直
径は６ｍｍにそろえており、磁束密度はおおよそ均一に
なる。このように、ロータ２の断面を菱形状にした場合
は、磁束が向きを変えるテーパ面のところで、ハッチン
グの部分だけ磁路が狭まっており、その分１０％程度磁
気飽和を生じやすい。しかし、むだな磁性体部分が少な
い。

【００５４】しかし、図８に示すようにロータ２が矩形
断面形状の場合は、ロータ２の角のハッチング部分に
は、磁束があまり流れず、この部分はトルクに寄与しな
い。しかも、このハッチング部分は回転中心からの距離
が大きいため、慣性を大きくする悪影響がある。

【００５５】発生トルクを比較すると以下のようであ
る。テーパ面付菱形ロータの実施の形態１の発生トルク
は、図７のハッチング部分による磁束密度の低下を１０
％と見積もれば、表１に示した０．４９Ｎｍの０．９倍
すなわち０．４４Ｎｍとなる。慣性は表１の値のままで
あり、角加速度は３１．４×１０^５ｒａｄ／ｓ^２にな
る。

【００５６】矩形断面ロータにおいても、実施の形態１
と同様な電流を各巻線に与えて、空隙磁束密度を１．１
５Ｔとすれば、ロータ２の空隙磁束発生面中央と回転中
心の半径ｒが５．１４ｍｍ、α＝３６度である。ロータ
の空隙磁束発生面の幅ｂとロータ軸方向長さｗを表１と
同じ６ｍｍ、２０ｍｍとすれば、式（４）から発生トル
クは０．５８Ｎｍとなる。しかし、ロータ慣性は、テー
パがないために矩形断面の角部の影響が大きく、２．９
５×１０^−７Ｋｇｍ^２となる。したがって、角加速度は
１９．７×１０５ｒａｄ／ｓ^２となり、本実施の形態１
の角加速度３１．４×１０^５ｒａｄ／Ｓ^２の０．６３倍
に留まる。

【００５７】次に、本実施の形態１における印加電圧の
周波数特性について述べる。式（５）、（６）を式
（７）に代入して整理すればトルクＴと電流ｉの関係が
次の（９）式のように得られる。

【００５８】Ｔ＝（ｂｗ／μ_０）・（μ_０ｎｉ／ｇ）^２・ｒｃｏｓα ・・・・（９）

【００５９】一方、巻線印加電圧をＶとすれば、Ｖから
電流ｉまでの伝達関数はおおよそ次式で表される。

【００６０】ｉ／Ｖ＝１／（Ｌｓ＋Ｒ）・・・・（１０）ここで、Ｓはラプラス演算子である。

【００６１】トルクの直流成分を考える。式（１０）に
おいてｓ＝０とし、電流の直流成分をｉｄｃとすれば、
次式が成り立つ。

【００６２】ｉｄｃ＝Ｖｄｃ／Ｒ・・・・（１１）

【００６３】式（１１）を式（９）の電流ｉに代入し、
トルクの直流成分をＴｄｃとすれば、トルクの直流成分
Ｔｄｃは次式が得られる。

【００６４】Ｔｄｃ＝μ_０ｂｗｎ^２Ｖｄｃ^２ｒｃｏｓα／（ｇ^２Ｒ^２）・・・・（１２）

【００６５】式（１２）から、トルクの直流成分Ｔｄｃ
は巻数ｎの二乗、ロータとステータの対向面積ｂｗ、印
加電圧Ｖｄｃの二乗に比例し、空隙長ｇの二乗、巻線抵
抗Ｒの二乗に反比例する。これに対し、トルクの角周波
数ω（ｒａｄ／ｓ）の高周波成分を考える。式（１０）
においてｓ＝ｊωとし、ＬｊωがＲより十分大きいとし
て、Ｒを無視すれば、電流の高周波成分ｉａｃと印加電
圧の高周波成分Ｖａｃの関係は次式で表される。

【００６６】ｉａｃ＝Ｖａｃ／（ｊωＬ）・・・・（１３）ここで、ｊは虚数である。

【００６７】式（８）を式（１３）に代入すれば次式が
得られる。

【００６８】ｉａｃ＝２ｇＶａｃ／（ｊωμ０ｂｗｎ２）・・・（１４）

【００６９】式（１４）を式（９）の電流ｉに代入し、
トルクの直流成分をＴａｃとすれば次式が得られる。

【００７０】Ｔａｃ＝４Ｖａｃ２ｒｃｏｓα／（μ０ω２ｂｗｎ２）（１５）

【００７１】式（１５）から、トルクの高周波成分Ｔａ
ｃは空隙長ｇに依存しないことがわかる。式（９）にお
いて、トルクは空隙長ｇの二乗に反比例するが、空隙長
ｇが大きくなるとインダクタンスが減るため式（１４）
の電流の高周波成分ｉａｃは空隙長ｇに比例する。式
（９）においてトルクは電流の二乗に比例するため、式
（１４）を式（９）に代入すると空隙長ｇが分子分母で
相殺され、その結果トルクの高周波成分Ｔａｃに対して
空隙長ｇは関係しないことになる。

【００７２】また、式（１５）から、トルクの高周波成
分Ｔａｃは印加電圧Ｖａｃの二乗に比例し、トルクの周
波数ωの二乗、ロータ２とティースの対向面積ｂｗ、巻
線の巻数ｎの二乗に反比例することがわかる。印加電圧
を上げればトルクが増すのは、直流成分と同じである。
しかし、直流成分とは逆にロータとティースの対向面積
ｂｗと巻線の巻数ｎは小さくしなければならない。これ
は、インダクタンスを小さくして電流の高周波成分を確
保するためである。

【００７３】例えば、表１の諸元において、巻線電流の
周波数特性の折点周波数Ｒ／（２πＬ）は２０．９Ｈｚ
〜１０２．８Ｈｚである。走査パターンとして、１ｋＨ
ｚ程度の位置決め動作を繰り返すときには、トルク変動
の周波数も１ｋＨｚ以上となり、インダクタンスの影響
が大きくなるが、最大トルク０．４９Ｎｍを発生させる
のに必要な印加電圧は、式（１５）から３５Ｖであり、
十分に実現可能な値である。すなわち、電流の変動周波
数が１ｋＨｚ以上となるような。短時間の急峻な加減速
動作においても、巻線のインダクタンスによる電流の遅
れ分を見込んで、高い電圧を加えることにより、所要の
トルクを発生させて、高速に動作させることができる。

【００７４】図９は本実施の形態１における角度センサ
の構成を示す斜視図である。シャフト１の先端に形成し
た各テーパ部分に発光素子１５，１６を対向するように
取り付け、発光素子１５，１６からシャフトの半径方向
外側に光束１９，２０を照射する。光束１９，２０は分
割フォトディテクタ１７，１８に入射する。

【００７５】図１０は本実施の形態１における角度セン
サの動作を説明する模式的なブロック図である。図１０
の左側の模式図は分割フォトディテクタを正面から見た
図であり、白い円が光束１９，２０の照射部分である。
上側の分割フォトディテクタ１７は受光素子２１ａと受
光素子２１ｂから成り、下側の分割フォトディテクタ１
８は受光素子２２ａと受光素子２２ｂから成る。この白
い円が分割フォトディテクタ１７，１８の分割線からず
れているのは、シャフト１が回転して光束１９，２０が
分割フォトディテクタ１７，１８上で移動した様子を示
している。

【００７６】受光素子２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ
は受光量に比例した電流を生じ、この電流を各々電流電
圧変換器２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂで電圧に変換
する。この変換された電圧は演算アンプ２５により、角
度信号に変換される。すなわち、シャフト１の図１０紙
面上時計回りの回転は受光素子２１ｂと２２ａの光量を
増やし、受光素子２１ａと２２ｂの光量を減らす。した
がって、電流電圧変換器２３ａ，２４ｂの出力は符号を
変えずそのままに、電流電圧変換器２３ｂ，２４ａの出
力は符号を反転して演算アンプ２５で加算することによ
り、演算アンプ２５は角度信号を出力できる。

【００７７】また、光量は演算アンプ２６によって検出
される。すなわち、受光素子２１ａ，２１ｂ，２２ａ，
２２ｂの光量の総和をとることにより、シャフト１の角
度には依存することなく、発光素子１５，１６からの照
射光量の和を検出する。演算アンプ２５の出力を演算ア
ンプ２６の出力で除して光量補正した角度信号が得られ
る。なお、シャフト１が軸の曲げにより左右に振動する
ときには、光束１９；２０は。分割フォトディテクタ１
７，１８上で同じ方向に移動するため、演算アンプ２５
の処理により相殺されて角度信号には重畳せず、角度信
号を劣化させることはない。

【００７８】なお、本実施の形態１では、分割フォトデ
ィテクタを用いた例を述べたが、分割フォトディテクタ
の換わりに、ＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔ
ｉｖｅＤｅｔｅｃｔｏｒ）を用い、発光素子１５，１
６からの光ビームをＰＳＤの受光面に当て、受光面内の
光ビームスポット位置をＰＳＤで検出しても同様の動作
と効果が得られる。

【００７９】実施の形態２．次に、本実施の形態２にお
ける角度センサについて述べる。図１１は角度センサの
構成を示す斜視図であり、図において、１は側面にグル
ープ・ランド領域３７を形成したシャフト、３２はレー
ザビームを出射するレーザダイオード、３３は出射され
たレーザビームを３つのビームに分割する回折格子、３
４は分割されたレーザビ−ムを透過すると共に、反射し
てきたレーザビ−ムを９０°方向に反射させるビームス
プリッタ、３５は分割された一方のレーザビ−ムを検出
するフォトダイオード、３６は分割された他方のレーザ
ビ−ムをグループ・ランド領域３７に集光するレンズで
ある。

【００８０】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。レーザダイオード３２でレーザビームを出射し、こ
のレーザビームを回折格子３３で３つのビームに分割す
る。３つのビームはビームスプリッタ３４を透過した
後、レンズ３６で集光され、グルーブ・ランド領域３７
上に３つのスポットを形成する。３つのビームはグルー
ブ・ランド領域３７で反射された後にビームスプリッタ
３４で反射されてフォトダイオード３５に入射する。な
お、図示していないが、フォトダイオード３５を微視的
に見れば、３つの受光領域に分かれており、各々３つの
スポットに対応する。

【００８１】図１２（ａ）はグルーブ・ランド領域３７
上のスポットの模式図であり、図１２（ｂ）はグルーブ
・ランド領域３７の断面とビーム光路の模式図である。
図１２（ａ）と図１２（ｂ）は上面図と断面正面図の関
係にある。図１２（ａ）において、４１，４２，４３は
ビームスポット、３９はグルーブ、４０はランドであ
る。グルーブ３９はシャフト１と平行であり、シャフト
１の回転によってグルーブ３９は図１２（ａ）の紙面に
おいて左右方向に移動する。正方形開口の絞りによりビ
ームスポットは正方形に成形されている。

【００８２】グルーブ３９の間隔をｘｐとすれば、スポ
ットの幅はｘｐ／２、ビームスポット４１の中心とビー
ムスポット４２の中心の移動方向の距離はｘｐ／４、ビ
ームスポット４２とビームスポット４３の移動方向の距
離はｘｐ／４である。

【００８３】図１２（ｂ）に示すように、ビームがラン
ド４０に入射すると、入射方向に反射され、図１１に示
したように、ビームスプリッタ３４を介して、フォトダ
イオード３５に到達する。図示していないが、ビームス
ポット４１，４２，４３に対応するフォトダイオード３
５の分割部分を４４，４５，４６とする。ビームがグル
ーブ３９に入射すると斜面で反射され、入射方向とは大
きく異なる方向に反射し、フォトダイオード３５には到
達しない。

【００８４】ビームスポット４１，４２，４３のランド
４０による反射光は、フォトダイオード分割部分４４，
４５，４６に到達するため、例えば図１２（ａ）の状態
では、ビームスポット４２の反射光量が小さく、対応す
るフォトダイオード分割部分４５の出力が小さくなる。
そして、シャフト１が回転してグループ３９が右に移動
すると、ビームスポット４１とグルーブ３９が重なる面
積が増えてビームスポット４１の反射光量が減り、ビー
ムスポット４３とグルーブ３９が重なる面積が減ってビ
ームスポット４３の反射光量が増える。

【００８５】図１３は、フォトダイオード分割部分４
４，４５，４６への入射光強度とシャフト１の回転角度
の関係を示すグラフである。Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３はビーム
スポット４１に対応するフォトダイオード分割部分４
４，４５，４６への入射光強度である。入射光強度Ｉ
１，Ｉ２，Ｉ３の回転角度に対する変動周期はグルーブ
３９の間隔ｘｐに対応する角度であり、ランド・グルー
ブ領域３７のシャフト回転半径をｒｓとすれば、ｘｐ／
ｒｓとなる。回転角度に対する入射光強度Ｉ１，Ｉ２，
Ｉ３の変動の位相は９０度ずれている。

【００８６】入射光強度Ｉ１とＩ２の和Ｉ１＋Ｉ２と入
射光強度Ｉ２とＩ３の和Ｉ２＋Ｉ３とは、図１３に示し
ているように位相が９０度ずれている。したがって、入
射光強度Ｉ１＋Ｉ２とＩ２＋Ｉ３の大小関係により、イ
ンクリメントのロータリ光エンコーダと同様にして、ｘ
ｐ／４ｒｓの分解能で角度を検出することができる。ま
た、Ｉ１＋Ｉ２とＩ２＋Ｉ３の和は、この分解能ｘｐ／
４ｒｓ内で直線上に変化するため、この直線から角度を
内挿し、検出分解能をさらに高めることができる。

【００８７】たとえば、ｘｐを１０μｍ，ｒｌ＝３ｍｍ
とし、１０ビットのＡ／Ｄ変換器で（Ｉ１＋Ｉ２）十
（Ｉ２＋Ｉ３）に対応する電圧を検出して内挿演算する
とき、得られる分解能は０．０１／（４＊３＊２＾９）
＝１．６μｒａｄ＝０．３４角度秒となる。図１４は角
度検出光学系とシャフト１の配置の構成図である。図に
おいて、４７は角度検出光学系であり、レーザダイオー
ド３２、回折格子３３、ビームスプリッタ３４、フォト
ダイオード３５、レンズ３６を含んでいる。２つの角度
検出光学系４７をシャフト直径上の対向する位置に配置
し、各々の角度検出信号の差の１／２を角度検出値とす
るように、信号処理系で処理する。このように信号処理
することにより、シャフト１が並進移動成分を除去し
て、回転成分を取り出すことができる。

【００８８】図１５は、ランド・グルーブ領域３７をシ
ャフト１の先端面に設けた場合の角度検出光学系の構成
図である。角度検出光学系４７およびランド・グルーブ
領域３７は図１１〜図１３で述べた例と同様であり、同
様の動作を得ることができる。ランド・グルーブ領域３
７をシャフト１の端面に設けることにより、ランド４０
の平面度を高め、検出信号のＳ／Ｎ比を高めることがで
きる。

【００８９】実施の形態３．次に、実施の形態３による
有限回転電動機の駆動制御方法について述べる。図１６
は、実施の形態３による駆動回路図であり、図におい
て、７，８，９，１０は実施の形態１に示した巻線であ
り、巻線７，９を励磁したときのトルクと巻線８，１０
を励磁したときのトルクは逆方向に作用する。５０，５
２は外部抵抗、５１，５３はダイオードである。

【００９０】巻線７，９は並列接続され、この並列回路
に外部抵抗５０とダイオード５１の直列回路が並列接続
される。また、巻線８，１０は並列接続され、この並列
回路に外部抵抗５２とダイオード５３の直列回路が並列
接続される。これら並列回路の両端にはＦＥＴ２１，２
５を介して直流電源３０が印加される。

【００９１】次に、本実施の形態の動作を説明する。Ｆ
ＥＴ２１をターンオン、ターンオフし、オン時間、オフ
時間のデューティー比によって巻線７，９に流れる電流
の大きさを制御する。ターンオフした直後には、巻線
７，９の電流がダイオード５１を介して環流するが、こ
の環流を速やかに減衰させるために外部抵抗５０を設け
ている。環流電流が外部抵抗５０のジュール熱として消
費されて減衰する。

【００９２】しかしながら、ターンオフでの電流の減少
はターンオンでの電流の増加に比べて、時定数が大きい
ので、ここでは、次のようにしてトルク制御の応答速度
を高めている。ＦＥＴ２１のターンオフと同時にＦＥＴ
２５をターンオンして対向する巻線８，１０に電流を流
し、トルクを逆向きに作用させている。ターンオンの電
流の時定数はターンオフに比べて短いので、トルク制御
の応答速度を高められる。本実施の形態３の駆動回路は
ＦＥＴを２個のみで構成できており、安価に応答速度の
大きい装置を得られる利点がある。

【００９３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、駆動用の固定
子磁極を構成し巻線を巻回したステータと、磁極を構成
するロータの各々に突起状にティースを設け、これらの
ティースの側面を周方向にギャップを設けて対向させて
配置し、前記ステータの巻線による発生磁界で前記ギャ
ップに磁束を生じさせてステータのティースとロータの
ティースの側面に磁気吸引力を生じさせることでトルク
を発生し、所定の有限回転角度の範囲内でロータを回転
させると共に、有限回転角度の範囲の限界付近では、前
記ステータのティースとロータのティースの側面のギャ
ップを小さくすることによって磁束密度を増してトルク
を増大させ、前記有限回転角度の範囲を越えると前記ス
テータのティースとロータのティースの側面を当接させ
ることで、ステータティースとロータティース側面の磁
気吸引力により直接トルクを生じさせるため、大きなト
ルクが得られるという効果がある。更に、トルクとロー
タ慣性比を大きくでき、ロータに巻線や磁石を用いるこ
となく磁性体金属のみで堅牢に構成して固有振動数を高
めて角度制御帯域幅を広くできるという効果がある。

【００９４】請求項２の発明によれば、ステータのティ
ースと対向するロータのティースの両側面部分を所定の
傾斜角で切削したテーパ状とし、前記ティースの断面形
状を菱形とすることで、ステータのティースの磁束密度
を均一にすることができるという効果がある。

【００９５】請求項３の発明によれば、発光素子をロー
タの端部から軸方向に延びるシャフトに備え、この発光
素子から照射される光束を光検出器の受光面で受け、受
光面上の光束位置を光検出器で検出することによってシ
ャフトの回転角度を検出し、この角度検出値が角度検出
指令値に追従するように巻線に流れる電流を制御するこ
とで、軽量な光学素子もしくは反射面をシャフトに設け
て角度検出行うことができるため、回転部の慣性モーメ
ントを小さくでき、しかも高速の駆動装置が得られると
いう効果がある。

【００９６】請求項４の発明によれば、ロータの端部か
ら軸方向に延びるシャフトの軸芯に対して平行な溝を、
前記シャフトの周方向に沿って多数所定間隔で形成し、
この溝に光束を照射した際にシャフト回転に伴う反射光
束の変化を検出することでシャフトの回転角度を検出
し、この角度検出値が角度検出指令値に追従するように
巻線電流を制御することで、軽量な光学素子もしくは反
射面をシャフトに設けて角度検出を行うことがができる
ため、回転部の慣性モーメントを小さくでき、しかも、
高速の駆動装置が得られるという効果がある。

【００９７】請求項５の発明によれば、ロータの端部か
ら軸方向に延びるシャフトの端面に径方向に向けた複数
の溝を所定間隔で周方向に形成し、この溝に光束を照射
した際にシャフト回転に伴う反射光束の変化を検出して
シャフトの回転角度を検出し、この角度検出値が角度検
出指令値に追従するように巻線電流を制御することで、
軽量な光学素子もしくは反射面をシャフトの端面に設け
て角度検出を行うことができるため、回転部の慣性モー
メントを小さくでき、しかも、高速の駆動装置が得られ
るという効果がある。

【００９８】請求項６の発明によれば、ステータに励磁
用の巻線を巻回した４個のティースを設けると共にロー
タに２個のティースを設け、このロータを介して斜方向
に対向する各ステータティースを一対とし、これらステ
ータティースに電流を流したときに一方のステータティ
ースから出た磁束がロータティースを通して対を成す他
方のステータティースに入り、各ステータティースを外
側から連結するコアバックを経て前記一方のステータテ
ィースに戻るように磁気回路を構成してトルクを発生さ
せて前記ロータを回転させることで、ステータティース
とロータティース側面の磁気吸引力により直接トルクを
生じさせるため、大きなトルクが得られるという効果が
ある。

【００９９】請求項７の発明によれば、一対のステータ
ティースを励磁する巻線の電流を一つのパワー素子でオ
ン制御し、他の一対のステータティースを励磁する巻線
の電流を他のパワー素子をオフ制御することで、安価に
応答速度の大きい装置が得られるという効果がある。

【０１００】請求項８の発明によれば、各パワー素子の
オンにより各巻線に電流を流して各一対のステータティ
ースを励磁することで、各一対のステータティースとロ
ータティース間に互いに逆方向のトルクを発生させるこ
とで、回転角度を精度高く調整できるという効果があ
る。

【０１０１】請求項９の発明によれば、巻線印加電圧の
変動周波数を巻線の抵抗ＲとインダクタンスＬで与えら
れる巻線電流の周波数特性の折点周波数Ｒ／（２πＬ）
よりも高くしたので、短時間の急峻な加減速動作におい
ても、巻線のインダクタンスによる電流の遅れ分を見込
んで、高い電圧を加えることにより所要のトルクを発生
させて高速に動作させることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機の断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機の駆動制御方法の駆動回路図である。

【図３】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機のロータ角度による磁路の変化を説明する断面図で
ある。

【図４】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機のロータ付近の断面図である。

【図５】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機のロータとシャフトの斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態１に係わる矩形ロータ
の有限回転電動機の断面図である。

【図７】この発明の実施の形態１に係わる菱形ロータ
の有限回転電動機の磁路の説明図である。

【図８】この発明の実施の形態１に係わる矩形ロータ
の有限回転電動機の磁路の説明図である。

【図９】この発明の実施の形態１に係わる有限回転電
動機の角度検出光学系の斜視図である。

【図１０】この発明の実施の形態１に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系の模式図とその信号処理系のブ
ロック図である。

【図１１】この発明の実施の形態２に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系の斜視図である。

【図１２】この発明の実施の形態２に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系のランド・グルーブおよび光束
の上面図と正面図である。

【図１３】この発明の実施の形態２に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系におけ光強度と回転角度のグラ
フである。

【図１４】この発明の実施の形態２に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系の構成因である。

【図１５】この発明の実施の形態２に係わる有限回転
電動機の角度検出光学系の斜射図ある。

【図１６】この発明の実施の形態３に係わる有限回転
電動機の駆動回路図ある。

【図１７】従来技術１に係わる有限回転電動機の断面
図である。

【図１８】従来技術１に係わる電動機の断面図であ
る。

【図１９】従来技術２に係わる有限回転電動機の断面
図である。

【図２０】従来技術２に係わる有限回転電動機のロータ
・シャフト系の斜視図である。

【図２１】スキャナの具体的諸元の一例を示した表で
ある。

【符号の説明】

１シャフト、２ロータ、３〜６ステータティー
ス、７〜１０巻線、１１コアバック、１２，１３
軸受、１４ミラー、１５，１６発光素子、１７，１
８光検出器、２１〜２８ＦＥＴ、２９ダイオー
ド、３０直流電源、３７ランド・グルーブ領域、３
９グルーブ、４０ランド、４１，４２，４３ビー
ムスポットＰ、５０，５１，５２，５３外部抵抗ダイ
オード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎芳昭東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者上田淳東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者森安雅治東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者竹野祥瑞東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者黒澤満樹東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者川村敦彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者鉾館俊之東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者祝靖彦東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA39 BB05 BB06 BB16 BB18 CC00 DD03 DD04 FF17 FF23 FF44 GG06 GG13 HH04 HH12 HH13 HH14 JJ01 JJ05 JJ09 JJ16 JJ18 JJ22 JJ23 LL04 LL42 LL46 QQ34 5H633 BB07 GG02 GG04 GG09 GG13 HH15 HH20 HH24 JA08 JB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動用の固定子磁極を構成し巻線を巻回
したステータと、磁極を構成するロータの各々に突起状
にティースを設け、これらのティースの側面を周方向に
ギャップを設けて対向させて配置し、前記ステータの巻線による発生磁界で前記ギャップに磁
束を生じさせてステータのティースとロータのティース
の側面に磁気吸引力を生じさせることでトルクを発生
し、所定の有限回転角度の範囲内でロータを回転させる
と共に、有限回転角度の範囲の限界付近では、前記ステ
ータのティースとロータのティースの側面のギャップを
小さくすることによって磁束密度を増してトルクを増大
させ、前記有限回転角度の範囲を越えると前記ステータ
のティースとロータのティースの側面を当接させること
を特徴とする有限回転電動機。
【請求項２】ステータのティースと対向するロータの
ティースの両側面部分を所定の傾斜角で切削したテーパ
状とし、前記ティースの断面形状を菱形としたことを特
徴とする請求項１に記載の有限回転電動機。
【請求項３】発光素子をロータの端部から軸方向に延
びるシャフトに備え、この発光素子から照射される光束
を光検出器の受光面で受け、受光面上の光束位置を光検
出器で検出することによってシャフトの回転角度を検出
し、この角度検出値が角度検出指令値に追従するように
巻線に流れる電流を制御することを特徴とする請求項１
に記載の有限回転電動機。
【請求項４】ロータの端部から軸方向に延びるシャフ
トの軸芯に対して平行な溝を、前記シャフトの周方向に
沿って多数所定間隔で形成し、この溝に光束を照射した
際にシャフト回転に伴う反射光束の変化を検出すること
でシャフトの回転角度を検出し、この角度検出値が角度
検出指令値に追従するように巻線電流を制御することを
特徴とする請求項１に記載の有限回転電動機。
【請求項５】ロータの端部から軸方向に延びるシャフ
トの端面に径方向に向けた複数の溝を所定間隔で周方向
に形成し、この溝に光束を照射した際にシャフト回転に
伴う反射光束の変化を検出してシャフトの回転角度を検
出し、この角度検出値が角度検出指令値に追従するよう
に巻線電流を制御することを特徴とする請求項１に記載
の有限回転電動機。
【請求項６】ステータに励磁用の巻線を巻回した４個
のティースを設けると共にロータに２個のティースを設
け、このロータを介して斜方向に対向する各ステータテ
ィースを一対とし、これらステータティースに電流を流
したときに一方のステータティースから出た磁束がロー
タティースを通して対を成す他方のステータティースに
入り、各ステータティースを外側から連結するコアバッ
クを経て前記一方のステータティースに戻るように磁気
回路を構成してトルクを発生させて前記ロータを回転さ
せることを特徴とする有限回転電動機の駆動制御方法。
【請求項７】一対のステータティースを励磁する巻線
の電流を一つのパワー素子でオン制御し、他の一対のス
テータティースを励磁する巻線の電流を他のパワー素子
をオフ制御することを特徴とする請求項６に記載の有限
回転電動機の駆動制御方法。
【請求項８】各パワー素子のオンにより各巻線に電流
を流して各一対のステータティースを励磁することで、
各一対のステータティースとロータティース間に互いに
逆方向のトルクを発生させるようにしたことを特徴とす
る請求項６に記載の有限回転電動機の駆動制御方法。
【請求項９】巻線印加電圧の変動周波数を巻線の抵抗
ＲとインダクタンスＬで与えられる巻線電流の周波数特
性の折点周波数Ｒ／（２πＬ）よりも高くしたことを特
徴とする請求項６に記載の有限回転電動機の駆動制御方
法。