JP2007124895A - Rotary driving method and driver - Google Patents

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JP2007124895A JP2006308345A JP2006308345A JP2007124895A JP 2007124895 A JP2007124895 A JP 2007124895A JP 2006308345 A JP2006308345 A JP 2006308345A JP 2006308345 A JP2006308345 A JP 2006308345A JP 2007124895 A JP2007124895 A JP 2007124895A
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Yoshitaka Kimura
吉孝 木村
Koji Matsumoto
講二 松本
Kentaro Horiuchi
憲太郎 堀内
Yoshiro Tomikawa
義朗 富川
Chiharu Kusakabe
千春 日下部
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Seikoh Giken Co Ltd
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Seikoh Giken Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small rotary drive of simple structure which can produce high speed rotation easily while exhibiting excellent rotation characteristics and capable of micromachining. <P>SOLUTION: The rotary driving method rotates a second rotor 130 equipped with an inner circumferential surface having a diameter larger than that of the outer circumferential surface of a first rotor 120 rotatable about the axis and equipped with the outer circumferential surface along the outer circumferential surface. Attraction or repulsion of different phase in the rotational direction is applied to the second rotor 130 radially outward or inward of the first or second rotor 120, 130. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、サイクロイド動作を利用した回転駆動方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a rotation driving method and apparatus using a cycloid operation.

従来、回転駆動装置はステータ板に固定された保持筒の内側に軸受を保持し、その外周に磁芯コアを取付けてこれに複数の駆動コイルを巻き、ロータケースに固定したロータマグネットでその磁芯コアを囲むようにしてロータ軸を軸受に軸支させ、ロータケースの外周部に位置検出センサを配置した構成を有していた。
特開平9−322508号公報
Conventionally, a rotary drive device holds a bearing inside a holding cylinder fixed to a stator plate, attaches a magnetic core to the outer periphery thereof, winds a plurality of drive coils around it, and uses a rotor magnet fixed to a rotor case to magnetize the magnet. The rotor shaft was supported by a bearing so as to surround the core, and the position detection sensor was arranged on the outer periphery of the rotor case.
JP-A-9-322508

しかしながら、前述のような回転駆動装置では磁芯コアを囲むようにしてマグネットが配置されるため小型化が難しいという問題があった。   However, the rotary drive device as described above has a problem that it is difficult to reduce the size because the magnet is disposed so as to surround the magnetic core.

この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、構造が簡単で小型のマイクロマシン化が可能であり、しかも、容易に高速回転が得られ回転特性も良い回転駆動方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a rotation driving method and apparatus that has a simple structure and can be made into a small micromachine, and that can easily achieve high-speed rotation and good rotation characteristics. The purpose is to provide.

この発明の請求項1に係る回転駆動方法は、軸線まわりに回転可能で、かつ、外周面を備えた第1のロータの前記外周面に沿って、前記外周面より大径の内周面を備えた第2のロータを回転させる回転駆動方法であって、前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方で、前記第2のロータに回転方向の位相が異なる引力または斥力を作用させることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotational drive method comprising an inner peripheral surface that is rotatable about an axis and has a larger diameter than the outer peripheral surface along the outer peripheral surface of a first rotor having an outer peripheral surface. A rotational drive method for rotating a second rotor provided, wherein the second rotor has an attractive force or a repulsive force having a rotational phase different inwardly or radially outwardly of the first or second rotor. It is made to act.

この発明の請求項2に係る回転駆動方法は、請求項1記載の回転駆動方法において、前記第1のロータの前記外周面は歯が刻まれており、前記第2のロータの前記内周面は、前記1のロータの前記歯と噛合する歯が刻まれていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the rotational driving method according to the first aspect, the outer peripheral surface of the first rotor is toothed, and the inner peripheral surface of the second rotor. Is characterized in that teeth that mesh with the teeth of the one rotor are carved.

この発明の請求項3に係る回転駆動方法は、請求項1または請求項2記載の回転駆動方法において、前記第2のロータに、前記回転方向の位相角度に応じた位相差を有する引力または斥力を作用させることを特徴とする。   The rotational drive method according to claim 3 of the present invention is the rotational drive method according to claim 1 or 2, wherein the second rotor has an attractive force or a repulsive force having a phase difference corresponding to a phase angle in the rotational direction. It is characterized by acting.

この発明の請求項4に係る回転駆動装置は、ステータと、前記ステータに軸線まわりに回転可能に支持され、かつ、外周面を備えた第1のロータと、前記第1のロータの前記外周面より大径の内周面を備えた第2のロータと、前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方において、前記第2のロータに対する回転方向の位相が異なる引力または斥力をそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotary drive device comprising: a stator; a first rotor supported by the stator so as to be rotatable about an axis; and an outer peripheral surface; and the outer peripheral surface of the first rotor. An attractive force or a repulsive force that is different in phase in the rotational direction with respect to the second rotor between the second rotor having a larger-diameter inner peripheral surface and the radially inner side or the outer side of the first or second rotor. And a plurality of drive members that can be generated respectively.

この発明の請求項5に係る回転駆動装置は、ステータと、前記ステータに軸線まわりに回転可能に支持され、かつ、歯が刻まれた外周面を備えた第1のロータと、前記第1のロータの前記外周面より大径で、かつ、前記1のロータの前記歯と噛合する歯が刻まれた内周面を備えた第2のロータと、前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方において、前記第2のロータに対する回転方向の位相が異なる引力または斥力をそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、を備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a rotary drive device comprising: a stator; a first rotor supported on the stator so as to be rotatable around an axis; and having an outer peripheral surface inscribed with teeth; and the first rotor A second rotor having an inner peripheral surface that is larger in diameter than the outer peripheral surface of the rotor and engraved with teeth that mesh with the teeth of the first rotor; and a radial direction of the first or second rotor And a plurality of drive members capable of generating attraction or repulsion forces having different rotational phases relative to the second rotor, either inward or outward.

この発明の請求項6に係る回転駆動装置は、請求項4または請求項5記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、前記第2のロータの回転方向に沿って相互に任意の角度を挟んで配置され、当該角度に応じた位相差を有する引力または斥力をそれぞれ発生可能であることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the rotary driving device according to the fourth or fifth aspect, the plurality of driving members are at an arbitrary angle with respect to each other along the rotational direction of the second rotor. And an attractive force or a repulsive force each having a phase difference corresponding to the angle can be generated.

この発明の請求項7に係る回転駆動装置は、請求項4または請求項5記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、前記第2のロータの回転方向に沿って相互にπ/2の角度を挟んで配置され、当該角度に応じたπ/2の位相差を有する引力または斥力をそれぞれ発生可能であることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the rotary driving device according to the fourth or fifth aspect, the plurality of driving members are mutually π / 2 along the rotational direction of the second rotor. And an attractive force or a repulsive force having a phase difference of π / 2 according to the angle can be generated.

この発明の請求項8に係る回転駆動装置は、請求項4〜7のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記複数の駆動部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする。   The rotary drive device according to an eighth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to seventh aspects, wherein the plurality of drive members are provided in the stator.

この発明の請求項9に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、電磁力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な電磁力駆動部材で構成されることを特徴とする。   A rotary drive device according to a ninth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the drive members can generate an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor using an electromagnetic force. It is characterized by comprising an electromagnetic driving member.

この発明の請求項10に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、静電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な静電力駆動部材で構成されることを特徴とする。   A rotary drive device according to a tenth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the drive members can generate an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor using an electrostatic force. It is characterized by comprising an electrostatic force driving member.

この発明の請求項11に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、圧電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な圧電力駆動部材で構成されることを特徴とする。   The rotary drive apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the rotary drive apparatus according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the drive members can generate an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor using a piezoelectric power. It is characterized by comprising a piezoelectric power drive member.

この発明の請求項12に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、光圧力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な光圧力駆動部材で構成されることを特徴とする。   A rotary drive device according to a twelfth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the drive members can generate an attractive force or a repulsive force on the rotor using light pressure. It is characterized by comprising an optical pressure driving member.

この発明の請求項13に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、光起電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な光起電力駆動部材で構成されることを特徴とする。   A rotary drive device according to a thirteenth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the drive members generates an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor using a photovoltaic force. It is characterized by comprising a possible photovoltaic drive member.

この発明の請求項14に係る回転駆動装置は、請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記各駆動部材は、熱応力(熱膨張)を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な熱応力(熱膨張)駆動部材で構成されることを特徴とする。   A rotary drive device according to a fourteenth aspect of the present invention is the rotary drive device according to any one of the fourth to eighth aspects, wherein each of the driving members uses an attractive force against the rotor or a thermal stress (thermal expansion). It is characterized by comprising a thermal stress (thermal expansion) driving member capable of generating repulsive force.

この発明の請求項15に係る回転駆動装置は、請求項4〜14のいずれか1項記載の回転駆動装置において、前記ロータが回転している状態で、回転速度を加速または減速させる加速/減速部材をさらに備えたことを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the rotary drive device according to any one of the fourth to fourteenth aspects, the acceleration / deceleration for accelerating or decelerating the rotation speed in a state where the rotor is rotating. A member is further provided.

この発明の請求項16に係る回転駆動装置は、請求項15記載の回転駆動装置において、前記加速/減速部材は、前記ロータの一部の領域が有する磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場と、逆の極性の磁場または電場とを切り換えて発生可能な磁極または電極を備え、前記ロータの前記領域が前記加速/減速部材を通過する手前において、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と逆の極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを加速させ、また、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを減速させることを特徴とする。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the rotary driving device according to the fifteenth aspect, the acceleration / deceleration member is a magnetic field having the same polarity as the polarity of the magnetic charge or charge of a partial region of the rotor. Or a magnetic pole or electrode that can be generated by switching between an electric field and a magnetic field or electric field of opposite polarity, and before the region of the rotor passes through the acceleration / deceleration member, the magnetic pole or electrode The rotor is accelerated by generating a magnetic field or electric field having a polarity opposite to the polarity of the charge, and the magnetic pole or electrode generates a magnetic field or electric field having the same polarity as the polarity of the magnetic charge or charge. It is characterized by decelerating.

この発明の請求項17に係る回転駆動装置は、請求項15または請求項16記載の回転駆動装置において、前記加速/減速部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする。   According to a seventeenth aspect of the present invention, in the rotary driving device according to the fifteenth or sixteenth aspect, the acceleration / deceleration member is provided in the stator.

この発明は以上のように、軸線まわりに回転可能で、かつ、外周面を備えた第1のロータの前記外周面に沿って、前記外周面より大径の内周面を備えた第2のロータを回転させる回転駆動方法であって、前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方で、前記第2のロータに回転方向の位相が異なる引力または斥力を作用させるように構成したので、容易に高速回転が得られ回転特性も良く、構造が簡単で小型のマイクロマシン化が可能である。   As described above, according to the second aspect of the present invention, the second rotor having an inner peripheral surface having a larger diameter than the outer peripheral surface is provided along the outer peripheral surface of the first rotor that is rotatable around the axis and has the outer peripheral surface. A rotational driving method for rotating a rotor, wherein an attractive force or a repulsive force having different phases in the rotational direction is applied to the second rotor inward or outward in the radial direction of the first or second rotor. Therefore, high-speed rotation can be easily obtained, the rotation characteristics are good, the structure is simple, and a small micromachine can be realized.

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、この発明による回転駆動装置の第1の実施形態を示す概略的平面図、図2は概略的縦断面図であり、この回転駆動装置101の動作原理について説明する。   FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a rotary drive device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view. The operation principle of the rotary drive device 101 will be described.

この回転駆動装置101は、段付きのステータ110の中央に、ベアリング112を介して第1ロータ120がZ軸を中心に回転可能に取り付けられる。第1ロータ120の外周面にはギヤ(詳細な図示は省略)121が形成されている。また、このギヤ121と噛合するギヤ(詳細な図示は省略)131を内周面に備えた第2ロータ130が、ステータ110の段部に置かれている。第2ロータ130はXY平面状を自由に動くものであり、Z軸を中心に回転可能である。   In the rotary drive device 101, a first rotor 120 is attached to the center of a stepped stator 110 via a bearing 112 so as to be rotatable about a Z axis. A gear (not shown in detail) 121 is formed on the outer peripheral surface of the first rotor 120. Further, a second rotor 130 having a gear (not shown in detail) 131 that meshes with the gear 121 on the inner peripheral surface is placed on a step portion of the stator 110. The second rotor 130 moves freely on the XY plane, and can rotate about the Z axis.

すなわち、この回転駆動装置101の第1ロータ120は、Z軸を中心に回転可能であり、また第2ロータ130は、第1ロータ120の外径と第2ロータ130の内径とのクリアランス分だけXY平面上を自由に動くことができる。   That is, the first rotor 120 of the rotary drive device 101 can rotate around the Z axis, and the second rotor 130 can be as much as the clearance between the outer diameter of the first rotor 120 and the inner diameter of the second rotor 130. It can move freely on the XY plane.

ステータ110の外側には、X軸とY軸の延長線上に駆動部材115a,115b,115c,115dが設けてある。これらの駆動部材115a,115b,115c,115dは、ステータ110の中心を中心とする90度の角度で配置されており、各駆動部材を作動させると、第2ロータ130を吸引もしくは反発することができる。   Outside the stator 110, drive members 115a, 115b, 115c, and 115d are provided on the extended lines of the X axis and the Y axis. These drive members 115a, 115b, 115c, and 115d are disposed at an angle of 90 degrees with the center of the stator 110 as the center, and when each drive member is operated, the second rotor 130 may be attracted or repelled. it can.

つぎに、図3〜図6を用いて、4つの駆動部材115a〜115dを順番に作動させることで、回転駆動装置101の第2ロータ130が回転することについて説明する。   Next, the rotation of the second rotor 130 of the rotary drive device 101 by sequentially operating the four drive members 115a to 115d will be described with reference to FIGS.

まず、図1に示すように、駆動部材115aを作動させると、第2ロータ130が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ130に(1)という点があるとする。   First, as shown in FIG. 1, when the driving member 115a is operated, the second rotor 130 is sucked and moved to the position shown in the drawing. At this time, it is assumed that the second rotor 130 has a point (1).

つぎに、図3に示すように、駆動部材115bを作動させると、第2ロータ130が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ130の内径が第1ロータ120の外径に沿って公転することで、図1で(1)にあった点は、(2)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 3, when the driving member 115b is operated, the second rotor 130 is sucked and moved to the position shown in the drawing. At this time, when the inner diameter of the second rotor 130 revolves along the outer diameter of the first rotor 120, the point shown in (1) in FIG. 1 moves to the position (2).

つぎに、図4に示すように、駆動部材115cを作動させると、第2ロータ130が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ130の内径が第1ロータ120の外径に沿って公転することで、図3で(2)にあった点は、(3)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 4, when the driving member 115 c is operated, the second rotor 130 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 130 revolves along the outer diameter of the first rotor 120, the point shown in (2) in FIG. 3 moves to the position (3).

つぎに、図5に示すように、駆動部材115dを作動させると、第2ロータ130が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ130の内径が第1ロータ120の外径に沿って公転することで、図4で(3)にあった点は、(4)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 5, when the driving member 115d is operated, the second rotor 130 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 130 revolves along the outer diameter of the first rotor 120, the point shown in (3) in FIG. 4 moves to the position (4).

つぎに、図6に示すように、駆動部材115aを再び作動させると、第2ロータ130が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ130の内径が第1ロータ120の外径に沿って公転することで、図5で(4)にあった点は、(5)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 6, when the driving member 115a is actuated again, the second rotor 130 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 130 revolves along the outer diameter of the first rotor 120, the point shown in (4) in FIG. 5 moves to the position (5).

つまり、駆動部材115a〜115dを順番に作動させて第2ロータ130を1回転公転させると、
2π*(第2ロータの内径)/(第1ロータの外径)−2π
の角度を自転することになる[単位はrad]。
That is, when the driving members 115a to 115d are operated in order to cause the second rotor 130 to revolve once,
2π * (inner diameter of second rotor) / (outer diameter of first rotor) −2π
Rotate the angle [unit is rad].

すなわち、角運動保存の法則および摩擦により、第2ロータ130の自転が発生することが理解される。   That is, it is understood that the rotation of the second rotor 130 occurs due to the law of conservation of angular motion and friction.

そして、第2ロータ130が回転することで、第2ロータ130のギヤ131と噛合するギヤ121を介して、第1ロータ120がZ軸を回転軸としてその軸線まわりに回転する。   Then, when the second rotor 130 is rotated, the first rotor 120 is rotated around the axis line with the Z axis as a rotation axis via the gear 121 meshing with the gear 131 of the second rotor 130.

なお、これらの点の位置(1)〜(5)は、便宜的に図示するものであり、駆動部材115a〜115dを順番に作動させたときの正確な位置を示すものではない。   Note that the positions (1) to (5) of these points are shown for convenience, and do not indicate the exact positions when the driving members 115a to 115d are operated in order.

このような駆動部材115a〜115dは、例えば、電磁力を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する電磁力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dを電磁石で構成し、第2ロータ130を磁性体で構成することにより、電磁力駆動部材115a〜115dに通電した時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向に吸引することができる。   Such driving members 115a to 115d can be configured by, for example, electromagnetic force driving members that generate driving force on the second rotor 130 using electromagnetic force. In this case, the drive members 115a to 115d are made of electromagnets, and the second rotor 130 is made of a magnetic material, so that when the electromagnetic force drive members 115a to 115d are energized, the second rotor 130 is made to be drive members 115a to 115d, respectively. Can be sucked in the direction of

また、駆動部材115a〜115dは、例えば、静電力を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する静電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dは電極で構成し、第2ロータ130を絶縁体または誘電体で構成することにより、静電力駆動部材115a〜115dに通電した時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向に吸引もしくは逆方向に反発させることができる。   Further, the driving members 115a to 115d can be configured by, for example, electrostatic force driving members that generate driving force on the second rotor 130 using electrostatic force. In this case, the driving members 115a to 115d are configured by electrodes, and the second rotor 130 is configured by an insulator or a dielectric, so that when the electrostatic force driving members 115a to 115d are energized, the second rotor 130 is driven by the driving member. Suction or repulsion can be performed in the direction of 115a to 115d.

また、駆動部材115a〜115dは、例えば、圧電力を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する圧電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dは圧電素子で構成し、ステータ110を介さずに第2ロータ130に直接接触させることで、圧電力駆動部材115a〜115dを駆動させた時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向の逆方向に反発させることができる。   Further, the driving members 115a to 115d can be configured by, for example, a piezoelectric power driving member that generates a driving force on the second rotor 130 using piezoelectric power. In this case, the driving members 115a to 115d are constituted by piezoelectric elements, and when the piezoelectric power driving members 115a to 115d are driven by directly contacting the second rotor 130 without the stator 110, the second rotor 130 is moved. Repulsion can be made in the direction opposite to the direction of the drive members 115a to 115d, respectively.

また、駆動部材115a〜115dは、例えば、光圧力を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する光圧力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dはフォトンプレッシャー排出装置で構成することで、光圧力駆動部材115a〜115dを駆動させた時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向の逆方向に反発させることができる。   Further, the driving members 115a to 115d can be configured by, for example, optical pressure driving members that generate a driving force on the second rotor 130 using optical pressure. In this case, the driving members 115a to 115d are constituted by photon pressure discharge devices, so that when the light pressure driving members 115a to 115d are driven, the second rotor 130 is repelled in the direction opposite to the direction of the driving members 115a to 115d. Can be made.

また、駆動部材115a〜115dは、例えば、光起電力を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する光起電力駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dはレーザー排出装置で構成し、第2ロータ130にはフォトダイオードにより起電力を発生させる構成にすることで、光起電力駆動部材115a〜115dを駆動させた時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向に吸引もしくは逆方向に反発させることができる。   Further, the driving members 115a to 115d can be configured by, for example, photovoltaic driving members that generate driving force on the second rotor 130 using photovoltaic power. In this case, when the driving members 115a to 115d are configured by a laser discharge device and the second rotor 130 is configured to generate an electromotive force by a photodiode, when the photovoltaic driving members 115a to 115d are driven, The second rotor 130 can be sucked or repelled in the direction of the drive members 115a to 115d, respectively.

また、駆動部材115a〜115dは、例えば、熱応力(熱膨張)を用いて第2ロータ130に駆動力を発生する熱応力(熱膨張)駆動部材で構成することができる。この場合、駆動部材115a〜115dは熱源で構成し、ステータ110を介さずに第2ロータ130に直接接触させ第2ロータ130に熱応力(熱膨張)を加えることで、熱応力(熱膨張)駆動部材115a〜115dを駆動させた時、第2ロータ130をそれぞれ駆動部材115a〜115dの方向の逆方向に反発させることができる。   Further, the driving members 115a to 115d can be constituted by, for example, thermal stress (thermal expansion) driving members that generate a driving force on the second rotor 130 using thermal stress (thermal expansion). In this case, the driving members 115a to 115d are constituted by a heat source, and are brought into direct contact with the second rotor 130 without passing through the stator 110 so as to apply thermal stress (thermal expansion) to the second rotor 130, thereby causing thermal stress (thermal expansion). When the driving members 115a to 115d are driven, the second rotor 130 can be repelled in directions opposite to the directions of the driving members 115a to 115d, respectively.

このような駆動部材115a〜115dをそれぞれ90°の位相差で作動させることにより、第2ロータ130にX軸方向にMx1、Y軸方向にMy1、X軸方向にMx2、Y軸方向にMy2をそれぞれ発生させることができる。そして、第2ロータ130にMx1,My1,Mx2,My2を順に発生させることで、第2ロータ130はZ軸を回転軸として回転することとなる。   By operating each of the driving members 115a to 115d with a phase difference of 90 °, the second rotor 130 has Mx1 in the X axis direction, My1 in the Y axis direction, Mx2 in the X axis direction, and My2 in the Y axis direction. Each can be generated. Then, by causing Mx1, My1, Mx2, and My2 to be generated in order in the second rotor 130, the second rotor 130 rotates about the Z axis as a rotation axis.

このような駆動部材115a〜115dを作動させる入力波形は図7に示すような矩形波(パルス波形)を用いることができる。ここで、図7も参照して第2ロータ130の回転方向にて説明する。   As an input waveform for operating such driving members 115a to 115d, a rectangular wave (pulse waveform) as shown in FIG. 7 can be used. Here, the second rotor 130 will be described with reference to FIG.

まず、図7(a)に示すように、第1の駆動部材115aを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第2の駆動部材115bを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第3の駆動部材115cを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第4の駆動部材115dを作動させたときは、第2ロータ130には、X軸上モーメントMx1に続いてこれと90°の位相差をもってY軸上モーメントMy1が、さらにX軸上モーメントMx2に続いてこれと90°の位相差をもってY軸上モーメントMy2が交互に発生(誘起)し、これにより、Z軸まわりには図2に矢印aで示すようなモーメントMzaが生起される。すなわち、第2ロータ130は、第1の駆動部材115aに対応する位置(箇所)が第2の駆動部材115bに対応する位置(箇所)へ移動する方向に回転する。   First, as shown in FIG. 7 (a), the first driving member 115a is operated, and then the second driving member 115b is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this, followed by this. When the third driving member 115c is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) and the fourth driving member 115d is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this, The second rotor 130 has a Y-axis moment My1 with a 90 ° phase difference following the X-axis moment Mx1, and further has a 90 ° phase difference with the Y-axis moment Mx2. Moments My2 are alternately generated (induced), whereby a moment Mza as shown by an arrow a in FIG. 2 is generated around the Z axis. That is, the second rotor 130 rotates in a direction in which the position (location) corresponding to the first drive member 115a moves to the position (location) corresponding to the second drive member 115b.

そして、第2ロータ130の回転にともなって、第1ロータ120が、第2ロータ130の回転方向と同方向に回転する。   As the second rotor 130 rotates, the first rotor 120 rotates in the same direction as the rotation direction of the second rotor 130.

反対に、図7(b)に示すように、第4の駆動部材115dを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第3の駆動部材115cを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第2の駆動部材115bを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第1の駆動部材115aを作動させたときは、第2ロータ130には、Y軸上モーメントMy2に続いてこれと90°の位相差をもってX軸上モーメントMx2が、さらにY軸上モーメントMy1に続いてこれと90°の位相差をもってX軸上モーメントMx1が交互に発生(誘起)し、これにより、Z軸まわりには図2に矢印bで示すようなモーメントMzbが生起される。すなわち、第2ロータ130は、第2の駆動部材115bに対応する位置(箇所)が第1の駆動部材115aに対応する位置(箇所)へ移動する方向に回転する。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, the fourth driving member 115d is operated, and then the third driving member 115c is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this, followed by When the second drive member 115b is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) from this, and then the first drive member 115a is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this The second rotor 130 has an X-axis moment Mx2 with a 90 ° phase difference following the Y-axis moment My2, and further a Y-axis moment My1 with a 90 ° phase difference from the X-axis moment Mx2. The upper moment Mx1 is alternately generated (induced), whereby a moment Mzb as shown by an arrow b in FIG. 2 is generated around the Z axis. That is, the second rotor 130 rotates in a direction in which the position (location) corresponding to the second drive member 115b moves to the position (location) corresponding to the first drive member 115a.

そして、第2ロータ130の回転にともなって、第1ロータ120が、第2ロータ130の回転方向と同方向に回転する。   As the second rotor 130 rotates, the first rotor 120 rotates in the same direction as the rotation direction of the second rotor 130.

なお駆動部材115a〜115dを作動させる入力波形は、図7に示すような矩形波(パルス波形)に代えて、例えば正弦波を用いることもできる。   For example, a sine wave can be used as the input waveform for operating the driving members 115a to 115d instead of the rectangular wave (pulse waveform) as shown in FIG.

この回転駆動装置101は、さらに、ステータ110に、第2ロータ130が回転している状態で回転速度を加速または減速させる加速/減速部材116を設けることが好ましい。   In the rotation drive device 101, it is preferable that the stator 110 further includes an acceleration / deceleration member 116 that accelerates or decelerates the rotation speed while the second rotor 130 is rotating.

加速/減速部材116は、図8に示すように、第2ロータ130の一部の領域126が有する磁荷(磁気)の極性(N極またはS極)と同じ極性の磁場と、逆の極性の磁場とを切り換えて発生可能な磁極(電磁石)117を備えて構成される。   As shown in FIG. 8, the acceleration / deceleration member 116 includes a magnetic field having the same polarity as the polarity (N pole or S pole) of the magnetic charge (magnetism) included in a part of the region 126 of the second rotor 130, and a reverse polarity. Magnetic poles (electromagnets) 117 that can be generated by switching between these magnetic fields.

すなわち、図8に示すように、第2ロータ130の一部の領域126に磁石プレート127を貼り付けておく。例えば、第2ロータ130の上面側にN極の磁石プレート127N、ロータ120の下面側にS極の磁石プレート127Sを貼り付けておく。   That is, as shown in FIG. 8, the magnet plate 127 is attached to a partial region 126 of the second rotor 130. For example, an N-pole magnet plate 127N is attached to the upper surface side of the second rotor 130, and an S-pole magnet plate 127S is attached to the lower surface side of the rotor 120.

第2ロータ130が回転しているとき磁石プレート127を貼り付けた領域126が通過する位置またはその付近に、加速/減速部材116の電磁石(磁極)117を配置する。例えば、図8に示すように、第2ロータ130の上面側に電磁石(磁極)117Uを配置し、第2ロータ130の下面側に電磁石(磁極)117Dを配置する。   The electromagnet (magnetic pole) 117 of the acceleration / deceleration member 116 is disposed at or near the position where the region 126 where the magnet plate 127 is attached passes when the second rotor 130 is rotating. For example, as shown in FIG. 8, an electromagnet (magnetic pole) 117U is arranged on the upper surface side of the second rotor 130, and an electromagnet (magnetic pole) 117D is arranged on the lower surface side of the second rotor 130.

そして、第2ロータ130の前記領域126が加速/減速部材116を通過する手前で、電磁石117U,117Dに通電してN極またはS極の磁極を生起させる。また、第2ロータ130の前記領域126が加速/減速部材116を通過する瞬間に、電磁石117U,117Dの通電を解除して消極させる。このような電磁石117U,117Dのオン/オフのタイミングは、適宜のセンサを用いて的確に行う。   Then, before the region 126 of the second rotor 130 passes through the acceleration / deceleration member 116, the electromagnets 117U and 117D are energized to generate N or S poles. Further, at the moment when the region 126 of the second rotor 130 passes through the acceleration / deceleration member 116, the electromagnets 117U and 117D are de-energized and depolarized. Such on / off timing of the electromagnets 117U and 117D is accurately performed using an appropriate sensor.

第2ロータ130の回転を加速させるときは、図8に示すように、電磁石117Uに通電してS極の磁極を生起させるとともに、電磁石117Dに通電してN極の磁極を生起させる。これにより、第2ロータ130の上面側の磁石プレート127N(N極)には、電磁石117Uの磁極(S極)から磁気的な吸引力が作用し、かつ、第2ロータ130の下面側の磁石プレート127S(S極)には、電磁石117Dの磁極(N極)から磁気的な吸引力が作用し、その結果、第2ロータ130の回転は加速される。   When accelerating the rotation of the second rotor 130, as shown in FIG. 8, the electromagnet 117U is energized to generate an S pole, and the electromagnet 117D is energized to generate an N pole. As a result, a magnetic attractive force acts on the magnet plate 127N (N pole) on the upper surface side of the second rotor 130 from the magnetic pole (S pole) of the electromagnet 117U, and the magnet on the lower surface side of the second rotor 130. A magnetic attraction force acts on the plate 127S (S pole) from the magnetic pole (N pole) of the electromagnet 117D. As a result, the rotation of the second rotor 130 is accelerated.

一方、第2ロータ130の回転を減速させるときは、図9に示すように、電磁石117Uに通電してN極の磁極を生起させるとともに、電磁石117Dに通電してS極の磁極を生起させる。これにより、第2ロータ130の上面側の磁石プレート127N(N極)には、電磁石117Uの磁極(N極)から磁気的な斥力が作用し、かつ、第2ロータ130の下面側の磁石プレート127S(S極)には、電磁石117Dの磁極(S極)から磁気的な斥力が作用し、その結果、第2ロータ130の回転は減速される。   On the other hand, when the rotation of the second rotor 130 is decelerated, as shown in FIG. 9, the electromagnet 117U is energized to generate an N pole magnetic pole, and the electromagnet 117D is energized to generate an S pole magnetic pole. Thereby, a magnetic repulsive force acts on the magnet plate 127N (N pole) on the upper surface side of the second rotor 130 from the magnetic pole (N pole) of the electromagnet 117U, and the magnet plate on the lower surface side of the second rotor 130. A magnetic repulsive force acts on the 127S (S pole) from the magnetic pole (S pole) of the electromagnet 117D, and as a result, the rotation of the second rotor 130 is decelerated.

また、加速/減速部材116は、図10に示すように、第2ロータ130の一部の領域128が有する電荷の極性(+極または−極)と同じ極性の電場と、逆の極性の電場とを切り換えて発生可能な電極部118を備えて構成することも可能である。   Further, as shown in FIG. 10, the acceleration / deceleration member 116 has an electric field having the same polarity as the polarity (+ polarity or −polarity) of the partial region 128 of the second rotor 130 and an electric field having the opposite polarity. It is also possible to provide an electrode part 118 that can be generated by switching between

すなわち、図10に示すように、第2ロータ130の一部の領域128に+極または−極(例えば−極)を帯電させておく。   That is, as shown in FIG. 10, a positive electrode or a negative electrode (for example, a negative electrode) is charged in a partial region 128 of the second rotor 130.

第2ロータ130が回転しているとき前記帯電領域128が通過する位置またはその付近に、加速/減速部材116の電極部118を配置する。例えば、図10に示すように、第2ロータ130の上面側に電極部118Uを配置し、第2ロータ130の下面側に電極部118Dを配置する。そして、第2ロータ130の前記帯電領域128が加速/減速部材116を通過する手前で、電極部118U,118Dに通電して+極または−極の電極を生起させる。   The electrode portion 118 of the acceleration / deceleration member 116 is disposed at or near the position where the charging region 128 passes when the second rotor 130 is rotating. For example, as shown in FIG. 10, the electrode portion 118 </ b> U is disposed on the upper surface side of the second rotor 130, and the electrode portion 118 </ b> D is disposed on the lower surface side of the second rotor 130. Then, before the charging region 128 of the second rotor 130 passes through the acceleration / deceleration member 116, the electrodes 118U and 118D are energized to generate a positive electrode or a negative electrode.

第2ロータ130の回転を加速させるときは、図10(a)に示すように、電極部118U,118Dに通電して+極の電極を生起させる。これにより、第2ロータ130の前記帯電領域128(−極)には、電極部118U,118Dの電極(+極)から電気的な吸引力が作用し、その結果、第2ロータ130の回転は加速される。   When accelerating the rotation of the second rotor 130, as shown in FIG. 10 (a), the electrodes 118U and 118D are energized to generate a positive electrode. As a result, an electrical attraction force acts on the charging area 128 (−pole) of the second rotor 130 from the electrodes (+ pole) of the electrode portions 118U and 118D. As a result, the rotation of the second rotor 130 is prevented. Accelerated.

一方、第2ロータ130の回転を減速させるときは、図10(b)に示すように、電極部118U,118Dに通電して−極の電極を生起させる。これにより、第2ロータ130の前記帯電領域128(−極)には、電極部118U,118Dの電極(−極)から電気的な斥力が作用し、その結果、第2ロータ130の回転は減速される。   On the other hand, when the rotation of the second rotor 130 is decelerated, as shown in FIG. 10B, the electrode portions 118U and 118D are energized to cause a negative electrode. As a result, an electrical repulsive force acts on the charging area 128 (−pole) of the second rotor 130 from the electrodes (−pole) of the electrode portions 118U and 118D, and as a result, the rotation of the second rotor 130 is decelerated. Is done.

図11は、この発明による回転駆動装置の第2の実施形態を示す概略的平面図、図12は概略的縦断面図である。   FIG. 11 is a schematic plan view showing a second embodiment of the rotary drive device according to the present invention, and FIG. 12 is a schematic longitudinal sectional view.

この回転駆動装置201は、段付きの支柱211を有するステータ210に、段付きの支柱211に取り付けたベアリング212を介して、第1ロータ220がZ軸を中心に回転可能に取り付けられる。第1ロータ220の外周面にはギヤ(詳細な図示は省略)221が形成されている。また、このギヤ221と噛合するギヤ(詳細な図示は省略)231を内周面に備えた第2ロータ230が、ステータ210に置かれている。第2ロータ230はXY平面状を自由に動くものであり、Z軸を中心に回転可能である。   In the rotation driving device 201, a first rotor 220 is attached to a stator 210 having a stepped column 211 via a bearing 212 attached to the stepped column 211 so as to be rotatable about the Z axis. A gear (not shown in detail) 221 is formed on the outer peripheral surface of the first rotor 220. A second rotor 230 having a gear (not shown in detail) 231 that meshes with the gear 221 on the inner peripheral surface is placed on the stator 210. The second rotor 230 moves freely on the XY plane and can rotate around the Z axis.

すなわち、この回転駆動装置201の第1ロータ220は、Z軸を中心に回転可能であり、また第2ロータ230は、第1ロータ220の外径と第2ロータ230の内径とのクリアランス分だけXY平面上を自由に動くことができる。   In other words, the first rotor 220 of the rotary drive device 201 can rotate around the Z axis, and the second rotor 230 can have a clearance corresponding to the clearance between the outer diameter of the first rotor 220 and the inner diameter of the second rotor 230. It can move freely on the XY plane.

ステータ210には、X軸とY軸の延長線上に4つの駆動部材215a,215b,215c,215dが設けてある。これらの駆動部材215a,215b,215c,215dは、ステータ210の中心を中心とする90度の角度で配置されており、各駆動部材を作動させると、第2ロータ230を吸引もしくは反発することができる。   The stator 210 is provided with four drive members 215a, 215b, 215c, and 215d on the extended lines of the X axis and the Y axis. These driving members 215a, 215b, 215c, and 215d are arranged at an angle of 90 degrees with the center of the stator 210 as the center, and when each driving member is operated, the second rotor 230 may be attracted or repelled. it can.

このような駆動部材215a〜215dを90°の位相差で作動させることにより、第2ロータ230にX軸上モーメントMx1及びMx2とY軸上モーメントMy1及びMy2を交互に発生させ、第2ロータ230の回転軸ZのまわりにモーメントMzを生起させ、このZ軸まわりのモーメントMzにより、第2ロータ230はZ軸を回転軸として回転する。   By operating the driving members 215a to 215d with a phase difference of 90 °, the second rotor 230 alternately generates X-axis moments Mx1 and Mx2 and Y-axis moments My1 and My2. A moment Mz is generated around the rotation axis Z, and the second rotor 230 rotates around the Z axis by the moment Mz around the Z axis.

つぎに、図13〜図16を用いて、4つの駆動部材215a〜215dを順番に作動させることで、回転駆動装置201の第2ロータ230が回転することについて説明する。   Next, the rotation of the second rotor 230 of the rotation driving device 201 by sequentially operating the four driving members 215a to 215d will be described with reference to FIGS.

まず、図11に示すように、駆動部材215aを作動させると、第2ロータ230が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ230に(1)という点があるとする。   First, as shown in FIG. 11, when the driving member 215a is operated, the second rotor 230 is sucked and moved to the position shown in the drawing. At this time, it is assumed that the second rotor 230 has a point (1).

つぎに、図13に示すように、駆動部材215bを作動させると、第2ロータ230が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ230の内径が第1ロータ220の外径に沿って公転することで、図11で(1)にあった点は、(2)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 13, when the drive member 215b is operated, the second rotor 230 is sucked and moved to the position shown in the drawing. At this time, when the inner diameter of the second rotor 230 revolves along the outer diameter of the first rotor 220, the point shown in (1) in FIG. 11 moves to the position (2).

つぎに、図14に示すように、駆動部材215cを作動させると、第2ロータ230が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ230の内径が第1ロータ220の外径に沿って公転することで、図13で(2)にあった点は、(3)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 14, when the drive member 215c is operated, the second rotor 230 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 230 revolves along the outer diameter of the first rotor 220, the point shown in (2) in FIG. 13 moves to the position (3).

つぎに、図15に示すように、駆動部材215dを作動させると、第2ロータ230が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ230の内径が第1ロータ220の外径に沿って公転することで、図14で(3)にあった点は、(4)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 15, when the driving member 215d is operated, the second rotor 230 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 230 revolves along the outer diameter of the first rotor 220, the point shown in (3) in FIG. 14 moves to the position (4).

つぎに、図16に示すように、駆動部材215aを再び作動させると、第2ロータ230が吸引されて図示の位置に移動する。このとき、第2ロータ230の内径が第1ロータ220の外径に沿って公転することで、図15で(4)にあった点は、(5)の位置に移動する。   Next, as shown in FIG. 16, when the driving member 215a is actuated again, the second rotor 230 is sucked and moved to the illustrated position. At this time, when the inner diameter of the second rotor 230 revolves along the outer diameter of the first rotor 220, the point shown in (4) in FIG. 15 moves to the position (5).

つまり、駆動部材215a〜215dを順番に作動させて第2ロータ230を1回転公転させると、
2π*(第2ロータの内径)/(第1ロータの外径)−2π
の角度を自転することになる[単位はrad]。
That is, when the driving members 215a to 215d are operated in order to cause the second rotor 230 to make one revolution,
2π * (inner diameter of second rotor) / (outer diameter of first rotor) −2π
Rotate the angle [unit is rad].

すなわち、角運動保存の法則および摩擦により、第2ロータ230の自転が発生することが理解される。   That is, it is understood that the rotation of the second rotor 230 occurs due to the law of conservation of angular motion and friction.

そして、第2ロータ230が回転することで、第2ロータ230のギヤ231と噛合するギヤ221を介して、第1ロータ220がZ軸を回転軸としてその軸線まわりに回転する。   Then, when the second rotor 230 is rotated, the first rotor 220 is rotated about its axis with the Z axis as a rotation axis via the gear 221 meshing with the gear 231 of the second rotor 230.

なお、これらの点の位置(1)〜(5)は、便宜的に図示するものであり、駆動部材215a〜215dを順番に作動させたときの正確な位置を示すものではない。   Note that the positions (1) to (5) of these points are shown for convenience, and do not indicate the exact positions when the drive members 215a to 215d are operated in order.

このような駆動部材215a〜215dを作動させる入力波形は、図7に示すような矩形波(パルス波形)を用いることができる。ここで、図7も参照して第2ロータ230の回転方向について説明する。   As an input waveform for operating such driving members 215a to 215d, a rectangular wave (pulse waveform) as shown in FIG. 7 can be used. Here, the rotation direction of the second rotor 230 will be described with reference to FIG.

まず、図7(a)に示すように、第1の駆動部材215aを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第2の駆動部材215bを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第3の駆動部材215cを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第4の駆動部材215dを作動させたときは、第2ロータ230には、X軸上モーメントMx1に続いてこれと90°の位相差をもってY軸上モーメントMy1が、さらにX軸上モーメントMx2に続いてこれと90°の位相差をもってY軸上モーメントMy2が交互に発生(誘起)し、これにより、Z軸まわりには図12に矢印aで示すようなモーメントMzaが生起される。すなわち、第2ロータ230は、第1の駆動部材215aに対応する位置(箇所)が第2の駆動部材215bに対応する位置(箇所)へ移動する方向に回転する。   First, as shown in FIG. 7 (a), the first driving member 215a is operated, and then the second driving member 215b is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this, followed by this. When the third driving member 215c is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) and the fourth driving member 215d is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this, The second rotor 230 has a Y-axis moment My1 with a 90 ° phase difference following the X-axis moment Mx1, and further follows a X-axis moment Mx2 with a 90 ° phase difference on the Y-axis. Moments My2 are alternately generated (induced), whereby a moment Mza as shown by an arrow a in FIG. 12 is generated around the Z axis. That is, the second rotor 230 rotates in a direction in which the position (location) corresponding to the first drive member 215a moves to the position (location) corresponding to the second drive member 215b.

そして、第2ロータ230の回転にともなって、第1ロータ220が、第2ロータ230の回転方向と同方向に回転する。   As the second rotor 230 rotates, the first rotor 220 rotates in the same direction as the rotation direction of the second rotor 230.

反対に、図7(b)に示すように、第4の駆動部材215dを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第3の駆動部材215cを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第2の駆動部材215bを作動させ、続いてこれと90°(π/2)の位相差をもって第1の駆動部材215aを作動させたときは、第2ロータ230には、Y軸上モーメントMy2に続いてこれと90°の位相差をもってX軸上モーメントMx2が、さらにY軸上モーメントMy1に続いてこれと90°の位相差をもってX軸上モーメントMx1が交互に発生(誘起)し、これにより、Z軸まわりには図12に矢印bで示すようなモーメントMzbが生起される。すなわち、第2ロータ230は、第2の駆動部材215bに対応する位置(箇所)が第1の駆動部材215aに対応する位置(箇所)へ移動する方向に回転する。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, the fourth driving member 215d is operated, and then the third driving member 215c is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2), followed by When the second driving member 215b is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) from this, and then the first driving member 215a is operated with a phase difference of 90 ° (π / 2) with this The second rotor 230 has an X-axis moment Mx2 with a 90 ° phase difference following the Y-axis moment My2, and further a Y-axis moment My1 with a 90 ° phase difference with the X-axis moment Mx2. The upper moment Mx1 is alternately generated (induced), whereby a moment Mzb as shown by an arrow b in FIG. 12 is generated around the Z axis. That is, the second rotor 230 rotates in a direction in which the position (location) corresponding to the second drive member 215b moves to the position (location) corresponding to the first drive member 215a.

そして、第2ロータ230の回転にともなって、第1ロータ220が、第2ロータ230の回転方向と同方向に回転する。   As the second rotor 230 rotates, the first rotor 220 rotates in the same direction as the rotation direction of the second rotor 230.

この実施形態の場合も、第1の実施形態の加速/減速部材116と同様に、適宜の加速/減速部材を設けることが好ましい。   Also in this embodiment, it is preferable to provide an appropriate acceleration / deceleration member as with the acceleration / deceleration member 116 of the first embodiment.

以上のようなこの発明によれば、ロータと直交する軸上に駆動力発生部を2点以上有し、それぞれの駆動力を位相をずらして作動させることでロータを回転するという原理を利用することによって、軸芯コアを囲むようにしてマグネットを配置する必要がなくなる。すなわち、小型化が可能となり、例えば、薄型ハードディスクドライブのモータとして適応可能である。   According to the present invention as described above, the principle of having two or more driving force generating portions on an axis orthogonal to the rotor and rotating the rotor by operating each driving force with a phase shifted is used. This eliminates the need to place a magnet around the shaft core. That is, it is possible to reduce the size, and for example, it can be applied as a motor for a thin hard disk drive.

この発明による回転駆動装置の第1の実施形態を示し、駆動部材115aを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing the first embodiment of the rotary drive device according to the present invention when the drive member 115a is operated. 図1の回転駆動装置の概略的縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the rotational drive apparatus of FIG. 図1の回転駆動装置において駆動部材115bを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view when a driving member 115b is operated in the rotation driving device of FIG. 1. 図1の回転駆動装置において駆動部材115cを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view when a drive member 115c is operated in the rotary drive device of FIG. 図1の回転駆動装置において駆動部材115dを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view when a drive member 115d is operated in the rotary drive device of FIG. 1. 図1の回転駆動装置において再び駆動部材115aを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view when the driving member 115a is operated again in the rotation driving device of FIG. 図1の回転駆動装置の駆動部材に入力する入力波形の一例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows an example of the input waveform input into the drive member of the rotational drive apparatus of FIG. 図1の回転駆動装置の加速方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the acceleration method of the rotational drive apparatus of FIG. 図1の回転駆動装置の減速方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the deceleration method of the rotational drive apparatus of FIG. 図1の回転駆動装置の加速方法および減速方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the acceleration method and deceleration method of the rotational drive apparatus of FIG. この発明による回転駆動装置の第2の実施形態を示し、駆動部材215aを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a second embodiment of the rotary drive device according to the present invention when a drive member 215a is operated. 図11の回転駆動装置の概略的縦断面図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the rotational drive apparatus of FIG. 図11の回転駆動装置において駆動部材315bを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view when a drive member 315b is operated in the rotary drive device of FIG. 11. 図11の回転駆動装置において駆動部材315cを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view when a drive member 315c is operated in the rotary drive device of FIG. 11. 図11の回転駆動装置において駆動部材315dを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view when a drive member 315d is operated in the rotary drive device of FIG. 11. 図11の回転駆動装置において再び駆動部材315aを作動させたときの概略的平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view when the drive member 315a is actuated again in the rotary drive device of FIG. 11.

符号の説明Explanation of symbols

101,201 回転駆動装置
110,210 ステータ
112,212 ベアリング
211 支柱
115a〜115d,215a〜215d 駆動部材
120,220 第1ロータ
121,221 ギヤ
116 加速/減速部材
117 電磁石
118 電極
127 磁気プレート
130,230 第2ロータ
131,231 ギヤ
101, 201 Rotation drive device 110, 210 Stator 112, 212 Bearing 211 Post 115a-115d, 215a-215d Drive member 120, 220 First rotor 121, 221 Gear 116 Acceleration / deceleration member 117 Electromagnet 118 Electrode 127 Magnetic plates 130, 230 Second rotor 131, 231 gear

Claims (17)

軸線まわりに回転可能で、かつ、外周面を備えた第1のロータの前記外周面に沿って、前記外周面より大径の内周面を備えた第2のロータを回転させる回転駆動方法であって、
前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方で、前記第2のロータに回転方向の位相が異なる引力または斥力を作用させることを特徴とする回転駆動方法。
A rotational drive method for rotating a second rotor having an inner peripheral surface larger than the outer peripheral surface along the outer peripheral surface of the first rotor having an outer peripheral surface that is rotatable around an axis. There,
A rotation driving method, wherein an attractive force or a repulsive force having a different phase in a rotational direction is applied to the second rotor inward or outward in a radial direction of the first or second rotor.
前記第1のロータの前記外周面は歯が刻まれており、前記第2のロータの前記内周面は、前記1のロータの前記歯と噛合する歯が刻まれていることを特徴とする請求項1記載の回転駆動方法。   The outer peripheral surface of the first rotor is engraved with teeth, and the inner peripheral surface of the second rotor is engraved with teeth that mesh with the teeth of the first rotor. The rotation driving method according to claim 1. 前記第2のロータに、前記回転方向の位相角度に応じた位相差を有する引力または斥力を作用させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の回転駆動方法。   The rotational drive method according to claim 1, wherein an attractive force or a repulsive force having a phase difference corresponding to a phase angle in the rotation direction is applied to the second rotor. ステータと、
前記ステータに軸線まわりに回転可能に支持され、かつ、外周面を備えた第1のロータと、
前記第1のロータの前記外周面より大径の内周面を備えた第2のロータと、
前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方において、前記第2のロータに対する回転方向の位相が異なる引力または斥力をそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、
を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
A stator,
A first rotor supported by the stator so as to be rotatable around an axis and having an outer peripheral surface;
A second rotor having an inner peripheral surface larger in diameter than the outer peripheral surface of the first rotor;
A plurality of driving members capable of generating attractive forces or repulsive forces having different phases in the rotational direction with respect to the second rotor, respectively, inward or outward in the radial direction of the first or second rotor;
A rotary drive device comprising:
ステータと、
前記ステータに軸線まわりに回転可能に支持され、かつ、歯が刻まれた外周面を備えた第1のロータと、
前記第1のロータの前記外周面より大径で、かつ、前記1のロータの前記歯と噛合する歯が刻まれた内周面を備えた第2のロータと、
前記第1または第2のロータの半径方向内方または外方において、前記第2のロータに対する回転方向の位相が異なる引力または斥力をそれぞれ発生可能な複数の駆動部材と、
を備えたことを特徴とする回転駆動装置。
A stator,
A first rotor supported on the stator so as to be rotatable around an axis and having an outer peripheral surface with teeth engraved;
A second rotor having an inner peripheral surface that is larger in diameter than the outer peripheral surface of the first rotor and engraved with teeth that mesh with the teeth of the first rotor;
A plurality of driving members capable of generating attractive forces or repulsive forces having different phases in the rotational direction with respect to the second rotor, respectively, inward or outward in the radial direction of the first or second rotor;
A rotary drive device comprising:
前記複数の駆動部材は、前記第2のロータの回転方向に沿って相互に任意の角度を挟んで配置され、当該角度に応じた位相差を有する引力または斥力をそれぞれ発生可能であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の回転駆動装置。   The plurality of driving members are arranged with an arbitrary angle between each other along the rotation direction of the second rotor, and can generate an attractive force or a repulsive force having a phase difference corresponding to the angle. The rotary drive device according to claim 4 or 5. 前記複数の駆動部材は、前記第2のロータの回転方向に沿って相互にπ/2の角度を挟んで配置され、当該角度に応じたπ/2の位相差を有する引力または斥力をそれぞれ発生可能であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の回転駆動装置。   The plurality of driving members are arranged with a π / 2 angle between each other along the rotation direction of the second rotor, and generate an attractive force or a repulsive force having a phase difference of π / 2 corresponding to the angle. 6. The rotary drive device according to claim 4 or 5, which is possible. 前記複数の駆動部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項記載の回転駆動装置。   The rotary driving device according to claim 4, wherein the plurality of driving members are provided on the stator. 前記各駆動部材は、電磁力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な電磁力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   The rotary driving device according to any one of claims 4 to 8, wherein each of the driving members is configured by an electromagnetic force driving member capable of generating an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor by using an electromagnetic force. 前記各駆動部材は、静電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な静電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   9. The rotary drive device according to claim 4, wherein each of the drive members is configured by an electrostatic force drive member that can generate an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor using an electrostatic force. 前記各駆動部材は、圧電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な圧電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   9. The rotary drive device according to claim 4, wherein each of the driving members is configured by a piezoelectric power driving member capable of generating attractive force or repulsive force with respect to the rotor using piezoelectric power. 前記各駆動部材は、光圧力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な光圧力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   The rotary driving device according to any one of claims 4 to 8, wherein each of the driving members is configured by an optical pressure driving member capable of generating an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor by using an optical pressure. 前記各駆動部材は、光起電力を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な光起電力駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   9. The rotational drive according to claim 4, wherein each of the driving members is a photovoltaic driving member capable of generating an attractive force or a repulsive force with respect to the rotor by using a photovoltaic force. apparatus. 前記各駆動部材は、熱応力(熱膨張)を用いて前記ロータに対する引力または斥力を発生可能な熱応力(熱膨張)駆動部材で構成されることを特徴とする請求項4〜8のいずれか1項記載の回転駆動装置。   Each said drive member is comprised with the thermal stress (thermal expansion) drive member which can generate | occur | produce the attraction or repulsion with respect to the said rotor using a thermal stress (thermal expansion), The any one of Claims 4-8 characterized by the above-mentioned. The rotation drive device according to claim 1. 前記ロータが回転している状態で、回転速度を加速または減速させる加速/減速部材をさらに備えたことを特徴とする請求項4〜14のいずれか1項記載の回転駆動装置。   The rotation drive device according to any one of claims 4 to 14, further comprising an acceleration / deceleration member that accelerates or decelerates a rotation speed in a state where the rotor is rotating. 前記加速/減速部材は、前記ロータの一部の領域が有する磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場と、逆の極性の磁場または電場とを切り換えて発生可能な磁極または電極を備え、
前記ロータの前記領域が前記加速/減速部材を通過する手前において、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と逆の極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを加速させ、また、前記磁極または電極が前記磁荷または電荷の極性と同じ極性の磁場または電場を発生することで前記ロータを減速させることを特徴とする請求項15記載の回転駆動装置。
The acceleration / deceleration member includes a magnetic pole or an electrode that can be generated by switching between a magnetic field or electric field having the same polarity as the magnetic charge or electric charge of a partial region of the rotor and a magnetic field or electric field having an opposite polarity. ,
Before the region of the rotor passes through the acceleration / deceleration member, the magnetic pole or electrode generates a magnetic field or electric field having a polarity opposite to the polarity of the magnetic charge or charge to accelerate the rotor, and The rotary drive device according to claim 15, wherein the magnetic pole or the electrode decelerates the rotor by generating a magnetic field or electric field having the same polarity as that of the magnetic charge or electric charge.
前記加速/減速部材は、前記ステータに設けられることを特徴とする請求項15または請求項16記載の回転駆動装置。   The rotation driving device according to claim 15, wherein the acceleration / deceleration member is provided in the stator.
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