JP2012010520A - モータ装置、回転子の駆動方法及びロボット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高トルクを発生させること。
【解決手段】回転子と、当該回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部と、回転子と伝達部との間を回転力伝達状態として伝達部を一定距離移動させると共に回転力伝達状態を解消した状態で伝達部を所定位置に復帰させる駆動部と、伝達部及び駆動部の少なくとも一方の振動を減衰させる弾性部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ装置、回転子の駆動方法及びロボット装置に関する。

例えば旋回系機械を駆動させるアクチュエータとして、モータ装置が用いられている。このようなモータ装置として、例えば電動モータや超音波モータなど、高トルクを発生させることが可能なモータ装置が広く知られている。近年では、ヒューマノイドロボットの関節部分など、より精密な部分を駆動させるモータ装置が求められており、電動モータや超音波モータなどの既存のモータにおいても小型化、トルクの制御性等、細密で高精度な駆動を行うことができる構成が求められている。

特開平２−３１１２３７号公報

しかしながら、電動モータや超音波モータにおいては、高トルクを発生させるためには減速機を取り付ける必要があるため、小型化には限界がある。また、超音波モータにおいては、トルクの制御が困難である。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高トルクを発生させることができるモータ装置、回転子の駆動方法及びロボット装置を提供することにある。

本発明の第一の態様に従えば、回転子と、当該回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部と、回転子と伝達部との間を回転力伝達状態として伝達部を一定距離移動させると共に回転力伝達状態を解消した状態で伝達部を所定位置に復帰させる駆動部と、伝達部及び駆動部の少なくとも一方の振動を減衰させる弾性部とを備えるモータ装置が提供される。

本発明の第二の態様に従えば、回転子と、当該回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部と、回転子と伝達部との間を回転力伝達状態として伝達部を一定距離移動させると共に回転力伝達状態を解消した状態で伝達部を所定位置に復帰させる駆動部と、回転子及び伝達部のうち少なくとも一方に設けられ、回転子と伝達部との間の気体を案内する孔部及び溝部のうち少なくとも一方を含む気体案内部とを備えるモータ装置が提供される。

本発明の第三の態様に従えば、駆動部を用いて、回転子と該回転子に掛けられた伝達部との間を回転力伝達状態として伝達部を一定距離移動させることと、駆動部を用いて、回転力伝達状態を解消した状態で伝達部を所定位置に復帰させることと、弾性部によって伝達部及び駆動部の少なくとも一方の振動を減衰させることとを含む回転子の駆動方法が提供される。

本発明の第四の態様に従えば、回転子と該回転子に掛けられた伝達部との間を回転力伝達状態として伝達部を一定距離移動させることと、回転力伝達状態を解消した状態で伝達部を所定位置に復帰させることと、回転子及び伝達部のうち少なくとも一方に設けられた孔部及び溝部のうち少なくとも一方を含む気体案内部によって、回転子と伝達部との間の気体を案内することとを含む回転子の駆動方法が提供される。

本発明の第五の態様に従えば、回転軸部材と、当該回転軸部材を回転させるモータ装置とを備え、モータ装置として、本発明の態様に従うモータ装置が用いられているロボット装置。

本発明によれば、高トルクを発生させることができる。

本発明の第一実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の特性を示すグラフ。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本発明の第二実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 本発明の第三実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の一部の構成を示す図。 本発明の第四実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の一部の構成を示す図。 本発明の第五実施形態に係るモータ装置の構成を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の一部の構成を示す図。 本実施形態に係るモータ装置の一部の構成を示す図。 本発明の第六実施形態に係るロボットハンドの構成を示す模式図。 本発明の変形例に係るモータ装置の構成を示す図。 本発明の変形例に係るモータ装置の構成を示す図。 本発明の変形例に係るモータ装置の構成を示す図。

［第１実施形態］
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲの一例を示す概略構成図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ´断面に沿った構成を示す図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、モータ装置ＭＴＲは、ベース部ＢＳと、回転子ＳＦと、駆動部ＡＣと、伝達部ＢＴと、弾性部ＥＬと、制御部ＣＯＮＴとを有している。当該モータ装置ＭＴＲは、制御部ＣＯＮＴの制御によって駆動部ＡＣ及び伝達部ＢＴを用いて回転子ＳＦを回転させると共に、当該回転子ＳＦの回転を調整する構成である。

以下、各図の説明においてはＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。回転子ＳＦの円筒軸方向をＺ軸方向とし、当該Ｚ軸方向に垂直な平面上の直交方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

ベース部ＢＳは、例えば、ステンレス等の材料を用いて板状に形成された部分であり、回転子ＳＦ、駆動部ＡＣと、伝達部ＢＴと、制御部ＣＯＮＴを支持している。本実施形態では板状に形成された例を説明するが、例えば筐体など、他の形状であっても構わない。回転子ＳＦは、例えば円柱状に形成されており、例えば不図示のベアリング装置などによって回転可能に支持されている。当該ベアリング装置は、例えばベース部ＢＳなどに支持されている。回転子ＳＦは、中心軸Ｃを回転軸としてθＺ方向に回転するようになっている。また、例えば、制御部ＣＯＮＴは、ベース部ＢＳではなく、別の部材に支持されてもよい。

駆動部ＡＣは、例えばベース部ＢＳに取り付けられている。駆動部ＡＣは、駆動素子３１及び３２を有している。駆動素子３１及び３２としては、例えばピエゾ素子などの電気機械変換素子が用いられている。駆動素子３１及び駆動素子３２は、電気機械変換素子に電圧が印加されることにより、Ｘ方向に伸縮する構成である。制御部ＣＯＮＴは駆動部ＡＣに接続されており、当該駆動部ＡＣに対して制御信号を供給可能になっている。

駆動素子３１及び３２は、ベース部ＢＳによって＋Ｘ側の位置が固定されている。このため、駆動素子３１及び３２は、Ｘ方向に伸縮した場合、当該伸縮に伴って−Ｘ側の端部のＸ方向における位置が変化することになる。

伝達部ＢＴは、第一端部２１、第二端部２２及びベルト部２３を有している。第一端部２１は、駆動素子３１の−Ｘ側の端部に接続されている。第二端部２２は、駆動素子３２の−Ｘ側の端部に接続されている。第一端部２１及び第二端部２２は、回転子ＳＦの外周上の基準位置Ｆ（図１（ｂ）参照）を挟んで配置されている。本実施形態では、回転子ＳＦの＋Ｘ側端部を基準位置Ｆとした場合を例に挙げて説明する。第一端部２１及び第二端部２２は、基準位置Ｆについて対称な位置に配置されている。

ベルト部２３は、例えば帯状に形成され、回転子ＳＦの少なくとも一部に掛けられる部分である。ベルト部２３は、例えば第一端部２１及び第二端部２２に接続されており、例えば回転子ＳＦの−Ｘ側に掛け回されている。

上記の駆動素子３１及び３２が縮むと、第一端部２１及び第二端部２２が＋Ｘ方向に移動する。このため、ベルト部２３が回転子ＳＦに巻きつき、当該ベルト部２３に張力が加わる。駆動素子３１及び３２が伸びると、第一端部２１及び第二端部２２が−Ｘ方向に移動する。このため、ベルト部２３が回転子ＳＦから離れて弛緩する。

弾性部ＥＬは、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣにそれぞれ設けられている。弾性部ＥＬは、例えば粘着性を有する材料を用いて形成されている。本実施形態では、弾性部ＥＬとして例えば、ゴムなどの弾性材料や粘着テープなどを用いることができる。弾性部ＥＬは、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣに対して所定の弾性力を付与することにより、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣに生じる振動を減衰させることができる構成となっている。弾性部ＥＬは、例えば伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣの機械共振による振動を減衰させるように形状や寸法、配置などが設定されている。

弾性部ＥＬは、例えば伝達部ＢＴのうち回転子ＳＦに対向する側とは反対側に配置されている。例えばベルト部２３に設けられる弾性部ＥＬは、当該ベルト部２３のうち回転子ＳＦに掛けられる第一面２３ａとは反対側の第二面２３ｂを覆うように形成されている。当該弾性部ＥＬは、第二面２３ｂ上にほぼ均一な厚さで層状に形成されている。また、第一端部２１に設けられる弾性部ＥＬは、当該第一端部２１のうちベルト部２３よりも−Ｙ側の部分を覆うように配置されている。更に、第二端部２２に設けられる弾性部ＥＬは、当該第二端部２２のうちベルト部２３よりも＋Ｙ側の部分を覆うように配置されている。

また、弾性部ＥＬは、駆動部ＡＣのうち例えば基準位置Ｆに対向する側とは反対側に配置されている。例えば駆動素子３１に設けられる弾性部ＥＬは、当該駆動素子３１の−Ｙ側の面を覆うように配置されている。また、例えば駆動素子３２に設けられる弾性部ＥＬは、当該駆動素子３２の＋Ｙ側の面を覆うように配置されている。

次に、モータ装置ＭＴＲの動作を説明する。
本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲにおいて、回転子ＳＦにトルクを作用させる原理を説明する。回転子ＳＦを駆動させる際には、回転子ＳＦに巻き掛けられた伝達部ＢＴに有効張力を生じさせ、当該有効張力によって回転子ＳＦにトルクを伝達する。

オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子ＳＦに巻き掛けられた伝達部ＢＴの第一端部２１側の張力（Ｔ１）及び第二端部２２側の張力（Ｔ２）が下記［数１］を満たすとき、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間で摩擦力が生じ、伝達部ＢＴが回転子ＳＦに対して滑りを生じることの無い状態（接触状態）で回転子ＳＦと共に移動する。この移動により、回転子ＳＦにトルクが伝達される。ただし、［数１］において、μは伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θは伝達部ＢＴの有効巻き付き角である。

このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、（Ｔ１−Ｔ２）によって表される。上記［数１］に基づいて有効張力（Ｔ１−Ｔ２）を求めると、［数２］のようになる。［数２］は、Ｔ１を用いて有効張力を表す式である。

上記［数２］より、回転子ＳＦに伝達されるトルクは駆動素子３１の張力Ｔ１によって一意に決定されることがわかる。［数２］の右辺のＴ１の係数部分は、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦係数μ及び伝達部ＢＴの有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。図２は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。

図２に示すように、例えば摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θが３００°以上のときに係数部分の値が０．８以上となっている。このことから、摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θを３００°以上とすることにより、駆動素子３１による張力Ｔ１の８０％以上の力が回転子ＳＦのトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角の他、図２のグラフから、例えば伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。

このように、トルクの大きさは駆動素子３１の張力Ｔ１によって一意に決定されることになり、例えば伝達部ＢＴの移動距離などには無関係であることがわかる。したがって、例えば駆動素子３１及び駆動素子３２に用いられるピエゾ素子などは、数ミリ程度の小型素子であっても、数百ニュートン以上の力を出すことができるので非常に大きな回転力を付与することができる。

このような原理に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、図３に示すように、まず、第一端部２１及び第二端部２２がそれぞれ＋Ｘ方向に移動するように駆動素子３１及び駆動素子３２を変形させる。この動作により、伝達部ＢＴの第一端部２１側には張力Ｔ１が発生し、伝達部ＢＴの第二端部２２側には張力Ｔ２が発生する。したがって、伝達部ＢＴに有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生する。

制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴに有効張力を発生させた状態を保持しつつ、図４に示すように、伝達部ＢＴの第一端部２１が−Ｘ方向に移動するように、かつ、第二端部２２が＋Ｘ方向に移動するように駆動素子３１及び駆動素子３２を変形させる（駆動動作）。この動作において、制御部ＣＯＮＴは、第一端部２１の移動距離と第二端部２２の移動距離とを等しくさせる。この動作により、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生した状態で伝達部ＢＴが移動し、当該移動と共に回転子ＳＦがθＺ方向に回転する。

制御部ＣＯＮＴは、第一端部２１及び第二端部２２を所定距離だけ移動させた後、図５に示すように、第一端部２１が移動しないように、かつ、第二端部２２が駆動の開始位置（所定位置）へ戻るように、駆動素子３２だけを変形させる。この動作により、第二端部２２が−Ｘ方向へ移動し、伝達部ＢＴの巻き掛けが緩んだ状態になる。つまり、伝達部ＢＴに付加されていた有効張力が解除された状態になる。この状態においては、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力は発生せず、回転子ＳＦは慣性によって回転し続けることになる。

制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴの巻き掛けを緩ませた後、図６に示すように、第一端部２１が駆動の開始位置（所定位置）へ戻るように駆動素子３１を変形させる。この動作により、伝達部ＢＴの巻き掛けが緩んだまま、すなわち、有効張力が発生しないまま、伝達部ＢＴの第一端部２１が駆動の開始位置（所定位置）へ戻っていく（復帰動作）。

第一端部２１が駆動開始位置に戻される直前になったら、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子３１を変形させて第一端部２１を＋Ｘ方向に移動させる。この動作により、第一端部２１が駆動開始位置に戻されるのとほぼ同時に、第一端部２１側に張力Ｔ１が発生し、第二端部２２側に張力Ｔ２が発生する。これにより、駆動開始時に伝達部ＢＴに有効張力を付加させた状態（図３の状態）と同様の状態となる。

伝達部ＢＴに有効張力が付加された後、制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴの第一端部２１が＋Ｘ方向に移動するように駆動素子３１を変形させ、第二端部２２が＋Ｘ方向に移動するように駆動素子３２を変形させる（駆動動作）。このとき、第一端部２１の移動距離と第二端部２２の移動距離とを等しくさせる。この動作により、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生した状態で伝達部ＢＴが移動し、当該移動と共に回転子ＳＦがθ方向に回転する。

この後、制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴに付加されていた有効張力を再度解除させる。制御部ＣＯＮＴは、有効張力を解除させた後、伝達部ＢＴの第一端部２１及び第二端部２２が開始位置に戻るように移動させる（復帰動作）。このように制御部ＣＯＮＴが上記駆動動作と復帰動作とを駆動部ＡＣに繰り返し行わせることにより、回転子ＳＦがθＺ方向に回転し続けることになる。

以上のように、本実施形態によれば、伝達部ＢＴが回転子ＳＦの少なくとも一部に掛けられた状態で駆動部ＡＣに駆動動作及び復帰動作を行わせることとしたので、オイラーの摩擦ベルト理論により、伝達部ＢＴに付加する一方の張力によってトルクが一意に決定されることになる。したがって、小型の駆動部ＡＣであっても高いトルクを回転子ＳＦに付加させることが可能となる。これにより、高トルクを発生させることができる小型のモータ装置ＭＴＲを得ることができる。また、小型の駆動部ＡＣであっても高効率で回転子ＳＦを回転させることが可能となる。

また、上記のように駆動部ＡＣによって伝達部ＢＴを移動させる動作においては、例えば駆動部ＡＣを支持するベース部ＢＳ、伝達部ＢＴに掛けられる回転子ＳＦ、駆動部ＡＣ及び伝達部ＢＴ自身の機械共振により、所定の周波数成分（例えば、数ｋＨｚ以下）の振動が生じる。この振動は、例えば低周波音が発生する原因となる。

これに対して、本実施形態によれば、モータ装置ＭＴＲが、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣの少なくとも一方の振動を減衰させる弾性部ＥＬを備えるので、このような機械共振によって発生する周波数成分の振動を減衰させることができる。これにより、駆動時の騒音（例えば、低周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲを提供することができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
本実施形態では、モータ装置ＭＴＲの駆動動作及び回転調整動作の際、伝達部ＢＴの弾性変形を利用する点で、第一実施形態とは異なっている。したがって、モータ装置ＭＴＲの構成については、モータ装置ＭＴＲの伝達部ＢＴが弾性変形可能になっている点以外は、第一実施形態と同一の構成を用いることができる。なお、本実施形態においては、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣには、第一実施形態と同様、弾性部ＥＬが設けられている。このため、弾性部ＥＬが伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣに対して所定の弾性力を付与することにより、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣに生じる振動を減衰させることができる構成となっている。

本実施形態では、伝達部ＢＴのばね定数をｋとする。ここで、オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子ＳＦの保持力Ｔ_Ｃを下記［数３］のように設定する。この保持力Ｔ_Ｃとは、静止している回転子ＳＦを動き出させるために必要な力である。また、第一端部２１側の目標張力をＴ_１ｅ、第二端部２２側の目標張力をＴ_２ｅ、目標有効張力をＴ_ｇｏａｌとすると、以下の［数４］及び［数５］を満たす。

以下、図７〜図１２に基づいて、回転子ＳＦの駆動動作を中心に説明する。本実施形態では、説明をわかりやすくするため、モータ装置の構成を模式的に示している。例えば、伝達部ＢＴのベルト部２３と第一端部２１との間、ベルト部２３と第二端部２２との間にそれぞれバネが設けられている状態が示されているが、実際にはベルト部２３の伸縮を示すものである。したがって、図７〜図１２では、伝達部ＢＴのうちバネの部分を避けるように弾性部ＥＬが配置されているが、実際には弾性部ＥＬはベルト部２３と第一端部２１との間、ベルト部２３と第二端部２２との間を接続するように配置されている構成であっても構わない。

以下の説明においては、伝達部ＢＴに張力が付加されることなく当該伝達部ＢＴが回転子ＳＦに１回転巻き掛けられた状態となるような伝達部ＢＴの第一端部２１及び第二端部２２のそれぞれの位置を原点位置０とする。したがって、伝達部ＢＴの第一端部２１及び第二端部２２が共に原点位置０に配置されている状態においては、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力は発生しない。

＜駆動動作＞
まず、制御部ＣＯＮＴは、図７に示すように、伝達部ＢＴの第一端部２１が原点位置０からＸ_１だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）に移動するように駆動素子３１を変形させる。また、制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴの第二端部２２が原点位置０からＸ_２だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）に移動するように駆動素子３２を変形させる。この状態を駆動動作の初期状態とする。このとき、Ｘ_１及びＸ_２については、下記［数６］を満たす。

この状態から、図８に示すように、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子３１を変形させて、伝達部ＢＴの第一端部２１側の張力Ｔ１が目標張力Ｔ_１ｅとなるように第一端部２１をΔＸ_１だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）に移動させる。また、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子３２を変形させて、第二端部２２側の張力Ｔ２が目標張力Ｔ_２ｅとなるように第二端部２２をΔＸ_２だけ−Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳから遠ざかる方向）に移動させる。この動作により、伝達部ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達される。このとき、ΔＸ_１とΔＸ_２との間には、［数７］の関係が成立する。

伝達部ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達されると、回転子ＳＦが回転し、伝達部ＢＴの弾性変形が初期状態と同一の状態になる。図９に示すように、このため伝達部ＢＴの第一端部２１側の張力Ｔ_１と第二端部２２側の張力Ｔ_２とが保持力Ｔ_Ｃとなってつり合う。このとき有効張力については、Ｔ_ｇｏａｌからゼロへと近似的に線形に変化するため、伝達部ＢＴに付加されている実効的な有効張力は、Ｔ_ｇｏａｌ／２となる。また、伝達部ＢＴによって回転子ＳＦに伝達するトルクはゼロになる。

＜復帰動作＞
次に、図１０に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第一端部２１が原点位置０まで移動すると共に第二端部２２が原点位置０よりも−Ｘ側（例えば、ベース部ＢＳから遠ざかる方向）へ移動するように、駆動素子３１と駆動素子３２とを同時に変形させる。駆動素子３１と駆動素子３２とを例えば同時に等しい変形量で変形させることにより、伝達部ＢＴが２ΔＸ_１だけ緩むこととなる。この結果、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じる。回転子ＳＦは、伝達部ＢＴによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。

伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じている間に、図１１に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第一端部２１を移動させること無く第二端部２２のみが原点位置０に戻るように駆動素子３２を変形させる。この動作により、第一端部２１及び第二端部２２が共に原点位置０に戻ることになる。この状態においても、回転子ＳＦは伝達部ＢＴによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。このように、復帰動作では、回転子ＳＦに摩擦力による抵抗を与えることなく、当該回転子ＳＦを回転させた状態で第一端部２１及び第二端部２２を原点位置０まで移動させる。

＜駆動動作（慣性回転状態）＞
制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦに設けられた検出器により、回転子ＳＦの外周速度ｖを検出する。制御部ＣＯＮＴは、検出結果に基づき、第一端部２１及び第二端部２２の移動距離を決定する。回転子ＳＦが静止している状態の上記駆動動作では、第一端部２１の初期位置をＸ_１、第二端部２２の初期位置をＸ_２（＝Ｘ_１）とした。回転子ＳＦが慣性回転している状態で、上記同様の目標有効張力を伝達部ＢＴに付加するには、回転子ＳＦの静止状態と同一の環境が必要である。すなわち、回転子ＳＦの外周と伝達部ＢＴとの相対速度をゼロにする必要がある。このため、第一端部２１の初期位置及び第二端部２２の初期位置を決定するに当たり、回転子ＳＦの外周の所定時間当たりの移動距離を考慮する必要がある。一例として、第一端部２１の初期位置をＸ_１＋ｖΔｔ、第二端部２２の初期位置をＸ_２−ｖΔｔとして設定する。ここで、Δｔとしては、例えば制御部ＣＯＮＴのサンプリングタイムなどが挙げられる。

この状態から、図１２に示すように、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子３１を変形させて、伝達部ＢＴの第一端部２１側の張力Ｔ１が目標張力Ｔ_１ｅとなるように第一端部２１をΔＸ_１だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）に移動させる。また、制御部ＣＯＮＴは、駆動素子３２を変形させて、第二端部２２側の張力Ｔ２が目標張力Ｔ_２ｅとなるように第二端部２２をΔＸ_２だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）に移動させる。この動作により、伝達部ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達される。このときの第一端部２１は原点位置０に対してＸ_１＋ｖΔｔ＋ΔＸ_１だけ＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）へ移動した状態となる。また、このときの第二端部２２は原点位置に対してＸ_２−ｖΔｔ−ΔＸ_１だけ−Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳから遠ざかる方向）へ移動した状態となる。

＜復帰動作＞
この後、制御部ＣＯＮＴは、第一端部２１が原点位置０まで移動すると共に第二端部２２が原点位置０よりも＋Ｘ方向（例えば、ベース部ＢＳに近づく方向）へ移動するように駆動素子３１と駆動素子３２とを同時に変形させ、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じている間に、第一端部２１を移動させること無く第二端部２２のみが原点位置０に戻るように駆動素子３２を変形させる。この動作により、第一端部２１及び第二端部２２が共に原点位置０に戻ることになる。復帰動作は、回転子ＳＦの回転速度によらず同一の動作として行うことができる。

以下、駆動動作と復帰動作とを繰り返すことにより、回転子ＳＦをさせることができる。回転子ＳＦが慣性回転状態になっている場合において、上記Ｘ_１＋ｖΔｔ＋ΔＸ_１の値が駆動素子３１の最大変形量を超えない限り、駆動動作及び復帰動作を繰り返すことで、回転子ＳＦにトルクを伝達させ続けることができる。

次に、本実施形態の回転子ＳＦの駆動動作におけるトルク制御について説明する。
本実施形態における実効トルクＮ_ｅは、駆動動作と復帰動作とを１サイクル行うのに要する時間ｔ_ａｌｌ、有効張力の伝達開始から回転子ＳＦが慣性状態になるまでの時間ｔ_ｅ、目標有効張力Ｔ_ｇｏａｌ、回転子ＳＦの半径Ｒに依存する。一例として、下記［数８］によって示される。

［数８］に示すように、実効トルクＮ_ｅを制御するパラメータとしては、ｔ_ａｌｌ、ｔ_ｅ、Ｔ_ｇｏａｌの３つが挙げられる。駆動動作と復帰動作の１サイクルの時間ｔ_ａｌｌについては回転子ＳＦの駆動制御を行う上で一定に設定される場合があるため、ｔ_ｅ、Ｔ_ｇｏａｌの２つの値を変化させることで実効トルクＮ_ｅの制御を行っても良い。

このように、本実施形態によれば、伝達部ＢＴの弾性変形を利用し、回転子ＳＦの外周と伝達部ＢＴとの相対速度をゼロにして伝達部ＢＴの有効張力を回転子ＳＦに伝達する駆動動作と、第一端部２１及び第二端部２２を同時に内側へ移動させる復帰動作とを繰り返し行うことにより、回転子ＳＦを加速あるいは減速させながらダイナミックに回転させることができる。また、小型の駆動部ＡＣであっても高効率で回転子ＳＦを回転させることが可能となる。

また、本実施形態では、伝達部ＢＴを弾性変形させることで当該伝達部ＢＴに機械共振による振動が発生する場合があるが、伝達部ＢＴ及び駆動部ＡＣに弾性部ＥＬが設けられているため、このような機械共振によって発生する周波数成分の振動を減衰させることができる。これにより、駆動時の騒音（例えば、低周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲを提供することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図１３は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲ３の構成を示す図である。本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲは、ベース部ＢＳが変位拡大機構５０を有する構成になっている。また、伝達部ＢＴの構成が上記実施形態とは異なっている。他の構成については、例えば第一実施形態に示すモータ装置ＭＴＲと同一の構成となっている。

図１４は、変位拡大機構５０の構成を示す図である。
図１４に示すように、変位拡大機構５０は、素子支持部５１、連結部５２及び変位伝達部５３を有している。素子支持部５１は、ベース部ＢＳの−Ｘ側の表面に取り付けられている。素子支持部５１は、例えば平板状に形成されている。素子支持部５１の−Ｘ側の面には、駆動部ＡＣの駆動素子３１、３２が取り付けられている。

変位伝達部５３は、連結部５２によって素子支持部５１に連結されている。変位伝達部５３は、素子支持部５１との間で駆動素子３１、３２を挟むようにそれぞれ配置されている。変位伝達部５３は、駆動素子３１、３２のそれぞれの−Ｘ側の端部に接続されている。変位伝達部５３は、例えばＹ方向の一の端部５３ａが連結部５２に連結されている。変位伝達部５３のＹ方向の他の端部５３ｂには、例えば伝達部ＢＴの第一端部２１、第二端部２２が接続されている。

第一端部２１及び第二端部２２は、例えばＸ方向に長手方向を有するように形成されている。第一端部２１及び第二端部２２は、面取り部ＣＨを有している。面取り部ＣＨは、第一端部２１及び第二端部２２の回転子ＳＦ側に配置されている。面取り部ＣＨは、例えば第一端部２１及び第二端部２２が回転子ＳＦに接したときに回転子ＳＦの接線方向に対して傾くように形成されている。面取り部ＣＨが形成されているため、伝達部ＢＴの駆動の際に第一端部２１及び第二端部２２によって回転子ＳＦに及ぼされる衝撃が軽減されることになる。このため、駆動時の機械共振を抑えることができる構成となっている。

また、本実施形態では、上記実施形態同様、弾性部ＥＬが設けられている。弾性部ＥＬは、例えば図１３に示すように、伝達部ＢＴのうち回転子ＳＦに対向する面とは反対側の面を覆うように形成されている。また、弾性部ＥＬは、駆動素子３１及び３２の＋Ｙ側を覆うように形成されている。更に、弾性部ＥＬは、駆動素子３１及び３２を保持する素子支持部５１及び変位伝達部５３の一部を覆うように弾性部ＥＬが形成されている。本実施形態では、例えば弾性部ＥＬは、素子支持部５１の−Ｘ側の面を覆うように形成されている。また、弾性部ＥＬは、変位伝達部５３の＋Ｘ側の面を覆うように形成されている。素子支持部５１に設けられる弾性部ＥＬと、変位伝達部５３に設けられる弾性部ＥＬと、駆動素子３１、３２に設けられる弾性部ＥＬとは、例えば互いに接続されるように形成されている。

連結部５２と変位伝達部５３との接続部分５４は、他の部分よりも例えばＹ方向の厚さが薄くなるように形成されている。例えば駆動素子３１、３２が伸縮して−Ｘ方向の先端部５６がＸ方向に変位すると、変位伝達部５３は、接続部分５４を支点としてθＺ方向に回転するようになっている。

このため、図１４に示すように、接続部分５４と先端部５６との距離をＳ１とし、接続部分５４と端部５３ａとの距離をＳ２とし、先端部５６のＸ方向の変位をＬ１とすると、端部５３ａのＸ方向の変位Ｌ２は、
Ｌ２＝Ｌ１・（Ｓ２／Ｓ１）
となる。

本実施形態では、Ｓ２＞Ｓ１であるため、端部５３ａにおける変位Ｌ２は、先端部５６の変位Ｌ１に対して拡大されていることになる。先端部５６の変位が拡大されて端部５３ａに伝達される結果、当該端部５３ａに接続される第一端部２１、第二端部２２の移動量が拡大されることになる。本実施形態における変位拡大機構５０は、駆動素子３１、３２の駆動量（伸縮量）に基づく伝達部ＢＴの移動量を拡大して伝達部ＢＴに伝達する。

先端部５６の変位は、駆動素子３１、３２のＸ方向の寸法に対して例えば０．１％程度となる場合があり、この値は例えば数ミクロンとなる場合がある。この寸法において上記の駆動動作や回転調整動作を実現しようとする場合、モータ装置ＭＴＲの組み立て時には、極めて高精度に組み立てる技術が求められることになる。これに対して、本実施形態によれば、てこの原理によって駆動素子３１、３２変位を拡大することができるため、その分、組み立ての精度の要求が緩和されることになる。これにより、モータ装置ＭＴＲの組み立てを簡単にすることができる。

また、本実施形態によれば、変位拡大機構５０のうち駆動素子３１、３２を保持する部分（例えば素子支持部５１及び変位伝達部５３など）に弾性部ＥＬが配置されているので、変位拡大機構５０の機械共振によって発生する周波数成分の振動を減衰させることができる。これにより、駆動時の騒音（例えば、低周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲを提供することができる。

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態を説明する。
図１５は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲ４の構成を示す図である。本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲ４は、伝達部ＢＴのベルト部２３に、回転子ＳＦとベルト部２３との間の気体を案内する気体案内部２４が形成されている点、また、弾性部ＥＬが配置されていない点で上記実施形態とは異なっている。他の構成については、例えば第一実施形態に示すモータ装置ＭＴＲと同一の構成となっている。

図１６は、ベルト部２３の構成を示す図である。
図１６に示すように、気体案内部２４は、開口部（孔部）２４ａ及び溝部２４ｂを有している。開口部２４ａは、ベルト部２３の第一面２３ａと第二面２３ｂとの間を貫通するように形成されている。開口部２４ａは、例えばベルト部２３の短手方向の中央部に配置されている。開口部２４ａは、ベルト部２３の長手方向に複数配置されている。ベルト部２３には、例えば開口部２４ａの近傍に第二弾性部２４ｃが形成されている。

第二弾性部２４ｃは、ベルト部２３のうち回転子ＳＦに接触される第一面２３ａ側に突出するように形成されている。第二弾性部２４ｃは、ベルト部２３を貫通する方向に弾性変形するように形成されている。このため、第二弾性部２４ｃは、例えばベルト部２３が回転子ＳＦに近づく場合などに、回転子ＳＦに対してベルト部２３から離れる方向に弾性力を作用させる構成となっている。このため、例えば回転子ＳＦに対するベルト部２３の巻き掛けを緩める際などにおいて、回転子ＳＦとベルト部２３とが第二弾性部２４ｃの弾性力によって素早く離れることになるため、回転子ＳＦとベルト部２３との間の摩擦力が発生するのを抑えることができる構成となっている。

溝部２４ｂは、例えばベルト部２３の短手方向に延在するように形成されており、当該ベルト部２３の短手方向の両端辺を接続するように形成されている。溝部２４ｂは、ベルト部２３の長手方向に複数配置されている。例えば図１６に示すように、溝部２４ｂの一部は、例えばベルト部２３の短手方向に開口部２４ａを挟むように形成されており、溝部２４ｂと開口部２４ａとが接続された構成になっている。この構成において、開口部２４ａは、当該溝部２４ｂを介してベルト部２３の短手方向の両端辺に接続されている。なお、図１６には示されていないが、溝部２４ｂが開口部２４ａと独立して設けられた構成であっても構わない。

本実施形態では、駆動部ＡＣによって伝達部ＢＴを駆動する際、回転子ＳＦに対するベルト部２３の巻き掛けが解除された状態において、回転子ＳＦとベルト部２３との間に隙間が形成される。この状態からベルト部２３が回転子ＳＦに巻き掛けられる場合に、回転子ＳＦとベルト部２３との隙間が塞がれ、上記隙間に存在する気体がベルト部２３の短手方向の端部と回転子ＳＦとの間に形成される開口部分から排出される。

このとき、当該開口部分の面積が小さく、ベルト部２３の移動によって該開口部分が高速に小さくなるため、ベルト部２３の巻き掛けによって気体が圧縮され、高い圧力で隙間から排出されることになる。このため、排出される空気は、ベルト部２３の周囲の空気を振動させ、例えば機械共振によって発生する振動の周波数よりも高い周波数で膨張及び収縮を起こし、衝撃音（例えば、高周波音など）を発生させる。

これに対して、本実施形態では、回転子ＳＦとベルト部２３との間の気体を案内する開口部２４ａ及び溝部２４ｂを含む気体案内部２４が設けられているため、ベルト部２３の巻き掛けの際に回転子ＳＦとベルト部２３との間に形成される隙間の気体が案内される。このため、当該気体が圧縮されるのを防ぐことができる。これにより、ベルト部２３の周囲に空気の振動を発生させるのを回避することができるため、駆動時の騒音（例えば、高周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲ４を提供することができる。なお、本実施形態では、開口部２４ａ及び溝部２４ｂのうち一方が形成されていてもよい。

なお、本実施形態では、弾性部ＥＬを設けない構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば上記実施形態と同様に弾性部ＥＬを設ける構成とすることができる。この場合、弾性部ＥＬは、例えば伝達部ＢＴや駆動部ＡＣなどに配置させることができる。これにより、例えば機械共振によって発生する振動を減衰させることができると共に、気体の圧縮による空気の振動を防ぐことができるため、駆動時の騒音（低周波音、高周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲ４を提供することができる。

［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態を説明する。
図１７は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲ５の構成を示す図である。本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲ５は、回転子ＳＦに、当該回転子ＳＦとベルト部２３との間の気体を案内する気体案内部１４が形成されている。また、弾性部ＥＬが配置されていない構成となっている。

図１８は回転子ＳＦの構成を示す斜視図であり、図１９は回転子ＳＦの構成を示す断面図である。図１８及び図１９に示すように、回転子ＳＦは、円柱部１１ａ、円筒部１１ｂ及び蓋部１１ｃを有している。円筒部１１ｂは円柱部１１ａを囲うように形成されている。円柱部１１ａ及び円筒部１１ｂは、共通の中心軸Ｃを有するように配置されている。円柱部１１ａと円筒部１１ｂとの間には中空部７０が形成されている。蓋部１１ｃは、回転子ＳＦの＋Ｚ側端部及び−Ｚ側端部に配置されている。蓋部１１ｃは、中空部７０の一部を塞ぐように設けられている。蓋部１１ｃには連通部１１ｄが設けられている。連通部１１ｄを介して、中空部７０と外部とが連通されている。また、円柱部１１ａと円筒部１１ｂとは、蓋部１１ｃを介して一体的に構成されている。

気体案内部１４は、例えば円筒部１１ｂの中心軸方向（Ｚ方向）に複数並んで配置された開口部１４ａを有している。開口部１４ａの列は、例えば図中＋Ｘ側端部と−Ｘ側端部とにそれぞれ設けられている。勿論、開口部１４ａが他の位置に配置されていても構わない。

回転子ＳＦには、当該回転子ＳＦの外側に向けて弾性力を作用させる第三弾性部１５が設けられている。第三弾性部１５は、突出部材１５ａ及び押圧部材１５ｂを有している。突出部材１５ａは、開口部１４ａ内に設けられている。押圧部材１５ｂは、突出部材１５ａを開口部１４ａから円筒部１１ｂの外面上に突出させるように当該突出部材１５ａを押圧する弾性部材である。押圧部材１５ｂは、突出部材１５ａに内径側に力を作用させることで弾性変形するようになっている。突出部材１５ａは、当該押圧部材１５ｂの弾性変形によって開口部１４ａ内に収容されるようになっている。

本実施形態では、ベルト部２３が巻き掛けられていない場合、突出部材１５ａは押圧部材１５ｂによって円筒部１１ｂの外面上に突出した状態になっている。また、ベルト部２３が巻き掛けられた場合、突出部材１５ａに対して内径側への力が作用し、押圧部材１５ｂが弾性変形する。当該弾性変形の反力により、突出部材１５ａを介してベルト部２３に対して弾性力が作用するように構成されている。このため、例えば回転子ＳＦに対するベルト部２３の巻き掛けを緩める際などにおいて、回転子ＳＦとベルト部２３とが第三弾性部１５の弾性力によって素早く離れることになるため、回転子ＳＦとベルト部２３との間の摩擦力が発生するのを抑えることができる構成となっている。

本実施形態では、回転子ＳＦとベルト部２３との間の気体を案内する開口部１４ａを含む気体案内部１４が設けられているため、ベルト部２３の巻き掛けの際に回転子ＳＦとベルト部２３との間に形成される隙間の気体は、開口部１４ａ及び中空部７０及び連通部１１ｄを介して外部に案内される。このため、当該気体が圧縮されるのを防ぐことができる。これにより、ベルト部２３の周囲に空気の振動を発生させるのを回避することができるため、駆動時の騒音（例えば、高周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲ５を提供することができる。

なお、本実施形態では、弾性部ＥＬを設けない構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば上記実施形態と同様に弾性部ＥＬを設ける構成とすることができる。この場合、弾性部ＥＬは、例えば伝達部ＢＴや駆動部ＡＣなどに配置させることができる。これにより、例えば機械共振によって発生する振動を減衰させることができると共に、気体の圧縮による空気の振動を防ぐことができるため、駆動時の騒音（低周波音、高周波音など）の発生を抑制することが可能なモータ装置ＭＴＲ５を提供することができる。

また、本実施形態では、回転子ＳＦの表面に溝部が形成された構成であっても構わない。この場合、溝部が回転子ＳＦの中心軸方向（Ｚ方向）に形成された構成であっても構わないし、回転子ＳＦの周方向（θＺ方向）に形成された構成であっても構わない。また、溝部が上記の開口部１４ａに接続された構成であっても構わない。

［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態を説明する。
図２０は、上記実施形態のいずれかに記載のモータ装置（ＭＴＲ、ＭＴＲ３、ＭＴＲ４又はＭＴＲ５）を備えるロボット装置ＲＢＴの一部（例、指部分の先端）の構成を示す図である。

同図に示すように、ロボット装置ＲＢＴは、末節部１０１、中節部１０２及び関節部１０３を有しており、末節部１０１と中節部１０２とが関節部１０３を介して接続された構成になっている。関節部１０３には軸支持部１０３ａ及び軸部１０３ｂが設けられている。軸支持部１０３ａは中節部１０２に固定されている。軸部１０３ｂは、軸支持部１０３ａによって固定された状態で支持されている。

末節部１０１は、接続部１０１ａ及び歯車１０１ｂを有している。接続部１０１ａには、関節部１０３の軸部１０３ｂが貫通した状態になっており、当該軸部１０３ｂを回転軸として末節部１０１が回転可能になっている。この歯車１０１ｂは、接続部１０１ａに固定されたベベルギアである。接続部１０１ａは、歯車１０１ｂと一体的に回転するようになっている。

中節部１０２は、筐体１０２ａ及び駆動装置ＡＣＴを有している。駆動装置ＡＣＴは、上記実施形態に記載のモータ装置ＭＴＲ、ＭＴＲ３、ＭＴＲ４又はＭＴＲ５を用いることができる。駆動装置ＡＣＴは、筐体１０２ａ内に設けられている。駆動装置ＡＣＴには、回転軸部材１０４ａが取り付けられている。回転軸部材１０４ａの先端には、歯車１０４ｂが設けられている。この歯車１０４ｂは、回転軸部材１０４ａに固定されたベベルギアである。歯車１０４ｂは、上記の歯車１０１ｂとの間で噛み合った状態になっている。

上記のように構成されたロボット装置ＲＢＴは、駆動装置ＡＣＴの駆動によって回転軸部材１０４ａが回転し、当該回転軸部材１０４ａと一体的に歯車１０４ｂが回転する。
歯車１０４ｂの回転は、当該歯車１０４ｂと噛み合った歯車１０１ｂに伝達され、歯車１０１ｂが回転する。当該歯車１０１ｂが回転することで接続部１０１ａも回転し、これにより末節部１０１が軸部１０３ｂを中心に回転する。

このように、本実施形態によれば、低速高トルクの回転を出力することができる駆動装置ＡＣＴを搭載することにより、例えば減速器を用いることなく直接末節部１０１を回転させることができる。さらに本実施形態では、駆動装置ＡＣＴが非共振に駆動される構成になっているため、樹脂など軽量な材料で大部分を構成することが可能になる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
上記第一実施形態〜第四実施形態においては、回転子ＳＦが中実（中空軸でない構造）である構成としたが、これに限られることは無く、例えば図２１に示すように、円筒状に形成された回転子など、中空の回転子を用いる場合であっても本発明の適用は可能である。特に第六実施形態のように、ロボットアームＡＲＭなどの旋回系機械にモータ装置ＭＴＲ、ＭＴＲ３、ＭＴＲ４を搭載する場合などには、円筒状の回転子ＳＦの内部に配線などを配置させることができる。勿論、ロボットアームＡＲＭにモータ装置ＭＴＲを搭載する場合に限られず、他の場合において回転子ＳＦを中空としても構わない。

なお、回転子ＳＦを中空に形成する場合には、例えば図２１に示すような回転子ＳＦを円筒状に形成するなど、回転子ＳＦの中心軸方向の両端を貫通する貫通部２００が形成された構成にすることもできる。また、例えば回転子ＳＦの中心軸方向の両端が貫通されておらず、いずれか一方のみが開口されている構成にすることもできる。更には、回転子ＳＦの中心軸方向の両端のいずれも塞がれている構成としても構わない。また、回転子ＳＦの内部に適宜仕切りなどを配置しつつ内部を中空にする構成であっても構わない。

また、上記実施形態では、弾性部ＥＬ又は気体案内部１４、２４が、低周波音や高周波音などの音の発生を低減させる（減衰させる）手段（音調整手段）として作用する構成を例に挙げて説明したが、この作用と共に、別の作用を有するように構成することもできる。

例えば、回転子ＳＦの表面に溝部を形成する一形態として、例えば図２２（ａ）に示す構成としても構わない。図２２（ａ）に示すように、回転子ＳＦの表面には、複数の溝部７１が形成されている。各溝部７１は、回転子ＳＦの円周方向に形成されており、回転子ＳＦの中心軸方向に並んで形成されている。溝部７１は、例えば回転子ＳＦのうち伝達部ＢＴのベルト部２３が掛けられる部分に形成されている。

例えばベルト部２３と回転子ＳＦとの接触によって摩擦粉が発生する場合がある。当該摩擦粉が回転子ＳＦの表面に残ると、ベルト部２３と回転子ＳＦとの間の摩擦力が変動する場合がある。これに対して、図２２（ａ）の構成によれば、回転子ＳＦに溝部７１を設けることにより、摩擦粉を溝部７１の中に誘導することができる。このため、摩擦粉が回転子ＳＦの表面に付着するのを防ぐことができる。

また、図２２（ｂ）は、例えば回転子ＳＦを中空に形成した場合において、回転子ＳＦの表面に形成される溝部７１の中に複数の孔部７２を設け、回転子ＳＦの内外が孔部７２によって連通された構成としても構わない。この構成により、摩擦粉を溝部７１から孔部７２に誘導して中空部７０に逃がすことができる。

また、弾性部ＥＬを用いた構成については、例えば上記第一実施形態〜第三実施形態では、伝達部ＢＴのベルト部２３のうち第二面２３ｂに弾性部ＥＬが配置された構成であったが、これらの構成に加えて、例えば図２３に示すように、ベルト部２３の第二面２３ｂ上の弾性部ＥＬを覆うように被覆部ＣＶが設けられた構成であっても構わない。この場合、被覆部ＣＶを構成する材料としては、例えばベルト部２３と同一の金属材料が挙げられる。勿論、被覆部ＣＶが他の材料を用いて構成されていても構わない。また、被覆部ＣＶは、ベルト部２３による回転子ＳＦの駆動動作を妨げない程度の厚さとなるように形成されている。

弾性部ＥＬが粘着性を有する材料によって形成されている場合、被覆部ＣＶは、弾性部ＥＬによってベルト部２３に粘着された状態で配置されることになる。したがって、この場合弾性部ＥＬの一部が被覆部ＣＶとの間に形成される粘着部となる。被覆部ＣＶが配置された部分では、当該被覆部ＣＶとベルト部２３とによって弾性部ＥＬが挟まれた状態となる。

この状態で、ベルト部２３を駆動させると、ベルト部２３の移動により弾性部ＥＬ及び被覆部ＣＶが一体的に移動する。このとき、被覆部ＣＶは、ベルト部２３に対して、当該ベルト部２３の巻き掛け方向（θＺ方向）にずれるように運動する。弾性部ＥＬでは、被覆部ＣＶの運動によるエネルギーが吸収され、例えば熱エネルギーに変換される。

このように、図２３の構成では、弾性部ＥＬをベルト部２３の機械共振による振動エネルギーの吸収に用いることができる。これにより、変換されたエネルギーに相当する分の振動のエネルギーを抑えることができるため、駆動時の騒音（例えば、低周波音など）の発生を抑制することが可能となる。なお、被覆部ＣＶがベルト部２３に設けられる構成のみならず、被覆部ＣＶが他の部位（例えば、駆動素子３１、３２との間で弾性部ＥＬを挟む位置）に設けられた構成であっても、同様の説明が可能である。

また、例えば、上記実施形態では、伝達部ＢＴを回転子ＳＦの一部（例えば１８０°）に掛けた状態を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、伝達部ＢＴが回転子ＳＦに対して３６０°巻かれた構成としても構わない。この場合、伝達部ＢＴから回転子ＳＦに伝達されるトルクが大きくなるため、より効率的な回転調整が可能となる。

また、例えば、上記各実施形態では、駆動部ＡＣ及び伝達部ＢＴの組を１相のみ設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、複数相の駆動部ＡＣ及び伝達部ＢＴの組を用いた構成であっても構わない。この場合、複数相の駆動部ＡＣ及び伝達部ＢＴを回転子ＳＦの周方向に等しいピッチで配置させ、各相を順に駆動させることができる。

また、上記実施形態では、弾性部ＥＬが駆動部ＡＣのうち例えば基準位置Ｆに対向する側とは反対側に配置されている構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、弾性部ＥＬが駆動部ＡＣのうち例えば基準位置Ｆに対向する側に配置された構成であっても構わない。この場合、例えば駆動素子３１に設けられる弾性部ＥＬは、駆動素子３１の＋Ｙ側を覆うように配置されることになる。また、駆動素子３２に設けられる弾性部ＥＬは、駆動素子３２の−Ｙ側の面を覆うように配置されることになる。

また、上記実施形態では、回転子ＳＦの径が中心軸方向に等しく形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば回転子ＳＦが、一部（例えば中心軸方向の一端部）に他の部分よりも径が小さく形成された部分を有する構成とし、当該部分に伝達部ＢＴを配置させる構成としても構わない。また、回転子ＳＦに例えば他の部分よりも径が大きく形成された部分を設ける構成としても構わない。

また、上記実施形態では、ベース部ＢＳが正面視で矩形に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、他の形状であっても構わない。例えば、円形、楕円形としても構わないし、台形、平行四辺形、ひし形、三角形、五角形、六角形など、他の多角形としても構わない。

また、ベルト部２３の形状として、上記実施形態では、帯状に形成されたベルト部２３を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば線状や鎖状など、他の形状であっても構わない。

ＭＴＲ、ＭＴＲ３、ＭＴＲ４、ＭＴＲ５…モータ装置 ＢＳ…ベース部 ＳＦ…回転子 ＡＣ…駆動部 ＢＴ…伝達部 ＥＬ…弾性部 ＣＯＮＴ…制御部 Ｃ…中心軸 Ｆ…基準位置 ＣＨ…面取り部 ＲＢＴ…ロボット装置 ＡＣＴ…駆動装置 ＡＲＭ…ロボットアーム ＣＶ…被覆部

Claims (25)

1. 回転子と、
   前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部と、
   前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させると共に前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定位置に復帰させる駆動部と、
   前記伝達部及び前記駆動部の少なくとも一方の振動を減衰させる弾性部と
   を備えるモータ装置。
2. 前記弾性部は、前記伝達部及び前記駆動部の少なくとも一部を覆うように配置されている
   請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記伝達部は、帯状に形成され、かつ、第一面が前記回転子に接触するように配置され、
   前記弾性部は、前記伝達部のうち前記第一面とは反対側の第二面に配置されている
   請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
4. 前記伝達部の第一端部及び第二端部の少なくとも一方は、面取り部が形成されている
   請求項３に記載のモータ装置。
5. 前記駆動部は、前記伝達部の第一端部に接続された第一の電気機械変換素子と、前記伝達部の第二端部に接続された第二の電気機械変換素子と、を有し、
   前記弾性部は、前記第一の電気機械変換素子及び前記第二の電気機械変換素子のうち少なくとも一部を覆うように配置されている
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
6. 前記第一端部及び前記第二端部は、前記回転子の外周上の基準位置を挟む位置に配置され、
   前記第一の電気機械変換素子及び前記第二の電気機械変換素子は、前記第一端部及び前記第二端部を挟む位置に設けられている
   請求項５に記載のモータ装置。
7. 前記駆動部を支持する支持部
   を備える請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
8. 前記支持部は、前記伝達部の移動量を拡大させる変位拡大機構を有する
   請求項７に記載のモータ装置。
9. 前記変位拡大機構は、前記駆動部を保持する保持部を有し、
   前記弾性部は、前記保持部の少なくとも一部を覆うように設けられている
   請求項８に記載のモータ装置。
10. 前記伝達部は、弾性変形可能に形成されている
    請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
11. 前記弾性部を覆うように設けられた被覆部
    を備える請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
12. 前記弾性部と前記被覆部とを粘着させる粘着部を備える
    請求項１１に記載のモータ装置。
13. 前記回転子は、中空に形成されている
    請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
14. 前記回転子は、回転軸方向に形成された貫通孔を有する
    請求項１から請求項１３のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
15. 回転子と、
    前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部と、
    前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させると共に前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定位置に復帰させる駆動部と、
    前記回転子及び前記伝達部のうち少なくとも一方に設けられ、前記回転子と前記伝達部との間の気体を案内する孔部及び溝部のうち少なくとも一方を含む気体案内部と
    を備えるモータ装置。
16. 前記伝達部は、線状、帯状及び鎖状のうちいずれかの形状に形成されており、
    前記気体案内部は、前記伝達部の長手方向に一列に並ぶ複数の領域に配置されている
    請求項１５に記載のモータ装置。
17. 前記伝達部は、帯状に形成されており、
    前記気体案内部は、前記伝達部の表面と裏面との間を貫通するように形成されている
    請求項１５又は請求項１６に記載のモータ装置。
18. 前記伝達部は、帯状に形成されており、
    前記気体案内部は、前記溝部を含み、
    前記溝部は、前記伝達部の外辺に接続されている
    請求項１５又は請求項１７に記載のモータ装置。
19. 前記気体案内部は、前記伝達部に形成されており、
    前記伝達部は、前記気体案内部の近傍に配置され前記回転子に対して前記伝達部から離れる方向に弾性力を作用させる第二弾性部を有する
    請求項１５から請求項１８のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
20. 前記気体案内部は、前記回転子に形成されており、
    前記回転子は、前記気体案内部の近傍に配置され前記伝達部に対して前記回転子から離れる方向に弾性力を作用させる第三弾性部を有する
    請求項１５から請求項１９のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
21. 前記気体案内部は、前記孔部及び前記溝部を含み、
    前記孔部と前記溝部とは、接続されている
    請求項１５から請求項２０のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
22. 前記回転子は、筒状に構成されており、
    前記気体案内部は、前記回転子の内周面と外周面との間を貫通するように形成されている
    請求項１５から請求項２１のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
23. 駆動部を用いて、回転子と該回転子に掛けられた伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させることと、
    前記駆動部を用いて、前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定位置に復帰させることと、
    弾性部によって前記伝達部及び前記駆動部の少なくとも一方の振動を減衰させることと
    を含む回転子の駆動方法。
24. 回転子と該回転子に掛けられた伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を一定距離移動させることと、
    前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部を所定位置に復帰させることと、
    前記回転子及び前記伝達部のうち少なくとも一方に設けられた孔部及び溝部のうち少なくとも一方を含む気体案内部によって、前記回転子と前記伝達部との間の気体を案内することと
    を含む回転子の駆動方法。
25. 回転軸部材と、
    前記回転軸部材を回転させるモータ装置と
    を備え、
    前記モータ装置として、請求項１から請求項２２のうちいずれか一項に記載のモータ装置が用いられている
    ロボット装置。

Images