JPH0564497A - 複合モータ及び複合モータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運動量が微小なモータを得る。 【構成】 第１の単位運動量を有する第１のモータと、
第１の単位運動量と僅かに異なる第２の単位運動量を有
する第２のモータを、運動の方向が同一になるように結
合させて複合モータを構成し、各々のモータを、別個に
駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動量あるいは回転角
である運動量を制御することが可能な、ロータリモータ
あるいはリニアモータ及びこれらのモータの駆動方法に
係るものである。

【０００２】

【従来の技術】各種コンピュータ用機器及びロボット等
移動量あるいは回転角を制御することが必要な装置にお
いて、単位回転角の小さなロータリモータあるいは単位
移動量の小さなリニアモータすなわち高分解能のモータ
が要求されている。

【０００３】単位移動量を制御することのできる単位回
転角を正確に制御することができるロータリモータには
主要なものとしてロータリパルスモータとロータリサー
ボモータがあり、リニアモータには主要なものとしてリ
ニアパルスモータとリニア直流モータがある。

【０００４】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
としたときの単位回転角すなわちステップ角θは、θ＝
３６０゜／２ｍＺ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。

【０００５】また、ロータリサーボモータは原理的には
単位回転角をいくらでも小さくすることができるが、そ
の単位回転角はエンコーダ等の検出器の分解能によって
制限され、高分解能の検出器は高価である。

【０００６】一方、リニアパルスモータにおいて、可動
子巻線及び駆動装置の励磁モード相数をｍ・固定子歯ピ
ッチをＰとしたときの単位移動量Ｄは、Ｄ＝Ｐ／２ｍで
表されるから、小さな単位移動量を得ようとすると固定
子歯数、あるいは可動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。

【０００７】そして、リニア直流モータは原理的には単
位移動量をいくらでも小さくすることができるが、その
単位移動量を検出するために用いるエンコーダ等の検出
器の分解能によって制限され、高分解能の検出器は高価
である。

【０００８】ロータリパルスモータ及びリニアパルスモ
ータの単位回転角あるいは単位移動量を小さくする駆動
方法としてマイクロステップ駆動方法があるが、この駆
動方法は駆動装置が高価であるばかりではなく、動作が
不安定である。

【０００９】また、これまでのモータは同一の駆動条件
の下では１つの単位移動量あるいは回転角しか得ること
ができなかった。そのため、複数の単位移動量あるいは
回転角を得るためにモータの能力にその条件に耐えられ
るだけの余裕を持たせるとともに駆動装置も複雑かつ高
価なものにならざるを得なかった。

【００１０】したがって、小さな単位移動量あるいは回
転角を有するモータを大きな速度で移動あるいは回転さ
せることは不可能である。従来、微少な単位移動量が必
要な場合は、ロータリモータに歯車あるいはタイミング
ベルトを組合せた減速機構を付加しているが、これらの
減速機構は歯車装置に特有なバックラッシュ現象による
精度の低下を避けることができない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術が有する問題点すなわち、単位回転角あるいは単位
移動量を小さくすることができないため滑らかに運動さ
せることが不可能であること及び小さな単位回転角ある
いは小さな単位移動量のモータを大きな速度で運動させ
ることが不可能であるというロータリモータあるいはリ
ニアモータの有する問題点を解決することができるモー
タ及びこのモータの駆動方法を提供することを課題とす
るものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本願発明においては、第１のモータの単位運動量と
僅かに異なる単位運動量を有する第２のモータを運動方
向が同一になるように結合させて構成し、第１のモータ
と第２のモータを、別個に駆動するようにしたものであ
り、すなわち本願においては各々「第１の単位運動量を
有する第１のモータと、第１の単位運動量と僅かに異な
る第２の単位運動量を有する第２のモータを、運動の方
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
モータ」及び「第１の単位運動量を有する第１のモータ
と、第１の単位運動量と僅かに異なる第２の単位運動量
を有する第２のモータを、運動の方向が同一になるよう
に結合させて構成した複合モータの各々のモータを、別
個に駆動することを特徴とする複合モータ駆動方法」、
であることを構成に欠くことができない事項とする発明
を提供する。

【００１３】

【動作】このような構成を有する本願発明における各々
の複合モータ及び複合モータ駆動方法により、第１のモ
ータ及び第２のモータを相互に逆の方向に運動させ各々
の単位運動量の差を、同じ方向に運動させ各々の単位運
動量の和を、一方のみを運動させ、一方のモータの単位
運動量のみを得る。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）により本発明に係るロータリ型の
複合モータの基本的な構成の実施例を、同（ｂ）により
本発明に係るリニア型の複合モータの実施例について説
明するが、本発明はモータの動作原理そのものに係るも
のではないので、これらの実施例におけるロータリ型の
複合モータはハイブリッド型ロータリパルスモータを基
礎とするものを、リニア型の複合モータはＰＭ型リニア
パルスモータを基礎とするものを例に挙げて説明する。

【００１５】図１（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５と第２
のロータリパルスモータ２の回転子である磁石６が連結
軸７を共有しており、第１のロータリパルスモータ１の
固定子である巻線３が固定されており、第２のロータリ
パルスモータ２の固定子である巻線４が出力軸８に結合
され、ここから回転を取り出すように構成されている。

【００１６】励磁モード相数ｍ、回転子歯数が各々Ｚ1
，Ｚ2 である第１，第２のロータリパルスモータ１，
２のステップ角を各々θ1 ，θ2 とすると、第１，第２
のロータリパルスモータ１，２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）θ- 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「総合和ステップ角」と
いう）θ+ は、各々 θ- ＝θ1 −θ2 ＝３６０゜／２ｍＺ1 −３６０゜／２ｍＺ2 θ+ ＝θ1 ＋θ2 ＝３６０゜／２ｍＺ1 ＋３６０゜／２ｍＺ2 である。

【００１７】一般的な２相の ｍ＝２，Ｚ1 ＝２４，θ1 ＝３．７５°及び ｍ＝２，Ｚ2 ＝２５，θ2 ＝３．６° のロータリパルスモータを組合せた場合には、総合差ス
テップ角θ- 、総合和ステップ角θ+ 、総合差分解能Ｎ
- ＝３６０゜／θ- が各々、 θ- ＝３．７５゜−３．６゜＝０．１５°、 θ+ ＝３．７５゜＋３．６゜＝７．３５゜及び Ｎ- ＝３６０゜／０．１５゜＝２４００ である複合ロータリパルスモータを得ることができる。

【００１８】これは、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、 ０．１５°，３．６ °，３．７５°，７．３５° の４種類のステップ角を得ることができるということで
ある。

【００１９】この他に、このようにして２相のロータリ
パルスモータを組み合わせることによって実現すること
の可能なステップ角には次に掲げるものがある。 θ1 θ2 θ- Ｎ- １１．２５° １０．０° １．２５° ２８８ ５．６２５° ５．０° ０．６２５° ５７６ ２．８１２５° ２．２５° ０．５６２５° ６４０ １．８７５° １．４０６２５° ０．４６８７５° ７６８ ２．２５° １．８° ０．４５° ８００ ６．０° ５．６２５° ０．３７５° ９６０ ２．８１２５° ２．５° ０．３１２５° １１５２ １．４６２５° １．１２５° ０．２８１２５° １２８０ ２．２５° ２．０° ０．２５° １４４０ ２．５° ２．２５° ０．２５° １４４０ １．１２５° ０．９° ０．２２５° １６００ ２．０° １．８° ０．２０° １８００ ３．０° ２．８１２５° ０．１８７５° １９２０ １．４０６２５° １．２５° ０．１５６２５° ２３０４ ３．７５° ３．６° ０．１５° ２４００ ２．０° １．８７５° ０．１２５° ２８８０ １．０° ０．９° ０．１０° ３６００ １．５° １．４０６２５° ０．０９３７５° ３８４０ １．８７５° １．８° ０．０７５° ４８００ １．０° ０．９３７５° ０．０６２５° ５７６０ １．２５° １．２° ０．０５° ７２００ ０．９３７５° ０．９° ０．０３７５° ９６００ ０．７５° ０．７２° ０．０３° １２０００

【００２０】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る。例え
ば、上掲の θ-1＝０．０６２５°とθ-2＝０．０３°とを、 θ--＝０．０６２５°−０．０３°×２ のようにさらに組合せると、 総合差ステップ角θ--＝０．００２５°、 総合差分解Ｎ--＝１４４，０００ を得ることが可能である。

【００２１】また、５相のロータリパルスモータで得る
ことのできる θ-1＝０．０１２ °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＝０．０１２５°とを組合せれば、 総合差ステップ角θ--＝０．０００５°、 総合差分解能Ｎ--＝７２０，０００を得ることができ
る。

【００２２】図１（ｂ）に示す複合リニアパルスモータ
は第１の単位移動量Ｄ1 を有する第１のリニアパルスモ
ータ１１と、第１の単位移動量Ｄ1 と僅かに異なる第２
の単位移動量Ｄ2 を有する第２のリニアパルスモータ１
２とからなり、第１のリニアパルスモータ１１と第２の
リニアパルスモータ１２が共通の移動方向を有してお
り、第１のリニアパルスモータ１１の可動子である巻線
１５及び磁石１７と第２のリニアパルスモータ１２の可
動子である巻線１６及び磁石１８が連結部１９で結合さ
れ、第１のリニアパルスモータ１の固定子歯１３が固定
されており、第２のリニアパルスモータ２の固定子歯１
５から総合的な移動量を取り出すように構成されてい
る。

【００２３】第１，第２のリニアパルスモータ１１，１
２の固定子歯ピッチを各々Ｐ1 及びＰ2 、励磁モード相
数をｍとすると、第１，第２のリニアパルスモータ１，
２の単位移動量Ｄ1 及びＤ2 は各々、 Ｄ1 ＝Ｐ1 ／２ｍ，Ｄ2 ＝Ｐ2 ／２ｍ である。

【００２４】したがって、第１，第２のリニアパルスモ
ータ１，２を組合せて、相互に逆の方向に移動させるこ
とによって得られる、総合的な差の単位移動量（以下
「総合差単位移動量」という）Ｄ- 及び相互に同一の方
向に移動させることによって得られる、総合的な和の単
位移動量（以下「総合和単位移動量」という）Ｄ+ は各
々、 Ｄ- ＝Ｄ1 −Ｄ2 ＝（Ｐ1 −Ｐ2 ）／２ｍ Ｄ+ ＝Ｄ1 ＋Ｄ2 ＝（Ｐ1 ＋Ｐ2 ）／２ｍ である。

【００２５】例えば、Ｐ1 ，Ｐ2 を各々２．５０mm，
２．００mm、ｍを２とすると、 Ｄ- ＝（２．５０−２．００）／２×２＝０．１２５mm Ｄ+ ＝（２．５０＋２．００）／２×２＝１．１２５mm である複合リニアパルスモータを得ることができる。

【００２６】そして、一方のリニアパルスモータのみを
移動させる場合も含めると、全体では、０．１２５mm，
０．５mm，０．６２５mm，１．１２５mmの４種類の単位
移動量を得ることができる。これは、同一周期のパルス
によって駆動した場合でも、１：４：５：９の速度比が
可能ということでもある。

【００２７】図２により本発明に係る複合モータ駆動方
法に用いる駆動装置の基本的な構成の実施例について説
明するが、本発明はモータの動作原理そのものに係るも
のではなく、複合モータ駆動についてはロータリモータ
の場合もリニアモータの場合も、またモータの動作原理
よらずどのタイプの複合モータであっても基本的な差異
はないので、以下に記載する実施例はハイブリッド型ロ
ータリパルスモータを基礎とするものを例に挙げて説明
する。

【００２８】図２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２１及び第２の駆
動信号発生部２２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２３及び第２のスイッチ部２４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づく駆動電流を発生
する第１の駆動電流発生部２５及び第２の駆動電流発生
部２６と、これらの駆動信号発生部２１，２２、スイッ
チ部２３，２４、駆動電流発生部２５，２６を制御する
制御部２７とから構成されている。

【００２９】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に３種の動作
状態を説明するが、これらの中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θ1 を有する第１のロータリパルスモ
ータ１が時計方向（＋θ）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（−θ）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出力軸８は１ステップ毎に
時計方向に総合差ステップ角θ- ＝（θ1 −θ2） 回転
する。

【００３０】次に、同図（ｂ）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１が時
計方向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出力軸８は
１ステップ毎に時計方向にステップ角θ1 回転する。

【００３１】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が共に時計方向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
ルスモータの出力軸８は１ステップ毎に時計方向に総合
和ステップ角θ+ ＝（θ1 ＋θ1）回転する。

【００３２】次に、本発明の複合ロータリモータ駆動方
法により上記した２相のθ1 ＝３．７５°及びθ2 ＝
３．６ °のロータリパルスモータを組合せた複合ロー
タリパルスモータを駆動する場合について例を挙げて説
明する。

【００３３】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θ、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 −θ2 ）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。

【００３４】具体的には、θ＝１．３５°とすると、Ｓ
＝θ／θ- ＝１．３５゜／０．１５゜＝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ステッ
プ、第２のロータリパルスモータ２を反時計方向に９ス
テップ回転させれば、 ３．７５゜×９ −３．６゜×９＝１．３５° の回転角を得ることができる。

【００３５】図４により、本発明の複合ロータリサーボ
モータの基本的な構成の実施例及び本発明の複合ロータ
リサーボモータ駆動方法において用いる駆動装置につい
て説明する。

【００３６】図４（ａ）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３７を有する第１のロータリサーボモータ３
１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３８を有
する第２のロータリサーボモータ３２とから成り、第１
のロータリサーボモータ３１と第２のロータリサーボモ
ータ３２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３１の回転子巻線３３と第２のロータリサー
ボモータ３２の回転子巻線３４とが連結軸３９で結合さ
れており、第１のロータリサーボモータ３１の固定子磁
石３５が固定部として固定部されており、第２のロータ
リサーボモータ３２の固定子磁石３６が出力軸４０に結
合され、ここから回転を取り出すようになっている。

【００３７】また、連結軸３９には第１のロータリサー
ボモータ３１における固定子磁石３５に対する回転子巻
線３３の回転角を検出するためのロータリエンコーダ円
板３７及び第２のロータリサーボモータ３２における固
定子磁石３６に対する回転子巻線３４の回転角を検出す
るためのロータリエンコーダ円板３８が取り付けられて
いる。

【００３８】図４（ｂ）に示すように、複合ロータリサ
ーボモータ駆動方法に用いる装置の構成は、図２に示し
た複合ロータリパルスモータ駆動装置と基本的に共通で
あり、第１のステップ角θ1 を有する第１のロータリサ
ーボモータ３１と、第２のステップ角θ2 を有する第２
のロータリサーボモータ３２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４１及び第２の
駆動信号発生部４２と、第１のロータリサーボモータ３
１と、第２のロータリサーボモータ３２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４３及び第２のスイッチ部４４と、第
１のロータリパルスモータ３１と第２のロータリパルス
モータ３２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づく駆動電
流を発生する第１の駆動電流発生部４５及び第２の駆動
電流発生部４６と、これらの駆動信号発生部４１，４
２、スイッチ部４３，４４、駆動電流発生部４５，４６
を制御する制御部４９とから構成されており、さらにロ
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円板３７及
び第２のロータリエンコーダ円板３８の存在と、それら
からの検出信号を処理する第１の回転量検出部４３及び
第２の回転量検出部４４が、図６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。

【００３９】この複合ロータリサーボモータ駆動装置の
動作は、上記した複合ロータリパルスモータ駆動装置の
動作に、周知のロータリエンコーダを用いる回転角検出
部の動作を付け加えれば、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ものであるから、複
合ロータリサーボモータ駆動装置の動作についての説明
は省略する。

【００４０】図５により本発明に係る複合リニア直流モ
ータの基本的な構成について説明するが、本発明はリニ
ア直流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は磁界不均一型リニア直流モー
タを例に挙げて説明する。

【００４１】図５に示す複合リニア直流モータは、第１
の単位移動量Ｄ1 を有する第１のリニア直流モータ５１
と、第１の単位移動量Ｄ1 と僅かに異なる第２の単位移
動量Ｄ2 を有する第２のリニア直流モータ５２とからな
り、第１，第２のリニア直流モータ５１，５２が共通の
移動方向を有しており、第１のリニア直流モータ５１の
可動子である巻線５５と第２のリニア直流モータ５２の
可動子である巻線５６とが連結部５７により結合されて
おり、第１のリニア直流モータ５１の固定子である磁石
５３が固定されており、第２のリニア直流モータ５２の
固定子である磁石５４が移動部としてここから移動量を
取り出すようになっている。

【００４２】次に、本発明に係る複合モータのその他の
実施例を説明するが、複合ロータリモータの構造に関し
ては複合ロータリパルスモータと複合ロータリサーボモ
ータの間に基本的な相違点がなく、複合リニアモータの
構造に関しても複合リニアパルスモータと複合リニア直
流モータの間に基本的な相違点がないので、エンコーダ
の付加、あるいは電機子の置き換え等の単純な変更のみ
によってすむものについては複合ロータリパルスモータ
及び複合リニアパルスモータについてのみ説明する。

【００４３】移動部の重量が大きいと移動及び停止動作
が不安定かつ不正確になることがある。そのような場合
は図６（ａ），（ｂ）に示すように、第２のロータリパ
ルスモータあるいは 第２のリニアパルスモータを小型
にして駆動力の配分を適当にすれば、移動動作はより安
定しかつ正確になる。

【００４４】図１（ａ）に示した複合ロータリパルスモ
ータの構造によれば、軸方向の長さが大きくなる。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、図７（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を配置するか、あるいは図７（ｂ）
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
連結部によって結合する。

【００４５】複合リニアモータの場合には、図８（ａ）
に示すように直列にあるいは図８（ｂ）に示すように並
列に第１のリニアパルスモータ１１と第２のリニアパル
スモータ１２を配置する。

【００４６】複合リニアモータにおいて、移動量が大き
い場合にはステップ数Ｎが大きくなり、その結果連結部
の移動量が大きなものになるため、複合リニアモータの
長さが大きくなってしまう。その対策として、図９に示
すように第１のリニアパルスモータ１１の可動子と第２
のリニアパルスモータ１２の可動子が結合された連結部
を分割して複数のブロック２０，２０・・・に構成し、
第１のリニアパルスモータ１１の固定子の周囲に無端ベ
ルト状に配置する。

【００４７】本発明の複合モータにおいては巻線が移動
するためステップ数Ｎが大きいと給電位置が移動し、給
電が不可能になってしまう。そのような場合にはブラシ
を用いて直流的に給電するか、あるいはパルスモータの
駆動電流がパルス電流であることを利用して、トランス
等の電磁結合手段、あるいはコンデンサ等の靜電結合手
段によって交流的に給電する。

【００４８】複合モータにおける結合部が両方とも磁石
あるいは巻線によって構成しされている場合は、これら
を共通化して一体化すれば複合モータの構成を簡略化す
ることができる。なお、巻線を共通化した場合には実現
することのできるステップは単一である。

【００４９】複合ロータリサーボモータにおけるロータ
リエンコーダ回転円板は各々に設けることなく、第１の
ロータリサーボモータと第２のロータリサーボモータと
で共有することができる。同様に複合リニア直流モータ
における移動量検出器検出手段も、第１のリニア直流モ
ータ１１と第２のリニア直流モータ１２とで共有するこ
とができる。

【００５０】モータには、巻線と磁石とが逆に配置され
ているリバースタイプのものがあるが、本発明の複合モ
ータにおいて、ノーマルタイプとリバースタイプを適宜
組み合わせることは可能である。

【００５１】図１（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の回転子と第２の
ロータリパルスモータ２の回転子が結合されているが、
この他に、第１のロータリパルスモータ１の回転子と第
２のロータリパルスモータ２の固定子を結合、第１のロ
ータリパルスモータ１の固定子と第２のロータリパルス
モータ２の固定子が結合、あるいは第１のロータリパル
スモータ１の固定子と第２のロータリパルスモータ２の
回転子を結合することができる。これは複合リニアモー
タの場合も同様である。

【００５２】図１（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の可動子と第２の
ロータリパルスモータ２の可動子が結合されているが、
この他に第１のロータリパルスモータ１の可動子と第２
のロータリパルスモータ２の固定子を結合、第１のロー
タリパルスモータ１の固定子と第２のロータリパルスモ
ータ２の可動子を結合、あるいは第１のロータリパルス
モータ１の固定子と第２のロータリパルスモータ２の固
定子を結合することができる。これは複合リニアモータ
の場合も同様である。

【００５３】複合ロータリモータとして組み合わせるモ
ータは一般的には、ロータリパルスモータ同士あるいは
ロータリサーボモータ同士であるが、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とす
ることも可能である。これは複合リニアモータの場合も
同様である。

【００５４】図１（ａ）に示す複合ロータリパルスモー
タは、１列に配置された電機子のうち、中側の２個が結
合されているが、この他に外側に配置された電機子の１
つと内側に配置された電機子の１つを結合、外側に配置
された２個の電機子を結合、あるいは外側に配置された
電機子の１つと内側に配置された電機子の１つを結合す
ることができる。これは複合リニアモータの場合も同様
である。

【００５５】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
の複合モータは、これらの実施例に記載された各要素、
あるいは構成を適宜組合せたものにすることできる。

【００５６】次に、複合モータ駆動方法についてその他
の実施例を含めて具体的に説明するが、駆動方法に関し
てはロータリモータの場合もリニアモータの場合も基本
的な差異はないので、ロータリモータ駆動方法を例に挙
げて説明する。また、図２から明らかなように複合ロー
タリパルスモータと複合ロータリサーボモータとではロ
ータリエンコーダの有無に基づく差異のみであるから、
複合ロータリサーボモータに特有の駆動方法を除いて
は、複合ロータリパルスモータ駆動方法について説明す
る。

【００５７】実施例のθ- ＝０.１５°，θ1 ＝３.６
°，θ2 ＝３.７５°，θ+ ＝７.３５°である複合ロー
タリパルスモータの駆動方法は、基本的には前記したよ
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０.１５°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- ，θ1 ，θ2 ，θ+ を適宜
組み合わせることにより所要時間を短縮することができ
る。

【００５８】例えば、θ＝３.６ °の場合は、Ｓ＝θ／
θ- ＝３.６゜／０.１５゜＝２４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２４ステップ、第２
のロータリパルスモータ２を反時計方向に２４ステップ
回転させるように駆動することになるが、３.６ °＝θ
2 であるから、第２のロータリパルスモータ２を時計方
向に１ステップだけ回転させるように駆動する。

【００５９】θ＝７.３５°の場合は、Ｓ＝７.３゜／
０.１５゜＝４９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４９ステップ、第２のロータリパル
スモータ２を反時計方向に４９ステップ回転させるよう
に駆動することになるが、７.３５°＝３.７５゜＋３.
６゜＝θ+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１ステップ、第２のロータリパルスモータ
２を時計方向に１ステップ回転させるように駆動する。

【００６０】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ステップ、第２のロータリパルス
モータを反時計方向に５０ステップ回転させるように駆
動することになるが、７.５ °＝３.７５°×２ ＝θ1
×２ 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ステッ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
方法を適用することができる。

【００６１】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く、この
ような駆動方法は、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。

【００６２】この複合モータ駆動装置において、駆動さ
れるモータが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
モータ駆動装置と同一であるから、２個以上のモータを
駆動することを目的としている多軸駆動装置をそのまま
転用することが可能である。

【００６３】これらの複合モータ駆動装置の駆動信号は
一般的には同期しているが、必ずしも同期しなくても複
合モータを駆動することは可能である。

【００６４】複合モータを駆動する場合は、第１のモー
タ及び第２のモータを同時に駆動するのが一般的である
が、交互に駆動するようにすれば、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く
することができる。

【００６５】一方のモータを回転させないために単に駆
動電流を供給しないようにすると、モータ自体の慣性に
より回転が不安定になることがある。そのような場合は
回転しないモータが回転しないように、すなわち停止し
ているように駆動電流を供給すれば、回転は安定する。

【００６６】本発明の単位運動量の差が僅かである運動
体の単位運動量の差、あるいは和を取り出すという思想
は、他のタイプのモータに対して適用しうることはもち
ろん、モータ以外の他の運動装置に対しても適用可能で
ある。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本願発
明の構成によれば、単位移動量の差が僅かであればある
ほど、２個のモータを相互に反対の方向に運動させるこ
とによって、取り出すことのできる差の単位運動量は小
さくなり、同時に２個のリニアモータを相互に同じ方向
に運動させることによって取り出すことのできる和の単
位運動量は、もとの単位運動量の２倍に近くなる。

【００６８】その結果、単一のモータによって、小さな
単位運動量すなわち非常に遅い速度での滑らかな運動
と、本来の単位運動量と、大きな単位運動量と大きな運
動速度とを同時に得ることができる。したがって、１個
の複合モータにより４種類の単位運動量を取り出すこと
ができるためモータの使用範囲を拡大される。

【００６９】その単位運動量の精度は単純に各モータの
単位運動量の精度のみに依存しており、微少な単位移動
量が必要なロータリモータの場合でも歯車あるいはタイ
ミングベルトを組合せた減速機構を付加する必要がない
から、歯車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。

【００７０】また、例えば２相駆動のパルスモータの場
合は絶対的なステップ精度が４ステップ単位で回転子歯
あるいは固定子歯の加工精度に依存するから、４ステッ
プを単位とする駆動を行えば高いステップ精度を容易に
得ることができる。

【００７１】そして、本発明の複合モータを構成する各
モータの基本的な構造は従来のものと同じであるから、
従来の製造技術を用いて容易に製造することができる。

【００７２】そ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駆動装置、あるいは
２軸以上の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る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合ロータリパルスモータ及び複合リ
ニアパルスモータの基本的な実施例の構成図。

【図２】本発明の複合モータ駆動方法に用いる複合ロー
タリパルスモータ駆動装置の基本的な実施例の構成図。

【図３】図２に示す複合ロータリパルスモータ駆動方法
に用いる装置の動作説明図。

【図４】本発明の複合ロータリサーボモータの基本的な
実施例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。。

【図５】本発明の複合リニア直流モータの基本的な実施
例の構成図。

【図６】第２のパルスモータを小型にした複合ロータリ
パルスモータ及び複合リニアパルスモータの実施例の構
成図。

【図７】厚さを減少させた複合ロータリパルスモータの
実施例の構成図。

【図８】厚さを減少させた複合リニアパルスモータの実
施例の構成図。

【図９】長さを減少させた複合リニアパルスモータの他
の実施例の構成図。

【符号の説明】

１，２ 第１及び第２のロータリパルスモータ ３，４ 第１及び第２のリニアパルスモータの巻線 ５，６ 第１及び第２のリニアパルスモータの固定歯磁
石 ７，３９ 連結軸 ８，４０ 出力軸 １１，１２ 第１及び第２のリニアパルスモータ １３，１４ 第１及び第２のリニアパルスモータの固定
子歯 １５，１６ 第１及び第２のリニアパルスモータの巻線 １７，１８ 第１及び第２のリニアパルスモータの磁石 １９，５７ 連結部 ２０ 連結部ブロック ２１，４１ 第１の駆動信号発生部 ２２，４２ 第２の駆動信号発生部 ２３，４３ 第１のスイッチ部 ２４，４４ 第２のスイッチ部 ２５，４５ 第１の駆動電流発生部 ２６，４６ 第２の駆動電流発生部 ２７，４９ 制御部 ３７，３８ 第１及び第２の回転量検出手段 ４７，４８ 第１及び第２の回転量検出手段 ３１，３２ 第１及び第２のロータリサーボモータ ３３，３４ 第１及び第２のロータリサーボモータの巻
線 ３５，３６ 第１及び第２のロータリサーボモータの磁
石 ５１，５２ 第１及び第２のロータリパルスモータ ５３，５４ 第１及び第２のリニアパルスモータの固定
子磁石 ５５，５６ 第１及び第２のリニアパルスモータの巻線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の単位運動量を有する第１のモータ
   と、第１の単位運動量と僅かに異なる第２の単位運動量
   を有する第２のモータを、運動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モータ。
2. 【請求項２】 第１の単位運動量を有する第１のモータ
   と、第１の単位運動量と僅かに異なる第２の単位運動量
   を有する第２のモータを、運動の方向が同一になるよう
   に結合させて構成した複合モータの各々のモータを、別
   個に駆動することを特徴とする複合モータ駆動方法。