JP2001016887A - 電気式回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障が発生しても、ベアリングレス・モータ
を正常に動作させることができる回転駆動装置を提供す
ること。 【解決手段】 固定子（２）、磁気的に軸支される回転
子（３）、および設定装置を（４）を備える。固定子
（２）は、少なくとも２つのループ（６１、６２）を有
する駆動巻線（６）と、少なくとも３つのループ（７
１、７２、７３、７４）を有する制御巻線（７）とを備
える。駆動巻線（６）のループ（６１、６２）は、回転
子（３）にトルクを生成させる駆動磁界を生成し、制御
巻線（７）のループ（７１乃至７４）は、固定子（２）
に対する回転子（３）の位置を調整するための制御磁界
を生成する。設定装置（４）は、各ループ（６１、６
２、７１乃至７４）に、相電流または相電圧を設定パラ
メータとして供給し、各ループ（６１，６２、７１乃至
７４）は、それぞれ異なる電気的位相に属し、設定パラ
メータを各々ループ毎に調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立請求項１の前
提部分に基づく電気式回転駆動装置に関し、また、この
種の回転駆動装置を備える血液ポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】血液を給送する機能を有する血液ポンプ
は、通常、軸流ポンプまたは遠心ポンプとして設計さ
れ、例えば、心臓手術において血液循環を維持するため
の屋台骨として用いられる。更に、患者の体内に埋め込
まれ、心臓の働きを一時的あるいは長期的に支えるため
の埋め込み可能な血液ポンプも知られている。

【０００３】血液ポンプにおいては、給送される血液
が、汚染されないことが保証されなければならない。従
って、血液ポンプでは、電磁式駆動装置の回転子および
／またはポンプの回転子は、接触することなく磁気的に
軸支されることが好ましい。このような回転子の磁気に
よる軸支は、分離型磁気軸受、すなわち、駆動装置のも
のとは異なる軸受によって実現することができる。換言
するならば、磁気軸支は、駆動装置の固定子によって、
実現される。

【０００４】例えば、国際出願特許公開第９６／３１９
３４号において、回転式ポンプが開示されているが、こ
れは、血液ポンプに適しており、また、いわゆるベアリ
ングレス・モータとして設計されているものである。こ
れは、電磁式回転駆動装置であり、回転子のために個別
の磁気軸受を備えておらず、回転子は、磁力によって固
定子に対して非接触で軸支されている。この電磁式回転
装置の場合、固定子は、軸受および駆動巻線および制御
巻線を備える駆動固定子として設計されている。これら
２つの巻線によって、回転磁界が生成され、この回転磁
界は、一方では、回転子を回転させるトルクを回転子に
与え、他方では、回転子に対して、所望の値に設定可能
な縦方向の力を与え、回転子の半径方向の位置が、それ
ぞれ能動的に制御あるいは調整できるようにしている。
従って、回転子のこれらの３自由度は、能動的に調整す
ることができる。更に、他の３自由度、即ち、回転軸方
向に対する軸の撓みおよび回転軸に直交する平面に対す
る傾き（２自由度）に関して、回転子は、受動的にまた
磁気的に、つまり制御という手段によらず、磁気抵抗力
によって、安定化される。

【０００５】“ベアリングレス・モータ”という用語
は、以下の説明において、上述の意味に理解されるもの
とする。ベアリングレス・モータの設計、特に、制御ま
たは調整の詳細に関しては、既に引用した国際出願特許
公開第９６／３１９３４号乃至国際出願特許公開第９５
／１８９２５号に加えて、本明細書を参照されたい。

【０００６】更に、血液ポンプは、特に、人体に埋め込
む場合、小型で省スペースでなければならず、且つ、少
なくとも心臓の能力に相当するポンピング性能を達成で
きなければならない。このために、例えば、ベアリング
レス・モータの回転子に羽根を設け、これにより、回転
駆動装置の回転子をポンプの回転子とした一体型の回転
子を形成する方法が、国際出願特許公開第９６／３１９
３４号において提案されている。このように、この回転
子は、駆動回転子、軸受回転子およびポンプの回転子と
しての機能を有しており、これによって、非常に小型で
高性能な血液ポンプを実現することができる。

【０００７】周知のベアリングレス・モータには、例え
ば、増幅器の段階における故障、または固定子の１つの
位相における断線等の故障が発生した場合、駆動装置お
よび／または回転子の磁気軸支の正常な機能をもはや保
証できないという問題がある。これは、特に、埋め込み
式の血液ポンプなど、非常にデリケートな用途におい
て、安全を脅かす大きな危険因子を代表するものであ
る。回転子の駆動装置或いは磁気軸支の回転子に故障が
発生すると、重大な結果、即ち、時には致命的な結果さ
えもたらすことがある。従って、本発明は、この安全を
脅かす危険因子を大幅に低減しようとする課題に特化し
たものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ベアリングレス・モータとして設計される電気式回
転駆動装置を提供することであり、更に、回転子の磁気
軸支、並びに回転子の駆動に関して、耐故障性の高い電
気式回転駆動装置を提供することである。換言するなら
ば、故障が発生しても、回転子が磁気により確実に軸支
され、また、回転子の駆動が確実に行われることによっ
て、ベアリングレス・モータが正常に動作することがで
きる回転駆動装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を満たす電気式
回転駆動装置は、独立請求項１に記載の機能によって特
徴付けられるものである。

【００１０】本発明に基づく電気式回転駆動装置は、ベ
アリングレス・モータとして設計されており、磁気によ
り軸支された回転子、および固定子を備えている。この
固定子は、回転子にトルクを生成させる駆動磁界を生成
するための少なくとも２つのループを有する駆動巻線か
ら構成されている。更に、制御巻線を備えており、制御
巻線は、制御磁界を生成するための少なくとも３つのル
ープを有し、この制御磁界によって、固定子に対する回
転子の位置を調整することができる。また、駆動巻線の
各ループにおける電気的駆動位相は互いに異なり、制御
巻線の各ループにおける電気的制御位相は互いに異なっ
ている。更に、設定装置を備えており、この設定装置に
より、駆動巻線の各ループおよび制御巻線の各ループ
に、設定パラメータとして、相電流および相電圧を供給
する。また、設定装置は、駆動巻線の各ループに対する
設定パラメータ、並びに、制御巻線の各ループに対する
設定パラメータを、他のループ設定パラメータとは独立
に調整できるように、設計されている。このために、設
定装置は、駆動巻線のループ毎および制御巻線のループ
毎に、個別の二極電力増幅器を備え、回転駆動装置の制
御装置と一体化していることが好ましい。

【００１１】ベアリングレス・モータとして設計されて
いる本発明による回転駆動装置は、通常の故障の無い動
作において、少なくとも２つの駆動位相および少なくと
も３つの制御位相を用いて動作する。“駆動位相”およ
び“制御位相”という用語は、各々、駆動巻線のループ
または制御巻線のループ、並びに、供給用設定装置の一
部を意味するために使用するものである。設定パラメー
タ、即ち、相電圧または相電流は、他のループ設定パラ
メータとは独立に、駆動巻線のループ毎および制御巻線
のループ毎に調整することができるため、各駆動位相お
よび各制御位相は、他の電気的な位相とは無関係に動作
することができる。従って、駆動位相および／または制
御位相に故障が発生した場合（例えば、位相の全てに故
障が発生した場合）、回転駆動装置は、駆動位相および
／または制御位相の数がそれぞれ減った状態で、更に、
回転駆動装置の回転子における磁気軸支の正常な機能、
或いは駆動の正常な機能を失うことなく、動作し続ける
ことができる。

【００１２】正常な動作を続行するための最低限の必要
条件は、回転駆動装置の１つの駆動位相、および２つの
制御位相が正常なことである。換言するならば、少なく
とも１つの駆動位相および少なくとも１つの制御位相
が、完全に故障しても、回転駆動装置は、影響を受ける
事無く確実に動作することができる。駆動位相および制
御位相が、幾つ備えられているかにもよるが、本発明に
基づく回転駆動装置は、複数の駆動位相および／または
制御位相が故障した場合でも、動作し続けることができ
る。

【００１３】本発明に基づく回転駆動装置は、位相の数
が減った状態でも、動作することができるため、基本的
に、一つの駆動位相または一つの制御位相に故障が発生
するような場合は重要ではない。従って、例えば、電力
増幅器が故障したり、駆動巻線または制御巻線の１つの
ループにおいてそれぞれ断線が生じたり、電源増幅器、
駆動装置の巻線ループまたは制御巻線において短絡が生
じても良いことになる。換言するならば、このような故
障が生じても、駆動装置は、引き続き確実に動作するこ
とが可能である。本発明に基づく回転駆動装置は、この
ように耐故障性が高いため、動作の信頼性が飛躍的に向
上する。

【００１４】本発明に基づき、故障の無い通常な状態
で、少なくとも２つの位相が動作するように、駆動巻線
が設計されている回転駆動装置は、永久磁気によって励
磁される回転磁界モータであることが好ましく、特に、
永久磁気によって励磁される同期モータまたはブラシレ
ス直流モータ（一般的な通称であるが、ブラシレス直流
モータは、基本的には、回転磁界モータである）である
ことが好ましい。換言するならば、固定子によって生成
される駆動磁界は、永久磁気回転子を駆動させる回転磁
界である。一つ以上の駆動位相の故障により、正常な位
相が、１つだけしか残っていない状態で動作する場合、
回転磁界モータは、単相交流モータとして動作する。

【００１５】磁界励磁による回転駆動装置と比較した場
合、永久磁気により励磁される回転駆動装置、即ち永久
磁気により励磁される回転子を有する回転駆動装置とし
て設計されるベアリングレス・モータは、磁界励磁のた
めの電流およびエネルギを必要としないという利点があ
る。従って、永久磁気による励磁によって、エネルギ消
費量を大幅に低減でき、非常に経済的な動作を行うこと
が可能となる。このことは、特に血液ポンプ、さらに埋
め込み式血液ポンプにとっては、一般的に、無制限にエ
ネルギの供給が得られないため、非常に好都合なことで
ある。

【００１６】ベアリングレス・モータ（ｚ．Ｂ国際出願
特許公開第９８／１１６５０を参照）では、通例のこと
であるが、本発明に基づき回転駆動装置の設計を行う場
合、駆動巻線における磁極対の数をｐとする時、制御巻
線における磁極対の数は、ｐ＋１またはｐ−１であるこ
とが好ましい。換言するならば、駆動巻線と制御巻線に
おける磁極対の数の差が１であることが好ましい。

【００１７】好適な実施例に基づく回転駆動装置は、駆
動位相を厳密に３相、および制御位相を厳密に３相備え
ている。この種の設計においては、２つの駆動位相およ
び１つの制御位相が完全に故障した場合でさえ、回転駆
動装置は、確実に回転子を軸支し、駆動することができ
る。

【００１８】特に、可能な限り小型で、簡素で、省スペ
ース設計を目指す場合、駆動位相を厳密に２相、および
制御位相を厳密に４相備えている実施例が、より好まし
い。このように設計することにより、固定子歯の数、並
びに、駆動巻線および制御巻線のコイル数を減らすこと
が可能であり、これによって、装置のコストおよび複雑
さ、並びに、ベアリングレス・モータの複雑さおよび大
きさを低減することができる。同時に、１つの駆動位相
の故障、および、少なくとも１つの制御位相の故障に対
する耐故障性も維持される。この種の実施例において
は、固定子は、厳密に８つの固定子歯を有していること
が好ましく、回転子は、これらの固定子歯の間で軸支さ
れる。この実施例には、更に、位置センサのセンサ要素
等を配置するための、固定子歯間の溝の空間を広く取れ
るという利点がある。

【００１９】好適な実施例によると、制御巻線は、複数
の集中制御コイルを備え、また、各集中制御コイルは、
異なる固定子歯に巻かれている。本発明に基づくベアリ
ングレス・モータにおいて、可能な限り耐故障性を高め
るためには、２つの個別の制御システムが設けられ、各
制御システムは、下記の構成要素を備えることが好まし
い。

【００２０】・回転子の固定子内における半径方向の位
置を測定するための少なくとも２つの位置センサ ・回転子角を測定するための手段（例えば、磁界セン
サ） ・駆動巻線および制御巻線の個々のループに供給するた
めの少なくとも３つの電力増幅器 ・回転子の駆動および位置を調整するための、並びに、
電力増幅器を制御するための信号処理および調整装置、
更に、各制御システムは、少なくとも１つの駆動位相お
よび少なくとも２つの制御位相を制御することが必要で
ある。

【００２１】このような設計においては、ベアリングレ
ス・モータは、互いに独立して動作可能な２つのほぼ同
一の制御システムによって動作される。各制御システム
は、例えば、位置センサ、回転子角を求めるための手
段、調整装置、少なくとも１つの駆動位相と少なくとも
２つの制御位相用の電力増幅器などの、ベアリングレス
・モータの動作に必要な構成要素を備えているため、各
制御システムは、単独で、且つ瞬時に、ベアリングレス
・モータの制御および調整を引き継ぐことができる。故
障の無い通常の動作において、２つの制御システムは、
共に、ベアリングレス・モータを制御する。しかしなが
ら、故障が発生した場合、２つの制御システムの内、１
つの制御システムによって、瞬時に引き継がれ、確実に
動作を行うことが可能となる。このいわゆる高い冗長性
によって、耐故障性および動作の信頼性を飛躍的に高め
ることができる。

【００２２】更に、２つの制御システム間における通信
のために、通信手段を設けることが好ましい。これによ
って、特に制御システムが両方とも作動している通常の
動作において、動作の信頼性が更に向上する。例えば、
各制御システムは、独自に位置センサを有しているた
め、回転子の位置の測定は、通常の動作において、過剰
に行われる。制御システムは、各制御システムによって
測定される回転子の位置に関する値を授受する通信手段
を備えているという点において、この冗長性を用い、位
置センサのチェックができることは好都合である。磁界
センサおよび回転子角に関しても、同様なことがそれぞ
れ言える。

【００２３】更に、故障検出手段を設けて、制御システ
ムおよび／または個々の駆動位相および／または個々の
制御位相および／またはエネルギ供給部における故障を
検出できることが好ましい。これらの故障検出手段は、
ハードウェアおよびソフトウェアの構成要素として設計
することが可能である。更に好適な手段によれば、故障
検出手段は、故障を検出した場合、故障を除去するか、
若しくは、故障の種類によって、回転駆動装置を複数の
故障モードの内、適切な故障モードに切り替える。これ
らの故障モードでは、制御システムの一部若しくは制御
システムの全体、または、駆動巻線若しくは制御巻線の
個々のループを、停止することができる。２つ以上の故
障モードを設けてあるため、制御システムは、極めて柔
軟に対応することができ、また個々に発生する故障に対
応して動作に必要な構成要素だけをそれぞれ選び出す
か、若しくは、構成要素をそれ以上使用しないようにす
るなどの方法で対応することが可能である。

【００２４】特に、血液ポンプに関して、本発明によ
り、非常に小型で且つ省スペース型のベアリングレス・
モータを設計することができる。この点に関して、各制
御システムを、少なくとも部分的に電子プリント基板の
形態にし、回転駆動装置の内部に配置すると好都合であ
る。

【００２５】この場合、回転駆動装置の内部に配置され
る電子プリント基板は、全て電力増幅器であり、個々の
電力増幅器は、各々、対応する駆動コイルおよび制御コ
イルにそれぞれ直接、即ち、ケーブルを用いずに接続さ
れる。このように設計することにより、ベアリングレス
・モータからその外側へと配線されるケーブル線の数
を、最小限に抑えることができる。ケーブルの接続が、
全ての構成要素において、脱落率を増大する要因である
ことは、経験から明らかであるため、ケーブル数を減ら
すことにより、更に高い信頼性が実現される。

【００２６】電子プリント基板は、特に、いわゆるテン
プルモータとして設計される回転駆動装置の好適な設計
と組合せることにより、なんら問題なく、回転駆動装置
の内部に配置することが可能である。例えば、国際出願
特許公開第９８／１１６５０号（当該明細書の図８ｋお
よび関連する文節を参照のこと）に開示されているテン
プルモータにおいて、固定子は、複数の固定子歯を有し
ており、この複数の固定子歯は、ヨークによって接続さ
れており、回転子の所望の回転軸によって決定される軸
方向に延在する長いリム、および、半径方向に対して内
側に延在する短いリムを用い、各々“Ｌ”形状に形成さ
れている。ここで、電子プリント基板は、固定子歯の長
いリムによって囲まれている空間に配置することができ
る。

【００２７】更に、有利な手段は、テンプルモータ内の
位置センサに評価モジュールを設けることであり、この
評価モジュールは、それぞれ、電子プリント基板として
設計され、電子プリント基板に設けられた構成要素が、
固定子間の自由空間に配置されるように、固定子の短い
リム上に設計されている。このように設計することによ
り、ベアリングレス・モータ内の空間の理想的な活用が
可能である。

【００２８】また、個々の電子プリント基板を、可撓性
接続プリント基板（フレックスプリント）を介して、互
いに接続することも有利である。ほぼ硬質な電子プリン
ト基板とフレックスプリントによって、複合体、即ち、
いわゆる剛体可撓性複合体を形成し、１ユニットとして
製造、装着および検査を行うことができる。

【００２９】更に、本発明に基づく電気式回転駆動装置
を備える血液ポンプを提案する。本発明の回転駆動装置
は、回転駆動装置の回転子もまた、ポンプの回転子とし
て機能するように、回転駆動装置の回転子は、永久磁気
によって励磁されており、また、血液を給送するための
複数の羽根を備えている。この種の血液ポンプは、耐故
障性が非常に高く、極めて信頼性が高く、小型で、更
に、高性能、且つ、エネルギ消費の点において経済的で
ある。この種の血液ポンプは、人体の内部および外部、
いずれの用途にも適する。

【００３０】更に有利な手段および本発明の好適な設計
は、従属の請求項から明らかになる。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、実施例および図面を参照
し、本発明について更に詳細に説明する。図１は、本発
明に基づく回転駆動装置に関する第１の実施例の主要な
部分を示す概略ブロック図であり、この回転駆動装置は
ベアリングレス・モータとして設計されており、本明細
書全体を通して参照番号１を付してある。回転駆動装置
１は、固定子２、永久磁気回転子３、および設定装置４
を有する制御装置５を備え、また、設定装置４は、複数
の二極電力増幅器４１を備える。更に、制御装置５は、
回転駆動装置１の動作に必要な制御ユニットと調整ユニ
ットの全体を備える。調整ユニットは、理解しやすいよ
うに、図１には示していない。制御装置５の構造は、下
記において詳述する。

【００３２】図２は、固定子２および回転子３を示す平
面図であり、図３は、図２の線ＩＩＩ‐ＩＩＩに沿った
断面を示す図である。更に、図３は、固定子系の定義を
示す図であり、以下の説明において、参照する。この固
定子系は、軸Ｘ、ＹおよびＺを有するデカルト座標系で
あり、これらの軸の原点は、固定子の中心に位置し、固
定子２に対して静止している。慣例に従い、Ｚ軸は、回
転子３の所望の回転軸方向を指し、Ａは、回転軸を表
す。回転子３は、動作状態において、回転子３が固定子
２に対して、ちょうど中心位置（所望の位置）にある
時、この回転軸を中心に回転し、また傾むくこともな
い。Ｚ軸の方向は、以下、“軸方向”として表す。固定
子系のＸ軸およびＹ軸の方向は、任意である。Ｘ軸およ
びＹ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面は、回転子３が軸
方向において傾きがない場合、また撓んでいない場合
に、回転子３が回転する平面である。Ｘ−Ｙ平面に対す
る回転子３の位置（または、それぞれに対する回転子の
中心の位置）は、以下、回転子３の“半径方向の位置”
として表す。

【００３３】ベアリングレス・モータの原理に基づき、
固定子２は、駆動磁界を生成するための駆動巻線６を備
え、この駆動磁界は、回転子３にトルクを生成し、回転
子３を駆動する。更に、固定子２は、制御磁界を生成す
るための制御巻線７を備え、この制御磁界は、制御磁界
を生成し、これによって回転子３の半径方向の位置を調
整することが可能である。これら２つの回転磁界を組合
せることによって、そのために必要とされる磁気軸受を
特別に用いることなく、回転子３を、固定子２内におい
て非接触の状態で駆動でき、また磁気的に軸支すること
ができる。ベアリングレス・モータにおいて、回転子の
３自由度、即ち、回転軸Ａを中心とする回転子の回転、
および回転子の半径方向の位置（２自由度）は、それぞ
れ、能動的に磁気によって制御または調整される。更に
他の３自由度に関して、即ち、回転子の軸方向における
撓みおよびＺ軸の傾き（２自由度）に関して、回転子
は、受動的に磁気によって、即ち、制御されない状態
で、磁気抵抗力によって安定化される。ベアリングレス
・モータの動作方法、並びにその調整方法および制御方
法に関する更なる詳細は、既に引用した国際出願特許公
開第９６／３１９３４号、第９５／１８９２５号および
第９８／１１６５０号の明細書に開示されており、この
ため、ここでは更に説明しない。

【００３４】第１の実施例において、駆動巻線６は、２
つのループ６１、６２を有し、これらのループは、各々
異なる駆動位相に属する。換言するならば、駆動巻線６
は、２つの位相を有する（２つの駆動位相を有する）。
制御巻線７は、４つのループ７１、７２、７３、７４を
有し、これらのループは、各々異なる制御位相に属す
る。換言するならば、制御巻線は、４つの位相有する
（４つの制御位相を有する）。

【００３５】第１の実施例において、固定子２は、複数
の、即ち８つの固定子歯２１乃至２８を備え、固定子歯
２１乃至２８は、ヨーク２０（通常、鉄ヨーク）によっ
て、磁気的に互いに結合しており、駆動巻線６および制
御巻線７は、個別のコイルの形態で固定子歯２１乃至２
８にそれぞれ巻かれている。この点において、複数の個
別のコイルは、互いに並列回路または直列回路の形態で
電気的に接続することができる。“ループ”という用語
は、各々、並列または直列に電気的に互いに接続されて
いる全ての個別のコイル全体を意味するものである。当
然の事ながら、１つのループは、１つの個別のコイルに
より構成することができる。“位相”という用語は、１
つのループおよびそのループに供給する設定装置４の一
部分を表し、特に、本明細書では、このループに設定パ
ラメータとして相電流または相電圧を供給する電力増幅
器４１を表す。設定装置４は、駆動巻線６および制御巻
線７のための電流制御装置または電圧制御装置として形
成することができる。実際には、主として電流調整が用
いられるため、以下、設定パラメータが相電流である場
合について説明を行う。設定パラメータとして相電圧を
用いる電圧調整に関しても、同様な説明が当てはまる。

【００３６】図２に示すように、第１の実施例における
２位相駆動巻線６は、４つの集中コイルから成り、この
集中コイルは、以下、駆動コイル６１１、６２１として
表す。２つの駆動コイル６１１によって、駆動巻線６の
１つのループ６１が形成され、一方、２つの駆動コイル
６２１によって、駆動巻線６のもう一方のループ６２が
形成されている。同じ駆動位相に属する駆動巻線は、同
じ参照符号によって表す。各駆動コイル６１１、６２１
は、固定子歯２１乃至２８に駆動コイル６１１、６２１
が一つ以上巻かれることがないように、集中コイルとし
て、各々、直ぐ隣に位置する２つの固定子歯２１乃至２
８にそれぞれ巻いてある。換言すると、第１の駆動コイ
ル６１１は、第１の固定子歯２１および第２の固定子歯
２２にそれぞれ巻かれており、次の駆動コイル６２１
は、第３の固定子２３および第４の固定子２４にそれぞ
れ巻かれており、その次の駆動コイル６１１は、第５の
固定子２５および第６の固定子２６にそれぞれ巻かれて
おり、更に、最後の駆動コイル６２１は、第７の固定子
２７および第８の固定子２８に巻かれている。各々、直
径方向に対向して位置する２つの駆動コイル６１１また
は６２１が、駆動巻線６のループ６１または６２を形成
し、同じ駆動位相に属するように、駆動コイル６１１、
６２１は、それぞれ接続されている。駆動コイル６１
１、６２１の固定子歯２１乃至２８上の分布、並びに、
駆動巻線の２つのループ６１、６２を形成するための駆
動コイルの接続は、もっと概略的な例示により図５にお
いて再度説明する。図５の上部において、第１の駆動位
相のループ６１を示し、図５の下部において、第２の駆
動位相のループ６２を示す。

【００３７】同様に、図２は、８つの集中コイルを備え
る４位相の制御巻線７を示しており、以下、こられの集
中コイルは、制御コイル７１１、７２１、７３１、７４
１として表す。各制御コイル７１１、７２１、７３１、
７４１は、別々の固定子歯２１乃至２８に巻かれてい
る。換言するならば、各固定子歯は、ちょうど１つの制
御コイルを有している。２つの制御コイル７１１、７２
１、７３１または７４１によって、各々、制御巻線７の
ループ７１、７２、７３または７４が形成されており、
同じ制御位相に属する。同じ制御位相に属する制御コイ
ルは、同じ参照符号によって表す。制御コイルは、固定
子の周方向から見た場合に、第１の固定子歯に巻かれた
制御コイルと、一つおいてその次の固定子歯に巻かれた
制御コイルが、同じ制御位相に属するように、接続され
ている。個々の制御コイル７１１、７２１、７３１、７
４１の接続に関しては、図４の概略図において説明す
る。第１の固定子歯２１に巻かれた制御コイル７１１
（図４、上）と、第３の固定子歯２３に巻かれた制御コ
イル７１１が共に接続され、制御巻線７の第１の制御位
相であるループ７１が形成されている。第５の固定子歯
２５と第７の固定子歯２７である２つの制御コイル７２
１によって、それぞれ、第２の制御位相のループ７２が
形成されている。第２の固定子歯２２と第４の固定子歯
２４である２つの制御コイル７３１によって、それぞ
れ、第３の制御位相（図４、下）のループ７３が形成さ
れている。第６の固定子歯２６と第８の固定子歯２８で
ある２つの制御コイル７４１によって、それぞれ、第４
の制御位相のループ７４が形成されている。

【００３８】駆動位相および制御位相がこのように設計
されていると、駆動巻線における磁極対の数は１とな
り、制御巻線における磁極対の数は２となる。通常、駆
動巻線と制御巻線における磁極対の数の差が１であるこ
れらの設計は、本発明に基づく回転駆動装置にとって好
ましいものである。換言するならば、駆動巻線における
磁極対の数がｐの場合、制御巻線における磁極対の数
は、ｐ±１、即ち、ｐ＋１またはｐ−１のいずれかであ
ることが好ましい。実用上は、駆動巻線における磁極対
の数が、ｐ＝１、ｐ＝２またはｐ＝３であり、制御巻線
における磁極対の数の合計が、１、２、または３である
設計が好ましい。

【００３９】本発明に基づき、相電流（または相電圧）
を他のループに対する相電流（または相電圧）とは独立
に、駆動巻線の各ループ６１，６２および制御巻線の各
ループ７１乃至７４用の設定パラメータとして調整でき
るように、設定装置４（図１）は、設計されている。こ
れを実現するために、第１の実施例における設定装置
は、６つの個別の二極電力増幅器４１、即ち、２つの駆
動位相のそれぞれに１つの二極電力増幅器、４つの制御
位相のそれぞれに１つの二極電力増幅器を備えている。
これによって、駆動位相および／または制御位相が完全
に故障した場合でさえ、残りの正常な位相は、制約を受
けることなく引き続き動作することができる。

【００４０】好適な設計においては、二極電力増幅器
は、各々、Ｈブリッジ・スイッチング増幅器である。図
６は、かかる電力増幅器４１の電気回路図を示してお
り、電力増幅器４１は、位相の内１つに相電流を供給す
る。電力増幅器４１は、スイッチングトランジスタＴお
よびリカバリ・ダイオードＦとしてそれ自体知られてい
るものを備えており、２つの動作電位＋および−（例え
ば、動作電位−が接地電位ＧＮＤで、動作電位＋が＋１
２Ｖの電位）で動作する。スイッチングトランジスタＴ
は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、特に、ＭＯＳ形
ＦＥＴであることが好ましい。電流測定装置４１１は、
相電流をそれぞれ測定するために設けてある。

【００４１】当然の事ながら、、他の形式の電力増幅器
４１および／または設定装置４を、回転駆動装置１に設
けることもできる。例えば、個々の電力増幅器を、多相
電流制御装置のブリッジ分岐として実現することがで
き、複数の位相を星形回路に接続することもできる。し
かしながら、この場合、個々の相電流が、確実に単独で
調整されるように、星形結線の接続点が、ロード可能な
電位に配置されることが必要である。この種のロード可
能な星形回路は、例えば、本出願者による欧州特許出願
第９９８１０５５３．０号に開示されているため、本明
細書では、詳細な議論は行わない。しかしながら、他の
形態のスイッチング増幅器またはアナログ増幅器を用い
ることも可能ではあるが、増幅器が、二極で動作、即
ち、相電流および相電圧の両方が、正および負極性の値
を取ることができるように、電力増幅器４１を設計する
ことが重要である。更に、設定装置４は、他の位相に対
する設定パラメータとは無関係に調整できる設定パラメ
ータ（それぞれ相電流または相電圧）を、駆動位相毎お
よび制御位相毎に供給できるものでなければならない。

【００４２】回転駆動装置１の永久磁気回転子３（図２
および図３を参照）は、直径方向に二極（磁極対の数は
１）励磁してあり、永久磁気リング３１および鉄ヨーク
３２を有する環状回転子３として設計されており、鉄ヨ
ーク３２は、リング３１に対して、半径方向に、また内
側に位置するように配置されている。回転子の磁化は、
図２において、矢印Ｍで表示してある。当然の事なが
ら、他の磁極対の数、および他の形態の回転子磁化を用
いることもまた可能である。特に、回転子３を、円盤状
に設計することも可能である。

【００４３】固定子２における回転子３の半径方向の位
置を求めるためには、少なくとも２つの位置センサが必
要であり、この実施例においては、４つの位置センサ８
１、８２、８３、８４（図１参照）を設けてあり、その
内、各々、少なくとも２つの位置センサ、即ち位置セン
サ８１、８２および位置センサ８３、８４は、それぞ
れ、二軸測定系８０ａ、８０ｂ（図１１参照）に属して
おり、この二軸測定系８０ａ、８０ｂによって、回転子
３０の半径方向の位置を求めることができる。回転子の
半径方向における位置のために２つの個別の測定系を設
けてあるため、回転子３の位置測定が、冗長化されるよ
うに設計されており、これによって、回転駆動装置１の
耐故障性が高まっている。この事に関しては、さらに後
述する。

【００４４】各位置センサ８１乃至８４は、２つのセン
サ要素８１１、８１２および８２１、８２２および８３
１、８３２および８４１、８４２（図２参照）をそれぞ
れ備えていることが好ましい。各センサ要素は、回転子
３に対向して位置するように、２つの隣接する固定子歯
２１乃至２８の間の溝に配置され、センサ要素が１つず
つ、８つの溝にそれぞれ配置されている。センサ要素
は、Ｘ−Ｙ平面上、若しくは、Ｘ‐Ｙ平面に対して僅か
に軸方向に位置をずらして配置することができる。いず
れの場合も、それぞれ同じ位置センサ８１と８２と８３
と８４に属するセンサ要素８１１、８１２と８２１、８
２２と８３１、８３２と８４１、８４２は、固定子２
（図２参照）の直径方向に対向して位置するように、そ
れぞれ、固定子２の周方向に対して、互いに１８０°位
置をずらして配置される。このように配置することによ
って、同じ位置センサ８１乃至８４に属するセンサ要素
の２つの信号における差分信号は、各々、回転子の位置
を求めるために使用されるため、位置センサ８１乃至８
４における同相故障、オフセット、ドリフト（特に、熱
ドリフト）などのシステマティックな故障を無くすこと
ができる。

【００４５】例えば、４つのセンサ要素８１１、８１
２、８２１、８２２を有する２つの位置センサ８１およ
び８２のように、同じ二軸測定系に属する２つの位置セ
ンサは、固定子の周方向に対して約９０°、他の二軸測
定系の位置センサ８３、８４に対して４５°、互いに位
置をずらし配置されている。

【００４６】周知の形式の距離センサは全てそれ自体、
センサ要素８１１―８４２に適している。特に、ホール
センサ、光センサおよび容量センサなどの渦電流セン
サ、誘導センサ、磁界プローブが挙げられる。センサ要
素は、渦電流センサであることが好ましい。

【００４７】ベアリングレス・モータの制御および調整
（回転子３の駆動および位置）は、ベクトル調整または
磁界方向調整の方法によって、通常行われるが、この場
合、回転子の磁化の方向、即ち、静止固定子系のＸ−Ｙ
平面に対する回転子３の磁化の瞬間的な位置を知ること
が必要である。このパラメータは、通常、回転子の磁界
の角度として表す。実際には、回転子の磁界の角度は、
幾何学的な回転子角とは異なるが、その差はほんの僅か
である。従って、この差異は、以下、考慮しないものと
し、回転子角は、幾何学的な回転子角および回転子磁界
の角度の両方を含むものとして、略して回転子角と呼
ぶ。回転子角を求めるために、少なくとも１つの磁界セ
ンサを設けてある。回転駆動装置１を、回転子角の測定
に関しても、冗長に設計するために、２つの個別の磁界
センサ９１、９２を設けてある。各磁界センサ９１、９
２は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子などの磁気抵抗型素
子を有する２つの磁気抵抗型の磁界測定ブリッジを備え
る。

【００４８】各磁界センサ９１、９２は、例えば、各セ
ンサが検出する磁界の正弦と余弦を出力し、これによっ
て、回転子角を求めることができる。このように、２つ
の個別の系が存在し、これによって、回転子角を各々求
めることができる。図３に示すように、特に、磁界セン
サ９１および９２は、Ｘ−Ｙ平面に対して軸方向の位
置、即ち、図示しているように、回転子３の下方に配置
してある。このように配置されている磁界センサ９１、
９２による回転子角の測定の詳細については、“回転子
の磁化の方向を測定するためのセンサ配置”を主題とす
る本出願者による欧州特許出願第９９８１０６３４．８
号を参照されたい。

【００４９】回転子角を求めるために本明細書で説明し
た磁界センサ９１、９２の代わりに、或いは、それに追
加して、他の手段を設けることができるできることは自
明のことである。

【００５０】回転駆動装置１の通常の動作状態におい
て、駆動磁界は、２位相駆動巻線６によって生成され、
２位相駆動巻線６は、回転子３にトルクを発生させ、回
転子３を回転させる。位置センサ８１乃至８４を用いて
求めることができる回転子３の半径方向の位置は、４位
相制御巻線７によって、調整される。回転子３の位置調
整に関する設計は、数多くの文献に紹介されている。特
にベアリングレス・モータのための位置調整に関する構
造は、国際出願特許公開第９５／１８９２５号等におい
て、幾つか述べられている。従って、ベアリングレス・
モータの調整に関する設計に関しては、本明細書では、
これ以上の議論は行わない。

【００５１】制御位相の故障および／または駆動位相の
故障が、動作中に発生した場合、本発明に基づく回転駆
動装置１は、駆動位相および／または制御位相の数が減
った状態で、正常に動作し続けることができる。これ
は、各個別の駆動位相、および各個別制御位相のための
相電流を、他の相電流とは完全に独立に調整できるため
である。回転子を高い信頼性で駆動するために、また高
い信頼性で磁気による軸支を行うために必要な最低限の
条件は、少なくとも１つの駆動位相および少なくとも２
つの制御位相が、正常に動作することである。第１の実
施例において、極端な場合、１つの駆動位相および２つ
の制御位相が、それぞれ、完全に故障または停止して
も、回転駆動装置１は、その動作能力を失うことはな
い。故障の処理方法に関しては、下記において、更に議
論する。一方における軸支機能、並びに、他方における
駆動機能に関する耐故障性の詳細については、本明細者
において、本出願者による二つの特許、欧州特許出願第
９９８１０７６０．１号および第９９８１０５５３．０
号を参照する。当該特許出願の開示は、本発明の不可欠
な構成要素であることをこれによって明言する。

【００５２】１つの駆動位相だけが正常である場合、回
転駆動装置１は、単相交流モータの原理に基づき動作す
る。この場合、回転駆動装置１を停止しない限り、回転
駆動装置１は回転し続ける。即ち、回転駆動装置１は、
正常に動作する。しかしながら、かかる単相交流モータ
が停止した場合、回転子３の固定子に対する位置次第で
は、回転駆動装置１は、通常の方法では、再始動できな
い可能性がある。しかしながら、対応する正常な制御位
相を動作状態にし、回転子３が１つの駆動位相で始動す
ることができる位置まで、回転子３を固定子２に沿って
下げることによって、動作させることが可能である。回
転子３が再び回転すると直ぐに、１つの駆動位相および
少なくとも２つの制御位相によって動作を、維持するこ
とができる。

【００５３】また、１つの駆動位相だけで始動する問題
は、停止する際、回転子３が再び立ち上がることができ
る位置“休止位置”を選択して、所定の休止位置に回転
子３が停止するように、固定子２を設計することにより
解決することができる。この手段は、単相交流モータで
は、一般的なことであるため、本明細書においては、更
に説明は行わない。

【００５４】図７は、第１の実施例の変形態様による固
定子２を示す平面図である。以下、相違点のみを詳述す
る。この変形態様では、同様に４つの制御位相と２つの
駆動位相を備えている。制御巻線は、合計１６個の集中
コイル７１１、７２１、７３１、７４１を備えており、
それぞれ２つの制御コイルを各固定子歯２１乃至２８に
設けてある。各々、４つの別々の固定子歯に巻かれた４
つの制御コイルは、共に接続され、制御巻線のループ７
１乃至７４を形成し、同じ制御位相に属している（これ
らの制御コイルは、同様に、それぞれ同一の参照符号を
付してある）。個々の制御コイル間の接続は、図８の概
略図に示してある。制御巻線の第１のループ７１（図
８、上）は、第１の固定子歯２１、第３の固定子歯２
３、第５の固定子歯２５および第７の固定子歯２７に配
置されている２つの制御コイルの内、１つの制御コイル
をそれぞれ接続することによって、実装されている。こ
れらの制御コイルは、参照符号７１１で表してある。制
御巻線の第２のループ７２は、第１の固定子歯２１、第
３の固定子歯２３、第５の固定子歯２５および第７の固
定子歯２７に配置されているもう一方の制御コイルをそ
れぞれ接続し、第１のループ７１に属さないように実装
されている。これらの第２のコイルは、参照符号７２１
で表してある。従って、第２のループ７２の制御コイル
７２１は、第１のループ７１の制御コイル７１１と同じ
固定子歯に配置されている。従って、第１のループおよ
び第２のループは、実質的に、同じ配置を行い、各制御
コイルをそれぞれ接続することにより実現されている。

【００５５】第３および第４のループ７３および７４の
制御コイルも同様に解釈が可能であり、これらの制御コ
イルは、それぞれ参照符号７３１および７４１で表して
ある（図８、下）。これらは、それぞれ、第２の固定子
歯２２、第４の固定子歯２４、第６の固定子歯２６およ
び第８の固定子歯２８に配置されている。

【００５６】従って、固定子２の周方向から見た場合、
直ぐ隣の固定子歯に巻かれた制御コイルが、各々、制御
巻線の異なるループに属するように、制御コイルは、接
続され、制御巻線の個々のループが形成されている。

【００５７】同じ固定子歯に配置された２つの制御コイ
ルは、図７に示すように、各々、隣接して配置すること
ができる。特に下記において更に議論するテンプルモー
タの構造形態において、同じ固定子歯に巻かれた２つの
制御コイルは、各々，外側の制御コイルが内側の制御コ
イルを取り囲むように重ねて巻かれる。この配置は、図
８において、概略的に示してある。制御巻線の同じルー
プを形成するように接続された４つの制御コイルは、常
に外側、若しくは常に内側に位置する。従って、例え
ば、第１のループ７１の制御巻線７１１が、常に外側の
コイルであるのに対して、第２のループ７２の制御コイ
ル７２１は、常に内側のコイルとなる。個々の制御コイ
ルは、外側の制御コイルによって形成されるループ（例
えば、ループ７１）のオーミック抵抗が、内側の制御コ
イルによって形成されるループ（例えば、ループ７２）
のオーミック抵抗と等しくなる（対称型設計）か、若し
くは、それより大きくなる（非対称型設計）ように、構
成されることが好ましい。

【００５８】２位相駆動巻線は、図５に示す駆動巻線と
同様な方法で設計されており、第１の実施例と共に既に
説明したものである図７および図８に示す制御巻線の設
計には、次の利点がある。通常の動作中、回転子の位置
は、４つの制御位相全て、即ち、１６個の制御コイル全
てによって調整される。各固定子歯に２つの制御コイル
が配置されているため、同じ磁界を生成するのに必要な
固定子歯を流れる電流は、固定子歯に１つの制御コイル
だけある場合と比較すると、各々半分の電流のみを必要
とする。しかしながら，損失の観点から見ると、半分の
電流を二回流した方が、全電流を一回で流すよりも好ま
しい。１つの制御コイル（例えば、第１のループ７１）
が故障した場合、第２の制御位相のループ７２内におけ
る相電流を倍にすることにより、容易に補正することが
できる。この機能は、調整により自動的に行われる。固
定子歯毎に、２つの制御コイルを設け、２つの制御コイ
ルが、別々の制御位相に属し、通常の状態で両方とも動
作するようにしてあるこの設計により、高い冗長性が実
現されている。この“非常システム”は、通常の動作
中、常に動作しており、故障は、必ずしも補正が行われ
る前に、検出される必要はない。

【００５９】図９は、いわゆるテンプルモータとして設
計されている本発明に基づく回転駆動装置１の第２の実
施例を、部分断面斜視図で示したものである。テンプル
モータは、例を挙げれば、既に引用した国際出願特許公
開第９８／１１６５０号（その中の図８ｋおよび関連の
文節を参照）に開示されている。同実施例において、テ
ンプルモータの固定子２は、ヨーク２０によって接続さ
れている複数の固定子、即ち８つの固定子２１乃至２８
を有している（図９において、６つの固定子歯２１乃至
２５、２８のみ見分けることができる）。固定子歯２１
乃至２８を磁気的に互いに連結するヨーク２０は、強磁
性体により構成されているが、鉄により構成することが
好ましい。各固定子歯２１乃至２８は、長いリムＳＬお
よび短いリムＳＫを用いて“Ｌ”形状に設計されてい
る。長いリムＳＬは、各々、軸方向に延在し、短いリム
ＳＫは半径方向で内側に向かって、即ち回転子に向かう
方向に延在している。駆動コイル６１１、６２１および
制御コイル７１１、７２１、７３１、７４１は、固定子
歯２１乃至２８の長いリムＳＬに巻かれている。図２お
よび図７（“平面”図）に基づく固定子の実施例、並び
に、図８（テンプルモータ）は、全く同じ方法で制御可
能であり、特に電気的な動作方法は機能的に同じであ
り、また、特に永久磁気回転子３に対しても同じ影響を
及ぼす。“Ｌ”形状の固定子歯２１乃至２８は、図２お
よび図７に示す固定子歯と“真っ直ぐな”固定子歯２１
乃至２８に対する動作原理において同等である。

【００６０】駆動コイル６１１および６１２の巻き方、
配列および接続は、図５に示すものと同じであり、既に
説明済みである。制御位相のループ７１乃至７４は、８
つの個別の制御コイル７１１、７２１、７３１、７４
１、即ち、１つの固定子歯につき１つの制御コイル（図
４に示す通りに配列および接続）を用いて設計するか、
若しくは、１６個の個別の制御コイル７１１、７２１、
７３１、７４１、即ち、１つの固定子歯につき２つの制
御コイル（図８に示す通りに配列および接続）を用いて
設計することができる。１つの固定子歯につき２つの制
御コイルを備える変形態様において、これらの２つの制
御コイルは、軸方向に対して隣り合わせに巻くことがで
き、若しくは、既に説明したように、好ましくは重ねて
巻くことができる。図９に示す４つの制御位相および２
つの駆動位相を備えるテンプルモータは、第１の実施例
或いはその変形態様と機能的にそれぞれ同じである。こ
れに関する説明は、図９に示すテンプルモータとして設
計されている実施例にも当てはまる。

【００６１】当然の事ながら、、テンプルモータには、
異なる数の固定子歯および／または異なる設計の駆動巻
線および／または制御巻線を備えることも可能である。
位置センサおよび磁界センサは、図９に示されていな
い。本発明に基づく駆動回転装置が血液ポンプの一部分
となる場合、下記において更に議論するように、テンプ
ルモータとして設計することが好ましい。

【００６２】図１０は、本発明の第３の実施例を図示し
たものであり、図２に対応する図である。同実施例は、
回転駆動装置１が、ちょうど３つの駆動位相およびちょ
うど３つの制御位相を有することを特徴とする。下記に
おいて、始めの２つの実施例との相違点のみに関し、さ
らに詳しく議論する。その他の点においては、上記の説
明が第３の実施例にも当てはまる。特に、機能的に同一
または同様な部分に関しては、同じ参照符号で表してあ
る。

【００６３】第３の実施例において、固定子２は、１２
個の固定子歯２１乃至２９、２１０、２１１、２１２を
有しており、この間で、回転子３を磁気的に軸支するこ
とができる。３つの駆動位相に対応して、駆動巻線は３
つのループを有しており、各ループは、２つの個別の駆
動コイル６１１、６２１、６３１を接続することによっ
て実現されている。従って、集中コイルとして各々設計
されている６つの駆動コイル６１１、６２１、６３１
は、すべての固定子歯に設けられている。各駆動コイル
６１１、６２１、６３１は、図２と関連して説明した実
施例と同様に、直ぐ隣に位置する２つの固定子歯にそれ
ぞれ巻かれている。直径方向に対向して位置する２つの
駆動コイル６１１、６２１および６３１は、それぞれ、
駆動巻線の１つのループを形成するように共に接続され
ている。換言するならば、参照符号６１１を付してある
２つの駆動コイルが、駆動巻線の第１のループを形成
し、参照符号６１２を付してある２つの駆動コイルは、
駆動巻線の第２のループを形成し、参照符号６３１を付
してある２つの駆動コイルは、駆動巻線の第３のループ
を形成している。

【００６４】３位相制御巻線は、集中コイルとして設計
されている１２個の個別の制御コイル７１１、７２１、
７３１を備えている。１２個の制御コイル７１１、７２
１、７３１の内、各々、４つの制御コイルが、制御巻線
の１つのループを形成している。即ち、４つの制御コイ
ルは、同じ制御位相に属している。各固定子歯２１乃至
２１２には、１つの制御コイルが設けられている。参照
符号７１１で表してあり、第１の固定子歯２１、第４の
固定子歯２４、第７の固定子歯２７および第１０の固定
子歯２１０に巻かれている４つの制御コイルは、それぞ
れ、第１の制御位相のループを形成するように共に接続
されている。同様に、参照符号７２１で表してあり、第
２の固定子歯２２、第５の固定子歯２５、第８の固定子
歯２８および第１１の固定子歯２１１に巻かれている４
つの制御コイルは、それぞれ、第２の制御位相のループ
を形成している。参照符号７３１で表してあり、第３の
固定子歯２３、第６の固定子歯２６、第９の固定子歯２
９および第１２の固定子歯２１２に巻かれている４つの
制御コイルは、それぞれ、第３の制御位相のループを形
成している。

【００６５】駆動巻線における磁極対の数はｐ＝１であ
り、第２の制御巻線における磁極対の数は、２、即ちｐ
＋１である。位置センサ（図１０に示されていない）
は、既に上記において説明した方法と同じように、２つ
の隣接する固定子歯の間にそれぞれ配置することが好ま
しい。磁界センサ（図１０に示されていない）は、図２
および図３に示した実施例と同様に、Ｘ−Ｙ平面に対し
て軸線方向に位置をずらし、回転子３の上または下に配
置することが好ましい。

【００６６】各駆動位相および各制御位相を、他の位相
から完全に切り離して制御および動作することができる
ように、駆動巻線および制御巻線の個々のループに供給
するための設定装置（図１）を、設計することは、第３
の実施例においても自明のことである。この実施例にお
いても、別々の二極電力増幅器４１（図１、図６）を、
駆動巻線の３つのループ各々に、および制御巻線の３つ
のループ各々に対して設けることが好ましく、これによ
って、駆動巻線の各ループに対する相電流、並びに、制
御巻線の各ループに対する相電流（または相電圧）を、
他のループに対する相電流（または相電圧）から完全に
切り離して調整できる。３つの駆動位相および３つの制
御位相をそれぞれ備える耐故障性設計の詳細に関して
は、既に引用した２つの欧州特許出願第９９８１０５５
３．０号および第９９８１０７６０．１号を参照された
い。

【００６７】第３の実施例もテンプルモータとして設計
可能であることは自明である（図９参照）。また、本明
細書に説明する実施例から逸脱して、制御コイルおよび
／または駆動コイルを分散巻の形態で設計することも可
能である。

【００６８】原理的には、ベアリングレス・モータを動
作できる制御装置であれば、制御装置５が完全に独立し
て制御できるように、また個々の駆動位相および個々の
制御位相を二極で動作できるように変形されていれば、
どのような制御装置でも、制御装置５（図１）としての
適合性を有している。

【００６９】しかしながら、下記において、制御装置５
のための、もう１つ別の特に好適な実施例を説明する。
この実施例もまた、更に高い耐故障性を特徴とするもの
である。この参照する実施例においては、駆動装置６
が、厳密に２位相で、制御巻線７が、厳密に４位相にな
るように設計されている。しかしながら、この仮定は、
必ずしも必要な仮定ではない。この制御装置は、駆動位
相および／または制御位相の数が異なる場合にも、同様
に設計することができる。

【００７０】図１１は、制御装置５の実施例の構造に関
する原理を示すブロック図であり、通信接続部、即ち、
信号およびデータ転送のための接続部、並びに、供給接
続部を、各々、矢印で示してある。制御装置は、２つの
ほとんど同一な制御システム５ａ、５ｂを備えており、
各制御システム５ａ、５ｂは、単独で、他の制御システ
ムから独立して、ベアリングレス・モータ１（同図で
は、血液ポンプ１０として記号により表示してある）を
動作することができる。通常の故障の無い動作状態にお
いて、制御システム５ａ、５ｂは両方とも、動作してお
り、協働してベアリングレス・モータ１の動作を調整す
る。しかしながら、故障が発生した場合、２つの制御シ
ステムは、各々単独で、直ちにベアリングレス・モータ
の動作を制御および調整する。換言するならば、モータ
は、２つの制御システム５ａ、５ｂの内、１つの制御シ
ステムだけで、駆動および軸支のいずれに関しても、正
常に動作することができる。この高い冗長性は、動作の
信頼性が大幅に高まることを意味しており、これは、特
に血液ポンプにとって、大きな利点となる。

【００７１】しかしながら、発生する故障によっては、
制御システム５ａ、５ｂの一部だけを停止することも可
能であり、この事に関しては後述する。制御システム５
ａ、５ｂが両方とも故障した場合でも、ベアリングレス
・モータは、短時間の動作において、即ち、少なくとも
３ミリ秒の間、重大な故障（例えば、回転子と固定子の
物理的な接触）が起きることなく、動作し続けることが
できる。このシステムには、制御システム５ａ、５ｂが
両方とも故障した場合、２つの制御システム５ａ、５ｂ
の内、少なくとも１つの制御システムを、リセットによ
り再始動するための時間が十分残っているという利点が
ある。これは、この種のリセットには、通常、約１ミリ
秒の時間だけしか必要でないためである。リセットが少
なくとも１つの制御システムに対して正常に行われた場
合、正常に動作を続行することができる。

【００７２】２つの制御システム５ａ、５ｂの内、１つ
の制御システム（ここでは、制御システム５ａ）をマス
タとし、もう１つの制御システム（ここでは、５ｂ）を
スレーブとして動作する。各制御システム５ａ、５ｂ
は、それぞれ、回転子３の半径方向の位置を求めるため
の二軸測定系８０ａ、８０ｂを各々形成する少なくとも
２つの位置センサ８１、８２および８３、８４と、１つ
の制御システムにつき少なくとも１つの磁界センサ９
１、９２を備える回転子角を求めるための手段と、駆動
巻線および制御巻線の個々のループに供給するための電
力構成要素４ａ、４ｂ内に設けられた少なくとも３つの
個別の電力増幅器４１と、センサ信号を処理し、回転子
の駆動および位置の調整を行い、電力増幅器４１で、電
力構成要素４ａ、４ｂを制御する信号処理および調整装
置５０ａ、５０ｂと、の構成要素とを少なくとも備え
る。各制御システム５ａ、５ｂの電力増幅器４１は、各
制御システムが単独で、ベアリングレス・モータを動作
できるように、少なくとも１つの駆動位相および少なく
とも２つの制御位相を制御している。電力構成要素４ａ
は、例えば、駆動巻線６のループ６１（図５を参照）お
よび制御巻線７の２つのループ７１、７３（図４および
図８を参照）を供給するのに対して、電力構成要素４ｂ
は、駆動巻線６のループ６２および制御巻線７のループ
７２、７４に供給する。従って、各制御システムは、制
御巻線のループ７１、７２（図４および図８の上半分に
図示されている）の内、１つのループをそれぞれ制御す
ると共に、制御巻線のループ７３、７４（図４および図
８の下半分に図示されている）の内、１つのループをそ
れぞれ制御する。各制御システム５ａ、５ｂには、２つ
の電圧、即ち、この実施例においては、安定化した３Ｖ
の直流電圧（それぞれ３Ｖ＿Ａおよび３Ｖ＿Ｂ）、並び
に、１２Ｖの直流電圧（それぞれ１２Ｖ＿Ａおよび１２
Ｖ＿Ｂ）が、供給される。

【００７３】信号処理および調整装置５０ａ、５０ｂ
は、それぞれ、通常、チップまたは電子プリント基板に
実装されるため、以下、ＤＳＰボード（ＤＳＰ：デジタ
ル信号プロセッサ）と略して表す。制御システムの残り
の構成要素５ａ、５ｂもまた、特に図１１、１５乃至１
８に例示するように、電子プリント基板またはチップの
形態で実装されることが好ましい。

【００７４】両方の制御システム５ａ、５ｂにおいて、
個々の構成要素をオフに切り換えることができ、この制
御システムによって、動作可能な状態を維持しつつ、様
々な故障に対処することができ、このことは、それぞれ
の故障に対処する上で理想的である。制御装置５が、各
々、様々な故障の状態に理想的に対処することができる
ように、各制御システム５ａ、５ｂは、動作に必要な、
また利用可能なプロセスおよびシステムデータ（ソフト
ウェアなど）を有している。更に、２つの制御システム
５ａ、５ｂは、信号を授受することができ、また、パラ
レルまたはシリアルデータバスを介して、互いに監視お
よびチェックを行うことができる。

【００７５】故障の無い通常の動作の間、２つの制御シ
ステム５ａ、５ｂは、電力増幅器４１（Ｈブリッジ）の
切替サイクルを同期するために互いに同期信号を授受す
ることができ、また、ここで障害が発生しないように、
位置センサの励起周波数を互いに授受することができ
る。故障が発生した場合、同期信号を授受する接続部を
直ちに開くことができる。

【００７６】以下、制御システム５ａ、５ｂの主要な構
成要素を詳しく説明する。図１２は、制御システム５ａ
（マスタ）の信号処理および調整装置５０ａ（ＤＳＰボ
ード）を示すブロック回路図である。信号処理および調
整装置５０ａは、制御システム５ｂ（スレーブ）の信号
処理および調整装置５０ｂとほぼ同じである。従って、
同じ説明が制御システム５ｂにも当てはまる。参照符号
の末尾の文字“ａ”または“ｂ”は、それぞれ、指定す
る要素が、マスタ５ａまたは５ｂのいずれに属するかを
示している。

【００７７】ＤＳＰボード５０ａは、回転子３の位置の
調整、駆動位相および制御位相に対する相電流の調整、
全ての情報の読取りおよび解釈、並びに、種々の構成要
素に対して制御信号を送信する役割を担っている。ＤＳ
Ｐボード５０ａは、“中枢部”として、処理装置部、即
ちデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５１ａを有する。
更に、ＤＳＰボードには、以下の構成要素が設けられて
いる。すなわち、参照符号５２ａを付してありＦＰＧＡ
（現場においてプログラム可能なゲートアレイ）として
表してあるロジックと、フラッシュメモリ５３ａと、２
つのアナログ・デジタル変換器５４（ＡＤＣ）と、クロ
ック発生器５５ａと、線形レギュレータ５６ａと、ウォ
ッチドッグ５７ａと、を設けてある。更に、２つのプロ
セッサ間接続部５８、５９を、通信手段として設けてあ
り、この２つのプロセッサ間接続部５８、５９は、各
々、ドライバすなわち送受信装置５８１、５９１ａを備
えている。供給電圧は、３Ｖおよび１．８Ｖ／３Ｖの銘
をそれぞれ付して、小型の矢印によって記号表示されて
いる。

【００７８】システム全体には、周知のいわゆる経皮的
エネルギ伝送システム（ＴＥＴＳ）を介してエネルギが
供給される。ダウンロードまたはプログラム変更などの
データもまた、ＴＥＴＳを介して、送信することができ
る。ＴＥＴＳは、通信インタフェースＫＳを介して、Ｄ
ＳＰに接続されている。

【００７９】ＤＳＰ５１ａ、５１ｂには、例えば、１０
０ＭＨｚまたは５０ＭＨｚでクロック同期がとられたテ
キサス・インスツルメンツ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒ
ｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の型式ＴＭＳ
３２０ＶＣ５４０２のプロセッサを用いている。このＤ
ＳＰには、２つの供給電圧、即ち３Ｖおよび１．８Ｖ
（供給方法に関してはまだ議論していない）が必要であ
る。３Ｖの電圧は、出力ピンに必要であり、一方、１．
８Ｖの電圧は、コアユニットへの供給のためのものであ
る。上述のＤＳＰ５１ａ、５１ｂは、二重アクセス能力
を有する１６Ｋｘ１６ビットのＲＡＭメモリを有してお
り、これによって、外部のフラッシュメモリ５３ａ、５
３ｂにアクセスすることなく、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂ単
独で、ベアリングレス・モータのための調整プログラム
全体を実行できる。

【００８０】ＦＰＧＡ５２ａ、５２ｂには、グルーロジ
ックが含まれており、パルス幅変調（ＰＷＭ）を実現す
る機能があり、このパルス幅変調によって、電力増幅器
４１が励起される。ＦＰＧＡ５２ａ、５２ｂには、例え
ば、非常に小型で必要な空間が狭くて済む）、その上、
殆どエネルギを消費しないアクテル社（ＡｃｔｅｌＣｏ
ｍｐａｎｙ）の４２ＭＸ系を用いている。ＦＰＧＡ５２
ａ、５２ｂは、一方では、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂがアド
レスを復号し監視するために必要とするグルーロジッ
ク、並びに、他方において、電力増幅器４１のスイッチ
ングトランジスタＴ（図６を参照）をトリガするための
ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ発生器５２１ａ（図１３を
参照）を備えている。

【００８１】図１３は、ＰＰＧＡ５２ａを示すブロック
図であり、マスタ５ａのＦＰＧＡ５２ａの個々のモジュ
ールを示す図である。モジュールａｄｒｅｓｓ＿ｄｅｃ
ｏｄは、ＤＳＰ５１ａのアドレス・バス（矢印“ａｄｄ
ｒ＿ｂｕｓ”）と通信し、ＤＳＰ５１ａによって送信さ
れるアドレスを復号する。モジュールＦＰＧＡ＿ｔｅｓ
ｔは、カウンタであり、同じ制御システム５ａ（信号５
ＭＨｚ＿Ａ）のクロック発生器５５ａによってクロック
同期がとられる。ＤＳＰ５１ａは、このカウンタを読み
出すことができる。このカウンタの値が変わらなくなっ
た場合、ＤＳＰ５１ａは、ＦＰＧＡ５２ａに故障がある
と判断し、対応する故障モード（後記を参照）に切り換
える。モジュールＦＰＧＡ＿ｗａｔｃｈｄｏｇは、ＦＰ
ＧＡ５２ａのための内蔵ウォッチドッグである。このモ
ジュールは、もう１つの制御システム５ｂ（信号５ＭＨ
ｚ＿Ｂ）のクロック発生器５５ｂによってクロック同期
がとられるリセット可能なカウンタであり、各ソフトウ
ェアサイクルの間、信号ＤＳＰ＿ａｌｉｖｅによって、
リセットされる。信号ＤＳＰ＿ａｌｉｖｅは、同じ制御
システム５ａのＤＳＰ５１ａによって生成される。例え
ば、ＤＳＰが故障したり、ソフトウェアサイクルが正常
に進行しないために、この信号ＤＳＰ＿ａｌｉｖｅがな
い場合、モジュールＦＰＧＡ＿ｗａｔｃｈｄｏｇは、信
号ｐｏｗｅｒ＿ｒｅｓｔを生成し、この信号ｐｏｗｅｒ
＿ｒｅｓｔは、一方では、モジュールｐｏｗｅｒ＿ｅｎ
ａｂｌｅ（下記を参照）を介して、電力増幅器４１の１
２Ｖの供給を一時的にオフに切り換え（Ｄｉｓ＿１２
Ｖ）、もう一方では、ＤＳＰ５１ａに対してリセット信
号を送信する。リセットが完了した後に、１２Ｖの供給
は、元のオンに切り換えられる。リセットが正常に行わ
れた場合、正常な軸支および駆動機能に影響が及ぼない
ように、全体のリセット工程は、１ミリ秒未満で実行す
ることができる。

【００８２】モジュールｓｙｓｔ＿ｓｔａｔ＿ｉｎは、
ＤＳＰ５１ａによってのみ変更可能な制御ワードであ
る。このワード特定のビットを変更することによって、
ＤＳＰは、制御システム５ｂの３Ｖの供給電圧をオフに
切り換えることができる（ｄｉｓ＿Ｂ）。更に、モジュ
ールｓｙｓｔ＿ｓｔａｔ＿ｉｎは、各々個別に、それ自
体の位相を停止（ｄｉｓ＿Ｃｈ１、２、３）または始動
することができる。それ自体の位相とは、モジュールｓ
ｙｓｔ＿ｓｔａｔ＿ｉｎに接続されているモジュールｐ
ｏｗｅｒ＿ｅｎａｂｌｅを介して、制御システム５ａに
よって制御されている駆動位相および制御位相の個々の
電力増幅器４１を意味するものである。モジュールｐｏ
ｗｅｒ＿ｅｎａｂｌｅは、更に、制御システム５ａによ
って制御されている電力増幅器４１の１２Ｖの供給電圧
を完全に停止（ｄｉｓ＿１２Ｖ）することができる。モ
ジュールｓｙｓｔ＿ｓｔａｔ＿ｏｕｔには、様々な情報
が含まれており、例を挙げれば、‘電力増幅器（Ｈブリ
ッジ）に、過電流が流れているか否か、および、その結
果に対する処理方法（ｏｃ＿ｃｈ１、２、３）’、‘例
えば、短絡の結果として、電力増幅器４１の１２Ｖの供
給電圧に過電流が流れているか否か（ｏｃ＿ｃｈ１２
Ｖ）’、‘制御システム５ａのセンサの励起において、
機能故障があるか否か（ｓｅｎｓ＿ｅｒｒ＿Ａ）’、
‘もう１つの制御システム５１ｂのＤＳＰ５１が、正常
に動作していない、または動作しないことを示す故障
（ｗｄｏｇ＿Ｂ）が、制御システム５ｂのウォッチドッ
グ５７ｂによって報告されているか否か’などの情報が
ある。モジュールＦＰＧＡ＿ｍｏｎｏｆｌｏｐは、もう
１つの制御システム５ｂ（５ＭＨｚ＿Ｂ）のクロック発
生器を監視する回路であり、このクロック発生器が動作
しているかどうかを表す信号（ｃｌｋＢ＿ａｌｉｖｅ）
を生成する。モジュールｓｅｎｓ＿ｓｙｎｃは、２つの
制御システム５ａ、５ｂの位置センサ用の励起周波数
（５ＭＨｚ＿Ａ、５ＭＨｚ＿Ｂ）の同期をとり、同期が
とられた励起周波数（５ｍｈｚ＿ｓｅｎｓ）を出力信号
として有する。この励起周波数（５ｍｈｚ＿ｓｅｎｓ）
は、モジュールｃｌｋ＿ｄｉｖ＿２において、１６分の
１に逓減され、位置センサに対する励起周波数（３１２
ｋＨｚ）として供給される。通常の動作状態において、
マスタ５ａは、両制御システム５ａ、５ｂの測定系（位
置センサおよび磁界センサ）用のクロック信号を供給す
る。故障（例えば、マスタ５ａのこのクロック信号の欠
落）が発生した場合、スレーブ５ｂは、直ちに、スレー
ブ５ｂ自体のクロック発生器に基づいて動作できなけれ
ばならない。この機能は、モジュールＦＰＧＡ＿ｍｏｎ
ｏｆｌｏｐの信号ｃｌｋＢ＿ａｌｉｖｅによってトリガ
を受けるモジュールｓｅｎｓ＿ｓｙｎｃによって引き継
がれる。モジュールｃｌｋ＿ｄｉｖ＿１は、その出力部
（５０ＭＨｚ＿Ａ）において、ＤＳＰ５１ａに対するク
ロック信号（５０ＭＨｚまたは１００ＭＨｚクロック周
波数）と同じクロック信号を、１０分の１、および、５
分の１に逓減し、その出力部において、５ＭＨｚと１０
ＭＨｚのクロック信号を制御システム５ａに対して供給
する。モジュールｃｓ＿ｇｅｎｅｒａｔｏｒは、ＤＳＰ
５１ａが各制御システムとバスを介して通信できるよう
に、各制御システムの回路を駆動するチップ選択発生器
である。

【００８３】ＰＷＭ発生器５２１ａ（モジュールＰＷＭ
＿ｇｅｎ）は、１０ＭＨｚのクロック周波数（１０ＭＨ
ｚ＿Ａ）で同期がかけられており、駆動巻線または制御
巻線の対応するループに対してそれぞれ正常な相電圧
を、各々、印加するために、電力増幅器４１のＨブリッ
ジにおける個々のスイッチングトランジスタＴ（図６を
参照）を励起する。各単独の電力増幅器４１に関して
は、２つの出力、即ち、説明図（図６）中の上側のスイ
ッチングトランジスタＴにトリガをかける正の出力、お
よび下側のスイッチングトランジスタＴをトリガする負
の出力が、ＰＷＭ発生器５２１ａ（ＰＷＭ＿ｃｈｘ＋お
よびＰＷＭ＿ｃｈｘ−、ここでｘ＝１、２または３）に
おいて、備えられる。更に、ＰＷＭ発生器５２１ａに
は、同期信号（ＰＷＭ＿ｓｙｎｃ）が含まれており、こ
れによって、マスタ５ａおよびスレーブ５ｂの２つのＰ
ＷＭ発生器５２１ａ、５２１ｂが、同期して動作し、互
いに相反せずに動作することが保証されている。ＤＳＰ
５１ａは、２つの制御位相および駆動位相の相電圧に対
する所望の調整値を算出し、これらのデータを、データ
バス（ｄａｔａ＿ｂｕｓ）を介してＰＷＭ発生器５２１
ａに送信する。ＦＰＧＡ５２ａもまた、更に、ＦＰＧＡ
５２ａが要求するデータを、このデータバスを介して受
信する。

【００８４】フラッシュメモリ５３ａ、５３ｂは、３Ｖ
の供給電圧で動作するＣＭＯＳ非揮発性メモリである。
ベアリングレス・モータを動作するための全てのプログ
ラムが、その中に記憶されている。このフラッシュメモ
リ５３ａ、５３ｂの記憶容量は、例えば、合計２５６Ｋ
×１６ビットである。フラッシュメモリ５３ａ、５３ｂ
は、システム全体（制御装置５を含む回転駆動装置１）
が再始動される時、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂが完全にリセ
ットされた時、或いは、動作中にプログラムの更新が記
憶されなければならない時にのみ、必要である。ＤＳＰ
５１ａ、５１ｂが新規に始動する場合、或いは、リセッ
トされる場合、ベアリングレス・モータの動作用の全プ
ログラムは、バスを介して、フラッシュメモリ５３ａか
らＤＳＰ５１ａ、５１ｂの内蔵ＲＡＭメモリへとロード
される。プログラムの更新が動作中に行われる場合、こ
のプログラムの更新は、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂが、その
内蔵ＲＡＭに記憶されている古いバージョンのプログラ
ムを用いて回転駆動装置１を動作している間に、フラッ
シュメモリ５３ａ、５４ｂに書き込みが行われる。更新
されたプログラムが完全にフラッシュメモリ５３ａ、５
３ｂにロードされ、テストおよび確認を行った後、ＤＳ
Ｐ５１ａ、５１ｂは、リセット・コマンドを受信し、次
に新しいプログラムを、フラッシュメモリ５３ａ、５３
ｂからＤＳＰ５１ａ、５１ｂの内蔵ＲＡＭメモリへと引
き継ぎ、そのプログラムを用い更に動作を続ける。通常
の動作中は、フラッシュメモリは、殆どエネルギを消費
しない待機モードとなっている。

【００８５】それぞれの制御システム５ａ、５ｂに含ま
れている２つのＡＤＣ５４ａ、５４ｂは、例えば、各
々、４チャンネル・アナログ・デジタル変換器である。
従って、各制御システム５ａ、５ｂは、各々、同時に２
つのアナログ信号を読み取ることが可能であるため、合
計８つのアナログ信号を読み取ることができる。

【００８６】これら８つのアナログ入力の内、３つのア
ナログ入力は、３つの電力増幅器４１（図６を参照）の
Ｈブリッジにおいて３つの電流測定装置４１１の、３つ
の相電流に使用され、２つのアナログ入力は、２つの位
置センサ８１、８２および８３、８４の２つの位置信号
にそれぞれ使用され、２つのアナログ信号は、磁界セン
サ９１および９２の２つの信号（正弦および余弦）にそ
れぞれ使用される。残りの入力は、他の目的のために使
用される。ＡＤＣ５４ａ、５４ｂは、２つのシリアル接
続部を介して、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂと通信を行う。こ
のシリアル接続部は、パラレルデータバスから独立して
おり、また、このパラレルデータバスを介して、２つの
ＤＳＰ５１ａ、５１ｂは、相互に通信を行うと共に、フ
ラッシュメモリ５３ａ、５３ｂとの通信を行い、また、
２つのＤＳＰ５１ａ、５１ｂも、ＦＰＧＡ５２ａ、５２
ｂから独立している。

【００８７】クロック発生器５５ａ、５５ｂは、水晶振
動子によって、制御システム５ａ、５ｂのためのクロッ
ク周波数を生成する。クロック発生器５５ａ、５５ｂに
は、例えば、並列共振水晶を用いている。

【００８８】線形レギュレータ５６ａは、３Ｖの供給電
圧から、ＤＳＰ５１ａ、５１ｂのために１．８Ｖの直流
電圧を生成する。実際には、ＤＣ−ＤＣコンバータもま
た、この用途に適している。実際のところ、ＤＣ−ＤＣ
コンバータの方が、エネルギ消費量は若干少ないが、線
形レギュレータ５６ａより電子プリント基板上にさらに
広いスペースが必要である。従って、線形レギュレータ
の方が好ましい。

【００８９】ＤＳＰ５１ａ、５１ｂ、並びに、特に２つ
の３Ｖと８Ｖの電圧の有無は、ウォッチドッグ５７ａ、
５７ｂ（例えば、テキサス・インスツルメンツ社の型式
ＴＰＳ３３０５−１８）。このウォッチドッグの例とし
ては、ウォッチドッグ５７ａ、５７ｂは、ＤＳＰ５１
ａ、５１ｂによって規則的にトリガをかけなければなら
ない。この信号が、到着しなかった場合、所定の時間
（例えば、１．６秒）後に、リセットパルスが生成され
る。通常の動作状態において、２つのＤＳＰ５１ａ、５
１ｂは、ウォッチドッグ５７ａ、５７ｂによって、互い
に監視することができる。１つのＤＰＳ、例えば、ＤＳ
Ｐ５１ａが、予め設定可能な時間の間にウォッチドッグ
にアクセスせず、リセットにトリガをかけた場合、もう
１つのＤＳＰ５１ｂは、この状態を判断し、それに対し
て対応することができる。故障が、リセット後に無くな
らず、再び、リセットに至る場合、ＤＳＰ５１ａの供給
電圧は、ＤＳＰ５１ｂによって、オフに切り換えられ、
これによって、ＤＳＰ５１ａは、停止する。

【００９０】図１４は、プロセッサ間接続部５８、５
９、並びに、ドライバまたは送受信装置５８１、５９１
ａ、５９１ｂを示す概略ブロック図である。同図に用い
た信号の記号は、既に説明した意味を持っており、信号
の名前の末尾にそれぞれ付した文字ＡまたはＢは、それ
ぞれの信号が対応する制御システム５ａまたは５ｂをそ
れぞれ表している。従って、例えば、ｗｄｏｇ＿Ａは、
マスタ５ａのＤＳＰ５１ａを監視するウォッチドッグ５
７ａの信号を表しており、一方、ｗｄｏｇ＿Ｂは、スレ
ーブ５ｂのＤＳＰ５１ｂを監視するウォッチドッグ５７
ｂの信号を表している。

【００９１】プロセッサ間接続部５８、５９を介して、
２つの制御システム５ａ、５ｂは、互いに通信を行い、
相互に監視し、互いに制御を行うが、このプロセッサ間
接続部５８、５９は、データ接続部５８（ｉｎｔｅｒ＿
ｄａｔａ）および制御接続部５９（ｉｎｔｅｒ＿ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）を備えている。２つの制御システムが、故障
の無い通常の動作中に、理想的に協働できるためには、
また、故障に対して、適切な方法により対応できるため
には、各ＤＳＰ５１ａまたは５１ｂには、もう１つのＤ
ＳＰ５１ｂまたは５１ａから、幾つかの情報項目が必要
である。例としては、回転子の位置に対する値、回転子
角の値、それぞれ他方の制御システムの状態に関する情
報、クロックおよび同期信号、ウォッチドッグ５７ａお
よび５７ｂのそれぞれの信号、並びに、それぞれ他方の
制御システムを停止する可能性、が挙げられる。この場
合、データ（回転子の位置の値や回転子角の値等）は、
プロセッサ間接続部５８（ｉｎｔｅｒ＿ｄａｔａ）を介
して授受され、一方、通信のための制御信号は、プロセ
ッサ間接続部５９（ｉｎｔｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ）を介
して授受される。これらのプロセッサ間接続部５８、５
９は、主に、マスタ５ａのＤＳＰ５１ａのデータ／アド
レスバスとスレーブ５ｂのＤＳＰ５１ｂのＨＰＩ（ホス
ト・ポート・インタフェース）５１２ｂの間の接続部
（ｉｎｔｅｒ＿ｃｏｎｔｒｏｌ、ｉｎｔｅｒ＿ｄａｔ
ａ）を介して、実現される。マスタ５ａは、全ての必要
な情報を、これらの接続部５８および５９を介して、ス
レーブ５ｂのＤＳＰ５１ｂのプログラムおよびデータＲ
ＡＭから読み取ることができる。更に、２つの制御シス
テムのＦＰＧＡ５２ａ、５２ｂの間に、接続部５９’を
設けてあり、この接続部５９’を介して、２つのＦＰＧ
Ａ５２ａ、５２ｂは、制御信号（ｄｉｓ＿Ａ，Ｂ；ＰＷ
Ｍ＿ｓｙｎｃ；５ＭＨｚ＿Ａ，Ｂ；ｗｄｏｇ＿Ａ，Ｂ）
を授受する。制御システム５ａまたは５ｂが完全に故障
した場合でさえ、信頼性の高い動作が保証されるよう
に、ドライバまたは送受信装置５８１、５９１ａ、５９
１ｂの内の１つを、各物理的なプロセッサ間接続部５
８、５９、５９’に設けてあり、これによって、制御シ
ステム５ａまたは５ｂが完全に故障した場合でも、デー
タ／アドレスバス５１１ａまたはＨＰＩ５１２ｂが遮断
されることを防止する。そうでない場合、例えば、２つ
のＤＳＰの内、１つのＤＳＰのデータバス・ピンまたは
アドレスバス・ピンに欠陥があると、このバスの回線
は、ある状態（ハイまたはロー）になることがある。更
に、直列に接続された抵抗（図示せず）を、各物理的な
プロセッサ間接続部５８、５９、５９’に設けてあり、
これによって、個々の制御システム５ａ、５ｂの入力お
よび出力は、短絡電流から保護される。

【００９２】図１５は、電力構成要素４ａ、４ｂの構造
を概略的に示す図である。電力構成要素は、図１５に示
すように、３つのサブシステム、即ち、各電力増幅器４
１ごとに１つのサブシステムを備えている。図１５に
は、これらのサブシステムの１つだけが詳しく示されて
いる。電力構成要素４ａのサブシステムは、Ｈブリッジ
・スイッチング増幅器（図６も参照のこと）として設計
された電力増幅器４１を備え、例えば、ここでは、駆動
巻線のループ６１（記号により表示）を制御する。スイ
ッチングトランジスタＴには、例えば、低いドレイン・
ソース間抵抗Ｒ_{DS on}を有するＮ−チャンネル電界効果ト
ランジスタ（ＦＥＴ）を用いてある。各々の場合におい
て、２つのＦＥＴは、共通の非常に小さい筐体に配置さ
れる。また、Ｒ_DSonノ値が低いため、冷却装置を別途設
ける必要はない。

【００９３】更に、このサブシステムは、スイッチング
トランジスタを制御するためのドライバ４２ａを備えて
いる。ドライバ４２ａは、ＰＷＭ信号ＦＰＧＡ＿ＰＷＭ
によって、制御されており、ＰＷＭ信号ＦＰＧＡ＿ＰＷ
Ｍは、対応するＦＰＧＡ５２ａによって生成され、ま
た、電圧レベルは３Ｖである。ドライバ４２ａは、これ
らの信号を１２Ｖの信号に変換し、これによって、（図
に従って）上側と下側のスイッチングトランジスタＴに
トリガをかける。更に、ドライバ４２ａは、保護回路を
備えており、これによって、下側と上側のＦＥＴが、同
時に閉じることを防止する。ドライバ４２ａは、回路４
１７を介して、ＦＰＧＡ５２ａから送られる信号ＦＰＧ
Ａ＿ＤＩＳによって、停止することができる。故障が発
生した場合、ＦＥＴは、約１００ナノ秒内で、開の状態
にすることが可能である。

【００９４】相電流を求めるための電流測定装置４１１
は、例えば、１０乃至５０ミリオームの分流抵抗器４１
２と、演算増幅器４１３を備えており、演算増幅器４１
３は、分流抵抗器４１２の出力信号を増幅し、その出力
信号をＣｕｒｒｅｎｔ＿Ｍｅａｓ信号としてＤＳＰボー
ド５１ａに送信する。分流抵抗器４１２は、ＦＥＴのソ
ースおよび負の動作電位（この実施例においては、１２
Ｖの直流電圧の接地電位）の間のＨブリッジに配置さ
れ、その大きさが相電流に線形的に依存する信号を出力
する。

【００９５】電力増幅器４ａの各サブシステムは、更
に、別の分流抵抗器４１５および別の演算増幅器４１６
で構成される過電流安全装置を備える。この演算増幅器
４１６の出力部は、回路４１７に接続されており、回路
４１７は、ドライバ４２ａをオフに切り換えることがで
きる。過電流安全装置４１４の分流抵抗器４１５は、電
力増幅器４１のＨブリッジおよび負の動作電位（ここで
は１２Ｖ直流電圧の接地電位）の間に配置されている。
分流抵抗器４１５の両端の電圧降下は、演算増幅器にお
いて増幅され、予め設定可能なしきい値と比較され、こ
のしきい値から、デジタル出力信号‘Ｏｖｅｒｃｕｒｒ
ｅｎｔ’（過電流）が生成される。許容できない大きな
相電流（過電流）が発生した場合、対応するＦＰＧＡ５
２ａに信号ＦＰＧＡ＿ＯＣが送られ、ＦＰＧＡ５２ａに
よって、ドライバ４２ａは、オフに切り換わる。過電流
安全装置４１４は、１２Ｖの直流電圧である２つの動作
電位間において、Ｈブリッジを介した完全な直流短絡を
防止するために十分な速度を有するように設計されてい
る。

【００９６】各制御システム５ａ、５ｂは、それ自身
の、また単独に、完全な二軸測定系８０ａ、８０ｂを有
しており、二軸測定系８０ａ、８０ｂは、それぞれ、回
転子３の半径方向の位置を求めるための位置センサ８
１、８２および８３、８４を有している。図１６は、２
つの位置センサ８１および８２を有するこの種の二軸測
定系８０ａを示すブロック回路図であり、位置センサ８
１および８２は、各々、角度を１８０度ずらして配置さ
れている２つのセンサ要素８１１、８１２および８２
１、８２２をそれぞれ備えることが好ましい（上記を参
照、特に図２および図７）。回転子系のＸ−Ｙ平面に対
する回転子の２つの現位置座標は、以下、単にｘ成分お
よびｙ成分として表す。この回転子の２つの現位置座標
は、各二軸測定系８０ａ、８０ｂによって、それぞれ求
めることができる。各軸をｘ軸およびｙ軸として表して
ある二軸測定系８０ａ、８０ｂは、センサ要素の他に、
励起回路８５ａ、８５ｂ、モノフロップ８６ａ、８７
ｂ、２つのミキサ８７ａ、８７ｂ、即ち各軸ごとに１つ
のミキサ、並びに、２つの増幅器８８ａ、８８ｂを備え
る。

【００９７】励起回路８５ａには、ＦＰＧＡ５２ａ（図
１３を参照）によって生成される３１２ｋＨｚの周波数
が供給される。この信号は、励起回路８５ａにおいて増
幅され、個々のセンサ要素８１１、８１２、８２１、８
２２に供給される。ここでは、センサ要素８１１、８１
２、８２１、８２２は、渦電流センサとして設計されて
いる。励起回路８５ａの出力信号は、モノフロップ８６
ａによって監視されており、このモノフロップ８６ａ
は、励起周波数が無くなるとすぐに、エラー信号ｓｅｎ
ｓ＿ｅｒｒを生成し、そのエラー信号ｓｅｎｓ＿ｅｒｒ
をＦＰＧＡ５２ａに送信する。評価を行うために、ｘ軸
用のセンサ要素８１１、８１２の出力信号は、第１のミ
キサ８７ａに供給され、ｙ軸用の２つのセンサ要素８２
１、８２２の出力信号は、第２のミキサ８７ａに供給さ
れる。ミキサ８７ａ（例えば、シーメンス社「Ｓｉｅｍ
ｅｎｓ Ｃｏｍｐａｎｙ」の型式ＰＭＢ２３３１）は、
交流信号であるセンサ要素の出力信号を、回転子３の現
半径方向位置に応じて、直流信号に変換する。これらの
直流信号は、ミキサ８７ａの後段に各々接続されている
増幅器８８ａにおいて増幅され、ＡＤＣ５４ａ（図１
２）に送信される。センサ要素の励起信号と出力信号の
間の位相シフトを補正するために、任意に、オールパス
フィルタ８９ａを、位置センサ８１の出力部と、対応す
るミキサ８７ａの出力部の間、並びに、位置センサ８２
の出力部と、対応するミキサ８７ａの入力部の間に、そ
れぞれ挿入することができる。

【００９８】図１７は、磁界センサ９１または９２を示
すブロック回路図であり、この磁界センサ９１または９
２で、回転子角が、求められる。各磁界センサ９１、９
２は、２つの磁気抵抗ブリッジ９３ａ（例えば、型式Ｉ
ＭＯ ＬＫ１５）を備えており、この磁気抵抗ブリッジ
９３ａは、位相が９０度ずれている２つの信号、例え
ば、正弦信号および余弦信号を生成し、また、磁界の角
度および大きさに依存する。それぞれの９３ａの出力信
号を増幅し、その出力信号をＡＤＣ５４ａ（図１３を参
照）に送信する演算増幅器９４ａは、各ブリッジ９３ａ
の後段に接続される。

【００９９】図１８は、制御装置５にエネルギを供給す
る供給回路５００を示すブロック回路図である。ここで
説明する実施例において、制御装置５には、２つの異な
る直流電圧、即ち３Ｖおよび１２Ｖの電圧を必要であ
り、この１２Ｖの電圧は、電力増幅器４１用の正の動作
電位となる。３Ｖ供給と１２Ｖ供給用の負の動作電位
は、両方とも、接地電位ＧＮＤである。供給回路５００
には、３Ｖおよび１２Ｖの入力線が接続されており、各
入力線は、２つの制御システムに５ａ、５ｂにそれぞれ
供給するために分岐している。２つの制御システム５
ａ、５ｂ各々において、この制御システムの１２Ｖの供
給である１２Ｖ＿Ａまたは１２Ｖ＿Ｂは、それぞれ、ス
イッチングトランジスタ５０１ａ、５０１ｂ（例えば、
ヴィシェイ社「Ｖｉｓｈａｙ Ｃｏｍｐａｎｙ」の型式
Ｓｉ６９５４）によって、オンまたはオフに切り換える
ことができる。スイッチングトランジスタ５０１ａ、５
０１ｂは、各々、ドライバ５０２ａ、５０２ｂによっ
て、トリガがかけられたり、あるいは切換えが行われ
る。ドライバ５０２ａ、５０２ｂが、それぞれ信号ｄｉ
ｓ＿１２Ｖ＿Ａまたはｄｉｓ＿１２Ｖ＿Ｂを受信すると
直ぐに、ドライバ５０２ａ、５０２ｂは、それぞれスイ
ッチングトランジスタ５１０ａおよび５０１ｂを介し
て、対応する制御システム５ａおよび５ｂの１２Ｖの供
給をそれぞれ遮断する。

【０１００】各制御システムの３Ｖ供給の３Ｖ＿Ａおよ
び３Ｖ＿Ｂにおいては、さらに別のドライバ５０４ａ、
５０４ｂを、それぞれ設けてあり、ドライバ５０４ａ、
５０４ｂは、信号ｄｉｓ＿Ａまたはｄｉｓ＿Ｂがそれぞ
れ存在する場合、制御システム５ａまたは５ｂの３Ｖ供
給をオフに切り換える。それぞれの３Ｖ供給をオフに切
り換えるための信号ｄｉｓ＿Ａまたはｄｉｓ＿Ｂは、そ
れぞれ他の制御システムのＦＰＧＡ５２ａ、５２ｂ（図
１３）からのみ受信することができる。換言すれば、制
御システム５ａのＦＰＧＡ５２ａだけが、制御システム
５ｂの３Ｖ供給を遮断すること、即ち、信号ｄｉｓ＿Ｂ
を生成することができる。また、制御システム５ｂのＦ
ＰＧＡ５２ｂだけが、制御システム５ａの３Ｖ供給を遮
断すること、即ち信号ｄｉｓ＿Ｂを生成することができ
る。

【０１０１】１２Ｖ供給のためのオン／オフ・ピンは、
各々、プルアップ抵抗器５０３ａ、５０３ｂを介して、
同じ制御システムの３Ｖ供給部に接続される。これによ
って、この制御システムのための３Ｖ供給が、オフに切
り替わった場合、この制御システム用の１２Ｖ供給も、
自動的に追従して、同じようにオフに切替わることが保
証されている。しかしながら、一方、１２Ｖ供給は、３
Ｖ供給とは無関係に、オフに切り換わることができる。
換言すると、１２Ｖ供給が、２つの制御システム５ａ、
５ｂの内、１つの制御システムにおいて、停止している
間、この制御システムの３Ｖ供給は、維持される。

【０１０２】１２Ｖ供給のためのオン／オフ・ピンは、
更に、対応するＦＰＧＡ５２ａ、５２ｂを介して、過電
流安全装置４１４（図１５を参照）に接続されている。
図１９は、ソフトウェアの理論的構造のサイクル、即
ち、制御装置５がそれに従って動作するプログラムのフ
ローチャートである。制御システム５ａ、５ｂのソフト
ウェアの理論的体系は共に同じであり、２つの制御シス
テム５ａ、５ｂは、並行動作を行う。図１９における両
方向の矢印は、２つの制御システム５ａおよび５ｂ間に
おけるデータの授受を示すものである。ステップ２０１
（開始）において、２つの制御システム５ａ、５ｂ用の
サイクルは、ＰＷＭ発生器５２１ａ、５２１ｂ（図１
３）によって生成される割込み信号によって初期化され
る。開始時間は、電力増幅器４１の切換えが起こらない
間隔に存在する。ステップ２０２（位置および磁界の測
定）において、回転子の位置の値と回転子角の値が、位
置センサおよび磁界センサによって測定される。また、
サイクルの開始直後は、ＦＥＴによって妨害が発生しな
いため、これらの測定値においてはノイズも非常に低
い。ステップ２０３（エラー処理ルーチン）は、バック
グランドで動作するタスクであり、バックグランドにお
いて、各制御システム５ａ、５ｂは、例えば、もう一方
の制御システムが所定の時間間隔内に応答するかどうか
をテストして、それぞれ他の制御システムをチェック或
いは監視する。所定の時間間隔内に応答しない場合、お
よびもう一方の制御システムがリセットによって回復で
きない場合は、もう一方の制御システムを、完全にオフ
に切り替える（図２０、２１、２２およびこの点に関す
る説明も参照のこと）。ステップ２０４において（位置
および磁界の検証）、各制御システム５ａ、５ｂが、も
う一方の制御システムとは独立に測定した回転子の位置
および／または回転子角の値は、２つの制御システム５
ａ、５ｂ間で授受される。マスタ５ａは、スレーブ５ｂ
の値をチェックし、ずれが発生している可能性がある場
合、これらの値の内、どれが正しい値であるかについ
て、エラールーチンの助けを借りて判断する。適宜、故
障補正値が求められる。正常値および故障補正値が、求
められた後、故障補正値は、両方の制御システムによっ
て引き継がれ、これによって、両方の制御システムは、
回転子の位置および回転子角に対する同一の値を用いて
動作する。ステップ２０５（力、トルクの計算）におい
て、各制御システム５ａ、５ｂは、回転子の位置および
速度の調整ルーチンを実行し、また、回転子３を固定子
２の中心に維持し、回転子３の回転を所望の回転速度に
維持するために必要な調節力とトルクを求める。このよ
うにして求められた力およびトルクから、個々の駆動位
相および制御位相に対応する相電流が、決定される。ス
テップ２０６（電流制御装置）において、電力増幅器
は、既に測定された相電流が、それぞれの駆動位相また
は制御位相のループ内に供給するように、励起される。

【０１０３】通常の動作、即ち故障の無い動作状態にお
いて、２つの制御システム５ａ、５ｂは、並行して動作
する（高い冗長性）。各制御システム５ａ、５ｂは、各
々、その位置および磁界の測定を行い、必要とされる力
および必要とされるトルクを算出し、それぞれの値に応
じて、それぞれの相電流を制御位相および駆動位相に供
給する。上述のように、制御システム５ａ、５ｂは、互
いに制御システム５ａ、５ｂを同調するために、制御シ
ステム５ａ、５ｂによって求められた各回転子の位置お
よび回転子角の値を授受する。これによって、２つの制
御システム５ａ、５ｂが、互いに相反して動作しないこ
とが保証される。

【０１０４】次に、２つの制御システム５ａまたは５ｂ
の内、１つの制御システムに故障が発生した場合、異な
る故障モードが提供され、この故障モードにおいて、正
常な磁気軸支または回転子の正常な駆動が危険にさらさ
れることなく、ベアリングレス・モータ１は、動作する
ことができる。以下、制御システム５ａを例にとって、
幾つかの故障モードに関して説明する。制御システム５
ｂにおいて、同じ故障が発生する場合に対して、各々対
応する故障モードを設けることは自明のことである。故
障モードの名称における文字Ａは、制御システム５ａに
付いて述べているということを表している。

【０１０５】位置センサ８１、８２を備える二軸測定系
８０ａに故障があると、故障モード１（Ａ）が立ち上が
る。次に、この測定系は、完全にオフに切り替わり、制
御システム５ｂによって測定された位置の値だけが、両
方の制御システム５ａ、５ｂに用いられる。

【０１０６】１つの軸においてのみ、即ち２軸測定系８
０ａのｘ軸またはｙ軸に故障がある場合、故障モード１
（Ａｘ）および１（Ａｙ）が立ち上がる。その結果、ｘ
軸またはｙ軸の内、１つの軸のみがオフに切り替わり、
正常な状態にある軸によって測定された位置の値は、回
転子の位置を求めるために引き続き使用される。

【０１０７】制御システム５ａの磁界センサ９１が、故
障が発生した状態で動作している場合、故障モード２
（Ａ）が立ち上がり、磁界センサ９１は、オフに切り替
わる。このモードでは、回転子角の測定は、制御システ
ム５ｂの磁界センサ９２によってのみ行われる。

【０１０８】故障モード３（Ａ）は、制御システム５ａ
の１２Ｖ供給が、完全にオフに切り替わっていることを
意味するものである。このモードでは、制御システム５
ａの３つの電力増幅器は全て停止しており、ベアリング
レス・モータ１は、制御システム５ｂによって制御され
ている駆動位相および制御位相によってのみ動作する。
ＤＳＰ５１ａ、位置センサ８１、８２および制御システ
ム５ａの磁界センサ９１は、この故障モード３（Ａ）に
おいても動作する。

【０１０９】制御システム５ａの唯１つのみの電力増幅
器４１、若しくは２つの電力増幅器４１において故障が
発生した場合、または、制御システム５ａによって制御
される１つの駆動位相と制御位相若しくは２つの駆動位
相と制御位相において、故障が発生した場合、それぞれ
の故障のある電気的位相のみ、オフに切り替わる。この
種類の故障は、例えば、駆動コイルまたは制御コイルい
ずれか１つの断線または短絡である可能性がある。これ
らが発生した場合，６つの故障モード３（Ａ１）、３
（Ａ２）、３（Ａ３）、３（Ａ１、２）、３（Ａ１、
３）、３（Ａ１，３）が設けられている。括弧内の数字
は、それぞれの故障モードにおいて、どの位相が、オフ
に切り替わっているかを表す。この実施例において、数
字１は、駆動位相を表し、数字２および３は、制御位相
を表す。従って、例えば、故障モード３（Ａ１、３）
は、駆動位相（１）、および２つの制御位相の内、１つ
の制御位相（３）がオフに切り替わり、他の制御位相
（２）が動作中であることを意味するものである。

【０１１０】故障モード４（Ａ）においては、制御シス
テム５ａ全体がオフに切り替わる。ベアリングレス・モ
ータ１は、制御システム５ｂおよびこの制御システム５
ｂによって制御される３つの位相によって動作する。

【０１１１】図２０、２１および２２は、ソフトウェア
サイクル（図１９を参照）のステップ２０３において実
行されるルーチンと同じように、故障検出ルーチンの可
能性のある流れを示すフローチャート全体の図である。
しかしながら、個々のチェックの順序は、単に例証とし
て理解されたい。再び、制御システム５ａを参照する。
制御システム５ｂ用のルーチンは、同様な外観を有す
る。

【０１１２】通常の動作状態１００（図２０）から開始
し、ステップ１０１において、プロセッサ間接続部５
８、５９が、チェックされる。制御システム５ｂが応答
しない場合、ステップ１０２において、制御システム５
ｂのウォッチドッグ５７ｂが、サンプリングされる。ウ
ォッチドッグ５７ｂがゼロの場合、ステップ１０３にお
いて、制御システム５ｂの３Ｖ供給は、オフに切り替わ
り、ステップ１０３’において、故障モード４（Ｂ）が
選択される。ウォッチドッグ５７ｂが、ゼロでない場
合、即ち、プロセッサ間接続部が正常である場合、ステ
ップ１０４からステップ１０６において、過電流がチェ
ックされる。過電流が、３Ｖ供給に流れた場合（ステッ
プ１０４；過電流３Ｖか）、ステップ１０４’におい
て、３Ｖ供給が、オフに切り替わり、ステップ１０４”
において、故障モード４（Ａ）が選択される。過電流
が、１２Ｖ供給に流れた場合（ステップ１０５；ｏｃ１
２Ｖか）、ステップ１０５’において、３つの電力増幅
器４１全てが、オフに切り換わり、ステップ１０５”に
おいて、故障モード３（Ａ）が選択される。過電流（ｏ
ｃ）が、３つの位相ｃｈ＿ｘ，ｃｈ＿ｙ，ｃｈ＿ｄ（ス
テップ１０６）の内、１つの位相に流れた場合、ステッ
プ１０６’において、対応する電力増幅器４１（Ｈブリ
ッジ）がオフに切り替わり、ステップ１０６”におい
て、関連する故障モードが選択される。ステップ１０７
において、個々の相電流の確からしさ（ｃｈ＿ｄ、ｃｈ
＿ｘおよびｃｈ＿ｙのチェック電流）がチェックされ
る。３つの位相の内、１つの位相において、このチェッ
クの論理が、否となった場合、ステップ１０６’（上記
を参照）からルーチンが継続する。ステップ１０８（図
２１）において、二軸測定系８０ａ、８０ｂからの故障
信号ｓｅｎ＿ｅｒｒの有無がチェックされる。故障信号
ｓｅｎ＿ｅｒｒが存在する場合、故障モードは、ステッ
プ１０８’において、故障モード１（Ａ）に変更され
る。故障信号ｓｅｎ＿ｅｒｒが存在しない場合、ステッ
プ１０９において、位置センサの値が、所定の範囲を超
えていないかどうかチェックされる（ｐｏｓ＿ｓｅｎ＿
ｃｈｅｃｋ；範囲を越えたか）。位置センサの値が所定
の範囲を超えている場合、ステップ１０９’において、
故障モード１（Ａｘ）または１（Ａｙ）に変更される。
ステップ１１０において、磁界センサ９１がチェックさ
れる（ｆｉｅｌｄ＿ｓｅｎｓ＿ｃｈｅｃｋ）。二乗平均
平方根（ＲＭＳ）値が、所定の範囲外の値である場合
（ステップ１１０’、ｆｉｅｌｄ＿ＲＭＳ範囲外か）、
あるいは、ゼロである場合（ステップ１１０’’、ｆｉ
ｅｌｄ＿ＲＭＳ＝０か）、故障モード２（Ａ）が、ステ
ップ１１０’’’において選択される。ステップ１１
０’’’’において、磁界センサの信号の成分が、両方
ともチェックされ、その平均がゼロ以外であるか否か
が、チェックされる（磁界ｘｙ平均がゼロではない
か）。その値がゼロ以外である場合、ステップ１１１に
おいて、磁界センサ９１の較正（オンライン軸合わせ）
が行われる。ステップ１１２において、ＦＰＧＡ５２ａ
がチェックされる（ＦＰＧＡ＿ｔｅｓｔ）。このプロセ
ス中に故障が検出された場合、故障モードは、ステップ
１１２’において、故障モード３（Ａ）に変更される。
ステップ１１３（図２２）において、フラッシュメモリ
５３ａがチェックされる（ｆｌａｓｈ＿ｔｅｓｔ）。フ
ラッシュメモリが応答しない場合、または、フラッシュ
メモリを回復することができない場合、ステップ１１４
において、制御システム５ａは再始動不能であるが、通
常の動作状態は、維持することができると登録される。
ステップ１１５において、ＡＤＣ５４ａがチェックされ
る（ＡＤＣ＿ｔｅｓｔ）。このチェックにおいて、故障
が検出された場合、ステップ１１６において、２つのＡ
ＤＣ５４ａの内、どちらのＡＤＣに故障があるかチェッ
クされ、それに応じて、故障モードは、ステップ１１
６’または１１６’’において、故障モード３（Ａ１、
２）または３（Ａ１、３）に変更される。最後に、ステ
ップ１１７において、ソフトウェアがチェックされる
（ソフトウェアデッドロック）。個々のソフトウェアモ
ジュールの処理時間が（例えば、ソフトウェアのハング
アップによって）本来の時間より長くかかる場合、ウォ
ッチドッグは、駆動されずに、これによりリセットされ
る。もう１つの制御システム５ｂは、リセットを監視
し、故障が繰り返し発生した後、制御システム５ａをオ
フに切り換える。このチェックにおいて、故障が発生し
た場合、ステップ１１８において、制御システム５ａの
全ての電力増幅器（Ｈブリッジ）が、オフに切り換えら
れ、ステップ１１８’において、故障モードが、故障モ
ード４（Ａ）に切り替えられ、もう１つの制御システム
５ｂが、制御システム５ａを全て停止させる。全てのチ
ェックの結果が、肯定、即ち故障が無い場合、通常の動
作状態が、続行される（ステップ１１９）。

【０１１３】これら各種の故障モードによって、数々の
異なる種類の故障に対して、理想的に適応した方法によ
り、極めて柔軟に対応することが可能である。以下、異
なる故障が、どのように検出され、また、どのように除
去されるかに関して、包括的な一覧表および表形式で表
す。これに関して、再度制御システム５ａのみを参照す
るが、当然の事ながら、この説明は、もう１つの制御シ
ステム５ｂにも同様に当てはまる。表の一番目の列に
は、各々、見出し番号を付してあり、二番目の列には、
故障を示してあり、三番目の列には、故障がどのよう
に、または、どの要素で検出可能であるか、を示してあ
る。四番目の列には、故障に対する対処方法、および、
然るべき場合、どの故障モードが使用されるか、を示し
てある。故障モードは、表中、ＦＭと略記する。プロセ
ッサ間接続部は、ＩＰＶと略記してある。

【０１１４】

【表１】

【０１１５】

【表２】

【０１１６】

【表３】

【０１１７】

【表４】

【０１１８】

【表５】 表中の“限界値の信号”は、関連する信号が、その最大
値または最小値を取ることを意味する。“ＤＳＰにおけ
るセンサチェック”は、例えば、位置センサの値が所定
の範囲内にあるか否かをチェックするステップ１０９
（図２０、２１、２２）において、実行されるチェック
を含んでいる。しかしながら、センサチェックは、ま
た、他の手段も含むことができる。即ち、制御システム
５ａの２つの位置センサ８１、８２は、各々、位置を１
８０度ずらして配置されている２つのセンサ要素８１
１、８１２および８２１、８２２をそれぞれ備えている
ため（上述）、その差異を用いて、システマティックな
故障（オフセット、温度の影響、劣化の影響）を検出お
よび補正（較正）することができる。また、個々の位置
センサまたはセンサ要素の信号を、互換性があるかどう
か、それぞれチェックすることも可能である。例として
は、各一対の信号から、三番目の信号を算出し、対応す
る測定される信号と比較（３つの信号の内、２つの信号
のチェック）する方法が挙げられる。この方法によっ
て、故障のあるセンサ要素を割り出すことができる。更
に、２つの制御システム５ａおよび５ｂによって独立に
測定された位置の値を互いに比較することによって、故
障の検出を行うことが可能である。Ｘ−Ｙ平面におい
て、回転子３の２つの座標に対する独立な合計４つの位
置座標値を、２つの制御システム５ａ、５ｂから得てい
るため、この過剰算出系の方程式（４つの方程式、２つ
の未知数）に基づき、位置の値の１つが誤りであるか否
かを判別することができる。誤りがある場合、どの値が
誤っているかを判別することが可能である。また、同様
に、２つの独立した磁界センサの値にも当てはまる。こ
れらもまた、４つの方程式と２つの未知数を有する方程
式の系を形成する。

【０１１９】更に、本発明によって、本発明に基づく回
転駆動装置を備える血液ポンプが提案され、特に、この
血液ポンプは、体内への埋め込みに適している。図２３
は、本発明に基づく血液ポンプの好適な実施例を極めて
概略的な断面図において示しており、ポンプの全体は、
参照符号１０で表してあり、遠心ポンプとして設計され
ている。

【０１２０】本発明に基づく固定子２および回転子３を
備える回転駆動装置は、各々、８つの“Ｌ”形状の固定
子歯を有するテンプルモータ（図９を参照）として設計
されることが好ましく、その内の２つ、即ち２１および
２５で表してある固定子歯だけが、図２３において見る
ことができる。固定子歯２１、２５は、互いに環状の鉄
ヨーク２０を介して、磁気的に結合されている。駆動巻
線および制御巻線の個別の駆動コイル６１１、６２１お
よび個別の制御コイル７１１、７２１、７３１、７４１
は、上述したように、固定子歯２１、２５の長いリムに
それぞれ配置されている。この実施例では、図２に示す
ように、４つの集中駆動コイル６１１、６２１を設けて
あり、これらは、互いに接続され、図５に示すように駆
動巻線の２つのループ６１、６２を形成している。図２
３に基づく実施例において、図２に示す実施例と同じよ
うに、８つの集中制御コイル７１１、７１２、７３１、
７４１、即ち各固定子歯に１つずつの集中制御コイルを
設けるか、若しくは、図７に示す実施例と同じように、
１６個の集中制御コイル７１１、７１２、７１３、７１
４、即ち各固定子歯に２つの集中制御コイルを設けてあ
る。１６個の集中制御コイルを設ける場合、同じ固定子
歯に設けられた２つの制御コイルは、既に説明したよう
に、各々、重ねて巻かれることが好ましい。８つの制御
コイルまたは１６個の制御コイルは、それぞれ、図４ま
たは図８に示す実施例と同じように接続され、それぞ
れ，制御巻線の４つのループ７１乃至７４を形成するこ
とが好ましい。従って、この実施例における血液ポンプ
１０の回転駆動装置は、２つの駆動位相および４つの制
御位相を有する。

【０１２１】永久磁気リング３１および鉄ヨーク３２を
備える永久磁気により励磁される回転子３は、更に、ケ
ース３３（好ましくはプラスチック製）および血液を給
送するための複数の羽根３４を有する。換言すると、回
転駆動装置の回転子３は、ポンプの回転子としても機能
する。このように、いわゆる一体型回転子が形成されて
いる。回転子３は、動作中、磁気によって固定子２中に
おいて軸支され、回転軸Ａの回りを回転するように、固
定子２によって駆動される。

【０１２２】回転子３は、血液を給送するための吸入口
１２を有するポンプハウジング１１の中に配置されてい
る。血液は、図中、参照符号無しで矢印によって示す
が、動作中、血液は吸入口１２を通って軸方向へ流出
し、回転子３の方向に向かう。そこで、血液は、羽根３
４によって半径方向に向きを変えられ、排出路１３に給
送され、図２３には図示されていない排出口に排出され
る。矢印で示すように、血液の一部は、回転子３を通っ
て全て軸方向に流入し、これによって、図中の回転子３
の下方で流体力学的な軸支体が生じ、磁気軸支が実現さ
れる。

【０１２３】血液ポンプ１０の動作は、既に詳述した２
つの個別の制御システム５ａ、５ｂを備える制御装置５
によって、調整および制御されることが好ましい。可能
な限り小型化するための設計に関しては、制御システム
５ａ、５ｂは、各々、複数の電子プリント基板またはチ
ップの形態で実現されており、少なくともその一部分
は、回転駆動装置の内側に配置されている。図２３で示
すように、電力増幅器４１を備える電力構成要素４ａ、
４ｂを有するこれらの電子プリント基板は、図中、固定
子歯２１、２５によって囲まれ、固定子の下方にある空
間の回転駆動装置の内側に配置されることが好ましい。
利用可能な空間を理想的に活用でき、且つ、非常に小型
の構造であるという利点に加えて、この方法には、個々
の電力増幅器４１を、各々直接接続可能、即ちケーブル
を用いずに、関連する駆動コイルおよび制御コイルに、
それぞれ接続可能である利点がある。この方法によっ
て、回転駆動装置からその外側へ配線されるべきケーブ
ルまたはケーブル線の数を、それぞれ、最小限に抑えて
いる。このことは、動作の安定性が大幅に高まることを
意味している。なぜならば、経験的に、ドロップアウト
の割合を悪化させる最大の要因はケーブル接続であるた
めである。ここで、ケーブルの接続数を減らすことによ
り、更に、全てのケーブルを冗長にして、耐故障性を更
に高める設計にすることも可能である。

【０１２４】図示するように、ＤＳＰボード５０ａ、５
０ｂは、固定子２の下方に直接配置することが好まし
い。更に有利な方法は、位置センサ８１、８２および８
３、８４各々に、評価モジュール８を設けることであ
り、この評価モジュールは、それぞれ、環状の電子プリ
ント基板として設計され、電子プリント基板に設けられ
た構成要素（特に、位置センサ）が、固定子２１、２５
の間の自由空間に配置されるように、固定子２１、２１
の短いリム上に配置されている。図２３に示すように、
評価モジュール８は、固定子歯２１、２５の短いリム
と、ポンプハウジング１１の間に配置される。評価モジ
ュール８は、例えば、図１６に示すように、それぞれ構
成または装着され、二軸測定系８０ａ、８０ｂの両方を
備えることが好ましい。

【０１２５】更に有利な方法は、個々の電子プリント基
板を互いにフレックスプリントを介して、接続すること
である。堅固な、即ち、かなり硬質な電子プリント基
板、およびフレキシブル接続プリント基板を用いて、い
わゆるリジッドフレックス複合体を形成し、１ユニット
として製造、装着および試験を行うことができる。

【０１２６】血液ポンプ１０は、その極めて高い動作の
信頼性、その高い耐故障性によって、特徴付けられ、こ
れによって、血液ポンプは、回転子３の駆動および磁気
軸支の両方に関して、正常な動作を危険にさらすことな
く、数多くの異なる性質の故障に対応することができ
る。更に、高い効率を有していながら、同時に、このポ
ンプは、非常に小型であること、省スペース設計である
こと、利用可能な空間を最大限有効活用すること、且
つ、エネルギの消費量が比較的少ないことによって特徴
付けられるものである。

【０１２７】

【発明の効果】上述したように、本発明によるベアリン
グレスモータとして設計される電気式回転駆動装置にお
いては、各駆動位相および各制御位相は、他の電気的な
位相とは無関係に動作することができる。従って、駆動
位相および／または制御位相に故障が発生した場合（例
えば、位相の全てに故障が発生した場合）、回転駆動装
置は、駆動位相および／または制御位相の数がそれぞれ
減った状態で、更に、回転駆動装置の回転子における磁
気軸支の正常な機能、或いは駆動の正常な機能を失うこ
となく、動作し続けることができる。例えば、電力増幅
器が故障したり、駆動巻線または制御巻線の１つのルー
プにおいてそれぞれ断線が生じたり、電源増幅器、駆動
装置の巻線ループまたは制御巻線において短絡が生じて
も、引き続き確実に動作することが可能である。本発明
に基づく回転駆動装置は、このように耐故障性が高いた
め、動作の信頼性が飛躍的に向上する。

【０１２８】また、永久磁気による励磁によって、エネ
ルギ消費量を大幅に低減でき、非常に経済的な動作を行
うことが可能となる。このことは、特に埋め込み式血液
ポンプにとっては、非常に有利である。

【０１２９】さらに、固定子歯の数、並びに、駆動巻線
および制御巻線のコイル数を減らすことによって、装置
のコストおよび複雑さ、並びに、ベアリングレス・モー
タの複雑さおよび大きさを低減することができる。同時
に、１つの駆動位相の故障、および、少なくとも１つの
制御位相の故障に対する耐故障性も維持される。

【０１３０】さらに、故障が発生した場合、２つの制御
システムの内、１つの制御システムによって、動作が瞬
時に引き継がれ、確実に動作を行うことが可能となる。
この高い冗長性によって、耐故障性および動作の信頼性
を飛躍的に高めることができる。

【０１３１】特に、血液ポンプに関して、本発明によ
り、非常に小型で且つ省スペース型のベアリングレス・
モータを設計することができる。また、プリント基板を
用いて、直接ケーブルを用いずに接続されるため、配線
されるケーブルの数を、最小限に抑えることができ、こ
れによって、更に高い信頼性が実現される。また、個々
のプリント基板を、可撓性接続プリント基板を介して、
互いに接続することによって、１ユニットとして製造、
装着および試験を行うことができる。本発明に基づく電
気式回転駆動装置を備える血液ポンプは、耐故障性が非
常に高く、極めて信頼性が高く、小型で、更に、高性
能、且つ、エネルギ消費の点において経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく回転駆動装置の第１の実施例
を示す概略図である。

【図２】 第１の実施例の固定子および回転子を示す平
面図（回転子の断面）である。

【図３】 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した図
２の回転子を示す断面図である。

【図４】 制御コイルの配置および接続構成を示す概略
図である。

【図５】 駆動コイルの配置および接続構成を示す概略
図である。

【図６】 二極電力増幅器の実施例を示す図である。

【図７】 第１の実施例の変形態様による固定子を示す
平面図である。

【図８】 図４と同様であり、図７に基づく変形態様を
示す概略図である。

【図９】 本発明に基づきテンプルモータとして設計さ
れた回転駆動装置の第２の実施例を示す部分断面斜視図
である。

【図１０】 回転駆動装置の第３の実施例に関する固定
子および回転子を示す平面図（回転子の断面）である。

【図１１】 制御装置の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１２】 図１１に基づく制御装置の信号処理および
調整装置を示すブロック回路図である。

【図１３】 ＦＰＧＡロジックを示すブロック図であ
る。

【図１４】 プロセッサ間接続部を示すブロック図であ
る。

【図１５】 電源構成要素を示すブロック図である。

【図１６】 二軸測定システムを示すブロック図であ
る。

【図１７】 磁界センサを示すブロック図である。

【図１８】 供給回路を示すブロック図である。

【図１９】 ソフトウェアのサイクルを示すフローチャ
ートである。

【図２０】 故障検出ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２１】 故障検出ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２２】 故障検出ルーチンを示すフローチャートで
ある。

【図２３】 本発明に基づく血液ポンプの実施例を示す
概略断面図である。

【符号の説明】

２…固定子、３…回転子、４…設定装置、６…駆動巻
線、７…制御巻線、６１、６２…ループ、７１〜７４…
ループ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500251870 ルスト アントリープステヒニーク ゲー エムベーハー Ｌｕｓｔ Ａｎｔｒｉｅｂｓｔｅｃｈｎｉ ｋ ＧｍｂＨ ドイツ国 Ｄ−35633 ラーナウ ポスト ファッハ 44 ゲヴェルベシュトラーセ ５−９ (72)発明者 レト シェープ スイス国 ＣＨ−8604 フォルケーツビル アッカーシュトラーセ 75Ｅ (72)発明者 トマス ゲンプ スイス国 ＣＨ−8047 チューリッヒ バ ッハヴィーゼンシュトラーセ 113

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリングレスモータとして設計される
   電気式回転駆動装置であって、 磁気的に軸支される回転子（３）および固定子（２）を
   備え、前記固定子（２）は、前記回転子（３）にトルク
   を生成させる駆動磁界を生成するための少なくとも２つ
   のループ（６１、６２）を有する駆動巻線（６）から構
   成され、また、 制御巻線（７）を備え、前記制御巻線（７）は、制御磁
   界を生成するための少なくとも３つのループ（７１、７
   ２、７３、７４）を有し、前記制御磁界によって、前記
   固定子（２）に対する前記回転子（３）の位置を調整す
   ることができ、前記駆動巻線（６）の各ループ（６１、
   ６２）における電気的駆動位相は互いに異なり、また前
   記制御巻線（７）の各ループ（７１乃至７４）における
   電気的制御位相は互いに異なっており、更に、 設定装置（４）を備え、前記設定装置（４）は、前記駆
   動巻線（６）の各ループ（６１、６２）および前記制御
   巻線（７）の各ループ（７１乃至７４）に、各々、設定
   パラメータとして、相電流または相電圧を供給する電気
   式回転駆動装置において、 前記設定装置（４）が、前記駆動巻線（６）の各ループ
   （６１、６２）および前記制御巻線（７）の各ループ
   （７１乃至７４）における前記設定パラメータを、他の
   ループ設定パラメータとは、独立に調整することができ
   るようになっていることを特徴とする電気式回転駆動装
   置。
2. 【請求項２】 前記駆動巻線（６）の各ループ（６１、
   ６２）および前記制御巻線（７）の各ループ（７１乃至
   ７４）用の前記設定装置（４）が、個別の二極電力増幅
   器（４１）を備え、前記二極電力増幅器（４１）は、前
   記回転駆動装置のための制御装置（５）に一体化されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。
3. 【請求項３】 前記駆動巻線（６）における磁極対の数
   がｐであり、前記制御巻線（７）における磁極対の数が
   ｐ±１であることを特徴とする請求項１または２に記載
   の回転駆動装置。
4. 【請求項４】 テンプルモータとして設計され、前記固
   定子（２）は、ヨーク（２０）によって接続され、また
   各々「Ｌ」字状に形成されている複数の固定子歯（２１
   乃至２８）を有し、前記固定子歯は、前記回転子（３）
   の所望の回転軸（Ａ）によって定義される軸方向に延在
   する長いリム（ＳＬ）と、半径方向で内側に延在する短
   いリム（ＳＫ）を有することを特徴とする前出の請求項
   のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
5. 【請求項５】 駆動位相を厳密に３相、および制御位相
   を厳密に３相備えることを特徴とする前出の請求項のい
   ずれか１項に記載の回転駆動装置。
6. 【請求項６】 駆動位相を厳密に２相、および制御位相
   を厳密に４相備えることを特徴とする請求項１から４の
   いずれか１項に記載の回転駆動装置。
7. 【請求項７】 前記固定子が、固定子歯（２１乃至２
   ８）を厳密に８つ有し、前記固定子歯（２１乃至２８）
   の間で前記回転子（３）が、軸支されることを特徴とす
   る前出の請求項のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
8. 【請求項８】 ２つの駆動位相を備え、前記駆動巻線
   （６）は、４つの集中駆動コイル（６１１、６２１）を
   備え、各駆動コイル（６１１、６２１）が、２つの直ぐ
   隣に位置する固定子歯（２１乃至２８）に巻かれ、各
   々、直径方向に対向して位置する２つの駆動コイル（６
   １１；６２１）が、前記駆動巻線（６）のループ（６
   １；６２）を形成し、同じ駆動位相に属することを特徴
   とする請求項７に記載の回転駆動装置。
9. 【請求項９】 前記制御巻線（７）が、複数の集中制御
   コイル（７１１、７２１、７３１、７４１）を備え、前
   記各集中制御コイルは異なる固定子歯に巻かれているこ
   とを特徴とする前出の請求項のいずれか１項に記載の回
   転駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記制御巻線（７）が、複数の集中制
    御コイル（７１１、７２１、７３１、７４１）を備え、
    周方向から見た場合、第１の固定子歯に巻かれた前記制
    御コイルと、１つおいてその次の前記固定子歯に巻かれ
    た前記制御コイルが、各々、同じ制御位相に属すること
    を特徴とする前出の請求項のいずれか１項に記載の回転
    駆動装置。
11. 【請求項１１】 ４つの制御位相を備え、前記制御巻線
    （７）は、８つの集中制御コイル（７１１、７２１、７
    ３１、７４１）を備え、各々、２つの制御コイル（７１
    １；７２１；７３１；７４１）が、前記制御巻線（７）
    のループ（７１；７２；７３；７４）を形成し、同じ制
    御位相に属することを特徴とする前出の請求項のいずれ
    か１項に記載の回転駆動装置。
12. 【請求項１２】 ４つの制御位相を備え、前記制御巻線
    （７）は、１６個の集中制御コイル（７１１、７２１、
    ７３１、７４１）を備え、２つの制御コイル（７１１、
    ７２１、７３１、７４１）が、各固定子歯に設けられ、
    各々、４つの異なる固定子歯に巻かれた４つの制御コイ
    ル（７１１；７２１；７３１；７４１）が、一緒に接続
    され、前記周方向から見た場合、直ぐ隣に位置する固定
    子歯に巻かれた前記制御コイルが、各々、前記制御巻線
    の異なるループに属するように前記制御巻線（７）のル
    ープ（７１、７２、７３、７４）が形成されていること
    を特徴とする前出の請求項のいずれか１項に記載の回転
    駆動装置。
13. 【請求項１３】 同じ固定子歯に巻かれた前記２つの制
    御コイル（７１１、７２１；７３１、７４１）は、各
    々、互いに重ねて巻いてあり、前記外側の制御コイル
    （７１１；７３１）が、前記内側の制御コイル（７２
    １；７４１）を取り囲んでいることを特徴とする請求項
    １２に記載の回転駆動装置。
14. 【請求項１４】 ２つの個別の制御システム（５ａ、５
    ｂ）を備え、前記各制御システム（５ａ、５ｂ）は、 前記固定子（２）における前記回転子（３）の半径方向
    の位置を測定するための少なくとも２つの位置センサ
    （８１、８２、８３、８４）と、 回転子角を求めるための手段（９１、９２）と、 前記駆動巻線（６）と前記制御巻線（７）の前記個々の
    ループに供給するための少なくとも３つの電力増幅器
    （４１）と、 前記回転子（３）の駆動および位置の調整、並びに、電
    力増幅器（４１）を制御するための信号処理および調整
    装置（５０ａ、５０ｂ）と、を備え、 各制御システム（５ａ，５ｂ）は、少なくとも１つの駆
    動位相と少なくとも２つの制御位相を制御することを特
    徴とする前出の請求項のいずれか１項に記載の回転駆動
    装置。
15. 【請求項１５】 前記２つの制御システム（５ａ、５
    ｂ）の間に通信のための通信システム（５８、５９、５
    ９’）を設けたことを特徴とする請求項１４に記載の回
    転駆動装置。
16. 【請求項１６】 前記２つの制御システム（５ａ、５
    ｂ）が、前記通信手段（５８、５９、５９’）を介し
    て、各々、位置センサ（８１乃至８４）を用いて求めら
    れる前記回転子の位置に関する値、および／または、前
    記回転子角（９１、９２）を求めるための手段（９１、
    ９２）を用いて各々求められる前記回転子の値、を授受
    し、エラーがあるかどうかを、前記位置および／または
    前記回転子角の値をチェックし、適宜、故障補正値を求
    め、両方の制御システム（５ａ、５ｂ）が、前記故障補
    正値を前記回転子（３）の半径方向の位置調整または前
    記駆動調整のため、それぞれ使用することを特徴とする
    請求項１５に記載の回転駆動装置。
17. 【請求項１７】 故障検出手段（２０３、４１４、５７
    ａ、５７ｂ、５２ａ、５２ｂ）が設けてあり、前記故障
    検出手段により、前記制御システム（５ａ、５ｂ）およ
    び／または前記個々の駆動位相および／または前記個々
    の制御位相および／または前記エネルギ供給における故
    障を検出することができることを特徴とする請求項１４
    乃至１６のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
18. 【請求項１８】 故障が検出された場合、故障の種類に
    応じて、前記故障検出手段が、前記故障を除去するか、
    若しくは前記回転駆動装置を、複数の故障モードの内、
    適切な故障モードに切り替えることを特徴とする請求項
    １７に記載の回転駆動装置。
19. 【請求項１９】 各制御システム（５ａ、５ｂ）が、少
    なくとも部分的に電子プリント基板の形態で設計され、
    前記プリント基板は前記回転駆動装置（１；１０）の内
    部に配置されることを特徴とする前出の請求項のいずれ
    か１項に記載の回転駆動装置。
20. 【請求項２０】 前記回転駆動装置の内部に配置される
    前記電子プリント基板は、全て電力増幅器（４１）を備
    え、前記個々の電力増幅器（４１）が各々前記対応する
    駆動コイルおよび制御コイルにそれぞれ直接接続される
    ように、前記電子プリント基板が配置されることを特徴
    とする請求項１９に記載の回転駆動装置。
21. 【請求項２１】 テンプルモータとして設計され、前記
    位置センサ（８１乃至８４）には評価モジュール（８）
    が設けてあり、前記評価モジュール（８）は、電子プリ
    ント基板として設計され、また前記電子プリント基板に
    設けられた前記構成要素が、前記固定子歯（２１乃至２
    ８）の間の自由空間に配置されるように、前記評価モジ
    ュールが前記固定子歯（２１乃至２８）の前記短いリム
    （ＳＫ）上に配置されていることを特徴とする前出の請
    求項のいずれか１項に記載の回転駆動装置。
22. 【請求項２２】 永久磁気により励磁される前記回転駆
    動装置の前記回転子（３）を備え、血液を給送するため
    の複数の羽根（３４）を有し、前記回転駆動装置の前記
    回転子（３）が、ポンプの回転子としても機能するよう
    にしたことを特徴とする、前出の請求項のいずれか１項
    に記載の電気的回転駆動装置を備える血液ポンプ。