(57)【要約】【課題】必要とする出力に応じて効率よく駆動することが可能なモータ装置を提供する。【解決手段】第１ギアが設けられた出力軸と、前記第１ギアと噛み合う第２ギアを備え当該第２ギアを駆動するためのモータと、前記モータが取り外し可能に装着される複数のモータ装着部と、を備え、前記複数のモータ装着部のいずれかに、前記モータが装着されている。【選択図】図１
2010041747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ギアが設けられた出力軸と、
前記第１ギアと噛み合う第２ギアを備え当該第２ギアを駆動するためのモータと、
前記モータが取り外し可能に装着される複数のモータ装着部と、を備え、
前記複数のモータ装着部のいずれかに、前記モータが装着されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
請求項1に記載のモータ装置であって、
前記複数のモータ装着部は、前記出力軸を中心とする円周上に、装着された前記モータの軸が位置するように配置されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ装置であって、
前記複数のモータ装着部は、前記円周上に等間隔で配置されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のモータ装置であって、
前記複数のモータ装着部に前記モータが複数の装着される場合には、前記円周上において隣接する前記モータの間隔が等しくなるように配置されることを特徴とするモータ装置。
【請求項５】
請求項1乃至請求項４のいずれかに記載のモータ装置であって、
前記モータを駆動していないときに、前記出力軸が回動しないように保持するためのブレーキを備えていることを特徴とするモータ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ装置であって、
前記ブレーキは、前記円周上に配置された複数のモータの内側に配置されていることを特徴とするモータ装置。
【請求項７】
請求項1乃至請求項６のいずれかに記載のモータ装置であって、
前記第２ギアを備えた前記モータが前記モータ装着部に装着されてモータユニットをなし、
前記出力軸には、複数の前記第１ギアと、前記第１ギア毎に前記モータユニットが設けられていることを特徴とするモータ装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のモータ装置であって、
前記ブレーキは、前記モータユニット毎に設けられていることを特徴とするモータ装置。
【請求項９】
請求項1乃至請求項８のいずれかに記載のモータ装置であって、
前記出力軸を回転させるべく前記複数のモータを制御するためのコントローラを有することを特徴とするモータ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータ装置であって、
前記出力軸にはエンコーダが設けられ、
前記エンコーダの出力に基づいて、各々の前記モータが前記コントローラに制御されることを特徴とするモータ装置。
【請求項１１】
請求項９に記載のモータ装置であって、
前記複数のモータのうちの所定の前記モータは、前記エンコーダの出力に基づいて制御され、
前記所定のモータ以外の前記モータは、前記所定のモータに流れる電流に基づいて制御されることを特徴とするモータ装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のモータ装置であって、
前記複数のモータ装着部には、少なくとも２つの前記モータが装着されており、
前記コントローラは、装着されている少なくとも２つの前記モータのうちのいずれかの前記モータに設けられた前記第２ギアの歯面及びその他のモータに設けられた前記第２ギアの歯面が、前記第１ギアの回転方向において、当該第１ギアの互いに異なる側の歯面と接触しつつ前記出力軸を回転させるべく前記モータを制御することを特徴とするモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアを介して出力軸を回転させるためのモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギアを介して出力軸を回転させるためのモータ装置としては、モータ軸と出力軸との間に減速機が介在されたモータ装置が知られている。このようなモータ装置を用いた機構は効率よく駆動することが要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
モータ装置は、駆動対象に対応して必要とされる出力が得られるように適宜選択されることが一般的である。そして複数のモータ装置を有する装置において、使用するモータ装置を共通化する場合には、すべてのモータ装置を、もっとも大きな出力を必要とするモータ装置にあわせる必要があり、大きな出力を必要としない箇所を大きな出力が得られるモータ装置にて駆動するため効率が悪い。また、使用状況に応じて必要とする出力が変更される装置の場合において、備えられたモータ装置より大きな出力を必要とする場合には、モータ装置を交換する必要が生じるという課題がある。
【０００４】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、必要とする出力に応じて効率よく駆動することが可能なモータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
主たる本発明は、第１ギアが設けられた出力軸と、前記第１ギアと噛み合う第２ギアを備え当該第２ギアを駆動するためのモータと、前記モータが取り外し可能に装着される複数のモータ装着部と、を備え、前記複数のモータ装着部のいずれかに、前記モータが装着されていることを特徴とするモータ装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【０００８】
第１ギアが設けられた出力軸と、前記第１ギアと噛み合う第２ギアを備え当該第２ギアを駆動するためのモータと、前記モータが取り外し可能に装着される複数のモータ装着部と、を備え、前記複数のモータ装着部のいずれかに、前記モータが装着されていることを特徴とするモータ装置である。  
このようなモータ装置によれば、第１ギアと噛み合う第２ギアを備たえモータが取り外し可能に装着されるモータ装着部が複数設けられているので、必要とされる出力に対応させて適宜モータを装着して使用することが可能である。このため、出力に対し必要以上に多くのモータを備える必要はないので効率よく使用することが可能である。また、必要な出力にあわせてモータを装着することが可能なので、出力が大きすぎる場合には、いくつかのモータを取り外してモータ装置を含む装置全体を軽量化することが可能である。さらに、必要とされる出力に対応させてモータの数を設定できるので、汎用性の高いモータ装置を実現することが可能である。
【０００９】
かかるモータ装置であって、前記複数のモータ装着部は、前記出力軸を中心とする円周上に、装着された前記モータの軸が位置するように配置されていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、モータ装着部に装着されたモータの軸と出力軸との間隔はいずれのモータ装着部であっても同じなので、共通の第２ギアを備えたモータを用いることが可能であり、第２ギアを含むモータの着脱を伴う構成の変更が容易である。
【００１０】
かかるモータ装置であって、前記複数のモータ装着部は、前記円周上に等間隔で配置されていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、モータ装着部が出力軸の周りに均等に配置されるので、モータを装着する際に、出力軸に対してバランスよく配置することが可能である。
【００１１】
かかるモータ装置であって、前記複数のモータ装着部に前記モータが複数の装着される場合には、前記円周上において隣接する前記モータの間隔が等しくなるように配置されることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、第１ギアと噛み合う第２ギアが出力軸の周りに均等に配置されるので、駆動時に作用する外力をバランスよく出力軸に作用させることが可能である。
【００１２】
かかるモータ装置であって、前記モータを駆動していないときに、前記出力軸が回動しないように保持するためのブレーキを備えていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、モータを駆動していない際には、ブレーキにより出力軸が回動しないように保持されるので、モータに電流を供給しない状態であっても出力軸の位置を保持させることが可能である。すなわち、モータを駆動しない状態ではブレーキを作用させてモータへの電流供給を停止することが可能なので、消費電力を低減することが可能である。
【００１３】
かかるモータ装置であって、前記ブレーキは、前記円周上に配置された複数のモータの内側に配置されていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、ブレーキは出力軸に沿う方向において、モータと同じ領域に配置される。このため、ブレーキとモータとを出力軸に沿う方向において異なる領域に配置する場合より、出力軸に沿う方向におけるサイズを小さくすることが可能である。
【００１４】
かかるモータ装置であって、前記第２ギアを備えた前記モータが前記モータ装着部に装着されてモータユニットをなし、前記出力軸には、複数の前記第１ギアと、前記第１ギア毎に前記モータユニットが設けられていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、第２ギアを備えたモータがモータ装着部に装着されたモータユニットと第１ギアとを単一の出力軸に複数設けることが可能なので、さらに多くのモータを備えることが可能であり、より大きな出力を得ることが可能であり、また汎用性が向上する。
【００１５】
かかるモータ装置であって、前記ブレーキは、前記モータユニット毎に設けられていることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、出力に応じた大きなブレーキ力を備え、出力軸を回動しないように保持することが可能である。
【００１６】
かかるモータ装置であって、前記出力軸を回転させるべく前記複数のモータを制御するためのコントローラを有することが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、コントローラにより、装着された複数のモータを制御して出力軸を回転させることが可能である。
【００１７】
かかるモータ装置であって、前記出力軸にはエンコーダが設けられ、前記エンコーダの出力に基づいて、各々の前記モータが前記コントローラに制御されることが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、エンコーダにより検出された出力軸の回動状態に基づいて、モータがコントローラに制御されるので、出力軸の出力に応じて制御することが可能である。
【００１８】
かかるモータ装置であって、前記複数のモータのうちの所定の前記モータは、前記エンコーダの出力に基づいて制御され、前記所定のモータ以外の前記モータは、前記所定のモータに流れる電流に基づいて制御されることとしてもよい。  
このようなモータ装置によれば、１つのモータのみがエンコーダの出力に基づいて制御され、他のモータは、エンコーダの出力にて制御されたモータに流れる電流に基づいて制御されるので、装着される複数のモータの制御が容易である。
【００１９】
かかるモータ装置であって、前記複数のモータ装着部には、少なくとも２つの前記モータが装着されており、前記コントローラは、装着されている少なくとも２つの前記モータのうちのいずれかの前記モータに設けられた前記第２ギアの歯面及びその他のモータに設けられた前記第２ギアの歯面が、前記第１ギアの回転方向において、当該第１ギアの互いに異なる側の歯面と接触しつつ前記出力軸を回転させるべく前記モータを制御することが望ましい。  
このようなモータ装置によれば、第１ギアが設けられた出力軸は、第１ギアと噛み合う２つの第２ギアにより回転されるが、２つの第２ギアを駆動するためのモータは、各第２ギアの歯面と接触する第１ギアの歯面が、第１ギアの回転方向において互いに異なる側の歯面となるようにコントローラに制御される。このため、出力軸が回転する際には、第１ギアは回転方向における正転方向及び反転方向にいずれも２つの第２ギアにて規制されつつ回転する。このため、第１ギアが設けられた出力軸は遊びがない状態で回転するので、バックラッシュがない状態と同様に出力軸を精度良く回転及び位置制御することが可能である。よって、バックラッシュによる位置精度の低下を抑えることが可能なモータ装置を提供することである。
【００２０】
＝＝＝モータ装置＝＝＝
図を用いて、本実施の形態に係るモータ装置の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るモータ装置のメカ構成の概要を示すモデル図である。図２は、本実施形態に係るモータ装置の斜視図である。図３は、本実施形態に係るモータ装置の構成を説明するための断面図である。図４は、本実施形態に係るモータ装置を、モータを装着する側から見た図である。図４では、説明の便宜上モータは示していない。
【００２１】
モータ装置１は、図１〜図４に示すように、第１ギア１０が設けられた出力軸１５と、第１ギア１０と噛み合う第２ギア２０を備え当該第２ギア２０を駆動するためのモータ２２と、モータ２２を駆動するためのモータドライバ２４と、モータ２２が取り外し可能に装着される複数のモータ装着部３１を有するマウント部材３０と、出力軸１５に設けられモータ２２に電流が供給されていないときに出力軸１５が回動しないように保持するためのブレーキ３５と、各モータ２２にそれぞれ設けられ各々のモータ２２を制御するためコントローラ４０（図５）と、出力軸１５に設けられ当該出力軸１５の回転を検出するためのエンコーダ５０と、各モータ２２に対応させて設けられ各モータドライバ２４からモータ２２に供給される電流を検出するための電流センサ５３（図５）と、コントローラ４０への入力装置（不図示）と、を有している。
【００２２】
本実施形態のモータ装置１は、８つのモータ２２が取り外し可能に装着できるように８つのモータ装着部３１がマウント部材３０に設けられており、モータ装着部３１にモータ２２が適宜装着されて駆動される。
【００２３】
マウント部材３０は、中央に出力軸１５がベアリング１６を介して貫通された円盤状の部材である。マウント部材３０は、出力軸１５の軸心を中心とする、出力軸１５の外径より大きな円周上に８つのモータ装着部３１を有している。
【００２４】
モータ装着部３１は、モータ２２の軸が貫通される軸貫通孔３１ａと、モータ２２をねじにてマウント部材３０に固定するための固定孔（不図示）とを有している。軸貫通孔３１ａおよび固定孔は、円周上にて周方向に等間隔に配置されている。このため、モータ装着部３１に装着されたモータ２２はいずれも、出力軸１５を中心とする円周上にモータ２２の軸が位置するように配置される。
【００２５】
本実施形態のモータ装置１は、マウント部材３０が備える８つのモータ装着部３１のうちの４つのモータ装着部３１に、第２ギアが取り付けられたモータ２２が装着されている。このとき、４つのモータ２２は、８つのモータ装着部３１に、モータ装着部３１が形成されている円周上の周方向において等間隔、すなわち１つ置きに配置されている。このため、出力軸１５に設けられた第１ギア１０には、約９０度間隔で第２ギア２０が噛み合わされており、４つのモータ２２にて出力軸１５が回転するように構成されている。また、モータ２２が装着されていないモータ装着部３１は、図示しないキャップにより軸貫通孔３１ａおよび固定孔が塞がれている。
【００２６】
装着されている４つのモータ２２は、同一仕様のＤＣモータであり、４つのモータ２２のうちの１つのモータ（以下、マスタモータという）２２ａは、出力軸１５に設けられたエンコーダ５０の出力に応じて制御され、残りの３つのモータ（以下、スレーブモータという）２２ｂはマスタモータ２２ａを流れる電流値に基づいて制御される。このため、入力装置から入力された信号は、マスタモータ２２ａを制御するためのコントローラ（以下、マスタコントローラという）４０ａに送出される。
【００２７】
また、円周上に配置された４つのモータ２２の内側に位置させて、マウント部材３０を貫通した出力軸１５にブレーキ３５が設けられている。このブレーキ３５は、コントローラ４０にて制御される電磁ブレーキである。
【００２８】
エンコーダ５０は、出力軸１５の回転に応じてパルス信号を出力する。出力されたパルス信号はコントローラ４０に入力される。
【００２９】
電流センサ５３は、各モータドライバ２４から各モータ２２に供給される電流を検出して検出結果に基づく信号をコントローラ４０に送出する。
【００３０】
図５は、本実施形態にかかるモータ装置の制御方法の一例を説明するための図である。  
本モータ装置１は、出力軸１５を回転させるべく、マスタモータ２２ａを回転させる目標角度を、マスタモータ２２ａを制御するためのマスタコントローラ４０ａに入力装置から入力して動作させる。
【００３１】
例えば、出力軸１５を回転させたい場合には、マスタモータ２２ａの目標角度を示す信号を入力装置からマスタコントローラ４０ａに入力する。  
マスタコントローラ４０ａは、回転量が入力された目標角度にとなるようにマスタモータ２２ａに電流を供給するための指令信号を生成してモータドライバ２４に送出する。このとき、モータドライバ２４からマスタモータ２２ａに供給される電流が検出され、検出された電流値を示す信号が、各スレーブモータ２２ｂを制御するための各コントローラ（以下、スレーブコントローラという）４０ｂにそれぞれ送出される。
【００３２】
一方、マスタコントローラ４０ａには出力軸１５に設けられたエンコーダ５０からの信号が入力されている。マスタコントローラ４０ａでは、入力された信号に基づいてマスタモータ２２ａに電流を供給するための指令信号が生成されてモータドライバ２４に送出される。このとき、モータドライバ２４からマスタモータ２２ａに供給される電流が電流センサ５３にて検出され、検出された電流値を示す信号が、各スレーブモータ２２ｂを制御するための各スレーブコントローラ４０ｂにそれぞれ送出される。スレーブコントローラ４０ｂでは、各スレーブモータ２２ｂにマスタモータ２２ａに流れる電流と同様の電流を供給するための指令信号が生成されてモータドライバ２４に送出される。
【００３３】
以降、エンコーダ５０の出力に基づいて、マスタモータ２２ａが制御され、マスタモータ２２ａに供給された電流値に基づいてスレーブモータ２２ｂが制御されてモータ装置１が駆動される。
【００３４】
本実施形態のモータ装置１によれば、モータ２２が取り外し可能に装着されるモータ装着部３１が複数設けられているので、必要とされる出力に対応させて適宜モータ２２を装着して使用することが可能である。このため、必要とする出力に応じて複数のモータ２２にて駆動することが可能なので、モータ単体の場合より大きな出力を得ることが可能であり、また、必要以上に多くのモータ２２を備える必要はないので必要な出力に応じて効率よく使用することが可能である。また、必要な出力にあわせてモータ２２を装着することが可能なので、出力が大きすぎる場合にはモータ２２を取り外して使用することにより、モータ装置１を含む装置全体を軽量化することが可能である。さらに、必要とされる出力に対応させてモータ２２の数を設定できるので、汎用性の高いモータ装置１を実現することが可能である。
【００３５】
また、モータ装置１が備える８つのモータ装着部３１は、出力軸１５を中心とする円周上に、装着されたモータ２２の軸が位置するように配置されているので、モータ装着部３１に装着されたモータ２２の軸と出力軸１５との間隔はいずれのモータ装着部３１であっても同じである。このため、いずれのモータ装着部３１にも共通の第２ギア２０を備えたモータ２２を用いることが可能であり、第２ギア２０を含むモータ２２の着脱を伴うモータ２２の数や配置の変更が容易である。
【００３６】
また、８つのモータ装着部３１は、出力軸１５を中心とする円周上に等間隔で配置されているので、各モータ装着部３１にモータ２２が装着された際には、８つのモータ２２の軸が出力軸１５の周りに均等に配置される。このため、モータ２２を出力軸１５に対してバランスよく配置することが可能である。
【００３７】
また、上記実施形態のモータ装置１は、８つのモータ装着部３１に４つのモータ２２を、出力軸１５を中心とする円周上において互いに隣接するモータ２２の間隔が等しくなるように配置したので、第１ギア１０と噛み合う第２ギア２０が出力軸１５の周りに均等に配置され、駆動時に作用する外力をバランスよく出力軸１５に作用させることが可能である。
【００３８】
また、モータ２２を駆動していないときに、出力軸１５が回動しないように保持するためのブレーキ３５を備えているので、モータ２２を駆動していないときは、ブレーキ３５により出力軸１５は回動しないように保持される。このため、モータ２２に電流を供給しない状態であっても出力軸１５の位置を保持させることが可能である。すなわち、モータ２２を駆動しない状態ではブレーキ３５を動作させることにより出力軸１５の周方向における位置を維持させることが可能である。よって、モータ２２による動作を必要としない場合には、モータ２２への電流供給を停止して、消費電力を低減することが可能である。
【００３９】
また、ブレーキ３５を、出力軸１５を中心とする円周上に配置されたモータ２２の内側に配置したので、出力軸１５に沿う方向におけるサイズを小さくすることが可能である。例えば、ブレーキ配置の変形例として、図６に示すようにブレーキ３５とモータ２２とを出力軸１５に沿う方向において異なる領域に配置することも可能であるが、上記実施形態のようにブレーキ３５を、出力軸１５に沿う方向において、モータ２２と同じ領域に配置した場合には、ブレーキ３５とモータ２２とを出力軸１５に沿う方向において異なる領域に配置した場合より、出力軸１５に沿う方向におけるサイズを小さくすることが可能である。一方、ブレーキ３５とモータ２２とを出力軸１５に沿う方向において異なる領域に配置した場合には、ブレーキ３５を出力軸１５に沿う方向において、モータ２２と同じ領域に配置した場合より出力軸１５の直径方向のサイズを小さくすることが可能である。
【００４０】
また、本実施形態のモータ装置1は、マウント部材３０に装着された４つのモータ２２のうちの１つであるマスタモータ２２ａが、エンコーダ５０の出力に基づいて制御され、他の３つのスレーブモータ２２ｂは、マスタモータ２２ａに流れる電流に基づいて制御される。すなわち、マスタモータ２２ａのみがエンコーダ５０の出力に基づいて直接的に制御される。このため、エンコーダ５０からの信号はマスタコントローラ４０ａのみに入力されれば良いので、フィードバック制御に必要な信号ラインを少なくすることが可能である。また、制御のために所定時間内に処理するデータ量を少なくできるので、処理速度を向上させることが可能である。
【００４１】
また、出力軸１５に設けられたエンコーダ５０の出力に基づいて、マスタモータ２２ａがマスタコントローラ４０ａに制御されるので、出力軸１５の出力にもとづいて、より正確に出力軸１５の回転量を制御することが可能である。
【００４２】
また、各スレーブモータ２２ｂは、マスタモータ２２ａに流れる電流に基づいて、各スレーブモータ２２ｂにマスタモータ２２ａに流れる電流と同様の電流が流れるように制御されるので、各モータ２２の個体差による出力のばらつきを抑えることが可能である。このため、複数のモータ２２を備えるモータ装置１であっても制御が容易である。
【００４３】
さらに、上記実施形態のモータ装置１はモータ２２が着脱自在であり装着されているモータ２２の数が変更される場合あるが、スレーブモータ２２ｂとして数を変更することにより制御を変更することなくモータ装置１を駆動することが可能である。
【００４４】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係るモータ装置について説明したが、上記発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００４５】
上記実施形態においては、所定のモータとしてのマスタモータ２２ａを１つとしたが、これに限らず、２つ以上のマスタモータを備えていても良い。
【００４６】
図７は、モータ装置の制御方法の第１変形例を示す図である。図８は、モータ装置の制御方法の第２変形例を示す図である。
【００４７】
上記実施形態においては、マスタモータ２２ａがエンコーダ５０の出力に基づいて制御され、マスタモータ２２ａ以外のスレーブモータ２２ｂは、マスタモータに流れる電流に基づいて制御される例について説明したが、これに限るものではない。例えば、図７に示すように、装着されているすべてのモータ２２を１つのコントローラ４４にて制御することにより、出力軸１５の回転を制御しても良い。この場合には、コントローラ４４に入力された目標角度に基づいて、入力された目標角度となるように各モータ２２に電流を供給するための指令信号が各モータドライバ２４に送出される。コントローラ４４には出力軸１５に設けられたエンコーダ５０からの信号が入力されている。コントローラ４４では、入力された信号に基づいて各モータ２２に電流を供給するための指令信号が生成されてモータドライバ２４に送出される。このとき、モータドライバ２４から各モータ２２に供給される電流が電流センサ５３により検出され、検出された電流値を示す信号が、コントローラ４４に入力される。コントローラ４４は、エンコーダ５０および電流センサ５３からの信号に基づいて、各モータ２２に電流を供給するための指令信号を生成し、各モータドライバ２４にそれぞれ送出する。このような制御方法によれば、１つのコントローラ４４にて、複数のモータ２２を制御することが可能である。
【００４８】
また、図８に示すように、各モータ２２にそれぞれコントローラ４５を設け、エンコーダ５０の信号が各々のコントローラ４５に入力され、各コントローラ４５がエンコーダ５０からの信号と電流センサ５３からの信号に基づいて、各モータ２２に電流を供給するための指令信号を生成し、各モータドライバ２４にそれぞれ送出して、各モータ２２を個別に制御しても良い。
【００４９】
この場合には、例えば、装着されている複数のモータ２２のうちのいずれかのモータ（以下、第１モータという）２２ｃに設けられた第２ギア２０ａの歯面及びその他のモータ（以下、第２モータという）２２ｄに設けられた第２ギア２０ｂの歯面が、第１ギア１０の回転方向において、当該第１ギア１０の互いに異なる側の歯面と接触しつつ出力軸１５を回転させるべくモータ２２ｃ、２２ｄを制御することにより、バックラッシュがない状態と同様に出力軸１５を精度良く回転及び位置制御することが可能である。ここでは、２つのモータ２２ｃ、２２ｄが装着されたモータ装置１について説明する。図９は、モータ装置の制御方法の第３変形例を説明するための図である。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、モータ装置１の出力軸１５を回転させるべく、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとを回転させる目標角度θをコントローラ４５に接続された外部の入力装置から入力する。このとき、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとは異なる目標角度θ１、θ２が入力される。
【００５１】
例えば、出力軸を３５°回転させたい場合には、第１モータ２２ｃの目標角度θ１として３７°を、また、第２モータ２２ｄの目標角度θ２として３３°をそれぞれ入力装置からコントローラ４５に入力する。
【００５２】
コントローラ４５は、入力された目標角度θにとなるように第１モータ２２ｃ及び第２モータ２２ｄに電流を供給するための指令信号ｓを生成してモータドライバ２４に送出する。このとき、第１モータ２２ｃ用のモータドライバ２４と第２モータ２２ｄ用のモータドライバ２４とには異なる指令信号ｓが送出される。
【００５３】
図１０は、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとの制御方法の一例を説明するための図である。図１１は、各ギアの噛み合いを説明するための図である。  
目標角度θ１、θ２が互いに相違する第１モータ２２ｃ用のモータドライバ２４と第２モータ２２ｄ用のモータドライバ２４とには、所定時間ｔｘに目標角度θ１、θ２回転するように、図１０に示すように制御される。すなわち、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとは所定時間ｔｘ経過後に、それぞれ目標角度θ１、θ２だけ回転して停止するように制御され、目標角度θ１、θ２の相違分は、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄが回転し始める際の角加速度を相違させることにより実現している。
【００５４】
具体的には、第１モータ２２ｃ及び第２モータ２２ｄが効率よく回転する一定の角速度ωｘにて駆動されるが、一定の角速度ωｘまで加速されるまでの時間が異なるように角加速度が設定されている。上述した例のように、第１モータ２２ｃの目標角度θ１として「３７°」が、第２モータ２２ｄの目標角度θ２として「３３°」が入力された場合には、第１モータ２２ｃの方が第２モータ２２ｄより大きな角加速度が設定される。
【００５５】
そしてコントローラ４５からは、各々の角加速度に基づいた指令信号ｓが第１モータ２２ｃ用のモータドライバ２４と第２モータ２２ｄ用のモータドライバ２４とにそれぞれ送出される。モータドライバ２４は、各指令信号ｓに基づいてコントローラ４５が有する基準周波数に同期させて各々のモータ２２ｃ、２２ｄに電流を供給していく。
【００５６】
本実施形態では、モータドライバ２４から第１モータ２２ｃ及び第２モータ２２ｄに供給される電流を電流センサ５３にて検出し、検出結果がコントローラ４５にフィードバックされ、コントローラ４５の指令信号ｓに基づく電流が第１モータ２２ｃ及び第２モータ２２ｄに供給されるように制御されている。
【００５７】
角加速度が異なる指令信号ｓに基づいてモータドライバ２４に駆動される第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとは、一定の角速度ωｘに到達するまでは一周期にて回転されるべき回転量が相違するため、個々には異なる動作をするように制御される。ところが、第１モータ２２ｃに設けられた第２ギア２０と第２モータ２２ｄに設けられた第２ギア２０とが単一の第１ギア１０と噛み合っているため、２つの第２ギア２０の歯面２１ａ、２１ｂが第１ギア１０の歯面１１、１２と接触した後は、同一の角速度にて第１ギア１０とともに回転する。このため、モータドライバ２４から電流が供給されて、第１モータ２２ｃ及び第２モータ２２ｄが回転し始めた直後は、角加速度の相違により第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとが異なる角速度にて回転することにより、第１ギア１０と２つの第２ギア２０との間におけるバックラッシュがそれぞれ吸収され始め、２つの第２ギア２０の歯面２１ａ、２１ｂと第１ギア１０の歯面１１、１２とが接触する。このとき、図１１に示すように、２つの第２ギア２０の歯面２１ａ、２１ｂが、第１ギア１０の回転方向において当該第１ギア１０の互いに異なる側の歯面１１、１２と接触する。
【００５８】
本実施形態の例では、一方の第２ギア２０の歯面２１ａは第１ギア１０の回転方向において後方側となる歯面１１と接触し、他方の第２ギア２０の歯面２１ｂは第１ギア１０の回転方向において先方側となる歯面１２と接触する。このため、第１ギア１０と２つの第２ギア２０とが接触した状態では、第１ギア１０及び出力軸１５は、駆動されるべき正転方向への回転が歯面２１ａ側の第２ギア２０により規制され、駆動されるべき反転方向への回転が歯面２１ｂ側の第２ギア２０により規制される。そして、第１ギア１０と２つの第２ギア２０とが接触した後は、第１ギア１０及び出力軸１５は、遊びがない状態となり、あたかもバックラッシュがない状態となって回転する。そして、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとが一定の角速度ωｘにて回転し始めた場合であっても、第１ギア１０と２つの第２ギア２０とが接触した状態が維持され、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとは同角速度にて回転する。
【００５９】
一方、出力軸１５に設けられたエンコーダ５０の出力に基づいて入力されるパルス信号Ｐは、コントローラ４５にて所定の周期にてカウントされて出力軸１５の回転角度が検出され、またカウントされたパルス信号Ｐと基準周波数とに基づいて周期ごとの角速度が算出され、これら回転角度及び角速度に基づいて第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとは制御される。このため、第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとが回転し始めた直後に各ギア１０、２０間のバックラッシュが吸収された後に一定の角速度ωｘにて回転し、エンコーダ５０の出力に基づいて回転角度が目標角度θに到達したことが検出されると第１モータ２２ｃと第２モータ２２ｄとが停止されるので、出力軸１５が停止していた回転し始めの状態から回転が停止するまでの回転角度を正確に制御することが可能である。
【００６０】
図１２は、モータ装置の変形例を示す図である。  
変形例のモータ装置２は、上記実施形態における、第１ギア１０と、第２ギア２０が設けられた複数のモータが装着されたマウント部材３０でなるモータユニット３３と、ブレーキ３５とを、単一の出力軸１５に複数備えている。
【００６１】
上記変形例のモータ装置２によれば、複数のモータユニット３３と第１ギア１０とが単一の出力軸１５に複数設けられているので、より多くのモータ２２を備えることが可能であるため、より大きな出力を得ることが可能であり、また汎用性が向上する。このとき、ブレーキ３５をモータユニット３３毎に設けると、出力に応じた大きなブレーキ力を備え、出力軸１５が回動しないように保持することが可能である。
【００６２】
また、本実施形態のモータ装置１、２は、コントローラの制御により、
本実施形態では、モータ２２に取り付けられた第２ギア２０と第１ギア１０とが直接噛み合って、第１ギア１０と第２ギア２０とにて減速機が構成されている例について説明したが、第１ギア１０と第２ギア２０との間に他のギアを介在させて減速機を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係るモータ装置のメカ構成の概要を示すモデル図である。
【図２】本実施形態に係るモータ装置の斜視図である。
【図３】本実施形態に係るモータ装置の構成を説明するための断面図である。
【図４】本実施形態に係るモータ装置を、モータを装着する側から見た図である。
【図５】本実施形態にかかるモータ装置の制御方法の一例を説明するための図である。
【図６】ブレーキの配置が異なるモータ装置の例を示す図である。
【図７】モータ装置の制御方法の第１変形例を示す図である。
【図８】モータ装置の制御方法の第２変形例を示す図である。
【図９】モータ装置の制御方法の第３変形例を説明するための図である。
【図１０】第１モータと第２モータとの制御方法の一例を説明するための図である。
【図１１】各ギアの噛み合いを説明するための図である。
【図１２】モータ装置の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  モータ装置                                ２  モータ装置
１０  第１ギア                                １５  出力軸
１６  ベアリング                              ２０  第２ギア
２０ａ  第２ギア                              ２２  モータ
２２ａ  マスタモータ                          ２２ｂ  スレーブモータ
２２ｃ  第１モータ                            ２２ｄ  第２モータ
２４  モータドライバ                          ３０  マウント部材
３１  モータ装着部                            ３３  モータユニット
３５  ブレーキ                                ４０  コントローラ
４０ａ  マスタコントローラ                    ４０ｂ  スレーブコントローラ
４４  コントローラ                            ４５  コントローラ
５０  エンコーダ                              ５３  電流センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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