JP2013055778A - Motor device and robot device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce electric power consumption during driving.SOLUTION: A motor device includes: transmission parts hung on at least part of a rotor; driving parts having at least a plurality of capacitive driving elements and moving the transmission parts by the capacitive driving elements; a control part which makes the driving parts perform a driving operation for moving the transmission parts by generating a torque transmission state between the rotor and the transmission parts and a return operation for returning the transmission parts to a predetermined position by generating a torque non-transmission state between the rotor and the transmission parts; and a charge delivery part which supplies charges emitted by at least one of the plurality of capacitive driving elements to the capacitive driving elements.

Description

本発明は、モータ装置、及びロボット装置に関する。   The present invention relates to a motor device and a robot device.

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(例えば、特許文献1を参照)。近年では、ヒューマノイドロボットの関節部分などに多くのモータ装置が使用されており、より消費電力の少ないモータ装置が求められている。   A motor device is used as an actuator for driving a turning machine (see, for example, Patent Document 1). In recent years, many motor devices are used for joint portions of humanoid robots and the like, and there is a demand for motor devices with lower power consumption.

特開平2−311237号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-311237

しかしながら、上述のようなモータ装置は、供給された電力の使用効率を高くすることができないことがあり、この場合に消費電力が多くなるという問題がある。   However, the motor device as described above may not be able to increase the use efficiency of the supplied power, and there is a problem that the power consumption increases in this case.

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、消費電力を低減することができるモータ装置、及びロボット装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a motor device and a robot device that can reduce power consumption.

本発明の一実施形態は、回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、少なくとも複数の容量性駆動素子を有し、前記容量性駆動素子によって前記伝達部を移動させる駆動部と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを、前記駆動部に行わせる制御部と、前記複数の容量性駆動素子のうち少なくとも1つの前記容量性駆動素子に放出させた電荷を前記容量性駆動素子に供給する電荷受け渡し部とを備えることを特徴とするモータ装置である。   One embodiment of the present invention includes a transmission unit that is hung on at least a part of a rotor, at least a plurality of capacitive drive elements, a drive unit that moves the transmission unit by the capacitive drive elements, and the rotation A driving operation for moving the transmission unit with a rotational force transmission state between a child and the transmission unit, and a non-rotational force transmission state between the rotor and the transmission unit to place the transmission unit at a predetermined position. A control unit that causes the drive unit to perform a return operation to return to the charge drive unit, and charge transfer that supplies the capacitive drive element with charges discharged to at least one of the plurality of capacitive drive elements. A motor device.

また、本発明の一実施形態は、回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、少なくとも容量性駆動素子を有し、前記容量性駆動素子によって前記伝達部を移動させる駆動部と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを、前記駆動部に行わせる制御部と、前記容量性駆動素子から電荷を放出させて容量素子に蓄積させ、前記容量素子に蓄積させた電荷を前記容量性駆動素子に供給する電荷受け渡し部とを備えることを特徴とするモータ装置である。   In addition, an embodiment of the present invention includes a transmission unit that is hung on at least a part of a rotor, at least a capacitive drive element, a drive unit that moves the transmission unit by the capacitive drive element, and the rotation A driving operation for moving the transmission unit with a rotational force transmission state between a child and the transmission unit, and a non-rotational force transmission state between the rotor and the transmission unit to place the transmission unit at a predetermined position. And a control unit that causes the driving unit to perform a return operation to return to the capacitive element, discharges the electric charge from the capacitive driving element, accumulates the electric charge in the capacitive element, and supplies the electric charge accumulated in the capacitive element to the capacitive driving element And a charge transfer unit that performs the above operation.

また、本発明の一実施形態は、上記のモータ装置を備えることを特徴とするロボット装置である。   Moreover, one Embodiment of this invention is a robot apparatus characterized by providing said motor apparatus.

本発明によれば、モータ装置は、消費電力を低減することができる。   According to the present invention, the motor device can reduce power consumption.

本発明の第1の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the motor apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本実施形態における回転子の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the rotor in this embodiment. 本実施形態における駆動部の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the drive part in this embodiment. 本実施形態におけるモータ装置の接続の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the connection of the motor apparatus in this embodiment. 本実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the control part in this embodiment. 本実施形態における制御部と電荷受け渡し部との構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the control part in this embodiment, and a charge transfer part. 本実施形態におけるオイラーの原理に基づく伝達部と回転子との接触角と、伝達効率との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the contact angle of the transmission part and rotor based on Euler's principle in this embodiment, and transmission efficiency. 本実施形態における駆動部に供給される電圧波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the voltage waveform supplied to the drive part in this embodiment. 本実施形態における駆動部の駆動準備動作の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the drive preparation operation | movement of the drive part in this embodiment. 本実施形態における駆動部の駆動動作の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the drive operation of the drive part in this embodiment. 本実施形態における駆動部の復帰動作の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the reset operation | movement of the drive part in this embodiment. 本実施形態における複数の駆動部に供給される電圧波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the voltage waveform supplied to the several drive part in this embodiment. 本実施形態における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the control part in this embodiment. 本実施形態における制御部が出力する電圧波形と、駆動部に供給される電圧波形との一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the voltage waveform which the control part in this embodiment outputs, and the voltage waveform supplied to a drive part. 本発明の第2の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the motor apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the motor apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本実施形態における6個の電荷受け渡し部を備えるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of a motor apparatus provided with the six electric charge transfer parts in this embodiment. 本発明の第4の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the motor apparatus by the 4th Embodiment of this invention. 本実施形態における容量素子を備える電荷受け渡し部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the charge delivery part provided with the capacitive element in this embodiment. 本実施形態における容量素子を備える電荷受け渡し部を複数備えるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the motor apparatus provided with two or more charge delivery parts provided with the capacitive element in this embodiment. 本発明の第5の実施形態によるロボット装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the robot apparatus by the 5th Embodiment of this invention.

[第1の実施形態]
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の第1の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。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the first embodiment of the present invention.

[モータ装置MTRの構成]
図1に示すように、モータ装置MTRは、回転子SFと、複数の伝達部BTと、複数の駆動部ACと、支持部材BSと、制御部50と、電荷受け渡し部60とを備えている。モータ装置MTRは、回転子SF及び複数の駆動部ACが支持部材BSによって支持された状態になっており、複数の駆動部ACにそれぞれ接続されている伝達部BTが回転子SFに掛けられている構成になっている。
また、本実施形態のモータ装置MTRは、U相と、V相と、W相とからなる各相の駆動部ACを、回転子SFの回転軸方向に沿って備えている。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、駆動部ACとしての、U相の駆動部ACUと、V相の駆動部ACVと、W相の駆動部ACWとを備えている。U相の駆動部ACUは、伝達部BTとしての、U相の伝達部BTUを備えている。同様に、V相の駆動部ACVは、V相の伝達部BTVを、W相の駆動部ACWは、W相の伝達部BTWを備えている。なお、以下の説明において、特定の駆動部を示す必要がない場合には、単に駆動部ACと記載する。また、以下の説明において、特定の伝達部を示す必要がない場合には、単に伝達部BTと記載する。
[Configuration of Motor Device MTR]
As shown in FIG. 1, the motor device MTR includes a rotor SF, a plurality of transmission units BT, a plurality of drive units AC, a support member BS, a control unit 50, and a charge transfer unit 60. . In the motor device MTR, the rotor SF and the plurality of drive units AC are supported by the support member BS, and the transmission unit BT connected to the plurality of drive units AC is hung on the rotor SF. It is the composition which is.
Further, the motor device MTR of the present embodiment includes a drive unit AC of each phase including a U phase, a V phase, and a W phase along the rotation axis direction of the rotor SF. That is, the motor device MTR of the present embodiment includes a U-phase drive unit ACU, a V-phase drive unit ACV, and a W-phase drive unit ACW as the drive unit AC. The U-phase drive unit ACU includes a U-phase transmission unit BTU as the transmission unit BT. Similarly, the V-phase drive unit ACV includes a V-phase transmission unit BTV, and the W-phase drive unit ACW includes a W-phase transmission unit BTW. In the following description, when there is no need to indicate a specific driving unit, it is simply referred to as a driving unit AC. Moreover, in the following description, when it is not necessary to show a specific transmission part, it only describes as transmission part BT.

また、例えば、U相の駆動部ACUと、V相の駆動部ACVと、W相の駆動部ACWとは、回転子SFの円周方向に等角度でずれた位置、具体的には120°ずつずれた位置に配置されている。伝達部BTは、例えば、回転子SFの回転軸方向に沿って、それぞれ幅(回転軸方向の寸法)を等しくして配置されている。   Further, for example, the U-phase drive unit ACU, the V-phase drive unit ACV, and the W-phase drive unit ACW are displaced at equal angles in the circumferential direction of the rotor SF, specifically 120 °. They are arranged at different positions. For example, the transmission parts BT are arranged with the same width (dimension in the rotation axis direction) along the rotation axis direction of the rotor SF.

図2は、回転子SFの構成を示す図である。
同図に示すように、回転子SFは、中実の円柱状に形成されており、軸部11と、拡径部12とを有している。軸部11は、例えば不図示のベアリング機構などを介して支持部材BSの軸受部41(図1参照)に回転可能に支持されている。拡径部12は、軸部11に対して径が大きく形成された部分である。軸部11及び拡径部12は、共通の回転軸を有するように形成されている。拡径部12の表面は、伝達部BTが掛けられる周面(例、外周面)となる。回転子SFは、例えばアルミニウムなどの導電材料によって構成されている。また、例えば、回転子SFは、円筒形のような中空状に形成されてもよい。なお、伝達部BTは、回転子SFの周面である内周面に掛けられるように構成されてもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the rotor SF.
As shown in the figure, the rotor SF is formed in a solid cylindrical shape, and has a shaft portion 11 and a diameter-expanded portion 12. The shaft portion 11 is rotatably supported by a bearing portion 41 (see FIG. 1) of the support member BS via, for example, a bearing mechanism (not shown). The enlarged diameter portion 12 is a portion formed with a larger diameter than the shaft portion 11. The shaft portion 11 and the enlarged diameter portion 12 are formed so as to have a common rotating shaft. The surface of the enlarged diameter portion 12 becomes a peripheral surface (eg, outer peripheral surface) on which the transmission portion BT is hung. The rotor SF is made of a conductive material such as aluminum. For example, the rotor SF may be formed in a hollow shape such as a cylindrical shape. In addition, transmission part BT may be comprised so that it may be hung on the internal peripheral surface which is a peripheral surface of rotor SF.

[駆動部ACの構成]
駆動部ACUの構成について説明する。なお、駆動部ACV及び駆動部ACWは、駆動部ACUと同一の構成であるため、説明を省略する。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。
[Configuration of Drive Unit AC]
The configuration of the drive unit ACU will be described. Note that the drive unit ACV and the drive unit ACW have the same configuration as the drive unit ACU, and thus description thereof is omitted. Hereinafter, in the description of each drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system.

図3は、駆動部ACUの構成を示す平面図である。
駆動部ACUは、例えばステンレス等の材料を用いて矩形の板状に形成されており、Z軸方向に回転子SFが貫通する穴として貫通部10が、Z方向視のほぼ中央部に形成されている。駆動部ACUは、伝達部BTUを備えている。また、駆動部ACUは、電歪素子(圧電素子)32AU及び電歪素子(圧電素子)32BUを備えている。なお、以下の説明において、特定の駆動素子を示す必要がない場合には、単に電歪素子32と記載する。
FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the drive unit ACU.
The drive unit ACU is formed in a rectangular plate shape using, for example, a material such as stainless steel, and the through portion 10 is formed in a substantially central portion as viewed in the Z direction as a hole through which the rotor SF passes in the Z axis direction. ing. The drive unit ACU includes a transmission unit BTU. The drive unit ACU includes an electrostrictive element (piezoelectric element) 32AU and an electrostrictive element (piezoelectric element) 32BU. In the following description, when there is no need to indicate a specific driving element, it is simply referred to as an electrostrictive element 32.

伝達部BTUは、ベルト部23と、第1端部21及び第2端部22とを有している。ベルト部23は、貫通部10によって形成された壁部10aに沿って、例えばZ軸方向に幅をもつ帯状に形成され、例えば弾性変形可能な程度の厚さに形成されている。ベルト部23は、貫通部10に挿入される回転子SFの外周を囲うように配置される。換言すると、回転子SFは、貫通部10のうちベルト部23によって囲まれる空間に挿入される。ベルト部23は、例えば回転子SFの少なくとも一部に掛けることができるようになっている。   The transmission part BTU has a belt part 23, a first end part 21 and a second end part 22. The belt portion 23 is formed in a band shape having a width in the Z-axis direction, for example, along the wall portion 10a formed by the penetrating portion 10, and has a thickness that can be elastically deformed, for example. The belt portion 23 is disposed so as to surround the outer periphery of the rotor SF inserted into the penetrating portion 10. In other words, the rotor SF is inserted into a space surrounded by the belt portion 23 in the through portion 10. The belt portion 23 can be hooked on at least a part of the rotor SF, for example.

電歪素子32は、例えばピエゾ素子などの電気機械変換素子である。この電気機械変換素子は、電圧を加えることによって伸縮する。また、本実施形態における電気機械変換素子は、例えば、振動や伸縮などが可能な容量性の駆動素子(容量性駆動素子)である。
電歪素子(容量性駆動素子)32AUは、支持部33によって支持されている。電歪素子32AUは、図3に示す−X側の端部の位置が支持部33に固定されている。このため、電歪素子32AUは、X軸方向に伸縮することで図中+X側の端部の位置がX軸方向に移動することになる。電歪素子32AUのうち+X側の端部は、支持部33の先端部33aに接続されている。支持部33の先端部33aは、例えば第1端部21に接続されている。支持部33は、先端部33aよりも−X側に、例えば伸縮部33bを有している。伸縮部33bは、電歪素子32AUの+X側端部の移動に合わせて先端部33aが移動するように伸縮する。
The electrostrictive element 32 is an electromechanical conversion element such as a piezo element. The electromechanical conversion element expands and contracts when a voltage is applied. In addition, the electromechanical conversion element in the present embodiment is a capacitive drive element (capacitive drive element) that can vibrate, expand and contract, for example.
The electrostrictive element (capacitive drive element) 32 AU is supported by the support portion 33. In the electrostrictive element 32AU, the position of the end portion on the −X side shown in FIG. For this reason, the electrostrictive element 32AU expands and contracts in the X-axis direction, so that the position of the + X side end in the figure moves in the X-axis direction. The end on the + X side of the electrostrictive element 32 AU is connected to the tip 33 a of the support 33. The front end portion 33 a of the support portion 33 is connected to the first end portion 21, for example. The support portion 33 has, for example, an expandable portion 33b on the −X side with respect to the tip end portion 33a. The expansion / contraction part 33b expands and contracts so that the tip end part 33a moves in accordance with the movement of the + X side end of the electrostrictive element 32AU.

電歪素子(容量性駆動素子)32BUは、支持部34によって支持されている。電歪素子32BUは、図3に示す+X側の端部の位置が支持部34に固定されている。このため、電歪素子32BUは、X軸方向に伸縮することで図中−X側の端部の位置がX軸方向に移動することになる。電歪素子32BUのうち−X側の端部は、支持部34の先端部34aに接続されている。支持部34の先端部34aは、例えば第2端部22に接続されている。支持部34は、先端部34aよりも+X側に、例えば伸縮部34bを有している。伸縮部34bは、電歪素子32BUの−X側端部の移動に合わせて先端部34aが移動するように伸縮する。   The electrostrictive element (capacitive drive element) 32BU is supported by the support portion 34. In the electrostrictive element 32BU, the position of the end on the + X side shown in FIG. For this reason, the electrostrictive element 32BU expands and contracts in the X-axis direction, so that the position of the end portion on the −X side in the drawing moves in the X-axis direction. The end portion on the −X side of the electrostrictive element 32BU is connected to the tip end portion 34a of the support portion 34. The tip end portion 34 a of the support portion 34 is connected to the second end portion 22, for example. The support part 34 has, for example, an expandable part 34b on the + X side with respect to the tip part 34a. The expansion / contraction part 34b expands / contracts so that the tip end part 34a moves in accordance with the movement of the −X side end part of the electrostrictive element 32BU.

このように、電歪素子32AU及び電歪素子32BUは、電圧が印加されることにより、X軸方向に伸縮する。電歪素子32AUが+X方向に伸びれば、先端部33aとともに第1端部21が+X方向に移動して、ベルト部23が移動する。同様に、電歪素子32BUが−X方向に伸びれば、先端部34aとともに第2端部22が−X方向に移動して、ベルト部23が移動する。電歪素子32AU及び電歪素子32BUは、後述するように制御部50が備えている出力部57にそれぞれ接続されており、制御部50から出力される電圧波形に基づいて伸縮することにより、伝達部BTUを移動させる。   Thus, the electrostrictive element 32AU and the electrostrictive element 32BU expand and contract in the X-axis direction when a voltage is applied. When the electrostrictive element 32AU extends in the + X direction, the first end portion 21 moves in the + X direction together with the tip end portion 33a, and the belt portion 23 moves. Similarly, when the electrostrictive element 32BU extends in the −X direction, the second end portion 22 moves in the −X direction together with the tip end portion 34a, and the belt portion 23 moves. The electrostrictive element 32AU and the electrostrictive element 32BU are respectively connected to an output unit 57 provided in the control unit 50 as will be described later, and are transmitted by expanding and contracting based on a voltage waveform output from the control unit 50. Move part BTU.

[各部の接続の構成]
本実施形態のモータ装置MTRは、駆動部ACUが備える電歪素子32AU及び駆動部ACVが備える電歪素子32AVと、電荷受け渡し部60とを接続することにより、電歪素子32AUから電歪素子32AVに電荷を移動させることができる。以下、図4〜図6を用いて、モータ装置MTRが備える各部の接続の構成について説明する。
図4は、駆動部ACと制御部50と電荷受け渡し部60との接続の構成を示した図である。上述したように、本実施形態のモータ装置MTRは、U相の駆動部ACUと、V相の駆動部ACVと、W相の駆動部ACWとを備えている。図4に示すように、駆動部ACUは、伝達部BTUと、一対の電歪素子32AU及び電歪素子32BUとを備えている。また、駆動部ACVは、伝達部BTVと、一対の電歪素子32AV及び電歪素子32BVとを備えている。また、駆動部ACWは、伝達部BTWと、一対の電歪素子32AW及び電歪素子32BWとを備えている。
電歪素子32AU及び電歪素子32AVは、制御部50と、電荷受け渡し部60とに接続されている。また、電歪素子32BU、電歪素子32BV、電歪素子32AW及び電歪素子32BWは、制御部50に接続されている。
以下、制御部50及び電荷受け渡し部60の構成について説明する。
[Configuration of each part connection]
The motor device MTR of the present embodiment connects the electrostrictive element 32AU included in the drive unit ACU and the electrostrictive element 32AV included in the drive unit ACV to the charge transfer unit 60, thereby connecting the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive element 32AV. The charge can be transferred to Hereinafter, the connection configuration of each unit included in the motor device MTR will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram illustrating a connection configuration of the drive unit AC, the control unit 50, and the charge transfer unit 60. As described above, the motor apparatus MTR of the present embodiment includes the U-phase drive unit ACU, the V-phase drive unit ACV, and the W-phase drive unit ACW. As shown in FIG. 4, the drive unit ACU includes a transmission unit BTU, a pair of electrostrictive elements 32AU, and an electrostrictive element 32BU. The drive unit ACV includes a transmission unit BTV, a pair of electrostrictive elements 32AV, and an electrostrictive element 32BV. The drive unit ACW includes a transmission unit BTW, a pair of electrostrictive elements 32AW, and an electrostrictive element 32BW.
The electrostrictive element 32AU and the electrostrictive element 32AV are connected to the control unit 50 and the charge transfer unit 60. Further, the electrostrictive element 32BU, the electrostrictive element 32BV, the electrostrictive element 32AW, and the electrostrictive element 32BW are connected to the control unit 50.
Hereinafter, configurations of the control unit 50 and the charge transfer unit 60 will be described.

[制御部50の構成]
まず、制御部50の構成について説明する。
図5は、制御部50の構成を示した図である。
制御部50は、取得部51と、比較部52と、算出部53と、読み出し部54と、記憶部55と、生成部56と、出力部57と、検出部58とを備えている。
記憶部55には、各電歪素子32を駆動する駆動条件と、後述する切り替え部651を切換えるタイミングの情報として切換えタイミング情報とが、各電歪素子32を駆動する操作量に関連付けられて、予め記憶されている。本実施形態において、駆動条件は、例えば電歪素子32の駆動電圧及び駆動時間である。また、本実施形態において、操作量には、例えば駆動部ACの電歪素子32を駆動する速度と、電歪素子32を駆動する周期とが含まれている。
取得部51は、上位装置から制御の目標値を取得する。本実施形態において、目標値は、例えば回転子SFの角速度である。取得部51は、目標値として、例えば回転子SFの目標角速度を上位装置から取得する。なお、目標値は、回転子SFの位置(例、回転位置など)であってもよい。
検出部58は、駆動部ACの駆動状態を検出する。本実施形態において、検出部58は、回転子SFの角速度を検出するエンコーダ581を備えている。このエンコーダ581は、回転子SFの回転に伴って、回転子SFの角速度に比例した周波数のパルス波であって、互いにパルスの位相が異なる2つのパルス波を出力する。これら2つのパルス波の位相差は、回転子SFの回転方向によって変化する。つまり、検出部58は、エンコーダ581が出力する2つのパルス波によって、回転子SFが回転する速度と、回転子SFの回転方向とを検出する。
[Configuration of Control Unit 50]
First, the configuration of the control unit 50 will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 50.
The control unit 50 includes an acquisition unit 51, a comparison unit 52, a calculation unit 53, a reading unit 54, a storage unit 55, a generation unit 56, an output unit 57, and a detection unit 58.
In the storage unit 55, driving conditions for driving each electrostrictive element 32 and switching timing information as timing information for switching a switching unit 651 described later are associated with the operation amount for driving each electrostrictive element 32, and Stored in advance. In the present embodiment, the driving condition is, for example, the driving voltage and driving time of the electrostrictive element 32. In the present embodiment, the operation amount includes, for example, the speed at which the electrostrictive element 32 of the drive unit AC is driven and the cycle at which the electrostrictive element 32 is driven.
The acquisition unit 51 acquires a control target value from the host device. In the present embodiment, the target value is, for example, the angular velocity of the rotor SF. The acquisition unit 51 acquires, for example, the target angular velocity of the rotor SF as a target value from the host device. Note that the target value may be the position of the rotor SF (eg, rotational position, etc.).
The detection unit 58 detects the drive state of the drive unit AC. In the present embodiment, the detection unit 58 includes an encoder 581 that detects the angular velocity of the rotor SF. As the rotor SF rotates, the encoder 581 outputs two pulse waves having a frequency proportional to the angular velocity of the rotor SF and having different pulse phases. The phase difference between these two pulse waves varies depending on the rotation direction of the rotor SF. That is, the detection unit 58 detects the rotation speed of the rotor SF and the rotation direction of the rotor SF based on the two pulse waves output from the encoder 581.

比較部52は、例えば、取得部51によって取得された目標値と、検出部58によって検出された検出値とを比較する。本実施形態において、比較部52は、例えば取得された回転子SFの目標角速度と、検出された回転子SFの角速度とを比較して、回転子SFの目標角速度と回転子SFの角速度との差分を比較結果として求める。
算出部53は、比較部52によって比較された結果に基づいて、駆動部ACの操作量を算出する。本実施形態において、算出部53は、例えば取得された回転子SFの目標角速度と、検出された回転子SFの角速度との差分に基づいて、各電歪素子32の動作方向と動作速度とを駆動部ACの操作量として算出する。
読み出し部54は、記憶部55に記憶されている複数の駆動条件のうちから、算出された駆動部ACの操作量に関連付けられている駆動条件を、各電歪素子32を駆動する駆動条件として読み出す。駆動条件が読み出されたことにより、各電歪素子32の駆動電圧及び駆動時間が読み出される。また、読み出し部54は、記憶部55に記憶されている複数の切換えタイミング情報のうちから、算出された駆動部ACの操作量に関連付けられている切換えタイミング情報を、切り替え部651を切換える切換えタイミング情報として読み出す。
生成部56は、読み出された各電歪素子32の駆動電圧及び駆動時間に基づいて、各駆動素子を駆動する電圧波形を生成するとともに、読み出された切換えタイミング情報に基づいて、切り替え部651を切換える制御信号を生成する。
For example, the comparison unit 52 compares the target value acquired by the acquisition unit 51 with the detection value detected by the detection unit 58. In the present embodiment, the comparison unit 52 compares, for example, the acquired target angular velocity of the rotor SF with the detected angular velocity of the rotor SF, and compares the target angular velocity of the rotor SF and the angular velocity of the rotor SF. The difference is obtained as a comparison result.
The calculation unit 53 calculates the operation amount of the drive unit AC based on the result compared by the comparison unit 52. In the present embodiment, the calculation unit 53 calculates, for example, the operation direction and the operation speed of each electrostrictive element 32 based on the difference between the acquired target angular velocity of the rotor SF and the detected angular velocity of the rotor SF. Calculated as the operation amount of the drive unit AC.
The reading unit 54 uses, as a driving condition for driving each electrostrictive element 32, a driving condition associated with the calculated operation amount of the driving unit AC among the plurality of driving conditions stored in the storage unit 55. read out. By reading the driving condition, the driving voltage and driving time of each electrostrictive element 32 are read. In addition, the reading unit 54 switches the switching unit 651 with switching timing information associated with the calculated operation amount of the driving unit AC among the plurality of switching timing information stored in the storage unit 55. Read as information.
The generating unit 56 generates a voltage waveform for driving each driving element based on the read driving voltage and driving time of each electrostrictive element 32, and switches the switching unit based on the read switching timing information. A control signal for switching 651 is generated.

出力部57は、上述した図4に示すように電歪素子32AUと、電歪素子32BUと、電歪素子32AVと、電歪素子32BVと、電歪素子32AWと、電歪素子32BWとに接続されている。また、出力部57は、後述する電荷受け渡し部60が備えている電荷放出部65の切り替え部651に接続されている。   As shown in FIG. 4 described above, the output unit 57 is connected to the electrostrictive element 32AU, the electrostrictive element 32BU, the electrostrictive element 32AV, the electrostrictive element 32BV, the electrostrictive element 32AW, and the electrostrictive element 32BW. Has been. The output unit 57 is connected to the switching unit 651 of the charge discharge unit 65 provided in the charge transfer unit 60 described later.

[電荷受け渡し部60の構成]
次に電荷受け渡し部60の構成について説明する。
図6は、電荷受け渡し部60と、制御部50の出力部57との構成を示した図である。
出力部57は、電歪素子32に対応させた数の増幅部571及びダイオード572を備えている。増幅部571は、生成部56によって生成された電圧波形を増幅する。ダイオード572は、増幅部571によって増幅された電圧波形を電歪素子32に供給するとともに、電歪素子32から増幅部571に電流が流入することを防止する。また、出力部57は、生成された電圧波形を、増幅部571からダイオード572を介して各駆動部ACが備える各電歪素子32に出力するとともに、電荷受け渡し部60が備える切り替え部651を切換える制御信号を切り替え部651に出力する。
電荷受け渡し部60は、トランス部63と、電荷放出部65と、電荷供給部66とを備えている。
トランス部63は、一次側の巻線(一次側)63Aと、二次側の巻線(二次側)63Bとを備えている。一次側の巻線63Aと二次側の巻線63Bとは、相互インダクタンスによって磁気的に結合されている。一次側の巻線63Aの一端は、U相の電歪素子(第1の電歪素子)32AUの一端と、出力部57のダイオード572AUとに接続されている。一次側の巻線63Aの他端は、電荷放出部65に接続されている。二次側の巻線63Bの一端は、V相の電歪素子(第2の電歪素子)32AVの一端と、出力部57のダイオード572AVとに接続されている。二次側の巻線63Bの他端は、電荷供給部66に接続されている。トランス部63は、U相の電歪素子32AUに蓄積されている電荷を放出させて生じるエネルギを、V相の電歪素子32AVに電荷を供給するための起電力に変換する。つまり、トランス部63は、相互インダクタンスの大きさに応じて、一次側の巻線63Aに流れる電荷に相当する起電力を二次側の巻線63Bが備える両端子間に発生させ、二次側の巻線63Bに接続されている回路に電荷を供給する。
[Configuration of Charge Delivery Unit 60]
Next, the configuration of the charge transfer unit 60 will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the charge transfer unit 60 and the output unit 57 of the control unit 50.
The output unit 57 includes a number of amplification units 571 and diodes 572 corresponding to the electrostrictive elements 32. The amplifying unit 571 amplifies the voltage waveform generated by the generating unit 56. The diode 572 supplies the voltage waveform amplified by the amplifying unit 571 to the electrostrictive element 32 and prevents current from flowing from the electrostrictive element 32 to the amplifying unit 571. The output unit 57 outputs the generated voltage waveform from the amplification unit 571 to each electrostrictive element 32 included in each drive unit AC via the diode 572, and switches the switching unit 651 included in the charge transfer unit 60. The control signal is output to the switching unit 651.
The charge transfer unit 60 includes a transformer unit 63, a charge discharge unit 65, and a charge supply unit 66.
The transformer unit 63 includes a primary side winding (primary side) 63A and a secondary side winding (secondary side) 63B. The primary winding 63A and the secondary winding 63B are magnetically coupled by mutual inductance. One end of the primary winding 63 </ b> A is connected to one end of a U-phase electrostrictive element (first electrostrictive element) 32 </ b> AU and a diode 572 </ b> AU of the output unit 57. The other end of the primary winding 63 </ b> A is connected to the charge discharge portion 65. One end of the secondary winding 63B is connected to one end of a V-phase electrostrictive element (second electrostrictive element) 32AV and the diode 572AV of the output unit 57. The other end of the secondary winding 63 </ b> B is connected to the charge supply unit 66. The transformer 63 converts the energy generated by discharging the charge accumulated in the U-phase electrostrictive element 32AU into an electromotive force for supplying the charge to the V-phase electrostrictive element 32AV. In other words, the transformer unit 63 generates an electromotive force corresponding to the electric charge flowing in the primary winding 63A between both terminals of the secondary winding 63B according to the magnitude of the mutual inductance, so that the secondary side Charge is supplied to the circuit connected to the winding 63B.

電荷放出部65は、制御部50から出力される制御信号に基づいて、電歪素子32AUに蓄積されている電荷を放出させる切り替え部651を備えている。
切り替え部651は、例えば半導体スイッチであり、電歪素子32AUに接続されている第1の端子TM1と、一次側の巻線63Aに接続されている第2の端子TM2との間を、出力部57に接続された制御端子TM3の電圧によって導通状態又は非導通状態にさせる。本実施形態の切り替え部651は、制御部50から出力される制御信号がしきい値電圧よりも高い電圧、例えば電圧Vonであれば、第1の端子TM1と第2の端子TM2との間を導通状態にさせる。一方、切り替え部651は、制御部50から出力される制御信号がしきい値電圧よりも低い電圧、例えば電圧Voffであれば、第1の端子TM1と第2の端子TM2との間を非導通状態にさせる。
The charge discharging unit 65 includes a switching unit 651 that discharges the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU based on a control signal output from the control unit 50.
The switching unit 651 is, for example, a semiconductor switch, and an output unit is provided between the first terminal TM1 connected to the electrostrictive element 32AU and the second terminal TM2 connected to the primary winding 63A. The control terminal TM3 connected to 57 is turned on or off by the voltage of the control terminal TM3. When the control signal output from the control unit 50 is a voltage higher than a threshold voltage, for example, the voltage Von, the switching unit 651 of the present embodiment switches between the first terminal TM1 and the second terminal TM2. Make it conductive. On the other hand, when the control signal output from the control unit 50 is a voltage lower than the threshold voltage, for example, the voltage Voff, the switching unit 651 does not conduct between the first terminal TM1 and the second terminal TM2. Let it be in a state.

電荷供給部66は、一方向にのみ電流を流す、例えばダイオード661を備えている。
ダイオード661は、電歪素子32AVに接続されている第1の端子TM4から、二次側の巻線63Bに接続されている第2の端子TM5にのみ電流を流す。
The charge supply unit 66 includes, for example, a diode 661 that allows current to flow only in one direction.
The diode 661 allows a current to flow only from the first terminal TM4 connected to the electrostrictive element 32AV to the second terminal TM5 connected to the secondary winding 63B.

上述した構成により、制御部50は、制御信号を電圧Voffにして出力部57から出力して、切り替え部651を非導通状態にするとともに、増幅部571AUからダイオード572AUを介して、電歪素子32AUに電荷を供給する。これにより制御部50は、電歪素子32AUを伸張させる。次に、制御部50は、制御信号を電圧Vonにして出力部57から出力して、切り替え部651を導通状態にする。このとき、制御部50は、電歪素子32AUから増幅部571に電荷が流れ込むことを、ダイオード572AUによって防止する。このようにして制御部50は、電歪素子32AUに蓄積されている電荷を一次側の巻線63Aに供給する。これにより、二次側の巻線63Bには、相互インダクタンスに応じた起電力が発生し、ダイオード661を介して電歪素子32AVに電荷が供給される。このようにして、制御部50は、電歪素子32AUに蓄積されている電荷に相当する電荷を、トランス部63を介して電歪素子32AVに供給する。また、制御部50は、電歪素子32AUに蓄積されているエネルギのうち、トランス部63などの損失によって失われるエネルギに相当するぶんの電荷を、増幅部571AVからダイオード572AVを介して、電歪素子32AVに供給する。このとき、電荷放出部65は、増幅部571AVからダイオード572AVを介して二次側の巻線63Bに電荷が流れ込むことを、ダイオード661によって防止する。
このようにして、制御部50と電荷受け渡し部60とは、電歪素子32AUに蓄積されている電荷に相当する電荷を電歪素子32AVに供給して、電歪素子32AUを収縮させるとともに、電歪素子32AVを伸張させる。
With the above-described configuration, the control unit 50 sets the control signal to the voltage Voff and outputs it from the output unit 57 to make the switching unit 651 nonconductive, and from the amplification unit 571AU to the electrostrictive element 32AU through the diode 572AU. To supply charge. Thereby, the control unit 50 expands the electrostrictive element 32AU. Next, the control unit 50 sets the control signal to the voltage Von and outputs it from the output unit 57, and makes the switching unit 651 conductive. At this time, the control unit 50 prevents the charge from flowing from the electrostrictive element 32AU into the amplification unit 571 by the diode 572AU. In this way, the control unit 50 supplies the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU to the primary winding 63A. As a result, an electromotive force corresponding to the mutual inductance is generated in the secondary winding 63B, and the electric charge is supplied to the electrostrictive element 32AV via the diode 661. In this way, the control unit 50 supplies a charge corresponding to the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive element 32AV via the transformer unit 63. Further, the control unit 50 transmits the electric charge corresponding to the energy lost due to the loss of the transformer unit 63 among the energy stored in the electrostrictive element 32AU from the amplifying unit 571AV through the diode 572AV. This is supplied to the element 32AV. At this time, the charge discharge unit 65 prevents the charge from flowing from the amplification unit 571AV into the secondary winding 63B via the diode 572AV by the diode 661.
In this way, the control unit 50 and the charge transfer unit 60 supply the electric charge corresponding to the electric charge accumulated in the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive element 32AV, contract the electrostrictive element 32AU, and The strain element 32AV is extended.

[回転子SFの駆動原理]
次に、本実施形態のモータ装置MTRが、回転子SFを駆動させる原理について説明する。U相の駆動部ACは、回転子SFを駆動させる際に、回転子SFに巻き掛けられたU相の伝達部BTU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。V相及びW相は、いずれもU相と同一の構成であるため、説明を省略する。
[Driving principle of rotor SF]
Next, the principle by which the motor device MTR of this embodiment drives the rotor SF will be described. When driving the rotor SF, the U-phase drive unit AC generates an effective tension in the U-phase transmission unit BTU wound around the rotor SF, and transmits torque to the rotor SF by the effective tension. . Since both the V phase and the W phase have the same configuration as the U phase, description thereof is omitted.

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BTUの第1端部21側の張力T1及び第2端部22側の張力T2が下記式(1)を満たすとき、伝達部BTUと回転子SFとの間で摩擦力が生じ、伝達部BTUが移動することにより、回転子SFが回転する。この伝達部BTUの移動により、回転子SFにトルクが伝達される。ただし、式(1)において、μは伝達部BTU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BTUの有効巻き付き角である。   When the tension T1 on the first end 21 side and the tension T2 on the second end 22 side of the transmission unit BTU wound around the rotor SF satisfy the following expression (1) according to Euler's friction belt theory, the transmission unit A frictional force is generated between the BTU and the rotor SF, and the transmission unit BTU moves to rotate the rotor SF. Torque is transmitted to the rotor SF by the movement of the transmission unit BTU. However, in Formula (1), (micro | micron | mu) is an apparent friction coefficient between the transmission part BTU and the rotor SF, (theta) is an effective winding angle of the transmission part BTU.

Figure 2013055778
Figure 2013055778

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。上記式(1)に基づいて有効張力(T1−T2)を求めると、下記式(2)のようになる。式(2)は、T1を用いて有効張力を表す式である。   At this time, the effective tension contributing to torque transmission is represented by (T1-T2). When the effective tension (T1-T2) is obtained based on the above formula (1), the following formula (2) is obtained. Equation (2) is an equation representing effective tension using T1.

Figure 2013055778
Figure 2013055778

上記式(2)より、回転子SFに伝達されるトルクは伝達部BTUの張力T1によって一意に決定されることがわかる。式(2)の右辺のT1の係数部分は、伝達部BTUと回転子SFとの間の摩擦係数μ及び伝達部BTUの有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。
図7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。
From the above equation (2), it can be seen that the torque transmitted to the rotor SF is uniquely determined by the tension T1 of the transmission unit BTU. The coefficient portion of T1 on the right side of Expression (2) depends on the friction coefficient μ between the transmission unit BTU and the rotor SF and the effective winding angle θ of the transmission unit BTU.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the effective winding angle θ and the value of the coefficient portion when the friction coefficient μ is changed. The horizontal axis of the graph indicates the effective winding angle θ, and the vertical axis of the graph indicates the value of the coefficient portion.

図7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度以上のときに係数部分の値がおよそ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度以上とすることにより、伝達部BTUによる張力T1のおよそ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。   As shown in FIG. 7, for example, when the friction coefficient μ is 0.3, the value of the coefficient portion is about 0.8 or more when the effective winding angle θ is 300 degrees or more. Therefore, when the friction coefficient μ is 0.3, the effective winding angle θ is set to 300 degrees or more, so that a force of about 80% or more of the tension T1 by the transmission unit BTU contributes to the torque of the rotor SF. I understand that

このように、トルクの大きさは伝達部BTU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BTUの移動距離などには無関係であることがわかる。
上述した原理に基づいて、制御部50は、電歪素子32AU及び電歪素子32BUを変形させて回転子SFに回転力を伝達する。
In this way, the magnitude of the torque is uniquely determined by the tension T1 of the transmission unit BTU, and it can be seen that it is irrelevant to the moving distance of the transmission unit BTU, for example.
Based on the principle described above, the control unit 50 deforms the electrostrictive element 32AU and the electrostrictive element 32BU to transmit the rotational force to the rotor SF.

[電歪素子を駆動する電圧波形]
ここで、図8〜図11を用いて、電歪素子32を駆動する駆動信号の電圧波形について説明する。
図8は、U相の駆動部ACUが備える1対の電歪素子32AU及び電歪素子32BUが、伝達部BTUを移動させて回転子SFを回転させる際に、電歪素子32に供給される駆動信号の電圧波形を示している。本実施形態の電歪素子32は、印加される電圧が高くなれば伸張し、印加される電圧が低くなれば収縮する。つまり、電歪素子32は図8に示す電圧波形が電圧Vから電圧Vに変化した場合には伸張し、電圧波形が電圧Vから電圧Vに変化した場合には収縮する。なお、他の相の駆動部ACにおいても同様であるため、V相及びW相については、説明を省略する。
駆動部ACUは、駆動準備動作と駆動動作と復帰動作とを順次繰り返すことによって、伝達部BTUを移動させ、回転子SFに回転力を伝達する。以下、各動作について説明する。
[Voltage waveform for driving electrostrictive element]
Here, the voltage waveform of the drive signal for driving the electrostrictive element 32 will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 shows that a pair of electrostrictive elements 32AU and electrostrictive elements 32BU included in the U-phase drive unit ACU are supplied to the electrostrictive element 32 when the transmission unit BTU is moved to rotate the rotor SF. The voltage waveform of the drive signal is shown. The electrostrictive element 32 of the present embodiment expands when the applied voltage increases and contracts when the applied voltage decreases. That is, the electrostrictive element 32 expands when the voltage waveform shown in FIG. 8 changes from the voltage V L to the voltage V H , and contracts when the voltage waveform changes from the voltage V H to the voltage V L. Since the same applies to the drive units AC of other phases, the description of the V phase and the W phase is omitted.
The drive unit ACU moves the transmission unit BTU by sequentially repeating the drive preparation operation, the drive operation, and the return operation, and transmits the rotational force to the rotor SF. Hereinafter, each operation will be described.

まず、駆動準備動作は、駆動部ACUが伝達部BTを回転子SFに対して回転力を伝達していない状態から、回転力を伝達している状態にさせる動作である。
図9は、駆動部ACUが駆動準備動作を行っている状態を示している。
駆動準備動作は、伝達部BTUが、駆動力の伝達を開始する位置(以下、「駆動開始位置」と表記する)にあり、回転子SFに対して回転力を伝達していない状態から開始される。
図8(a)に示すように、駆動準備動作を行う期間である時刻t1a〜t2aの間において制御部50から電歪素子32AUに出力される電圧波形は、例えば電圧波形W1のように電圧Vから電圧Vに単調増加する。この電圧波形W1によって電歪素子32AUは、図9に示すように+X方向に伸びるように駆動される。これにより、電歪素子32AUに接続されている第1端部21は、+X方向に移動する。このようにして、駆動部ACUは、伝達部BTUを回転子SFに接触させ、伝達部BTUと回転子SFとの間において摩擦力が生じる状態にさせる。
First, the drive preparation operation is an operation in which the drive unit ACU causes the transmission unit BT to change from a state where it does not transmit the rotational force to the rotor SF to a state where the rotational force is transmitted.
FIG. 9 shows a state in which the drive unit ACU is performing a drive preparation operation.
The drive preparation operation is started from a state where the transmission unit BTU is in a position where transmission of driving force is started (hereinafter referred to as “driving start position”) and is not transmitting rotational force to the rotor SF. The
As shown in FIG. 8A, the voltage waveform output from the control unit 50 to the electrostrictive element 32AU during the time t1a to t2a, which is the period during which the drive preparation operation is performed, is, for example, a voltage V V like the voltage waveform W1. monotonically increases to the voltage V H from L. The electrostrictive element 32AU is driven by this voltage waveform W1 so as to extend in the + X direction as shown in FIG. As a result, the first end portion 21 connected to the electrostrictive element 32AU moves in the + X direction. In this way, the drive unit ACU brings the transmission unit BTU into contact with the rotor SF so that a frictional force is generated between the transmission unit BTU and the rotor SF.

次に、駆動動作は、駆動部ACUが伝達部BTを回転子SFに対して回転力を伝達した状態にさせて、回転子SFを回転させる動作である。
図10は、駆動部ACUが駆動動作を行っている状態を示している。
図8(b)に示すように、駆動動作を行う期間である時刻t1b〜t2bの間において制御部50から電歪素子32AUに出力される電圧波形は、例えば電圧波形W2のように電圧Vから電圧Vに単調減少する。この電圧波形W2によって電歪素子32AUは、電歪素子32AUは、図10に示すように−X方向に縮むように駆動される。これと同時に、図8(b)に示すように制御部50から電歪素子32BUに出力される電圧波形は、例えば電圧波形W3のように電圧Vから電圧Vに単調増加する。この電圧波形W3によって、電歪素子32BUは、図10に示すように−X方向に伸びるように駆動される。このとき、第1端部21と第2端部22との間の距離を一定に保つように電歪素子32AUと、電歪素子32BUとが駆動される。これにより、第1端部21と、第2端部22とは、一定の距離を保って+X方向に移動される。このようにして、駆動部ACUは、伝達部BTUを回転子SFに対して回転力を伝達した状態にさせて、回転子SFを回転させる。
Next, the drive operation is an operation in which the drive unit ACU causes the transmission unit BT to transmit the rotational force to the rotor SF to rotate the rotor SF.
FIG. 10 shows a state where the drive unit ACU is performing a drive operation.
As shown in FIG. 8B, the voltage waveform output from the control unit 50 to the electrostrictive element 32AU during the time t1b to t2b, which is the period during which the driving operation is performed, is, for example, a voltage V H like a voltage waveform W2. Decreases monotonically to voltage VL . The electrostrictive element 32AU is driven by the voltage waveform W2 such that the electrostrictive element 32AU contracts in the −X direction as shown in FIG. At the same time, the voltage waveform outputted from the control unit 50 as shown in FIG. 8 (b) to the electrostrictive element 32BU, for example monotonously increases from the voltage V L to the voltage V H as the voltage waveform W3. By this voltage waveform W3, the electrostrictive element 32BU is driven to extend in the −X direction as shown in FIG. At this time, the electrostrictive element 32AU and the electrostrictive element 32BU are driven so as to keep the distance between the first end 21 and the second end 22 constant. Accordingly, the first end 21 and the second end 22 are moved in the + X direction while maintaining a certain distance. In this way, the drive unit ACU rotates the rotor SF by causing the transmission unit BTU to transmit the rotational force to the rotor SF.

次に、復帰動作は、伝達部BTが、回転子SFに対して回転力を伝達していない状態にされて、駆動開始位置に戻される動作である。
図11は、駆動部ACUが復帰動作を行っている状態を示している。
図8(c)に示すように復帰動作を行う期間である時刻t1c〜t2cの間において制御部50から電歪素子32BUに出力される電圧波形は、例えば電圧波形W4のように電圧Vから電圧Vに単調減少する。この電圧波形W4によって、電歪素子32BUは、図11に示すように+X方向に縮むように駆動される。これにより、第2端部22は、−X方向に移動される。このようにして、駆動部ACUは、伝達部BTUを回転子SFに対して回転力を伝達していない状態にさせる。
Next, the return operation is an operation in which the transmission unit BT is set to a state where it does not transmit the rotational force to the rotor SF and is returned to the drive start position.
FIG. 11 shows a state where the drive unit ACU is performing a return operation.
As shown in FIG. 8C, the voltage waveform output from the control unit 50 to the electrostrictive element 32BU during the period from the time t1c to t2c during which the return operation is performed is, for example, from the voltage V H like the voltage waveform W4. Monotonically decreases to voltage VL . By this voltage waveform W4, the electrostrictive element 32BU is driven to contract in the + X direction as shown in FIG. As a result, the second end 22 is moved in the −X direction. In this way, the drive unit ACU causes the transmission unit BTU to be in a state where the rotational force is not transmitted to the rotor SF.

次に、各相の駆動部ACを駆動する順序について説明する。
図12は、U相、V相及びW相の各相の駆動部ACについて、各駆動部ACがそれぞれ備える1対の電歪素子32に供給される電圧波形を示している。
上述したように、各相の駆動部ACが備えている1対の電歪素子32は、駆動準備動作と駆動動作と復帰動作とを繰り返して、回転子SFを回転させる。このとき、制御部50は、電圧波形の位相を120度ずつずらして各相の駆動部ACに供給する。つまり、図12に示す時刻t1〜t2の期間において、U相の駆動部ACUは駆動準備動作を、V相の駆動部ACVは復帰動作を、W相の駆動部ACWは駆動動作をそれぞれ行う。また、図12に示す時刻t3〜t4の期間において、U相の駆動部ACUは駆動動作を、V相の駆動部ACVは駆動準備動作を、W相の駆動部ACWは復帰動作をそれぞれ行う。また、図12に示す時刻t5〜t6の期間において、U相の駆動部ACUは復帰動作を、V相の駆動部ACVは駆動動作を、W相の駆動部ACWは駆動準備動作をそれぞれ行う。このようにして、制御部50は、出力する電圧波形によって各駆動部ACが備えている電歪素子32を伸縮させて、伝達部BTを移動させ、回転子SFを回転させる。
Next, the order of driving the driving units AC of the respective phases will be described.
FIG. 12 shows voltage waveforms supplied to a pair of electrostrictive elements 32 included in each drive unit AC, for each phase drive unit AC of the U phase, the V phase, and the W phase.
As described above, the pair of electrostrictive elements 32 included in the drive unit AC of each phase repeats the drive preparation operation, the drive operation, and the return operation, and rotates the rotor SF. At this time, the control unit 50 shifts the phase of the voltage waveform by 120 degrees and supplies it to the driving unit AC of each phase. That is, in the period from time t1 to time t2 shown in FIG. 12, the U-phase drive unit ACU performs the drive preparation operation, the V-phase drive unit ACV performs the return operation, and the W-phase drive unit ACW performs the drive operation. In the period from time t3 to t4 shown in FIG. 12, the U-phase drive unit ACU performs a drive operation, the V-phase drive unit ACV performs a drive preparation operation, and the W-phase drive unit ACW performs a return operation. In the period from time t5 to t6 shown in FIG. 12, the U-phase drive unit ACU performs a return operation, the V-phase drive unit ACV performs a drive operation, and the W-phase drive unit ACW performs a drive preparation operation. In this way, the control unit 50 expands and contracts the electrostrictive element 32 included in each drive unit AC according to the output voltage waveform, moves the transmission unit BT, and rotates the rotor SF.

このとき、図12に示す時刻t3〜t4の期間において、U相の駆動部ACUが備える電歪素子32AUに供給される電圧波形W5と、V相の駆動部ACVが備える電歪素子32AVに供給される電圧波形W6とは、電圧値及び継続時間が同一であり、傾きが互いに逆である関係を有している。   At this time, in the period of time t3 to t4 shown in FIG. 12, the voltage waveform W5 supplied to the electrostrictive element 32AU included in the U-phase drive unit ACU and the electrostrictive element 32AV included in the V-phase drive unit ACV are supplied. The voltage waveform W6 has the same voltage value and duration, and the slopes are opposite to each other.

[制御部50の動作]
制御部50は、記憶部55に予め記憶されている各駆動部ACの駆動条件に基づいて、駆動部ACを駆動する。以下、制御部50の動作について説明する。
[Operation of control unit 50]
The control unit 50 drives the drive unit AC based on the drive conditions of each drive unit AC stored in advance in the storage unit 55. Hereinafter, the operation of the control unit 50 will be described.

図13は、制御部50の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、取得部51は、上位装置から回転子SFの目標角速度を取得する(ステップS101)。この目標角速度には、回転子SFが回転する速度と、回転子SFの回転方向とが含まれている。なお、本実施形態においては、角速度が正の値の場合は上述した図10に示す方向に回転子SFを回転させる正回転を、角速度が負の値の場合は上述した図10に示す方向と逆の方向に回転子SFを回転させる逆回転を表している。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control unit 50.
First, the acquisition unit 51 acquires the target angular velocity of the rotor SF from the host device (step S101). The target angular velocity includes the speed at which the rotor SF rotates and the rotation direction of the rotor SF. In this embodiment, when the angular velocity is a positive value, the positive rotation for rotating the rotor SF in the direction shown in FIG. 10 is performed. When the angular velocity is a negative value, the direction shown in FIG. This represents reverse rotation in which the rotor SF is rotated in the reverse direction.

次に、検出部58は、回転子SFの角速度を検出する(ステップS102)。上述したように、検出部58は、エンコーダ581が出力する2つのパルス波の周期と位相差とによって回転子SFが回転する速度と、回転子SFの回転方向とを検出する。   Next, the detection unit 58 detects the angular velocity of the rotor SF (step S102). As described above, the detection unit 58 detects the rotation speed of the rotor SF and the rotation direction of the rotor SF based on the period and phase difference between the two pulse waves output from the encoder 581.

次に、比較部52は、取得部51によって取得された回転子SFの目標角速度と、検出部58によって検出された回転子SFの角速度とを比較する(ステップS103)。ここで、比較部52は、取得された回転子SFの目標角速度と検出された回転子SFの角速度との差分を比較の結果として求める。   Next, the comparison unit 52 compares the target angular velocity of the rotor SF acquired by the acquisition unit 51 with the angular velocity of the rotor SF detected by the detection unit 58 (step S103). Here, the comparison unit 52 obtains a difference between the acquired target angular velocity of the rotor SF and the detected angular velocity of the rotor SF as a result of comparison.

次に、算出部53は、ステップS103において求められた取得された回転子SFの目標角速度と検出された回転子SFの角速度との差分に基づいて、駆動部ACの操作量を算出する(ステップS104)。上述したように、この操作量には、駆動部ACの電歪素子32を駆動する速度と、電歪素子32を駆動する周期とが含まれている。   Next, the calculation unit 53 calculates the operation amount of the drive unit AC based on the difference between the acquired target angular velocity of the rotor SF obtained in step S103 and the detected angular velocity of the rotor SF (step S103). S104). As described above, the operation amount includes the speed at which the electrostrictive element 32 of the drive unit AC is driven and the period at which the electrostrictive element 32 is driven.

次に、読み出し部54は、記憶部55に記憶されている複数の駆動条件のうちから、算出された駆動部ACの操作量に関連付けられている駆動条件を、各電歪素子32を駆動する駆動条件として読み出す。また、読み出し部54は、記憶部55に記憶されている複数の切換えタイミング情報から、算出された駆動部ACの操作量に関連付けられている切換えタイミング情報を、切り替え部651を切換える切換えタイミング情報として読み出す(ステップS105)。ここで、予め記憶部55に記憶されている複数の駆動条件は、上述したように、電歪素子32を駆動する速度と、電歪素子32を駆動する周期とに関連付けられている。つまり、読み出し部54は、ステップS104において算出された駆動部ACの電歪素子32を駆動する速度と、電歪素子32を駆動する周期と関連付けられている駆動条件を、記憶部55から読み出す。これにより、各電歪素子32の駆動電圧及び駆動時間と、切り替え部651を切換える切換えタイミング情報とが記憶部55から読み出される。   Next, the reading unit 54 drives each electrostrictive element 32 with a driving condition associated with the calculated operation amount of the driving unit AC among the plurality of driving conditions stored in the storage unit 55. Read as drive conditions. Further, the reading unit 54 uses the switching timing information associated with the calculated operation amount of the driving unit AC from the plurality of switching timing information stored in the storage unit 55 as switching timing information for switching the switching unit 651. Read (step S105). Here, the plurality of driving conditions stored in advance in the storage unit 55 are associated with the speed for driving the electrostrictive element 32 and the cycle for driving the electrostrictive element 32 as described above. That is, the reading unit 54 reads from the storage unit 55 the driving condition associated with the speed for driving the electrostrictive element 32 of the drive unit AC calculated in step S104 and the cycle for driving the electrostrictive element 32. Thereby, the driving voltage and driving time of each electrostrictive element 32 and the switching timing information for switching the switching unit 651 are read from the storage unit 55.

次に、生成部56は、ステップS105において読み出された各電歪素子32の駆動条件に基づいて、各電歪素子32に対応する電圧波形をそれぞれ生成するとともに、読み出された切換えタイミング情報に基づいて、切り替え部651を切換える制御信号を生成する(ステップS106)。本実施形態において、生成部56は、電歪素子32AUと、電歪素子32BUと、電歪素子32AVと、電歪素子32BVと、電歪素子32AWと、電歪素子32BWとの6つの電歪素子32に対応する電圧波形として、例えば図14に示す電圧波形W5と、電圧波形W8とをそれぞれ生成する。また、本実施形態において、生成部56は、切り替え部651を切換える制御信号として、例えば図14に示す制御信号の電圧波形W7を生成する。   Next, the generation unit 56 generates a voltage waveform corresponding to each electrostrictive element 32 based on the driving condition of each electrostrictive element 32 read in step S105, and reads the switching timing information. Based on the control signal, a control signal for switching the switching unit 651 is generated (step S106). In the present embodiment, the generation unit 56 includes six electrostrictive elements including an electrostrictive element 32AU, an electrostrictive element 32BU, an electrostrictive element 32AV, an electrostrictive element 32BV, an electrostrictive element 32AW, and an electrostrictive element 32BW. For example, a voltage waveform W5 and a voltage waveform W8 shown in FIG. 14 are generated as voltage waveforms corresponding to the element 32, respectively. Moreover, in this embodiment, the production | generation part 56 produces | generates the voltage waveform W7 of the control signal shown, for example in FIG. 14 as a control signal which switches the switching part 651.

次に、出力部57は、生成された電圧波形を増幅して、増幅した電圧波形を対応する電歪素子32に出力するとともに、ステップS105において読み出された制御信号を切り替え部651に出力する(ステップS107)。   Next, the output unit 57 amplifies the generated voltage waveform, outputs the amplified voltage waveform to the corresponding electrostrictive element 32, and outputs the control signal read in step S105 to the switching unit 651. (Step S107).

図14は、制御部50が上述した各ステップを実行した結果、各電歪素子32に供給される電圧波形と、制御部50から出力される電圧波形との一例を示している。本実施形態においては、例えば図14に示すように、制御部50から出力される制御信号の電圧は、時刻t3〜t4において電圧Vonとなる(電圧波形W7)。この制御信号の電圧波形W7によって、時刻t3〜t4において、切り替え部651は導通状態とされる。したがって、時刻t3〜t4において、電歪素子32に供給される駆動信号の電圧波形と同期して出力される制御信号に基づいて、上述したように電歪素子32AUに蓄積されている電荷に相当する電荷が、トランス部63を介して電歪素子32AVに供給される。
上述したように、制御部50は、電歪素子32AUに蓄積されているエネルギのうち、トランス部63などの損失によって失われるエネルギに相当する分の電荷を、増幅部571AVからダイオード572AVを介して、電歪素子32AVに供給する。この結果、制御部50から電歪素子32AVに出力される電圧波形は、例えば図14に示すように、時刻t3〜t3.1において単調増加する波形になる(電圧波形W81)。また、制御部50から電歪素子32AVに出力される電圧波形は、時刻t3.1〜t3.2において単調減少する波形になる(電圧波形W82)。また、制御部50から電歪素子32AVに出力される電圧波形は、時刻t3.2〜t6において一定の電圧Vになる(電圧波形W83〜W86)。ここで、時刻t3〜t3.2において電圧波形W81〜W82によって電歪素子32AVに供給されるエネルギは、電歪素子32AUに蓄積されているエネルギのうち、トランス部63などの損失によって失われるエネルギに相当する。
一方、時刻t3〜t4において電歪素子32AVに供給される電圧波形は、図14に示す電圧波形W61である。また、時刻t4〜t5において電歪素子32AVに供給される電圧波形は、図14に示す電圧波形W62である。また、時刻t5〜t6において電歪素子32AVに供給される電圧波形は、図14に示す電圧波形W63である。つまり、制御部50は、電圧波形W61〜W63よりもエネルギが少ない電圧波形W81〜W86を電歪素子32AVに供給して、電歪素子32AVを駆動する。
FIG. 14 shows an example of a voltage waveform supplied to each electrostrictive element 32 and a voltage waveform output from the control unit 50 as a result of the control unit 50 executing the steps described above. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 14, the voltage of the control signal output from the control unit 50 becomes the voltage Von at time t3 to t4 (voltage waveform W7). By the voltage waveform W7 of this control signal, the switching unit 651 is turned on from time t3 to t4. Therefore, at the time t3 to t4, it corresponds to the electric charge accumulated in the electrostrictive element 32AU as described above based on the control signal output in synchronization with the voltage waveform of the drive signal supplied to the electrostrictive element 32. The electric charge to be supplied is supplied to the electrostrictive element 32AV through the transformer 63.
As described above, the control unit 50 transfers the charge corresponding to the energy lost due to the loss of the transformer unit 63 among the energy accumulated in the electrostrictive element 32AU from the amplification unit 571AV via the diode 572AV. , And supplied to the electrostrictive element 32AV. As a result, the voltage waveform output from the control unit 50 to the electrostrictive element 32AV becomes a waveform that monotonously increases from time t3 to t3.1 (voltage waveform W81), for example, as shown in FIG. Further, the voltage waveform output from the control unit 50 to the electrostrictive element 32AV is a waveform that monotonously decreases at time t3.1 to t3.2 (voltage waveform W82). Further, the voltage waveform outputted from the control unit 50 to the electrostrictive element 32AV is a constant voltage V L at time T3.2~T6 (voltage waveform W83~W86). Here, the energy supplied to the electrostrictive element 32AV by the voltage waveforms W81 to W82 at times t3 to t3.2 is the energy lost due to the loss of the transformer unit 63 or the like among the energy accumulated in the electrostrictive element 32AU. It corresponds to.
On the other hand, the voltage waveform supplied to the electrostrictive element 32AV at times t3 to t4 is a voltage waveform W61 shown in FIG. The voltage waveform supplied to the electrostrictive element 32AV from time t4 to t5 is a voltage waveform W62 shown in FIG. The voltage waveform supplied to the electrostrictive element 32AV at times t5 to t6 is a voltage waveform W63 shown in FIG. That is, the control unit 50 supplies the electrostrictive element 32AV with the voltage waveforms W81 to W86 having less energy than the voltage waveforms W61 to W63, and drives the electrostrictive element 32AV.

以上説明したとおり、本実施形態のモータ装置MTRは、回転子SFの少なくとも一部に掛けられる伝達部BTと、少なくとも複数の電歪素子32を有し、電歪素子32によって伝達部BTを移動させる駆動部ACを備えている。また、モータ装置MTRは、回転子SFと伝達部BTとの間を回転力伝達状態にして伝達部BTを移動させる駆動動作と、回転子SFと伝達部BTとの間を回転力非伝達状態にして伝達部BTを所定の位置に戻す復帰動作とを、駆動部ACに行わせる制御部50を備えている。また、モータ装置MTRは、複数の電歪素子32のうち少なくとも1つの電歪素子32に放出させた電荷を電歪素子32に供給する電荷受け渡し部60とを備えている。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を他の電歪素子32に移動させて電歪素子32を駆動することができるため、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
As described above, the motor device MTR of the present embodiment has the transmission unit BT that is hung on at least a part of the rotor SF and at least a plurality of electrostrictive elements 32, and the electrostrictive element 32 moves the transmission unit BT. A drive unit AC is provided. In addition, the motor device MTR has a driving operation for moving the transmission unit BT in a rotational force transmission state between the rotor SF and the transmission unit BT, and a rotational force non-transmission state between the rotor SF and the transmission unit BT. Then, the control unit 50 is provided that causes the drive unit AC to perform a return operation to return the transmission unit BT to a predetermined position. In addition, the motor device MTR includes a charge transfer unit 60 that supplies the charge discharged to at least one of the plurality of electrostrictive elements 32 to the electrostrictive element 32.
As a result, the motor device MTR of the present embodiment can drive the electrostrictive element 32 by moving the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32, so that the use efficiency of the supplied power can be increased. Can be high. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

また、本実施形態のモータ装置MTRが備える電荷受け渡し部60は、第1の電歪素子32AUと第2の電歪素子32AVとに接続され、第1の電歪素子32AUに蓄積された電荷を放出させ、第1の電歪素子32AUから放出させた電荷に相当する電荷を第2の電歪素子32AVに供給する。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を他の電歪素子32に移動させて電歪素子32を駆動することができるため、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
In addition, the charge transfer unit 60 included in the motor device MTR of the present embodiment is connected to the first electrostrictive element 32AU and the second electrostrictive element 32AV, and the charge accumulated in the first electrostrictive element 32AU is used. The electric charge corresponding to the electric charge discharged and discharged from the first electrostrictive element 32AU is supplied to the second electrostrictive element 32AV.
As a result, the motor device MTR of the present embodiment can drive the electrostrictive element 32 by moving the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32, so that the use efficiency of the supplied power can be increased. Can be high. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

また、本実施形態のモータ装置MTRが備える電荷受け渡し部60は、第1の電歪素子32AUに蓄積された電荷を放出させて生じるエネルギを、第2の電歪素子32AVに電荷を供給する起電力に変換するトランス部63を備えている。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を、電歪素子32が有する電荷のエネルギを利用して他の電歪素子32に供給させることができる。このため、供給された電力の使用効率をさらに高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
In addition, the charge transfer unit 60 included in the motor device MTR of the present embodiment generates energy generated by discharging the charge accumulated in the first electrostrictive element 32AU to supply the charge to the second electrostrictive element 32AV. A transformer unit 63 for converting to electric power is provided.
Thereby, the motor device MTR of the present embodiment can supply the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32 by using the energy of the electric charge of the electrostrictive element 32. For this reason, the use efficiency of the supplied electric power can be further increased. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

また、本実施形態のモータ装置MTRが備える制御部50は、駆動動作において、電歪素子32に電荷を放出させる制御信号を電荷受け渡し部60に出力する。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を、制御部50が定めるタイミングによって他の電歪素子32に供給させることができる。このため、電歪素子32の駆動条件に応じて、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
In addition, the control unit 50 included in the motor device MTR of the present embodiment outputs a control signal that causes the electrostrictive element 32 to release charges to the charge transfer unit 60 in the driving operation.
Thereby, the motor apparatus MTR of this embodiment can supply the electric charge which the electrostrictive element 32 has to the other electrostrictive element 32 by the timing which the control part 50 determines. For this reason, the use efficiency of the supplied electric power can be increased according to the driving conditions of the electrostrictive element 32. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

また、本実施形態のモータ装置MTRが備える制御部50は、少なくとも駆動動作における駆動信号と同期して、電歪素子32から電荷を放出させる制御信号を電荷受け渡し部60に出力する。これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を、制御部50が電歪素子32を駆動するタイミングに同期させて他の電歪素子32に供給させることができる。このため、電歪素子32の駆動条件に応じて、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。   In addition, the control unit 50 included in the motor device MTR of the present embodiment outputs a control signal for releasing the charge from the electrostrictive element 32 to the charge transfer unit 60 at least in synchronization with the drive signal in the drive operation. Thereby, the motor device MTR of the present embodiment can supply the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32 in synchronization with the timing at which the control unit 50 drives the electrostrictive element 32. For this reason, the use efficiency of the supplied electric power can be increased according to the driving conditions of the electrostrictive element 32. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

また、本実施形態のモータ装置MTRが備える電荷受け渡し部60は、制御信号に基づいて電荷を電歪素子32に供給するための切り替え部651を備える。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を、制御部50が他の電歪素子32に供給させるか否かを選択することができる。このため、モータ装置MTRは、電歪素子32の駆動タイミングに応じて、電歪素子32が有する電荷を、他の電歪素子32供給することができるため、電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。また、本実施形態のモータ装置MTRは、オイラーの摩擦ベルト理論により、高いトルクを回転子SFに付加することが可能である。
In addition, the charge transfer unit 60 included in the motor device MTR of the present embodiment includes a switching unit 651 for supplying charges to the electrostrictive element 32 based on the control signal.
Thereby, the motor apparatus MTR of the present embodiment can select whether or not the controller 50 supplies the other electrostrictive element 32 with the electric charge of the electrostrictive element 32. For this reason, the motor device MTR can supply the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32 in accordance with the drive timing of the electrostrictive element 32, so that the power use efficiency can be increased. it can. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption. Further, the motor device MTR of the present embodiment can apply a high torque to the rotor SF according to Euler's friction belt theory.

以上、第1の実施形態のモータ装置MTRについて説明したが、駆動部ACは、例示した3個に限られない。例えば、モータ装置MTRは、6個の駆動部ACを備えていてもよい。この場合、モータ装置MTRに要求される回転子SFのトルクなどの制約によって、モータ装置MTRの構成を変えることができる。   The motor device MTR of the first embodiment has been described above, but the number of drive units AC is not limited to three illustrated. For example, the motor device MTR may include six drive units AC. In this case, the configuration of the motor device MTR can be changed due to restrictions such as the torque of the rotor SF required for the motor device MTR.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の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MTRの一例を示す概略構成図である。なお、第1の実施形態と同じ構成及び動作については説明を省略する。
本実施形態のモータ装置MTRは、第1の実施形態において説明した電歪素子32AUから電歪素子(容量性駆動素子)AVに電荷を移動させることに加え、電歪素子32AVから電歪素子32AUに電荷を移動させることができる構成になっている。以下、その構成について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the present embodiment. Note that description of the same configuration and operation as in the first embodiment is omitted.
The motor device MTR of the present embodiment moves the electric charge from the electrostrictive element 32AU described in the first embodiment to the electrostrictive element (capacitive drive element) AV, and in addition to the electrostrictive element 32AV. Thus, the charge can be transferred to the surface. Hereinafter, the configuration will be described.

本実施形態のモータ装置MTRは、制御部50−2と電荷受け渡し部60−2とを備えている。
制御部50−2は、出力部57−2を備えている。
出力部57−2は、後述する電荷受け渡し部60−2が備えている電荷放出部65−2の切り替え部651−2に接続されており、切り替え部651−2を切換える制御信号を切り替え部651−2に出力する。
電荷受け渡し部60−2は、電荷放出部65−2と、電荷供給部66−2とを備えている。
電荷放出部65−2は、制御部50−2から出力される制御信号に基づいて、電歪素子32AVに蓄積されている電荷を放出させる切り替え部651−2を備えている。
切り替え部651−2は、切り替え部651と同様に例えば半導体スイッチであり、電歪素子32AVに接続されている第1の端子TM1−2と、二次側の巻線63Bに接続されている第2の端子TM2−2との間を、制御部50−2に接続された制御端子TM3−2の電圧によって導通状態又は非導通状態にさせる。
電荷供給部66−2は、一方向にのみ電流を流す、例えばダイオード661−2を備えている。
ダイオード661−2は、電歪素子32AUに接続されている第1の端子TM4−2から、一次側の巻線63Aに接続されている第2の端子TM5−2にのみ電流を流す。
The motor device MTR of the present embodiment includes a control unit 50-2 and a charge transfer unit 60-2.
The control unit 50-2 includes an output unit 57-2.
The output unit 57-2 is connected to the switching unit 651-2 of the charge discharging unit 65-2 provided in the charge transfer unit 60-2 described later, and a control signal for switching the switching unit 651-2 is switched to the switching unit 651. Output to -2.
The charge transfer unit 60-2 includes a charge release unit 65-2 and a charge supply unit 66-2.
The charge discharging unit 65-2 includes a switching unit 651-2 that discharges the charge accumulated in the electrostrictive element 32AV based on the control signal output from the control unit 50-2.
The switching unit 651-2 is, for example, a semiconductor switch, similar to the switching unit 651, and is connected to the first terminal TM 1-2 connected to the electrostrictive element 32 AV and the secondary side winding 63 B. Between the two terminals TM <b> 2-2, the control terminal TM <b> 3-2 connected to the control unit 50-2 is brought into a conductive state or a non-conductive state.
The charge supply unit 66-2 includes, for example, a diode 661-2 that allows current to flow only in one direction.
The diode 661-2 allows current to flow only from the first terminal TM4-2 connected to the electrostrictive element 32AU to the second terminal TM5-2 connected to the primary winding 63A.

上述した構成により、制御部50−2は、制御信号により切り替え部651を非導通状態にするとともに、制御信号により切り替え部651−2を非導通状態にして、電歪素子32AVに電荷を供給する。これにより制御部50−2は、電歪素子32AVを伸張させる。次に、制御部50−2は、制御信号により切り替え部651−2を導通状態にする。これにより制御部50−2は、二次側の巻線63Bに電荷を供給する。このようにして、制御部50−2は、電歪素子32AVに蓄積されている電荷に相当する電荷を、トランス部63を介して電歪素子32AUに供給する。また、制御部50−2は、電歪素子32AVに蓄積されているエネルギのうち、トランス部63などの損失によって失われるエネルギに相当する分の電荷を、電歪素子32AUに供給する。このとき、電荷放出部65−2は、一次側の巻線63Aに電荷が流れ込むことを、ダイオード661−2によって防止する。
このようにして、制御部50−2と電荷受け渡し部60−2とは、電歪素子32に供給される駆動信号の電圧波形と同期して出力される制御信号に基づいて、電歪素子32AVに蓄積されている電荷に相当する電荷を電歪素子32AUに供給して、電歪素子32AVを変形させるとともに、電歪素子32AUを変形させる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32AUから電歪素子32AVに電荷を移動させることが可能であるし、電歪素子32AVから電歪素子32AUに電荷を移動させることが可能である。
With the configuration described above, the control unit 50-2 supplies the electric charge to the electrostrictive element 32AV by setting the switching unit 651 in a non-conduction state by a control signal and setting the switching unit 651-2 in a non-conduction state by a control signal. . Thereby, the control unit 50-2 expands the electrostrictive element 32AV. Next, the control part 50-2 makes the switching part 651-2 into a conduction | electrical_connection state with a control signal. As a result, the control unit 50-2 supplies electric charges to the secondary winding 63B. In this manner, the control unit 50-2 supplies a charge corresponding to the charge accumulated in the electrostrictive element 32AV to the electrostrictive element 32AU via the transformer unit 63. Further, the control unit 50-2 supplies, to the electrostrictive element 32AU, the charge corresponding to the energy lost due to the loss of the transformer unit 63 among the energy accumulated in the electrostrictive element 32AV. At this time, the charge discharging unit 65-2 prevents the charge from flowing into the primary winding 63A by the diode 661-2.
In this manner, the control unit 50-2 and the charge transfer unit 60-2 are based on the control signal that is output in synchronization with the voltage waveform of the drive signal supplied to the electrostrictive element 32. The electric charge corresponding to the electric charge stored in is supplied to the electrostrictive element 32AU to deform the electrostrictive element 32AV and to deform the electrostrictive element 32AU. That is, the motor device MTR of the present embodiment can move the charge from the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive element 32AV, and can move the charge from the electrostrictive element 32AV to the electrostrictive element 32AU. is there.

以上説明したように、本実施形態のモータ装置MTRが備える電荷受け渡し部60は、一次側の巻線(一次側)63Aと二次側の巻線(二次側)63Bとが相互インダクタンスによって磁気結合されているトランス部63を備えている。またこのトランス部63は、一次側の巻線(一次側)63Aの一端が第1の電歪素子(容量性駆動素子)32AUの一端と接続され、二次側の巻線(二次側)63Bの一端が第2の電歪素子(容量性駆動素子)32AVの一端とに接続され、第1の電歪素子32AUに蓄積されている電荷を放出させて生じるエネルギを、第2の電歪素子32AVに電荷を供給する起電力に変換する。また、電荷受け渡し部60は、第1の電歪素子32AUの他端とトランス部63の一次側の巻線(一次側)63Aの他端とに接続され、第1の電歪素子32AUに蓄積されている電荷を放出させ、当該放出させた電荷をトランス部63に供給する第1の電荷放出部65を備えている。また、電荷受け渡し部60は、第2の電歪素子32AVの他端とトランス部63の二次側の巻線(二次側)63Bの他端とに接続され、第2の電歪素子32AVに蓄積されている電荷を放出させ、当該放出させた電荷をトランス部63に供給する第2の電荷放出部65Bを備えている。また、電荷受け渡し部60は、トランス部63の一次側の巻線(一次側)63Aの他端と第1の電歪素子32AUの他端とに接続され、第2の電荷放出部65Bによって電荷を放出させて生じたエネルギを、トランス部63を介して変換された起電力によって第1の電歪素子32AUに電荷を供給する第1の電荷放出部65を備えている。また、電荷受け渡し部60は、トランス部63の二次側の巻線(二次側)63Bの他端と第2の電歪素子32AVの他端とに接続され、第1の電荷放出部65によって電荷を放出させて生じたエネルギを、トランス部63を介して変換された起電力によって第2の電歪素子32AVに電荷を供給する第2の電荷供給部66−2を備えている。   As described above, in the charge transfer unit 60 provided in the motor device MTR of the present embodiment, the primary side winding (primary side) 63A and the secondary side winding (secondary side) 63B are magnetized by mutual inductance. A transformer section 63 is provided. In addition, one end of the primary side winding (primary side) 63A is connected to one end of the first electrostrictive element (capacitive drive element) 32AU, and the transformer 63 has a secondary side winding (secondary side). One end of 63B is connected to one end of the second electrostrictive element (capacitive drive element) 32AV, and the energy generated by releasing the charge accumulated in the first electrostrictive element 32AU is converted into the second electrostrictive. The electromotive force is supplied to supply electric charge to the element 32AV. The charge transfer unit 60 is connected to the other end of the first electrostrictive element 32AU and the other end of the primary side winding (primary side) 63A of the transformer unit 63, and accumulates in the first electrostrictive element 32AU. The first charge discharging unit 65 is provided to discharge the generated charge and supply the released charge to the transformer unit 63. The charge transfer unit 60 is connected to the other end of the second electrostrictive element 32AV and the other end of the secondary side winding (secondary side) 63B of the transformer unit 63, and the second electrostrictive element 32AV. The second charge discharging unit 65B is provided for discharging the charges accumulated in the power supply and supplying the discharged charges to the transformer unit 63. The charge transfer section 60 is connected to the other end of the primary side winding (primary side) 63A of the transformer section 63 and the other end of the first electrostrictive element 32AU, and is charged by the second charge discharge section 65B. The first electric charge emitting unit 65 is provided that supplies electric energy to the first electrostrictive element 32AU by the electromotive force converted through the transformer unit 63. The charge transfer section 60 is connected to the other end of the secondary side winding (secondary side) 63B of the transformer section 63 and the other end of the second electrostrictive element 32AV, and the first charge discharge section 65. The second charge supply unit 66-2 supplies the second electrostrictive element 32 </ b> AV with charge by the electromotive force converted through the transformer unit 63 using the energy generated by discharging the charge.

これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、第1の電歪素子(容量性駆動素子)32AUが有する電荷を、第1の電歪素子32AUが有する電荷のエネルギを利用して第2の電歪素子(容量性駆動素子)32AVに供給させることができる。さらに、本実施形態のモータ装置MTRは、第2の電歪素子32AVが有する電荷を、第2の電歪素子32AVが有する電荷のエネルギを利用して第1の電歪素子32AUに供給させることができる。このため、回転子SFを第1の実施例において説明した回転方向とは逆に回転させる場合にも、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、回転子SFの回転方向によらず消費電力を低減することができる。   As a result, the motor device MTR according to the present embodiment uses the electric charge of the first electrostrictive element (capacitive drive element) 32AU to the second electrostrictive element 32AU by using the energy of the electric charge of the first electrostrictive element 32AU. The distortion element (capacitive drive element) 32AV can be supplied. Further, the motor device MTR of the present embodiment causes the electric charge of the second electrostrictive element 32AV to be supplied to the first electrostrictive element 32AU by using the energy of the electric charge of the second electrostrictive element 32AV. Can do. For this reason, even when the rotor SF is rotated in the direction opposite to the rotation direction described in the first embodiment, the use efficiency of the supplied power can be increased. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption regardless of the rotation direction of the rotor SF.

[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。
図16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。なお、上述した実施形態と同じ構成及び動作については説明を省略する。
本実施形態のモータ装置MTRは、第2の実施形態において説明した駆動部ACUの電歪素子32と駆動部ACVの電歪素子(容量性駆動素子)32との間において電荷を移動させることに加え、駆動部ACVの電歪素子32と駆動部ACWの電歪素子32との間においても電荷を移動させることができる構成になっている。また、モータ装置MTRは、駆動部ACUの電歪素子32と駆動部ACWの電歪素子32との間においても電荷を移動させることができる構成になっている。以下、その構成について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the present embodiment. Note that description of the same configuration and operation as those of the above-described embodiment is omitted.
The motor device MTR of the present embodiment moves charges between the electrostrictive element 32 of the drive unit ACU and the electrostrictive element (capacitive drive element) 32 of the drive unit ACV described in the second embodiment. In addition, the charge can be moved between the electrostrictive element 32 of the drive unit ACV and the electrostrictive element 32 of the drive unit ACW. In addition, the motor device MTR is configured to be able to move charges between the electrostrictive element 32 of the drive unit ACU and the electrostrictive element 32 of the drive unit ACW. Hereinafter, the configuration will be described.

本実施形態のモータ装置MTRは、制御部50−3と、駆動部ACの数に対応した複数の電荷受け渡し部60−2を備えている。本実施形態においては、モータ装置MTRは、第1の電荷受け渡し部60−2−1と、第2の電荷受け渡し部60−2−2と、第3の電荷受け渡し部60−2−3とを備えている。
制御部50−3は、各電歪素子32に接続されるとともに、各電荷受け渡し部60−2が備えている切り替え部651(本実施形態では、切り替え部651−1、651−2、651−3)及び切り替え部651−2(本実施形態では、切り替え部651−2−1、651−2−2、651−2−3)に接続されている。
第1の電荷受け渡し部60−2−1が備えている二次側の巻線63B−1は、第2の電荷受け渡し部60−2−2が備えている一次側の巻線63A−2と、切り替え部651−2と、ダイオード661−2−2とに接続されている。第2の電荷受け渡し部60−2−2が備えている二次側の巻線63B−2は、第3の電荷受け渡し部60−2−3が備えている一次側の巻線63A−3と、切り替え部651−3と、ダイオード661−2−3とに接続されている。第3の電荷受け渡し部60−2−3が備えている二次側の巻線63B−3は、第1の電荷受け渡し部60−2−1が備えている一次側の巻線63A−1と、切り替え部651−1と、ダイオード661−2−1とに接続されている。つまり、3つの電荷受け渡し部60−2が環状に連続的に接続されている。
制御部50−3は、各駆動部ACの駆動条件に応じて、各電荷受け渡し部60−2が備えている各切り替え部に対して所定の順序(切り替え順序)で制御信号を出力する。一例として、図12及び図16を用いて、この切り替え順序を以下に説明する。図12において、時刻t2〜t3の期間では、電歪素子32AUは電荷が蓄積されている状態であり、電歪素子32AV及び32AWは放電されている状態である。次に、時刻t3〜t4の期間では、制御部50−3は、切り替え部651−1に制御信号を出力して、電歪素子32AUに蓄積されている電荷を電歪素子32AVに電荷を移動させる。時刻t4〜t5の期間では、電歪素子32AVのみが電荷を蓄えている状態であり、電歪素子32AW及びAUは電荷を放電している状態である。続いて、時刻t5〜t6の期間では、制御部50−3は、切り替え部651−2に制御信号を出力して、電歪素子32AVに蓄積されている電荷を電歪素子32AWに移動させる。同様に、次のサイクルのt1〜t2の期間において、制御部50−3は、切り替え部651−3に制御信号を出力して、電歪素子32AWに蓄積されている電荷を電歪素子32AUに移動させる。このように、電荷は、電歪素子32AUから電歪素子32AV、32AWへと順次移動される。
このように、本実施形態のモータ装置MTRは、それぞれの電歪素子32の間において電荷を移動させる。
The motor device MTR of the present embodiment includes a control unit 50-3 and a plurality of charge transfer units 60-2 corresponding to the number of drive units AC. In the present embodiment, the motor device MTR includes a first charge transfer unit 60-2-1, a second charge transfer unit 60-2-2, and a third charge transfer unit 60-2-3. I have.
The control unit 50-3 is connected to each electrostrictive element 32 and is provided with a switching unit 651 (in this embodiment, switching units 651-1, 651-2, 651-) provided in each charge transfer unit 60-2. 3) and the switching unit 651-2 (in this embodiment, the switching units 651-2-1, 651-2-2, and 651-2-3).
The secondary winding 63B-1 included in the first charge transfer section 60-2-1 is similar to the primary winding 63A-2 included in the second charge transfer section 60-2-2. Are connected to the switching unit 651-2 and the diode 661-2-2. The secondary winding 63B-2 included in the second charge transfer section 60-2-2 is similar to the primary winding 63A-3 included in the third charge transfer section 60-2-3. The switching unit 651-3 and the diode 661-2-3 are connected. The secondary winding 63B-3 included in the third charge transfer unit 60-2-3 is different from the primary winding 63A-1 included in the first charge transfer unit 60-2-1. , The switching unit 651-1 and the diode 661-2-1. That is, the three charge transfer units 60-2 are continuously connected in a ring shape.
The control unit 50-3 outputs a control signal in a predetermined order (switching order) to each switching unit included in each charge transfer unit 60-2 according to the driving condition of each driving unit AC. As an example, this switching order will be described below with reference to FIGS. In FIG. 12, during the period from time t2 to t3, the electrostrictive element 32AU is in a state where electric charge is accumulated, and the electrostrictive elements 32AV and 32AW are in a discharged state. Next, in the period from time t3 to t4, the control unit 50-3 outputs a control signal to the switching unit 651-1 and moves the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive element 32AV. Let In the period from time t4 to time t5, only the electrostrictive element 32AV is in a state of storing electric charge, and the electrostrictive elements 32AW and AU are in a state of discharging electric charge. Subsequently, in a period from time t5 to t6, the control unit 50-3 outputs a control signal to the switching unit 651-2, and moves the charge accumulated in the electrostrictive element 32AV to the electrostrictive element 32AW. Similarly, in the period from t1 to t2 of the next cycle, the control unit 50-3 outputs a control signal to the switching unit 651-3, and the charge accumulated in the electrostrictive element 32AW is supplied to the electrostrictive element 32AU. Move. In this way, the electric charge is sequentially moved from the electrostrictive element 32AU to the electrostrictive elements 32AV, 32AW.
As described above, the motor device MTR of the present embodiment moves charges between the electrostrictive elements 32.

以上説明したように、本実施形態のモータ装置MTRにおいて、複数の電歪素子32は少なくとも2つの異なる電荷受け渡し部60−2に接続され、制御部50−3は、電荷受け渡し部60−2のうち、いずれかの電荷受け渡し部60−2を介して供給される電荷を、電荷が供給される電荷受け渡し部60−2とは異なる他の電荷受け渡し部60−2に放出させる。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を、他の電歪素子32に供給させた後、該電荷を供給された電歪素子32が有する電荷を、所定の順序でさらに他の電歪素子32に供給させることができる。このため、複数の電歪素子32間において電荷を所定の順序(切り替え順序)で連続的に循環させて受け渡すことができ、供給された電力の使用効率をさらに高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
As described above, in the motor device MTR of the present embodiment, the plurality of electrostrictive elements 32 are connected to at least two different charge transfer units 60-2, and the control unit 50-3 includes the charge transfer unit 60-2. Among them, the charge supplied via any one of the charge transfer units 60-2 is discharged to another charge transfer unit 60-2 different from the charge transfer unit 60-2 to which the charges are supplied.
As a result, the motor device MTR of the present embodiment supplies the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32, and then the electric charge of the electrostrictive element 32 supplied with the electric charge is changed to a predetermined value. The other electrostrictive elements 32 can be supplied in order. For this reason, electric charges can be continuously circulated and delivered in a predetermined order (switching order) between the plurality of electrostrictive elements 32, and the usage efficiency of the supplied power can be further increased. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

なお、図17に示すように、モータ装置MTRは、例えば6個の電荷受け渡し部60−2を備えていてもよい。この場合、モータ装置MTRは、例えば3つの駆動部ACが備えているすべての電歪素子32の間において所定の順序で電荷を受け渡すことが可能になり、供給された電力の使用効率をさらに高くすることができる。一例として、図12及び図17を用いて、この切り替え順序を以下に説明する。例えば、図16の例と同様に、電歪素子32AU、32AV及び32AWの組み合わせについては、制御部50−4は、電歪素子32AU→電歪素子32AV→電歪素子32AWの順に電荷を移動させる。同時に、電歪素子32BU、32BV及び32BWの組み合わせについては、制御部50−4は、電歪素子32BW→電歪素子32BU→電歪素子32BVの順に電荷を移動させる。これらによって、図17のようなモータ装置MTRの構成においても図12のシーケンスを実現することができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、全ての電歪素子(容量性駆動素子)の駆動消費電力を低減することができる。   As shown in FIG. 17, the motor device MTR may include, for example, six charge transfer units 60-2. In this case, for example, the motor device MTR can transfer charges in a predetermined order between all the electrostrictive elements 32 included in the three drive units AC, and further improves the use efficiency of the supplied power. Can be high. As an example, this switching order will be described below with reference to FIGS. 12 and 17. For example, as in the example of FIG. 16, for the combination of the electrostrictive elements 32AU, 32AV, and 32AW, the control unit 50-4 moves the charge in the order of the electrostrictive element 32AU → the electrostrictive element 32AV → the electrostrictive element 32AW. . At the same time, for the combination of the electrostrictive elements 32BU, 32BV, and 32BW, the control unit 50-4 moves the charge in the order of the electrostrictive element 32BW → the electrostrictive element 32BU → the electrostrictive element 32BV. Accordingly, the sequence shown in FIG. 12 can be realized even in the configuration of the motor apparatus MTR as shown in FIG. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce the drive power consumption of all the electrostrictive elements (capacitive drive elements).

[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。
図18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。なお、上述した実施形態と同じ構成及び動作については説明を省略する。
本実施形態のモータ装置MTRは、上記の実施形態において説明した2つの電歪素子32において電荷を移動させる構成とは異なる構成を有している。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、駆動部ACが備える電歪素子(容量性駆動素子)32と、電荷受け渡し部60−4が備える容量素子71との間において電荷を移動させることができる構成になっている。以下、その構成について説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 18 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the present embodiment. Note that description of the same configuration and operation as those of the above-described embodiment is omitted.
The motor device MTR of the present embodiment has a configuration different from the configuration for moving charges in the two electrostrictive elements 32 described in the above embodiment. That is, the motor device MTR of the present embodiment can move charges between the electrostrictive element (capacitive drive element) 32 provided in the drive unit AC and the capacitive element 71 provided in the charge transfer unit 60-4. It is configured. Hereinafter, the configuration will be described.

本実施形態のモータ装置MTRは、制御部50−4と、電荷受け渡し部60−4を備えている。
制御部50−4は、各電歪素子32に接続されるとともに、電荷受け渡し部60−4が備えている切り替え部651及び切り替え部651−4に接続されている。
電荷受け渡し部60−4は、電荷放出部65と、電荷放出部65−4と、電荷供給部66−2と、電荷供給部66−4と、容量部70とを備えている。
容量部70は、例えばコンデンサなどの容量素子71を備えており、供給された電荷を蓄電する。
電荷放出部65−4は、制御部50−4から出力される制御信号に基づいて、容量素子71に蓄積されている電荷を放出させる切り替え部651−4を備えている。
切り替え部651−4は、切り替え部651と同様に例えば半導体スイッチであり、容量素子71に接続されている第1の端子TM1−4と、二次側の巻線63Bに接続されている第2の端子TM2−4との間を、制御部50−4に接続された制御端子TM3−4の電圧によって導通状態又は非導通状態にさせる。
電荷供給部66−4は、一方向にのみ電流を流す、例えばダイオード661−4を備えている。
ダイオード661−4は、容量素子71に接続されている第1の端子TM4−4から、二次側の巻線63Bに接続されている第2の端子TM5−4にのみ電流を流す。
The motor device MTR of the present embodiment includes a control unit 50-4 and a charge transfer unit 60-4.
The control unit 50-4 is connected to each electrostrictive element 32 and is connected to the switching unit 651 and the switching unit 651-4 provided in the charge transfer unit 60-4.
The charge transfer unit 60-4 includes a charge discharge unit 65, a charge discharge unit 65-4, a charge supply unit 66-2, a charge supply unit 66-4, and a capacitor unit 70.
The capacitor unit 70 includes a capacitor element 71 such as a capacitor and stores the supplied charge.
The charge discharge unit 65-4 includes a switching unit 651-4 that discharges the charge accumulated in the capacitive element 71 based on the control signal output from the control unit 50-4.
The switching unit 651-4 is, for example, a semiconductor switch like the switching unit 651, and is connected to the first terminal TM1-4 connected to the capacitive element 71 and the secondary winding 63B. The terminal TM2-4 is turned on or off by the voltage of the control terminal TM3-4 connected to the control unit 50-4.
The charge supply unit 66-4 includes, for example, a diode 661-4 that allows current to flow only in one direction.
The diode 661-4 allows a current to flow only from the first terminal TM4-4 connected to the capacitive element 71 to the second terminal TM5-4 connected to the secondary winding 63B.

図19は、電荷受け渡し部60−4の構成を示している。
電歪素子32AUは、制御部50−4の出力部57−4が備えている増幅部571AUからダイオード572AUを介して電荷が供給される。電荷放出部65−2は、制御部50−4によって切り替え部651−2が導通状態にされると、電歪素子32AUに蓄積されていた電荷をトランス部63の一次側の巻線63Aを介して放出させる。電荷供給部66−4は、一次側の巻線63Aを流れる電荷によって生じる起電力により、二次側の巻線63Bを介して容量素子71に電荷を供給する。このようにして、電歪素子32AUに蓄積されていた電荷に相当する電荷を、容量素子71に供給して、容量素子71に電荷を蓄積させる。
また、電荷放出部65−4は、制御部50−4によって切り替え部651−4が導通状態にされると、容量素子71に蓄積されていた電荷をトランス部63の二次側の巻線63Bを介して放出させる。電荷供給部66−2は、二次側の巻線63Bを流れる電荷によって生じる起電力により、一次側の巻線63Aを介して電歪素子32AUに電荷を供給する。このようにして、容量素子71に蓄積されていた電荷に相当する電荷を、電歪素子32AUに供給して、電歪素子32AUに電荷を蓄積させる。
このように、本実施形態のモータ装置MTRは、駆動部ACが備える電歪素子32と、電荷受け渡し部60−4が備える容量素子71との間において電荷を移動させることができる。
FIG. 19 shows a configuration of the charge transfer unit 60-4.
The electrostrictive element 32AU is supplied with electric charge from the amplifying unit 571AU provided in the output unit 57-4 of the control unit 50-4 via the diode 572AU. When the switching unit 651-2 is turned on by the control unit 50-4, the charge discharging unit 65-2 transfers the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU via the primary side winding 63A of the transformer unit 63. To release. The charge supply unit 66-4 supplies charge to the capacitive element 71 via the secondary winding 63B by electromotive force generated by the charge flowing through the primary winding 63A. In this manner, the charge corresponding to the charge accumulated in the electrostrictive element 32AU is supplied to the capacitive element 71, and the charge is accumulated in the capacitive element 71.
In addition, when the switching unit 651-4 is turned on by the control unit 50-4, the charge discharging unit 65-4 transfers the charge accumulated in the capacitive element 71 to the secondary winding 63B of the transformer unit 63. To release. The charge supply unit 66-2 supplies charge to the electrostrictive element 32AU through the primary winding 63A by electromotive force generated by the charge flowing through the secondary winding 63B. In this way, a charge corresponding to the charge accumulated in the capacitive element 71 is supplied to the electrostrictive element 32AU, and the charge is accumulated in the electrostrictive element 32AU.
Thus, the motor device MTR of the present embodiment can move charges between the electrostrictive element 32 included in the drive unit AC and the capacitive element 71 included in the charge transfer unit 60-4.

以上説明したように、本実施形態のモータ装置MTRは、回転子SFの少なくとも一部に掛けられる伝達部BTと、少なくとも電歪素子(容量性駆動素子)32を有し、電歪素子32によって伝達部BTを移動させる駆動部ACを備えている。また、モータ装置MTRは、回転子SFと伝達部BTとの間を回転力伝達状態にして伝達部BTを移動させる駆動動作と、回転子SFと伝達部BTとの間を回転力非伝達状態にして伝達部BTを所定の位置に戻す復帰動作とを、駆動部ACに行わせる制御部50−4を備えている。また、モータ装置MTRは、電歪素子32から電荷を放出させて容量素子71に蓄積させ、容量素子71に蓄積させた電荷を電歪素子32に供給する電荷受け渡し部60−4とを備えている。
つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、電荷を蓄積する容量素子71を備えている。モータ装置MTRは、電荷受け渡し部60は、電歪素子32と容量素子71とのうち、一方の素子に蓄積されている電荷を放出させ、当該電荷を放出させて生じるエネルギを含むエネルギによって、他方の素子に電荷を供給する。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷に相当する電荷をトランス部63を介して容量素子71に供給させることができる。さらに、容量素子71が有する電荷を、トランス部63を介して当該電歪素子32に供給させることができる。このため、他の電歪素子32の駆動条件によらず、電歪素子32と容量素子71との間において電荷を往復させて受け渡すことができるため、供給された電力の使用効率を高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
As described above, the motor device MTR of the present embodiment includes the transmission unit BT that is hung on at least a part of the rotor SF and at least the electrostrictive element (capacitive drive element) 32. The drive part AC which moves the transmission part BT is provided. In addition, the motor device MTR has a driving operation for moving the transmission unit BT in a rotational force transmission state between the rotor SF and the transmission unit BT, and a rotational force non-transmission state between the rotor SF and the transmission unit BT. Then, the controller 50-4 is provided that causes the drive unit AC to perform the return operation for returning the transmission unit BT to a predetermined position. In addition, the motor device MTR includes a charge transfer unit 60-4 that discharges electric charge from the electrostrictive element 32 and accumulates the electric charge in the capacitive element 71 and supplies the electric charge accumulated in the capacitive element 71 to the electrostrictive element 32. Yes.
That is, the motor device MTR of the present embodiment includes the capacitive element 71 that accumulates charges. In the motor device MTR, the charge transfer section 60 releases the charge accumulated in one of the electrostrictive element 32 and the capacitive element 71, and the other includes energy including energy generated by releasing the charge. A charge is supplied to the device.
As a result, the motor device MTR of the present embodiment can supply the electric charge corresponding to the electric charge of the electrostrictive element 32 to the capacitive element 71 via the transformer unit 63. Furthermore, the electric charge possessed by the capacitive element 71 can be supplied to the electrostrictive element 32 through the transformer unit 63. For this reason, since the charge can be transferred back and forth between the electrostrictive element 32 and the capacitive element 71 regardless of the driving conditions of the other electrostrictive elements 32, the use efficiency of the supplied power is increased. be able to. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

なお、モータ装置MTRは、駆動部ACの数に応じた複数の電荷受け渡し部60−4を備えていてもよい。例えば、図20に示すように、モータ装置MTRは、6個の電荷受け渡し部60−4を備えており、電荷受け渡し部60−4が6個の駆動部ACにそれぞれ接続されていてもよい。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、複数の駆動部ACが備えているそれぞれの電歪素子32の駆動条件によらず、電歪素子32と容量素子71との間において電荷を往復させて受け渡すことができるため、供給された電力の使用効率をさらに高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
Note that the motor device MTR may include a plurality of charge transfer units 60-4 according to the number of drive units AC. For example, as illustrated in FIG. 20, the motor device MTR may include six charge transfer units 60-4, and the charge transfer units 60-4 may be connected to the six drive units AC, respectively.
As a result, the motor device MTR according to the present embodiment reciprocates charges between the electrostrictive element 32 and the capacitive element 71 regardless of the driving conditions of the electrostrictive elements 32 included in the plurality of drive units AC. Therefore, the usage efficiency of the supplied power can be further increased. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

なお、モータ装置MTRは、電荷受け渡し部60−4に加えて上記の各実施形態において説明した電荷受け渡し部を備えていてもよい。
これにより、本実施形態のモータ装置MTRは、複数の駆動部ACが備えているそれぞれの電歪素子32の駆動条件によらず、電歪素子32と容量素子71との間において電荷を往復させて受け渡すことができる。さらに、モータ装置MTRは、電歪素子32が有する電荷を他の電歪素子32に移動させて電歪素子32を駆動することができる。このため、モータ装置MTRは、電歪素子32の駆動条件に応じて容量素子71に電荷を供給するか、他の電歪素子32に電荷を供給するかを選択して、電歪素子32を駆動することができる。このため、供給された電力の使用効率をさらに高くすることができる。つまり、本実施形態のモータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
The motor device MTR may include the charge transfer unit described in each of the above embodiments in addition to the charge transfer unit 60-4.
As a result, the motor device MTR according to the present embodiment reciprocates charges between the electrostrictive element 32 and the capacitive element 71 regardless of the driving conditions of the electrostrictive elements 32 included in the plurality of drive units AC. Can be handed over. Furthermore, the motor device MTR can drive the electrostrictive element 32 by moving the electric charge of the electrostrictive element 32 to another electrostrictive element 32. For this reason, the motor device MTR selects whether to supply the charge to the capacitive element 71 or the other electrostrictive element 32 in accordance with the driving conditions of the electrostrictive element 32, and sets the electrostrictive element 32 to Can be driven. For this reason, the use efficiency of the supplied electric power can be further increased. That is, the motor device MTR of the present embodiment can reduce power consumption.

[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態として、上記のモータ装置MTRを備えるロボット装置RBTへの適用例を説明する。
図15は、モータ装置MTRを例えばロボットアームARMに適用させた構成を示す図である。本実施形態のロボット装置RBTは、上記各実施形態において説明したモータ装置MTRを備える。
[Fifth Embodiment]
Next, as a fifth embodiment of the present invention, an application example to a robot apparatus RBT including the motor apparatus MTR will be described.
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration in which the motor device MTR is applied to, for example, a robot arm ARM. The robot apparatus RBT of this embodiment includes the motor apparatus MTR described in the above embodiments.

図21に示すように、モータ装置MTRがカップリングCPLを介してロボットアームARMに接続されている。上記実施形態のモータ装置MTRは、上述した制御部と電荷受け渡し部とによって駆動部ACを駆動するため、ロボットアームARMを駆動する際の消費電力を低減することができる。また、上記実施形態のモータ装置MTRは、ロボットの関節部分や工作機械の駆動部ACなどにも応用することができる。これによって、モータ装置MTRは、ロボット装置RBTを駆動する際の消費電力を低減することができる。また、ロボット装置RBTとしては、産業用に用いられるアームロボットやハンドロボットであってもよく、サービスロボットに用いられるロボットでもよい。   As shown in FIG. 21, the motor device MTR is connected to the robot arm ARM through a coupling CPL. Since the motor device MTR of the above embodiment drives the drive unit AC by the control unit and the charge transfer unit described above, it is possible to reduce power consumption when driving the robot arm ARM. The motor device MTR of the above embodiment can also be applied to a joint portion of a robot, a drive unit AC of a machine tool, and the like. Thus, the motor device MTR can reduce power consumption when driving the robot device RBT. The robot apparatus RBT may be an arm robot or a hand robot used for industrial purposes, or may be a robot used for a service robot.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、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。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been explained in full detail with reference to drawings, a concrete structure is not restricted to this embodiment and can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention. .

上記の実施形態では、電歪素子32は例えばピエゾ素子などの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、例えば電荷を蓄えられる容量性素子など、他のアクチュエータを用いる構成であっても構わない。例えば、電歪素子(容量性駆動素子)32は、容量性の駆動素子として、磁歪材料と圧電材料とを組み合わせた複合素子であっても構わない。   In the above-described embodiment, the electrostrictive element 32 has been described by taking the configuration of, for example, a piezo element as an example. However, the electrostrictive element 32 is not limited to this, and a configuration using other actuators such as a capacitive element that can store charges, for example. It does not matter. For example, the electrostrictive element (capacitive drive element) 32 may be a composite element in which a magnetostrictive material and a piezoelectric material are combined as a capacitive drive element.

以下、上記の各実施形態において説明した制御部50と、制御部50−2と、制御部50−3と、制御部50−4とをまとめて制御部CONTとして説明する。
なお、上記の実施形態では、モータ装置MTRは、予め記憶部55に記憶されている電歪素子32の駆動条件に基づいて電歪素子32を駆動する電圧波形を生成しているが、これに限られない。例えば、制御部CONTは、実時間処理によって電歪素子32の駆動条件を生成し、生成した駆動条件に基づいて電歪素子32を駆動する電圧波形を生成してもよい。これにより、回転子SFに加わる負荷トルクが変動したような場合においても、制御部CONTは、電歪素子32を駆動する電圧波形と、制御信号とを生成することができる。つまり、外乱が発生した場合でも、モータ装置MTRは、消費電力を低減することができる。
Hereinafter, the control unit 50, the control unit 50-2, the control unit 50-3, and the control unit 50-4 described in the above embodiments will be collectively described as the control unit CONT.
In the above embodiment, the motor device MTR generates a voltage waveform for driving the electrostrictive element 32 based on the drive conditions of the electrostrictive element 32 stored in the storage unit 55 in advance. Not limited. For example, the control unit CONT may generate a driving condition for the electrostrictive element 32 by real-time processing, and generate a voltage waveform for driving the electrostrictive element 32 based on the generated driving condition. Thereby, even when the load torque applied to the rotor SF fluctuates, the control unit CONT can generate a voltage waveform for driving the electrostrictive element 32 and a control signal. That is, even when a disturbance occurs, the motor device MTR can reduce power consumption.

なお、上記の各実施形態における制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。   Note that the control unit CONT in each of the above embodiments or each unit included in the control unit CONT may be realized by dedicated hardware, or realized by a memory and a microprocessor. Also good.

なお、この制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部はメモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。   The control unit CONT or each unit included in the control unit CONT may be realized by dedicated hardware. The control unit CONT or each unit included in the control unit CONT includes a memory and Even if it is configured by a CPU (Central Processing Unit), the function is realized by loading the control unit CONT or a program for realizing the function of each unit included in the control unit CONT into a memory and executing it. Good.

また、制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部CONT、又はこの制御部CONTが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。   Also, the control unit CONT or a program for realizing the functions of each unit included in the control unit CONT is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. By doing so, you may perform the process by the control part CONT or each part with which this control part CONT is provided. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.

また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

MTR…モータ装置、SF…回転子、AC…駆動部、BT…伝達部、RBT…ロボット装置、32…電歪素子(容量性駆動素子)、50…制御部、50−2…制御部、50−3…制御部、50−4…制御部、60…電荷受け渡し部、60−2…電荷受け渡し部、60−3…電荷受け渡し部、60−4…電荷受け渡し部、63…トランス部、63A…一次側の巻線(一次側)、63B…二次側の巻線(二次側)、65…電荷放出部(第1の電荷放出部)、65−2…電荷放出部(第2の電荷放出部)、66…電荷供給部(第1の電荷供給部)、66−2…電荷供給部(第2の電荷供給部)、70…容量部、71…容量素子、651…切り替え部、651−2…切り替え部、651−3…切り替え部   MTR ... motor device, SF ... rotor, AC ... drive unit, BT ... transmission unit, RBT ... robot device, 32 ... electrostrictive element (capacitive drive element), 50 ... control unit, 50-2 ... control unit, 50 -3 ... Control unit, 50-4 ... Control unit, 60 ... Charge delivery unit, 60-2 ... Charge delivery unit, 60-3 ... Charge delivery unit, 60-4 ... Charge delivery unit, 63 ... Transformer unit, 63A ... Primary side winding (primary side), 63B ... Secondary side winding (secondary side), 65 ... Charge emission part (first charge emission part), 65-2 ... Charge emission part (second charge) Emission unit) 66... Charge supply unit (first charge supply unit) 66-2. Charge supply unit (second charge supply unit) 70... Capacitor unit 71. -2 ... Switching unit, 651-3 ... Switching unit

Claims (11)

回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
少なくとも複数の容量性駆動素子を有し、前記容量性駆動素子によって前記伝達部を移動させる駆動部と、
前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを、前記駆動部に行わせる制御部と、
前記複数の容量性駆動素子のうち少なくとも1つの前記容量性駆動素子に放出させた電荷を前記容量性駆動素子に供給する電荷受け渡し部と
を備えることを特徴とするモータ装置。
A transmission unit hung on at least a part of the rotor;
A drive unit having at least a plurality of capacitive drive elements and moving the transmission unit by the capacitive drive elements;
A drive operation for moving the transmission unit with a rotational force transmission state between the rotor and the transmission unit, and a non-rotation force transmission state between the rotor and the transmission unit to set the transmission unit to a predetermined value A control unit that causes the drive unit to perform a return operation to return to the position;
A motor device, comprising: a charge transfer unit configured to supply the charge released to at least one of the plurality of capacitive drive elements to the capacitive drive element.
前記複数の容量性駆動素子は、第1の容量性駆動素子と、第2の容量性駆動素子とを含み、
前記電荷受け渡し部は、前記第1の容量性駆動素子と前記第2の容量性駆動素子とに接続され、前記第1の容量性駆動素子に蓄積された電荷を放出させ、前記第1の容量性駆動素子から放出させた前記電荷に相当する電荷を前記第2の容量性駆動素子に供給する
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ装置。
The plurality of capacitive drive elements include a first capacitive drive element and a second capacitive drive element;
The charge transfer unit is connected to the first capacitive drive element and the second capacitive drive element, and discharges the charge accumulated in the first capacitive drive element, so that the first capacitor The motor device according to claim 1, wherein a charge corresponding to the charge discharged from the capacitive drive element is supplied to the second capacitive drive element.
前記電荷受け渡し部は、前記第1の容量性駆動素子に蓄積された電荷を放出させて生じるエネルギを、前記第2の容量性駆動素子に電荷を供給する起電力に変換するトランス部を備える
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ装置。
The charge transfer unit includes a transformer unit that converts energy generated by releasing the charge accumulated in the first capacitive drive element into an electromotive force for supplying the charge to the second capacitive drive element. The motor device according to claim 2.
前記電荷受け渡し部は、
一次側と二次側とが相互インダクタンスによって磁気結合されているトランス部であって、前記一次側の一端が前記第1の容量性駆動素子の一端と接続され、前記二次側の一端が前記第2の容量性駆動素子の一端とに接続され、前記第1の容量性駆動素子に蓄積されている電荷を放出させて生じるエネルギを、前記第2の容量性駆動素子に電荷を供給する起電力に変換するトランス部と、
前記第1の容量性駆動素子の他端と前記トランス部の前記一次側の他端とに接続され、前記第1の容量性駆動素子に蓄積されている電荷を放出させ、当該放出させた電荷を前記トランス部に供給する第1の電荷放出部と、
前記第2の容量性駆動素子の他端と前記トランス部の前記二次側の他端とに接続され、前記第2の容量性駆動素子に蓄積されている電荷を放出させ、当該放出させた電荷を前記トランス部に供給する第2の電荷放出部と、
前記トランス部の前記一次側の他端と前記第1の容量性駆動素子の他端とに接続され、前記第2の電荷放出部によって電荷を放出させて生じたエネルギを、前記トランス部を介して変換された起電力によって前記第1の容量性駆動素子に電荷を供給する第1の電荷供給部と、
前記トランス部の前記二次側の他端と前記第2の容量性駆動素子の他端とに接続され、前記第1の電荷放出部によって電荷を放出させて生じたエネルギを、前記トランス部を介して変換された起電力によって前記第2の容量性駆動素子に電荷を供給する第2の電荷供給部と、
を備える
ことを特徴とする請求項2に記載のモータ装置。
The charge transfer section is
A transformer part in which a primary side and a secondary side are magnetically coupled by mutual inductance, wherein one end of the primary side is connected to one end of the first capacitive drive element, and one end of the secondary side is Energy that is connected to one end of the second capacitive drive element and releases the charge accumulated in the first capacitive drive element is supplied to the second capacitive drive element. A transformer section for converting to electric power;
Connected to the other end of the first capacitive drive element and the other end of the primary side of the transformer unit, the charge accumulated in the first capacitive drive element is discharged, and the discharged charge A first charge discharging portion for supplying the transformer portion with
Connected to the other end of the second capacitive drive element and the other end on the secondary side of the transformer unit, the electric charge accumulated in the second capacitive drive element is discharged, and the discharge is performed. A second charge discharging unit for supplying electric charge to the transformer unit;
Energy generated by discharging electric charges by the second electric charge discharging unit connected to the other end of the primary side of the transformer unit and the other end of the first capacitive driving element is passed through the transformer unit. A first charge supply unit for supplying charges to the first capacitive drive element by the electromotive force converted in
Energy generated by discharging electric charges by the first electric charge discharging unit connected to the other end of the secondary side of the transformer unit and the other end of the second capacitive driving element is transferred to the transformer unit. A second charge supply unit for supplying charge to the second capacitive drive element by the electromotive force converted through
The motor device according to claim 2, comprising:
前記制御部は、前記駆動動作において、前記容量性駆動素子に前記電荷を放出させる制御信号を前記電荷受け渡し部に出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のモータ装置。
The said control part outputs the control signal which makes the said capacitive drive element discharge | release the said electric charge to the said charge delivery part in the said drive operation | movement. The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Motor device.
前記制御部は、少なくとも前記駆動動作における駆動信号と同期して、前記容量性駆動素子から前記電荷を放出させる制御信号を前記電荷受け渡し部に出力する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のモータ装置。
The said control part outputs the control signal which discharges | releases the said charge from the said capacitive drive element to the said charge delivery part at least synchronizing with the drive signal in the said drive operation | movement. The motor apparatus as described in any one of these.
前記電荷受け渡し部は、前記制御信号に基づいて前記電荷を前記容量性駆動素子に供給するための切り替え部を備える
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のモータ装置。
The motor device according to claim 5, wherein the charge transfer unit includes a switching unit for supplying the charge to the capacitive drive element based on the control signal.
前記複数の容量性駆動素子は、
少なくとも2つの異なる前記電荷受け渡し部に接続され、前記電荷受け渡し部のうち、いずれかの電荷受け渡し部を介して供給された電荷を、当該電荷受け渡し部とは異なる他の電荷受け渡し部が放出させる
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のモータ装置。
The plurality of capacitive driving elements are:
The charge transfer unit connected to at least two different charge transfer units, and the charge transfer unit different from the charge transfer unit discharges the charge supplied through any one of the charge transfer units. The motor device according to claim 1, wherein:
前記電荷を蓄積する容量素子を備え、
前記電荷受け渡し部は、前記容量性駆動素子と前記容量素子とのうち、一方の素子に蓄積されている前記電荷を放出させ、当該電荷を放出させて生じるエネルギを含むエネルギによって、他方の素子に電荷を供給する
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のモータ装置。
A capacitor element for storing the charge;
The charge transfer unit releases the charge accumulated in one of the capacitive drive element and the capacitive element, and transfers energy to the other element by energy including energy generated by releasing the charge. Charge is supplied. The motor apparatus as described in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
少なくとも容量性駆動素子を有し、前記容量性駆動素子によって前記伝達部を移動させる駆動部と、
前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを、前記駆動部に行わせる制御部と、
前記容量性駆動素子から電荷を放出させて容量素子に蓄積させ、前記容量素子に蓄積させた電荷を前記容量性駆動素子に供給する電荷受け渡し部と
を備えることを特徴とするモータ装置。
A transmission unit hung on at least a part of the rotor;
A drive unit having at least a capacitive drive element, and moving the transmission unit by the capacitive drive element;
A drive operation for moving the transmission unit with a rotational force transmission state between the rotor and the transmission unit, and a non-rotation force transmission state between the rotor and the transmission unit to set the transmission unit to a predetermined value A control unit that causes the drive unit to perform a return operation to return to the position;
A motor device comprising: a charge transfer unit that discharges electric charge from the capacitive drive element and accumulates the electric charge in the capacitive element, and supplies the electric charge accumulated in the capacitive element to the capacitive drive element.
請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載のモータ装置を備えることを特徴とするロボット装置。   A robot apparatus comprising the motor device according to any one of claims 1 to 10.
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