JPH03198649A - 複合ロータリモータ及び複合ロータリモータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ロータリモータ、特に入出力装置・外部記憶
装置等のコンピュータ機器、あるいはロボット・工作機
械等の産業用機器等で用いられる回転角を制御すること
が可能を、ロータリパルスモータ、あるいはロータリサ
ーボモータ等のロータリモータ及び該ロータリモータ駆
動方法に係るものである。

〔従来の技術〕

従来、イメージスキャナ装置・プリンタ装置・プロッタ
装置等のコンピュータ入出力装置、フレキシブルディス
クドライブ装置・ハードディスクドライブ装置、光デイ
スクドライブ装置等のコンピュータ外部記憶装置、ある
いはロボット・工作機械等のアクチュエータ駆動用には
、ステップ角、すなわち１ステップ単位の回転角、を制
御することが可能なロータリパルスモータ、あるいはロ
ータリサーボモータが使用されている。

このうち、ロータリパルスモータは、モータ本体の構造
が簡単であること及びオープンループ制御が可能なこと
から制御駆動装置が簡単なものですみ、装置全体を安価
にすることがでさるため、多くの分野で使用されている
。

このロータリパルスモータにおいて、固定子巻線及び駆
動装置の励磁モード相数をｍ・回転子歯数をＺとしたと
きに得られるステップ角０及び１回転当りのステップ数
、すなわち分解能Ｎは、０＝３６０°／　２　ｍ　Ｚ。

Ｎ　＝　２　ｍ　Ｚ で表されるから、小さなステップ角を得ようとすると回
転子歯数、あるいは固定子巻線及び駆動装置の励磁モー
ド相数を大きくしなければならない。

そのため、ロータリパルスモータ本体及びロータリパル
スモータ駆動装置が高価なものになる。

そして、現在のところ２は１２５、ＩＩＩは６が最大で
あり、これらを組合せても、得ることのできるステップ
角Ｏ及び分解能Ｎは、 ０　＝　３６０°／　（２Ｘ　８　Ｘ　１２５）＝　０
．２４゜Ｎ　　＝　　２　　Ｘ　６　　Ｘ　　１２５＝
１５００が最高である。

そのため、微少なステップ角が必要な場合は歯車による
減速機構を付加して用いられているか、この減速機構は
歯車を用いた装置に特有なバックラッシュ現象による回
転角精度の低下を避けることがてきない。

なお、この他にマイクロステップ駆動等の特殊な駆動方
法もあるが、これらの駆動方法は駆動装置が高価である
あるばかりではなく、動作が不安定である。

一方、ロータリサーボモータそのものは原理的にステッ
プ角をいくらでも小さくすることができるが、そのステ
ップ角は回転量を検出するために用いられるロータリエ
ンコーダの分解能によって制限され、高い分解能のロー
タリエンコータは高価である。

このように、ロータリパルスモータの場合もロータリサ
ーボモータの場合も小さなステップ角のロータリモータ
を安価に得ることは、これまで不可能であった。

また、当然のこととして、ステップ角が大きな従来のロ
ータリモータを遅い速度で滑らかに回転させることは不
可能であり、同様に小さなステップ角のロータリモータ
を大きな速度で回転させることは困難である。

さらに、これまでのロータリパルスモータによっては２
相励磁で６００　、３６００　、６０００とい）よ５な
分解能は原理的に実現不可能であった。

特開昭５０−１５２２１９号公報には微少なステップ角
を得ることのできるとする複合ロータリパルスモータが
記載されている。

この複合ロータリパルスモータは、 Ｎ　＋　　＝　２０００　（０＋　　＝　０．１８°）
である第１のロータリパルスモータと、Ｎ２　＝２００
　　（θ２　＝１．８６）である第２のロータリパルス
モータを３１１合せて構成され、第］−のロータリパル
スモータの固定子を固定し、第１のロータリパルスモー
タの回転子を第２のロータリパルスモータの固定子に連
結し、第２のロータリパルスモータの回転子がら回転を
取り出すようにし、どちらか一方のロータリパルスモー
タのみを回転させることにより１．８°又は０．１８’
のステップ角を得、同じ方向に１ステツプづつ回転させ
ることによって、 θや＝１．８°＋　０．１８°＝１．９８゜のステップ
角を得、第１のロータリパルスモータと第２のロータリ
パルスモータを相互に逆の方向に回転させることによっ
て、 θ−＝１．８°−０，１８°＝　１．６２ａのステップ
角を得ている。

しかしながら、通常のロータリパルスモータによってこ
のような０．１８°のステップ角を得ることは、前に述
べた理由により不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこれら従来技術の問題点すなわち、小さなステ
ップ角を得ることが困難であり、限られた分解能しか実
現することができないという、ロータリパルスモータの
有している問題点と、小さなステップ角を得るためには
高価なロータリエンコーダが必要であるという、ロータ
リサーポモータの有する問題点と、ステップ角を小さく
することができないため遅い速度で滑らかに回転させる
ことが不可能であり、同様に小さなステップ角のロータ
リモータを大きな速度で回転させることが困難であると
いう、ロータリパルスモータとロータリサーボモータに
共通する問題点とを、簡単な構成によって解決すること
ができるロータリモータ及びその駆動方法を提供するこ
とを課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するために１本発明においては、第１の
ステップ角を有する第１のロータリモータと、第１のス
テップ角と僅かに異なる第２のステップ角を有する第２
のロータリモータを、回転軸の方向が同一になるように
結合させて構成した複合ロータリモータの各々のリニア
モータを別個に駆動して、相互に逆の方向に回転させた
り、同じ方向に回転させたり、あるいは一方のみを回転
させることによって、そのステップ角の差・和、あるい
は一方のロータリモータの回転のみを取り出すようにし
ている。

本発明の、複合ロータリモータ及び複合ロータリモータ
駆動方法について説明する。

第１図に、本発明の複合ロータリモータの基本的な構成
の実施例を示す。

なお、本発明はロータリモータの動作原理そのものに係
るものではないので、以下の説明においてロータリパル
スモータはハイブリッド型のものを例に挙げて説明する
。

同図（Ａ）に示す複合ロータリパルスモータは、第１の
ステップ角θ１を有する第１のロータリパルスモータ１
と、第１のステップ角と僅かに異なる第２のステップ角
θ２を有する第２のロータリパルスモータ２とから成り
、第１のロータリパルスモータ１と第２のロータリパル
スモータ２が共通の軸を有しており、第１のロータリパ
ルスモータ１の回転子である磁石Ｍ１と第２のロータリ
パルスモータ２の回転子である磁石Ｍ２が結合されて連
結部４であり、第１のロータリパルスモータ１の固定子
である巻線Ｃ１が固定されて固定部３であり、第２のロ
ータリパルスモータ２の固定子である巻線Ｃ２が回転部
５であり、この回転部５から回転を取り出すようになっ
ている。

なお、この複合ロータリパルスモータは第１のロータリ
パルスモータ１と第２のロークリパルスモータ２の回転
子が各々別個の磁石で構成されているが、回転子を構成
する磁石が別個のものである必要はなく、１個の磁石を
共有することも可能である。

同図（Ｂ）に示す複合ロータリサーボモータは、第１の
ステップ角θ１を検出する第１のロータリエンコーダ８
を有する第１のロータリサーボモータ６と、第１のステ
ップ角とは僅かに異なる第２のステップ角θ２を検出す
る第２のロータリエンコーダ９を有する第２のロータリ
サーボモータ７とから成り、第１のロータリサーボモー
タ６と第２のロータリサーボモータ７とが共通の軸を有
しており、第１のロータリサーボモータ６の回転子巻線
Ｃ１と第２のロータリサーボモータ７の回覧子巻線Ｃ２
とが結合されて連結部４であり、第１のロータリサーボ
モータ６の固定子磁石Ｍ＋　が固定されて固定部３であ
り、第２のロータリサーボモータ７の固定子磁石Ｍ２が
回転部５であり、この回転部５から回転を取り出すよう
になっている。

第２図に、本発明において用いる複合ロータリモータ駆
動装置の基本的な構成の例を示す。

同図（Ａ）に示す装置は、複合ロータリパルスモータ駆
動装置であり、同図（Ｂ）に示す装置は、複合ロータリ
サーボモータ駆動装置である。

第２図（Ａ）に示す複合ロータリパルスモータ駆動装置
は、第１のステップ角θ１を有する第１のロータリパル
スモータ１と、第２のステップ角θ２を有する第２のロ
ータリパルスモータ２とを各々駆動するための駆動信号
を発生する第１の駆動信号発生部１０及び第２の駆動信
号発生部１１と、第１のロータリパルスモータ１と、第
２のロータリパルスモータ２の各々について回転又は停
止の選択、もしくは回転方向の切換えを行う第１のスイ
ッチ部１２及び第２のスイッチ部１３と、第１のロータ
リパルスモータ１と第２のロータリパルスモータ２の各
々について回転又は停止の選択、もしくは回転方向の切
換えの行われた駆動信号に基つく駆動電流を発生する第
１の駆動電流さと生部１４及び第２の駆動電流発生部１
５と、これらの駆動信号発生部１０，１１、スイッチ部
１２゜］３、駆動電流発生部１．４．１５を制御する制
御部１６とから成っている。

なお、この駆動装置において、駆動されるロータリパル
スモータが２個であることに伴い、系統が２個である点
及びスイッチ部の存在を除く基本的な構成は、従来のロ
ータリパルスモータ駆動装置と同一であるから、２個以
上のロータリパルスモータを駆動することを目的として
いる多軸装置をそのまま転用することも可能である。

同図（Ｂ）から明らかなように、複合ロータリサーボモ
ータ駆動装置の基本的な構成は、同図（Ａ）に示す複合
ロータリパルスモータ駆動装置と共通であり、ロータリ
サーボモータに欠くことができない回転量検出関連部分
、すなわち第１のロータリエンコーダ８及び第２のロー
タリエンコー１ ダ９の存在と、それらからの検出信号を処理する第１の
信号処理部１７及び第２の信袷処理部１８が、同図（Ａ
）の複合ロータリパルスモータ駆動装置にさらに加わっ
ている点でのみ相違し、ている。

これらの複合ロータリモータ駆動装置の駆動信号は一般
的には同期しているか、必ずしも同期している必要はな
い。

本発明の複合ロータリモータ及び複合ロータリモータ駆
動装置について、複合ロータリパルスモータ及び複合ロ
ータリパルスモータ駆動方法を例にして説明する。

第１のロータリパルス千−夕１及び第２のロータリパル
スモータ２のステップ角を各々０１及びθ２、第１のロ
ータリパルスモータ１及び第２のロータリパルスモータ
２の１回転当りのステップ数、すなわち分解能を各々Ｎ
Ｉ及びＮ２とすると、第１のロータリパルスモータ１及
び第２のロータリパルスモータ２を組合せて、相互に逆
の方向に回転させることによって得られる、総合的な差
のステップ角（以下「総合差ステップ角」という）１２
− θ−５総合的な差の分解能（以下「総合差分解能」とい
う）Ｎ−及び相互に同一の方向に回転させることによっ
て得られる、総合的な和のステップ角（以下「総合卸ス
テップ角」という）０゜及び総合的な和の分解能（以下
「総合和分解能」という）Ｎ４　は、　　各々 ＯＩ　−０２ ３６０Ｘ　　（１，７Ｎ＋　　　　１／Ｎ２　）＝　　
３６０Ｘ　　（Ｎ２　　　Ｎ＋）／　　（Ｎ２　　・　
Ｎ＋）＝　　３６０／　　θ ＝　（Ｎ２　・　Ｎ＋）／　　（Ｎ２　　　Ｎ＋）０４
　二　〇　】　＋　０２ ＝　３６０°　Ｘ　　（１／　Ｎ　Ｉ＋　　’Ｊ−／　
Ｎ　２　　）＝　　３６０’　　Ｘ　　（Ｎ２　　＋　
ＮＹ）／　　（Ｎ２　・　Ｎ　＋）３６０°　／　０　
。

＝　（Ｎ２　・　Ｎ＋）／　　（Ｎ２　　＋Ｎ＋）４ となる。

一般的な２相の Ｚ＋＝２４．　　θｔ χ２＝２５．０゜ ＝　３．７５°　　　Ｎ＋＝　９８ ＝３．６　。

Ｎ　！ ＝　１００ 及び のロータリパルスモータを組合せると、総合差ステップ
角Ｏ−１総合差分解能Ｎ−総合卸ステップ角θ。、総合
和分解能Ｎやか、各々 θ−＝　３．７５°−３，６°＝　０．１５″Ｎ−＝３
６０°１０．１５６＝２４００　　及びθや＝　３．７
５°＋３．６°＝　７．３５゜Ｎ、＝３６０°／　７．
３５°＃４９ である複合ロータリパルスモータを得ることかでき　る
。

そして、一方のロータリパルスモータのみを回転させる
場合も含めると、全体では ０．１５°　３．６°　３．７５°　７．３５’の４種
類のステップ角が可能となる。

これは、同一周期のパルスによって駆動した場合でも、 ０．１５″：　　３．６６：　　３．７５°：　　７．
：４５′１：　２４：　２５：　４９ の速度比が可能ということである。

次に、複合ロータリモータ駆動方法について説明する。

説明を簡単にするために、上記した２相のＯ＋＝３．７
５°及び θ２＝３．［３。

のロータリパルスモータを組合せた複合ロータリパルス
モータ駆動方法について説明する。

この複合ロータリパルスモータ駆動方法の基本的な考え
方は、目的とする回転角をＯｌそのために必要なステッ
プ数をＳとしたとき、この複合ロータリパルスモータを
、 Ｓ＝θ／θ−＝θ／（θ１−０２） で求められるステップ数Ｓだけ駆動するということであ
る。

具体的には、例えば上記θ−＝　ｏ、ｘｓ’の複合ロー
タリパルスモータの場合、　θ＝　１．３５’　とする
と、Ｓ　＝　θ／　０−＝１．３５°　１０．１５°　
＝９であるから、第１のロータリパルスモータ１を時計
方向に９ステツプ、第２のロータリパルスモータ２を反
時計方向に９ステツプ回転させれば、３．７５’　Ｘ９
−３．６’　　Ｘ９　＝１．３５’の回転角が得られる
。

１５− 基本的にはこのようにすればよいのであるが、この複合
ロータリパルスモータの総合差ステップ角θ−は０．１
５°であるから、　θが大きな場合のＳが大きくなり、
回転に要する時間が長くなる。

その場合には、 θ−＝　０．１５°、　θ＋＝３．６’θ２＝３．７５
’、　　θヤニ　７．３５’であることを利用すること
により所要時間を短縮することができる。

例えば、　θ＝３．６°の場合は、 Ｓ＝Ｏ／θ−＝　３．８’　／　０．１５°＝２４であ
るので、第１のロータリパルスモータ１を時計方向に２
４ステツプ、第２のロータリパルスモータ２を反時針方
向に２４ステツプ回転させるように駆動することになる
が、３．６°＝０２であるから、第２のロータリパルス
モータ２を時ｔｒ方向に１ステツプだけ回転させるよう
に駆動する。

θ＝　７．３５’の場合は、 Ｓ　＝７．３’　１０．１５’　＝４９であるから、第
１のロータリパルスモータ１を時１６− 針方向に４９ステツプ、第２のロータリパルスモータ２
を反時計方向に４９ステツプ回転させるように駆動する
ことになるが、 ７．３５°＝　３．７５６＋　３．６°＝θ。

であるから、第１のロータリパルスモータｌを時計方向
に１ステツプ、第２のロータリパルスモータ２を時計方
向に１ステツプ回転させるように駆動する。

θ＝７．５’の場合は、 Ｓ　＝　７．５°／　０．１５°＝５０であるから、第
１のロータリパルスモータを時計方向に５０ステツプ、
第２のロータリパルスモータを反時計方向に５０ステツ
プ回転させるように駆動することになるが、 ７．５　’　”３．７５″Ｘ２　＝　Ｂ　＋　Ｘ２であ
るから、第１のロータリパルスモータを時計方向に２ス
テツプ回転させるように駆動する。

θ＝　３．７５°及びθ＝７．２°の場合にも、上述の
ような駆動方法が適用できる。

この関係はステップ数５０毎に繰返されるから、５０よ
り大きいステップ数の場合は５０の倍数のステップ位置
を基準位置にして回転させればよい。

この駆動方法は、コンピューターを用いればきわめて簡
単に実現することができる。

〔動　作〕

第３図を用いて、第２図（Ａ）に示す複合ロータリパル
スモータ駆動装置の動作を説明する。

第３図（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）において、各部分の
内で動作状態が異っているのは、スイッチ部のみである
。

同図（Ａ）においては、第１のステップ角０１を有する
第１のロータリパルスモータ１が時１１°方向（ＣＷ）
に回転するようにスイッチ部１２が設定され、第２のス
テップ角θ２を有する第２のロータリパルスモータ２が
反時計方向（ｃｃｗ）に回転するようにスイッチ部１３
が設定されている。

その結果、複合ロータリパルスモータの回転部５は］−
ステップ毎に時計方向に総合差ステップ角θ−＝（θ１
−０２）　回転する。

次に、同図（Ｂ）においては、ｍｌのステップ角θ１を
有する第１のロータリパルスモータ１が時計方向（ＣＷ
）に回転するようにスーｒツチ部１２が設定され、第２
のステップ角０２を有する第２のロータリパルスモータ
２が回転しないようにスイッチ部１３が設定されている
。

その結果、複合ロータリパルスモータの＠胛部５は１ス
テツプ毎に時計方向（ＧＷ）にステップ角０１回転する
。

そして、同図（Ｃ）においては、第１のステップ角θ１
を有する第１のロータリパルスモータｌと第２のステッ
プ角θ２を有する第２のロータリパルスモータ２が共に
時計方向（ＣＷ　）に回転するようにスイッチ部１２及
び１３が設定されている。

その結果、複合ロータリパルスモータの回転部５は１ス
テツプ毎に時計方向（ＣＷ）に総合卸ステップ角θ、＝
（θ１＋Ｏ＋）回転する。

この回転方向は、ここに示した例とは逆の方向にするこ
とが可能なことはもちろんのことである。

上記した複合ロータリパルスモータ駆動装置の１９− 動作についての説明は、周知のロータリエンコーダを用
いる回転角検出部の動作を付は加えれば、そのまま複合
ロータリサーホ干−タ駆動装置の動作に適用しうるちの
であるから、複合ロータリ丈−ボモータ駆動装置の動作
についての説明は省略する。

〔実施例〕

本発明の複合ロータリモータの他の実施例を説明する。

これらの実施例の説明は、第１図に示した複合ロータリ
パルスモータを中心に行い、　ロータリエンコーダの付
加、あるいは電機子の１ｌｌｉ！置関係の置き換え等の
単純な変更のみによって複合ロータリサーボモータに適
用できるものについては、複合ロータリパルスモータに
ついてのみ説明し、複合ロータリサーボモータについて
は省略する。

また、各部の番号で第１図と共通のものは同じ番号を用
い、説明は省略する。

第４図に、複合ロータリパルスモータの軸方同長さを減
少させるための構成を示す。

２０− 第１図（Ａ）に示した複合ロータリパルスモタの構造に
よれば、軸方向の長さが大きくなってしまう。そのため
、複合ロータリパルスモータの軸方向の長さが制限され
るような場合には、第４図（Ａ）に示すように、第２の
ロータリパルスモータ２の外側に同心状に第１のロータ
リパルスモータ１を配置、あるいは同図（Ｈ）に示すよ
うに、第１のロータリパルスモータ１と第２のロータリ
パルスモータ２を、軸を離して設け２つの軸を連結部４
によって結合する。

第５図に、複合ロータリパルスモータを構成する各電機
子の他の配置関係を示す。

第１図（Ａ）に示す複合ロータリパルスモータは、第１
のロータリパルスモータ１と第２のロータリパルスモー
タ２の固定子が巻線Ｃ１’　、　　Ｃ２であり、回転子
が磁石Ｍｌ、Ｍ２であるが、この他に第５図（Ａ）に示
すように、第１のロータリパルスモータ１と第２のロー
タリパルスモータ２の固定子が磁石Ｍ　＋　、　Ｍ　２
であり、回転子か巻線Ｃ＋＋０２であるもの、同図（Ｂ
）に示すように、第１のロータリパルスモータ１の固定
子が巻線Ｃ１で回転子が磁石Ｍ１であり、第２のロータ
リパルスモータ２の固定子が磁石Ｍ２で回転子が巻線Ｃ
２であるもの、あるいは同図（Ｃ）に示すように、第１
のロータリパルスモータ１の固定子が磁石Ｍで回転子が
巻線Ｃ１であり、第２のロータリパルスモータの２の固
定子が巻線Ｃ２で回転子が磁石Ｍ２であるものがある。

なお、この磁石と巻線との配置関係はロータリパルスモ
ータとロータリサーホモータとでは一般的には逆になる
。

第６図に、本発明の複合ロータリモータを構成する要素
、すなわち固定部３、連結ＩＩ　４及び回転部５の他の
関係を示す。

第１図（Ａ）に示す複合ロータリパルスモータは、第１
のロータリパルスモータ１の回転子である磁石Ｍ１と、
第２のロータリパルスモータ２の回転子である磁石Ｍ２
が結合されて連結部４であり、第１のロータリパルスモ
ータ１の固定子である巻線Ｃ１が固定部３であり、第２
のロータリパルスモータ２の固定子である巻線Ｃ２が回
転部５であるが、この他に第６図（Ａ）に示すように、
第１のロータリパルスモータ１の回転子である磁石Ｍ＋
　と、第２のロータリパルスモータ２の固定子である巻
線Ｃ２が結合されて連結部４であり、第１のロータリパ
ルスモータ１の固定子である巻線Ｃ１が固定部３であり
、第２のロータリパルスモータ２の回転子である磁石Ｍ
２が回＠部５であるもの、同図（Ｂ）に示すように、第
１のロータリパルスモータ１の固定子である巻線Ｃ１と
、第２のロータリパルスモータ２の固定子である巻線Ｃ
２が結合されて連結部４であり、第１のロータリパルス
モータ１の回転子である磁石Ｍ１が固定部３であり、第
２のロータリパルスモータ２の回転子である磁石Ｍ２が
回転部５であるもの、あるいは同図（Ｃ）に示すように
、第１のロータリパルスモータ１の固定子である巻＊　
Ｃ＋　と、第２のロータリパルスモータ２の回転子であ
る磁石旧が結合されて連結部４であり、第１のロータリ
パルスモータ１の回転子である磁石Ｍ１が固定部３２３
− であり、第２のロータリパルスモータ２の固定子である
巻線Ｃ２が回転部５であるものがある。

第７図に、複合ロータリモータとして組み合わせるロー
タリモータの他の組合せを示す。

第１図に示す複合ロータリパルスモータは、第１のロー
タリモータと第２のロータリモータとが共にロータリパ
ルスモータ１，２、あるいはロータリサーボモータ６．
７であるが、複合ロータリパルスモータを精密に制御す
るためにフィードバック制御が必要な場合、あるいは複
合ロータリサーボモータのサーボシステムを簡略にした
い場合には、この他に一方のロータリモータをロータリ
パルスモータとし、他方のロータリモータをロータリサ
ーボモータとしたハイブリッド構成、すなわち第７図（
Ａ）に示すように、第１のロータリモータをロータリサ
ーボモータ６とし、第２のロータリモータをロータリパ
ルスモータ２とした複合ロータリモータ、あるいは同図
（Ｂ）に示すように、第１のロータリモータをロータリ
パルスモータ１とし、第２のロータリモータをロータリ
サ２４− −ボモータ７とした複合ロータリモータがある。

その場合は、当然のこととして、駆動装置も一方はロー
タリパルスモータ駆動装置であり、もう一方はロータリ
サーボモータ駆動装置でなけれはならない。

第８図に、複合ロータリサーボモータにおけるロータリ
エンコーダについての他の構造を示す。

第１のロータリモータ及び第２のロータリモータがとも
にロータリサーボモータ６．７である場合に、一体に設
けられたロータリエンコーダの回転円盤は、第１図（Ｂ
）に示すようにロータリモータ毎に別々に設けているが
、第８図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように第１のロータリ
モータ６と第２のロータリモータ７とで共有することも
可能である。

第１のロータリパルスモータ１、あるいは第２のロータ
リパルスモータ２を回転しないようにするために単に駆
動電流を供給しないようにすると、連結部４、あるいは
回転部５のロークリパルスモータの慣性により回転が不
安定になることがある。

そのような場合は各々の第１のロータリパルスモータ１
、あるいは第２のロータリパルスモータ２が回転しない
ように第１のロータリパルスモータ１、あるいは第２の
ロータリパルスモータ２を駆動すれば、回転は安定する
。

なお、その場合第９図（Ａ）、　　（Ｂ）に示す構成の
ように、第２のロータリパルスモータを小型にすれば、
回転はより安定する。

本発明の複合ロータリパルスモータの内、連結部４、あ
るいは回転部５に巻線が設けられているものにおいては
、巻線が回転していくから、給電位置も移動していくこ
とになる。そのため、そのままにしておくと以後の給電
が不可能になってしまう場合がある。

その場合はブラシを用いて直流的に給電するか、あるい
はロータリパルスモータの駆動電流がパルス電流である
ことを利用して、ロータリトランス等の電磁結合手段、
あるいはコンデンサ等の静電結合手段によって交流的に
給電することも可能である。

また、複合リニアモータを駆動する場合は、第１のロー
タリモータ及び第２のロータリモータを同時に駆動する
のが原則であるか、交互に駆動するようにすれば１回転
に多少円滑さを欠くことになるが、駆動電流発生部の電
流容量を小さ（することができる。

これまでに説明してきた実施例は、本発明の各要素、あ
るいは構成についてのものであるが、実際の複合ロータ
リモータは、　これらの各要素、あるいは構成を適宜組
合せたものにすることが可能であることはいうまでもな
い。

なお、この回転方向はここに示した例とは逆の方向にす
ることが可能なことは、もちろんのことである 上記した複合ロータリパルスモータ駆動装置の動作につ
いての説明は、周知のロータリエンコーダに関する動作
を付は加えれば、そのまま複合ロータリサーボモータ駆
動装置の動作に適用しうるちのであるから、複合ロータ
リサーボモータ駆動装置についての説明は省略する。

２７ 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明においては、第１のステッ
プ角を有する第１のロータリモータと、第１のステップ
角と僅かに異なるステップ角を有する第２のロータリモ
ータを、回転軸の方向か同一になるように結合させて構
成した複合ロータリモータの各々のリニアモータを別個
に駆動することにより、相互に逆の方向に回転させたり
又は同じ方向に回転させたり、あるいは一方のみを回転
させることによって、そのステップ角の差・和、あるい
は一方のロータリモータの回転のみをとりだしている。

このような構成によれば、２個のロータリモータを相互
に反対の方向に回転させることによって、取り出すこと
のできる差のステップ角は２個のロータリモータのステ
ップ角の差が僅かであればあるほど、小さくなり、同時
に２個のロータリモータを相互に同じ方向に回転させる
ことによって、取り出すことのできる和のステップ角は
、もとのステップ角の２倍に近くなる。

２８ そして、前に述べたように θ＋　＝３．７５°及びｆ１２＝３．０゜である２相の
ロータリパルスモータを組み合せて、駆動信号を切り換
えるというだけの簡栄な構成によって、 θ。＝　０．１５°及びθ。＝　７．３５゜である複合
ロータリパルスモータを得ることかでき、全体では ０．１５°　３．６°　３．７５″”７．３５゜の４種
類のステップ角、すなわち １：２４：２５：４９ の回転速度比が可能となる。

この他にも、実現することが可能である粗合せを挙げる
と２相の場合で、 Ｚ＋＝２４．　　０　＋＝３．７５°　　、　　？・＋
＋＝９６及び Ｚ２　　＝２５　　、　　０２　＝３．６　　″　　、
　　　Ｎ２　　＝、１００のＩｊ−タリパルスモータを
組合せた場ａには、θ−＝　０．１５°　、　　Ｎ−＝
２４００　　及びθ、　＝７．３５°　、Ｎ４井４９　
　　のステップが、Ｚ＋　　＝４８　　　　０　１　＝
１．８７５　　°　　　Ｎ＋＝１９２及び Ｚ２＝５０　　　　０２＝１．８　　°　　、Ｎ２＝２
００のロータリパルスモータを組合せた場合には、０−
＝０．０７５ａＮ−＝４８００　　及びＯや＝　３．６
７５°　Ｎ＋弁９８　　　のステップが、Ｚ＋＝９６　
　　　０　＋　　＝０．９３７５°　　　Ｎ＋”３８４
及び Ｚ２＝１００．　　　θ２＝Ｏ−９°　　、Ｎ２＝４０
０のロータリパルスモータを組合せた場合には、θ−＝
　０．０３７５°　Ｎ−＝９６００　　及びＯや＝１．
．８３７５°　Ｎヤ与１９６　　のステップが、Ｚ　＋
　＝　１２０　、　　θＩ　＝０．７５°　、Ｎ＋　＝
４８０及び Ｚ２　　＝１２５．　　ｆｅ　２　＝０．７２６　　、
　　　Ｎ２　　＝５００のロータリパルスモータを組合
せた場合には、θ−＝　０．０３°　Ｎ−＝１２０００
及びθ、＝１．４７°　Ｎヵ弁２４５　　のステップが
、各々可能となる。

また、この他にも θＩ　＝２．２５’と０２＝２．０’ の組合せにより、 θ−＝　０．２５″’　　Ｎ−＝９００、θ＋＝２．０
″と６２＝１．８゜ の組合せにより、 θ−＝０．２０″Ｎ−＝１８００、 θ＋＝１．０″　　と、θ２＝０．９″の組合せにより
、 θ−＝０．１０″Ｎ−＝３６００、 θｌ　＝１．２５°と０２＝１．２’ の組合せにより、 θ−＝０．０５″Ｎ−＝７２００、 θ＋＝２．５″と０２＝２．２５’ の組合せにより、 θ−＝０．２５″Ｎ−＝１４４０、 θ＋＝２．０’と０２　＝１．８７５６の組合せにより
、 θ−＝０．１２５ θ　＋＝１．０’ Ｎ−＝２８８０、 と０２　＝　０．９３７５’ の組合せにより。

θ−＝０．０６２５″　　　Ｎ−＝５７６０、θ１＝６
°と０２　＝　５．６２５゜ の組合せにより、 θ−：　０．３７５°　Ｎ−＝９６０゜０＋＝３″と０
２　＝　２．８１２５’の組合せにより、 ｆｌｋ＝０．１８７５”　　Ｎ−＝１９２０、θ＋　＝
、１．５　″と０２　＝１．４０６２５　″の組合せに
より、 θ−＝　０．０９３７５°　Ｎ　−＝　３８４０、θ、
　＝　１１．２５°と０２＝１．０゜の組合せにより、 θ−＝１．２５’　　Ｎ−＝２８８、 θ、　＝５．６２５°と０２＝５゜ の組合せにより、 θ−＝　０．６２５°、　　Ｎ−＝５７６、θ＋　＝２
．８１２５°と０２＝２．５″の組合せにより、 θ−＝０．３１２５’、　　Ｎ−＝１１５２、θ＋　＝
２．８１２５’と０２＝２．２５９３２− の組合せにより、 ｌｌｍ＝０．５６２５’　　Ｎ−＝６４０、θ＋　＝１
．４８２５’と０２　＝　１．１２５゜の組合せにより
、 θ−＝０．２８１２５　’　　Ｎ−＝１２８０、θ＋＝
２．２５°と０２＝１．８’ の組合せにより、 θ−＝０．４５″Ｎ−＝ａｏｏ、 θ＋　＝１．１２５　’と０２＝０．９’の組合せによ
り、 θ−＝　０．２２５°　Ｎ−＝１．６００、θｌ　＝１
．８７５°と０２　＝　１．４００２５゜の組合せによ
り、 θ−＝０．４６８７５″Ｎ−＝７６８へθ＋　＝　１．
４０６２５°と０２＝１．２５゜の組合せにより、 θ−＝０．１５６２５’　　Ｎ−＝２３０４、という従
来のロータリパルスモータによっては不可能であったス
テップ角と分解能を実現することができる。

この説明においては２相のロータリパルスモータについ
て説明したが、このロータリパルスモータを５相のもの
にすると、最高 θ−＝０．０１２６及びＮ−＝３００００が、　ロータ
リパルスモータを１０相のものにすると、最高 θ−：　０．００６°及びＮ−＝［１００００が、各々
可能となる。

そして、本発明の複合ロータリパルスモータをマイクロ
ステップ駆動すれば、それに対応するさらに微少なステ
ップ角を得ることができる。

以上、主としてロータリパルスモータによる場合につい
て説明してきたが、これらのことはロータリサーボモー
タによる場合においても同様である。

そして、たとえば各々 Ｎ＋　＝　９６０．　　Ｎ２　＝１０００であるロータ
リサーボモータを組み合わせれは、Ｎ−＝　　２４００
０ の分解能を得ることができ、現在のところ口−タリエン
コーダの分解能の限界といわれる分解能５０００ のロータリエンコーダを使い各々 ＤＪ＋　＝４９９９．　　Ｎ２　＝５０００とした場合
には、 Ｎ−＝２４，９９５，０００ という大きな分解能を得ることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の複合ロータリ
モータを構成する各リニアモータの構造は従来のものと
同じであるから従来の＠Ａ造核技術用いて容易に製造す
ることができ、モの駆動装置も従来の駆動装置に単純な
スイッチ機構を付加するだけの簡単な装置、あるいは２
個以上のりニアモータを駆動することを目的としている
多軸駆動装置を使用することが可能であり、これまで不
可能であった小さなステップ角と大きな分解能を得るこ
とができると同時にこれまでのロータリモータによって
得ることができなかった遅い速度での滑らかな回転を得
ることができるばかりではなく、いくつかの特殊なステ
ップ角をも得ることができ３５− そして、そのステップ角の精度は単純に各ロータリモー
タのステップ角の精度のみに依存し、ており、ｍ軍を用
いた減速機構によるバックラッシュ誤差等の他の要素は
影響しない。

したがって、本発明の複合ロータリモータは、小さなス
テップ角を必要とする、イメージスキャナ装置・プリン
タ装置・プロッタ装置等のコンピュータ入出力装置、フ
レキシブルディスクドラ・ｒブ装置・ハードディスクド
ライブ装置・光ティスフドライブ装置等のコンピュータ
外部記憶装置、あるいはロボット・工作機械等のアクチ
ュエータ駆動用に使用した場合に非常に有用である。

なお、この複合ロータリパルスモータを２段以上の多段
構成にすることは勿論可能であり、動作原理は２段の場
合と全く回しであるため説明はしなかったが、 θ１−１６と０２　＝０．９３７５″ との組合せによる ｆ）−１＝　０．０６２５°　と、 ３６− θ＋　＝０．７５’と０２　＝　０．７２’との組合せ
による θ−２＝Ｏ，０３°　とを、 θ−＝　０．０６２５°−０，０３°Ｘ　２　＝　０．
００２５゜のようにさらに組合せることにより Ｎ−＝１４４０００ を得ることが可能であり、このような方法で５相のロー
タリパルスモータで得ることのできるθ−、＝０．０１
２　’ と、　６相のロータリパルスモータで得ることのできる θ−２＝Ｏ，０１２５１１ とを組合せれば、 θ−＝　０．０１２５°−０，０］、２０°＝　０．０
ＵＯ５°及びＮ−＝７２００００を得ることができる。

また、高分解能を容易に得ることが可能である本発明の
ロータリパルスモータを用いて、例えば２相駆動の場合
に４ステツプを単位とする駆動を行えば、絶対的なステ
ップ角精度が４ステツプ中位で回転子歯の加工精度に依
存するという特性を利用すれば高いステップ角精度を容
易に得ることができる。

そして、本発明のステップ角の差が僅かである回転体の
差、あるいは和を取り出すという思想は、ロータリパル
スモータ、あるいはロータリサーボモータ以外のロータ
リモータ、あるいは燃焼機関等信の回転体においても十
分に適用が可能であることは説明するまでもないことで
ある。

最後に、本発明の複合ロータリモータはステップ角が僅
かに異なるロータリモータを組み合わせて構成している
が、これらのロータリモータに代えて、ステップ角が等
しいロータリモータを複数個組み合わせて構成した場合
には、　０というステップ角及び元のステップ角の複数
倍のステップ角を有する複合ロータリモータを得ること
が可能であることを付記しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明複合ロータリパルスモータ及び複合ロ
ータリサーボモータの基本的な実施例の構成図、 第２図は、本発明複合ロータリパルスモータを駆動する
ために用いる駆動装置及び複合ロータリサーボモータ駆
動装置の基本的な実施例の構成図、第３図は、第２図の
複合ロータリパルスモーク駆動装置の実施例の動作説明
図、 第４図は、本発明複合ロータリパルスモータの他の実施
例の構成図、 第５図は、本発明複合ロータリパルスモータを構成する
電機子の他の実施例の配置関係図、第６図は、本発明複
合ロータリパルスモータを構成する各要素の他の実施例
の関係図、第７図は、本発明複合ロータリモータの他の
実施例の組合せ図、 第８図は、本発明複合ロータリサーボモータのロータリ
エンコーダの他の実施例の構造図、第９図は、本発明複
合ロータリパルスモータの回転を安定化させるための実
施例の構成図。 である。 図中、 ３９− １．２・・第１及び第２のロータリパルスモータ、３・
・固定部、　　　　　　４・・結合部、５・・回転部。 ６．７・・第１及び第２のロータリサーボモータ、８．
９・・ロータリエンコーダ、 １０．１１・・駆動信号発生部、 １２．１３・・スイッチ部、 １４．１５・・駆動電流発生部、 １６・・制御部、 １７．１８・・信号処理部、 ＣＩ、Ｃ２・・第１及び第２のロータリモータの巻線、 Ｍ　＋　、　　Ｍ　２・・第１及び第２のロータリモー
タの磁石。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１のステップ角を有する第１のロータリモータ
   と、第１のステップ角と僅かに異なるステップ角を有す
   る第２のロータリモータを、回転軸の方向が同一になる
   ように結合させたことを特徴とする、複合ロータリモー
   タ。
2. （２）第１のステップ角を有する第１のロータリモータ
   と、第１のステップ角と僅かに異なるステップ角を有す
   る第２のロータリモータを、回転軸の方向が同一になる
   ように結合させて構成した複合ロータリモータの各々の
   リニアモータを、別個に駆動することを特徴とする、複
   合ロータリモータ駆動方法。