(57)【要約】  電動モータシステムは、軸線（Ｍ２）が回転中心（Ｍ１）に対して変位可能な回転軸（３０）と、前記回転軸を支持する磁気軸受（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、６１）と、前記回転軸に装着されて前記回転軸の軸線を中心とする周方向に複数の磁極が並べられている永久磁石（３８）と、前記回転中心を中心とする周方向に並べられて、前記永久磁石から発生される磁束を検出する３つの検出素子（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ）と、前記３つの検出素子のうち前記回転軸の回転角度に応じて選ばれた２つの検出素子の出力値に基づいて、前記回転軸の軸線の座標を求める座標検出部（Ｓ１６３、Ｓ１７３、Ｓ１８３、Ｓ１９３、Ｓ２０３、Ｓ２１３）と、を備える。
2018030064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（３６）と、
軸線（Ｍ２）が回転中心（Ｍ１）に対して変位可能に設けられて、前記ロータの回転力を出力する回転軸（３０）と、
電磁力によって前記ロータに前記回転力を発生させるステータ（３５）と、
前記回転軸を電磁力によって回転自在に支持する磁気軸受（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、６１）と、
前記回転軸に装着されて前記回転軸の軸線を中心とする周方向に複数の磁極が並べられている永久磁石（３８）と、
前記回転中心を中心とする周方向に並べられて、前記永久磁石から発生される磁束を検出する３つの検出素子（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ）と、
前記３つの検出素子のうち前記回転軸の回転角度に応じて選ばれた２つの検出素子の出力値に基づいて、前記回転軸の軸線の座標を求める座標検出部（Ｓ１６３、Ｓ１７３、Ｓ１８３、Ｓ１９３、Ｓ２０３、Ｓ２１３）と、
前記座標検出部によって求められた座標に基づいて、前記回転軸の軸線を前記回転中心に近づけるように前記磁気軸受を制御する制御部（Ｓ１６４、Ｓ１７４、Ｓ１８４、Ｓ１９４、Ｓ２０４、Ｓ２１４）と、
を備える電動モータシステム。
【請求項２】
前記３つの検出素子のうちどの２つの検出素子をとってもこれら２つの検出素子を結ぶ仮想線が前記回転中心から外れるように前記３つの検出素子が配置されている請求項１に記載の電動モータシステム。
【請求項３】
前記３つの検出素子は、それぞれ、前記回転中心を中心とする周方向に等間隔に並べられている請求項１または２に記載の電動モータシステム。
【請求項４】
前記３つの検出素子のうち１つの検出素子の出力値に基づいて前記回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部（Ｓ１３０、Ｓ１６５、Ｓ１７５、Ｓ１８５、Ｓ１９５、Ｓ２０５、Ｓ２１５）と、
前記回転角度検出部によって検出された回転角度に基づいて前記ロータに前記回転力を発生させるように前記ステータを制御する回転制御部（Ｓ１４０）と、
を備える請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電動モータシステム。
【請求項５】
前記回転角度検出部は、前記１つの検出素子の出力値に基づいて、前記永久磁石の前記複数の磁極のうち隣り合う２つの磁極の境界が前記１つの検出素子が位置する角度に到達したことを検出することにより、前記回転軸の回転角度を検出する請求項４に記載の電動モータシステム。
【請求項６】
前記座標検出部は、前記３つの検出素子のうち前記１つの検出素子以外の２つの検出素子の出力値に基づいて前記軸線の座標を求め、
前記３つの検出素子のうち、前記座標検出部で用いられる前記検出素子と前記回転角度検出部で用いられる前記検出素子とが、前記回転軸の回転に伴って、切り換わるようになっている請求項４または５に記載の電動モータシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願への相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年８月１２日に出願された日本特許出願番号２０１６−１５８９９７号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、電動モータシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、電動モータシステムでは、回転軸から回転力を出力する電動モータと、回転軸を電磁気作用によって支持する磁気軸受と、回転軸とセンサとの間の距離を検出する第１〜第４のセンサを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
第１〜第４のセンサは、電動モータの回転軸の外周側に配置されている。第１〜第４のセンサは、それぞれ、回転軸の軸線を中心とする周方向に並べられている。【０００５】
さらに、電動モータシステムには、第１〜第４のセンサの出力信号に基づいて、センサ毎に回転軸とセンサ間の距離を一定値に近づけるように磁気軸受を制御する制御装置が設けられている。【０００６】
このことにより、電動モータの回転軸の軸線を回転中心に近づけることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６６５５４号公報
【発明の概要】
【０００８】
上記電動送風機では、制御装置が第１〜第４のセンサの出力信号に基づいて磁気軸受を制御することにより、電動モータの回転軸の軸線を回転中心に近づけることができる。しかし、１つの磁気軸受に対応して第１〜第４のセンサといった４つのセンサを用いることが必要になる。
【０００９】
特許文献１に記載のセンサは、回転軸とセンサの間のギャップの変動を検出する振動センサである。本願発明者の検討によれば、これらセンサの各々は、振動センサであるが故に、回転軸のずれ量の絶対値しか測定できない。したがって、Ｘ−Ｙ平面内の軸からのずれ量を検出するために、Ｘ軸の＋方向、Ｘ軸の−方向、Ｙ軸の＋方向、Ｙ軸の−方向に１個ずつ合計４つのセンサを設置する必要が発生する。
【００１０】
本開示は、回転軸を磁気軸受によって支持する電動モータシステムにおいて、磁気軸受を制御する際に使用するセンサの個数を減らすことを目的とする。
【００１１】
本開示の１つの観点によれば、電動モータシステムは、ロータと、軸線が回転中心に対して変位可能に設けられて、ロータの回転力を出力する回転軸と、電磁力によってロータに回転力を発生させるステータと、
回転軸を電磁力によって回転自在に支持する磁気軸受と、回転軸に装着されて回転軸の軸線を中心とする周方向に複数の磁極が並べられている永久磁石と、回転中心を中心とする周方向に並べられて、永久磁石から発生される磁束を検出する３つの検出素子と、３つの検出素子のうち前記回転軸の回転角度に応じて選ばれた２つの検出素子の出力値に基づいて、回転軸の軸線の座標を求める座標検出部と、座標検出部によって求められた座標に基づいて、回転軸の軸線を回転中心に近づけるように磁気軸受を制御する制御部と、を備える。
【００１２】
このように、制御部は、永久磁石から発生される磁束を検出する３つの検出素子のうち前記回転軸の回転角度に応じて選ばれた２つの検出素子の出力値に基づいて、回転軸の軸線を回転中心に近づけるように磁気軸受を制御するという手法を採用する。３つの検出素子が磁束を検出するので、個々の検出素子の検出結果を用いて当該検出素子から磁石までの距離を特定できる。したがって、従来よりも検出素子の数を減らすことができる。２つの検出素子から磁石までの距離がわかれば、軸線の座標がわかるが、周方向に並べられた複数の磁極の境界に近い検出素子の出力信号が不安定になるので、３つの検出素子が必要になる。したがって、回転軸を磁気軸受によって支持する電動モータにおいて、磁気軸受を使用する際に使用するセンサの個数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態におけるモータ制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１中ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１中の傾き制御用のコイルの配置を示す断面図である。
【図５】図１中の回転制御用のコイルの配置を示す断面図である。
【図６】Ｘ−Ｙ座標にて回転軸の傾きを示す図である。
【図７】Ｘ−Ｙ−Ｚ座標にて回転軸の傾きを示す図である。
【図８】図１中の制御回路の電気回路構成を示す電気回路図である。
【図９】傾き制御用ｕ１相コイルによって生じる電磁力を示す図である。
【図１０】傾き制御用ｖ１相コイルによって生じる電磁力を示す図である。
【図１１】傾き制御用ｗ１相コイルによって生じる電磁力を示す図である。
【図１２】回転制御用のコイルによって生じる電磁力を示す図である。
【図１３】傾き制御用のコイルによって生じる支持力を示す図である。
【図１４】ホール素子の出力信号と回転軸の回転角度の関係を示す図である。
【図１５】図１中の制御回路の制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図１６】図１５のフローチャート中の一部のステップ１００の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】制御回路の制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図１８】制御回路の制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図１９】制御回路の制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図２０】制御回路において回転軸の軸線のＸＹ座標を求める処理を説明するための図である。
【図２１】図８のホール素子の出力信号と回転軸の回転角度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態の電動モータシステム１について図１、図２等に基づいて説明する。
【００１５】
本実施形態の電動モータシステム１は、図１および図２に示すように、電動モータ１０を備える。
【００１６】
電動モータ１０は、回転軸３０、センターピース３１、軸受け３２、抑え部３３、ステータ３５、ロータ３６、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、および永久磁石３８を備える。
【００１７】
回転軸３０は、ロータ３６の回転力をファン等の被駆動対象に伝える回転軸である。
【００１８】
センターピース３１は、筒部３１ａ、およびフランジ部３１ｂを備える支持部材である。筒部３１ａは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする筒状に形成されている。回転中心線Ｍ１については図７を参照のこと。筒部３１ａの中空部内には、回転軸３０が配置されている。
【００１９】
フランジ部３１ｂは、筒部３１ａの軸線方向一方側から径方向の外側に突起するように形成されている。センターピース３１は、プレート４０に固定されている。径方向とは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする径方向である。
【００２０】
軸受け３２は、回転軸３０の軸線方向一方側を回転自在に支持する機械的軸受けである。軸受け３２は、センターピース３１の筒部３１ａに対して径方向内側に配置されている。軸受け３２は、筒部３１ａにより支持されている。軸受け３２は、抑え板４１によって軸線方向一方側から支持されている。
【００２１】
本実施形態では、軸受け３２として、例えば、転がり軸受が使用されている。転がり軸受は、回転軸３０の外周側に配置される軌道と、回転軸３０および軌道の間に配置される転動体とを備え、転動体が転がり運動することによって回転軸３０を支持する周知の軸受けである。
【００２２】
抑え部３３は、ロータケース６０のうちロータ支持部６０ａと軸受け３２との間に配置されている。抑え部３３は、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とするリング状に形成されている。
【００２３】
抑え部３３および回転軸３０の間には、隙間が形成されている。抑え部３３は、回転軸３０の回転中心線Ｍ１から回転軸３０が大きく傾いた状態で回転軸３０を支える軸受け部である。抑え部３３は、センターピース３１の筒部３１ａによって支持されている。本実施形態の抑え部３３は、潤滑性を有する樹脂材料によって形成されている。
【００２４】
ステータ３５は、図１に示すように、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、およびステータコア５２を備える。
【００２５】
ステータコア５２は、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃから発生する磁束（すなわち、磁界）を通過させる磁路を構成する。さらに、ステータコア５２は、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃから発生する磁束（すなわち、磁界）を通過させる磁路を構成する。ステータコア５２は、複数の永久磁石６１とともに磁気回路を構成する。
【００２６】
具体的には、ステータコア５２は、図３に示すように、リング部５３、およびティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌを備える。リング部５３は、センターピース３１の筒部３１ａに対して回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする径方向外側に配置されている。リング部５３は、筒部３１ａに固定されている。
【００２７】
ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌは、リング部５３から径方向外側に突出するように形成されている。ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌは、それぞれ、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。
【００２８】
ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５４ｅ、５４ｆ、５４ｇ、５４ｈ、５４ｉ、５４ｊ、５４ｋ、５４ｌは、それぞれ先端側が円周方向に延びるように形成されている。
【００２９】
本実施形態のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、回転軸３０の支持力を発生させる傾き制御用コイルである。図４に本実施形態のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃの配置を示す。
【００３０】
図４では、説明の便宜上、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃの図示を省略する。図４において、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃにおいて、×印は、紙面垂直方向の手前側から奥側に向けて電流が流れる状態を示し、黒点は、紙面垂直方向の奥側から手前側に向けて電流が流れる状態を示している。
【００３１】
コイル５０ａは、Ｕ１相コイルであって、ティース５４ａ、５４ｄ、５４ｇ、５４ｊに巻かれている。ティース５４ａ、５４ｄ、５４ｇ、５４ｊは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度９０度ずつオフセットして並べられている。
【００３２】
コイル５０ｂは、Ｖ１相コイルであって、ティース５４ｃ、５４ｆ、５４ｉ、５４ｌに巻かれている。ティース５４ｃ、５４ｆ、５４ｉ、５４ｌは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度９０度ずつオフセットして配置されている。
【００３３】
コイル５０ｃは、Ｗ１相コイルであって、ティース５４ｂ、５４ｅ、５４ｈ、５４ｋに巻かれている。ティース５４ｂ、５４ｅ、５４ｈ、５４ｋは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度９０度ずつオフセットして並べられている。
【００３４】
なお、本実施形態のコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、ステータコア５２、および永久磁石６１は、回転軸３０を電磁的作用によって支持する磁気軸受を構成する。
【００３５】
本実施形態では、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに対して、ロータ３６側（すなわち、回転中心線Ｍ１を中心とする径方向外側）に配置されている。
【００３６】
本実施形態のコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、ロータ３６を回転させるための回転磁界を発生する回転駆動用コイルである。図５に本実施形態のコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃの配置を示す。
【００３７】
図５では、説明の便宜上、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃの図示を省略する。図５において、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃにおいて、×印は、紙面垂直方向の手前側から奥側に向けて電流が流れる状態を示し、黒点は、紙面垂直方向の奥側から手前側に向けて電流が流れる状態を示している。
【００３８】
まず、コイル５１ａは、Ｕ２相コイルであって、ティース５４ｃ、５４ｄ、５４ｉ、５４ｊに巻かれている。ティース５４ｃ、５４ｉは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度１８０度オフセットして配置されている。ティース５４ｄ、５４ｊは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に角度１８０度オフセットして配置されている。
【００３９】
ここで、ティース５４ｃに巻かれているコイル５０ａとティース５４ｄに巻かれているコイル５０ａとは、異なる方向に巻かれている。ティース５４ｉに巻かれているコイル５０ａとティース５４ｊに巻かれているコイル５０ａとは、異なる方向に巻かれている。
【００４０】
コイル５１ｂは、Ｖ２相コイルであって、ティース５４ａ、５４ｂ、５４ｇ、５４ｈに、巻かれている。ティース５４ａ、５４ｇは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度１８０度オフセットして配置されている。ティース５４ｂ、５４ｈは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に角度１８０度オフセットして配置されている。
【００４１】
ここで、ティース５４ａに回巻きされているコイル５０ｂとティース５４ｂに回巻きされているコイル５０ｂとは、異なる方向に巻かれている。ティース５４ｇに回巻きされているコイル５０ｂとティース５４ｈに回巻きされているコイル５０ｂとは、異なる方向に巻かれている。
【００４２】
コイル５１ｃは、Ｗ２相コイルであって、ティース５４ｅ、５４ｆ、５４ｋ、５４ｌに、巻かれている。ティース５４ｅ、５４ｋは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向において角度１８０度オフセットして配置されている。ティース５４ｆ、５４ｌは、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に角度１８０度オフセットして配置されている。
【００４３】
ここで、ティース５４ｅに回巻きされているコイル５０ｃとティース５４ｆに回巻きされているコイル５０ｃとは、異なる方向に巻かれている。ティース５４ｋに回巻きされているコイル５０ｃとティース５４ｌに回巻きされているコイル５０ｃと異なる方向に巻かれている。
【００４４】
このようにコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃとコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃとは、共通のステータコア５２に巻かれている。つまり、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃとコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃとは、ステータコア５２を介してセンターピース３１に取り付けられている。そして、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに流れる電流とコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃに流れる電流とは、制御回路７３により制御される。
【００４５】
ロータ３６は、図１に示すように、ロータケース６０、および複数の永久磁石６１を備える。ロータケース６０は、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５０ａ、５０ｂ、５０ｃから発生される磁束、および複数の永久磁石６１から発生される磁束を通過させる磁路を構成するものであって、回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする筒状に形成されているヨークである。
【００４６】
ロータケース６０は、ロータ支持部６０ａ、蓋部６０ｃ、および側壁６０ｄを備える。蓋部６０ｃは、軸線Ｍ２を中心とする円板状に形成されている。蓋部６０ｃは、ステータ３５に対して軸線方向他方側に配置されている。
【００４７】
ロータ支持部６０ａは、蓋部６０ｃのうち軸線Ｍ２側から軸線方向他方側に突出して貫通孔６０ｂを有する円筒状に形成されている。ロータ支持部６０ａの貫通孔６０ｂは、その軸線が回転軸３０の軸線Ｍ２に一致している。回転軸３０がロータ支持部６０ａの貫通孔６０ｂ内に貫通した状態でロータ支持部６０ａが回転軸３０に接続されている。ロータ支持部６０ａは、ロータ３６のうち回転軸３０に支持されている部位である。
【００４８】
側壁６０ｄは、回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする円筒状に形成されている。側壁６０ｄは、蓋部６０ｃのうち回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする径方向外側から軸線方向一方側に突出している。
【００４９】
複数の永久磁石６１は、側壁６０ｄに対して軸線Ｍ２を中心とする径方向内側に配置されている。複数の永久磁石６１は、回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする円周方向に並べられている。複数の永久磁石６１は、側壁６０ｄに固定されている。
【００５０】
複数の永久磁石６１は、ロータ３６において複数の磁極を形成するものである。複数の永久磁石６１は、それぞれの磁極が軸線Ｍ２を中心とする径方向内側に向くように配置されている。
【００５１】
具体的には、磁極としてのＳ極およびＮ極が軸線Ｍ２を中心とする円周方向に交互に並ぶように複数の永久磁石６１が配列されている。本実施形態では、１２個の永久磁石６１が配置されている。
【００５２】
図２のホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、それぞれ、永久磁石３８から発生される磁束を検出する検出素子である。ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、センターピース３１の筒部３１ａのうち軸線方向他方側において筒部３１ａに対して軸線Ｍ２を中心とする径方向内側に配置されている。
【００５３】
ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、センターピース３１の筒部３１ａに支持されている。ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、センターピース３１の筒部３１ａの内周面から径方向内側に突起している。
【００５４】
ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、図２に示すように、回転中心線Ｍ１が延びる方向から視て、回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に１２０ｄｅｇずつオフセットして配置されている。
【００５５】
このことにより、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち任意の２つのホール素子は、回転中心線Ｍ１を中心とする点対称となる位置から外れるようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが配置されていることになる。
【００５６】
すなわち、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうちどの２つのホール素子をとってもこれら２つのホール素子を結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１から外れるようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが配置されている。
【００５７】
具体的には、ホール素子３７ａ、３７ｂを結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１から外れ、かつホール素子３７ａ、３７ｃを結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１から外れ、さらに、ホール素子３７ｂ、３７ｃを結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１から外れるようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが配置されている。
【００５８】
本実施形態では、回転中心線Ｍ１が延びる方向の座標をＺ座標としたとき、ホール素子３７ａのＺ座標、ホール素子３７ｂのＺ座標、およびホール素子３７ｃのＺ座標が一致している。
【００５９】
ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、回転軸３０の回転角度、および回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標を算出するためのものである。本実施形態のホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃは、永久磁石３８のから生じる磁界を検出するホール素子から構成されている。３つのホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが磁束を検出するので、個々のホール素子の検出結果を用いて当該ホール素子から磁石までの距離を特定できる。
【００６０】
永久磁石３８は、ロータケース６０のロータ支持部６０ａと抑え部３３との間に配置されている。永久磁石３８は、図２に示すように、軸線Ｍ２を中心として回転軸３０を囲むようにリング状に形成されて、軸線Ｍ２を中心とする径方向外側に向けて磁極としての１対のＳ極とＮ極とが形成されている。
【００６１】
永久磁石３８は、Ｓ極とＮ極とが軸線Ｍ２を中心とする円周方向に並べられている。Ｓ極とＮ極とは、それぞれ、半月状に形成されて、回転中心線Ｍ１を中心として１８０ｄｅｇオフセットして配置されている。
【００６２】
このように構成された電動モータ１０では、図６、図７に示すように、回転軸３０のうち軸受け３２側を支点として、回転軸３０の回転中心線Ｍ１から回転軸３０の軸線Ｍ２が傾くことが可能に構成される。
【００６３】
図６では、前記支点を原点０とし、回転軸３０の回転中心線Ｍ１をＺ軸とし、回転中心線Ｍ１に直交するＸ軸とＹ軸とを設定し、Ｚ軸に対して回転軸３０が角度θ傾いた例を示している。図６中の（Ｘ０、Ｙ０）は、回転軸３０の軸線Ｍ２の軸線方向他方側端部のＸ−Ｙ座標を示している。
【００６４】
次に、本実施形態の電動モータシステム１の電気的構成について説明する。
【００６５】
電子制御装置７０は、図８に示すように、インバータ回路７１、７２、および制御回路７３を備える。
【００６６】
インバータ回路７１は、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を備える。
【００６７】
トランジスタＳＷ１、ＳＷ２は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、正極母線７１ａおよび負極母線７１ｂの間に直列接続されている。
【００６８】
トランジスタＳＷ１、ＳＷ２の間の共通接続端子Ｔ１は、コイル５０ａに接続されている。トランジスタＳＷ３、ＳＷ４の間の共通接続端子Ｔ２は、コイル５０ｂに接続されている。トランジスタＳＷ５、ＳＷ６の間の共通接続端子Ｔ３は、コイル５０ｃに接続されている。コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、スター結線により接続されている。
【００６９】
インバータ回路７２は、トランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６を備える。
【００７０】
トランジスタＳＹ１、ＳＹ２は、正極母線７２ａおよび負極母線７２ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＹ３、ＳＹ４は、正極母線７２ａおよび負極母線７２ｂの間に直列接続されている。トランジスタＳＹ５、ＳＹ６は、正極母線７２ａおよび負極母線７２ｂの間に直列接続されている。
【００７１】
トランジスタＳＹ１、ＳＹ２の間の共通接続端子Ｄ１は、コイル５１ａに接続されている。トランジスタＳＹ３、ＳＹ４の間の共通接続端子Ｄ２は、コイル５１ｂに接続されている。トランジスタＳＹ５、ＳＹ６の間の共通接続端子Ｄ３は、コイル５１ｃに接続されている。コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、スター結線により接続されている。正極母線７１ａ、７２ａは、直流電源Ｂａの正極電極に接続されている。負極母線７１ｂ、７２ｂは、直流電源Ｂａの負極電極に接続されている。
【００７２】
制御回路７３は、マイクロコンピュータやメモリ等に構成されているもので、メモリに記憶されているコンピュータプログラムにしたがって、ロータ３６に回転力を発生させるとともに、回転軸３０を支持する支持力を出力する制御処理を実行する。そして、制御回路７３は、制御処理の実行に伴って、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの出力信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して、デジタル信号に基づいて、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、およびトランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６をスイッチング制御する。メモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。
【００７３】
以下、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの出力信号とデジタル信号とを区別するために、ホール素子３７ａの出力信号を出力信号ｈａとし、出力信号ｈａをＡ／Ｄ変換したデジタル信号をデジタル信号ｈａとする。ホール素子３７ｂの出力信号を出力信号ｈｂとし、出力信号ｈｂをＡ／Ｄ変換したデジタル信号をデジタル信号ｈｂとする。ホール素子３７ｃの出力信号を出力信号ｈｃとし、出力信号ｈｃをＡ／Ｄ変換したデジタル信号をデジタル信号ｈｃとする。
【００７４】
共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からコイル５０ａに電流が出力されたときには、図９に示すように、コイル５０ａおよび複数の磁極（すなわち、永久磁石６１）の間には、複数の永久磁石６１によって生じる磁束Ｇａに基づいて、電磁力としての反発力、吸引力が発生する。
【００７５】
具体的には、ティース５４ａ、５４ｄ、５４ｇ、５４ｊに巻かれているコイル５０ａと複数の永久磁石６１との間には、電磁力としての反発力、吸引力が発生する。このようなコイル５０ａと複数の永久磁石６１との間に生じる反発力、吸引力が合成されて電磁力ｆｕ１が発生する。電磁力ｆｕ１は、ロータ３６を第１方向に移動させる力である。第１方向は、回転軸３０の軸線を中心として紙面右側に延びる軸をＸ軸としたとき、Ｘ軸から時計回り方向に２２５°回転した方向である。
【００７６】
なお、図９、図１０、図１１において、径方向外側を向いた矢印が反発力を示し、径方向内側を向いた矢印が吸引力を示している。
【００７７】
共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からコイル５０ｂに電流が出力されたときには、図１０に示すように、コイル５０ｂおよび複数の磁極の間には、複数の永久磁石６１によって生じる磁束Ｇｂに基づいて、電磁力としての反発力、吸引力が発生する。
【００７８】
具体的には、ティース５４ｃ、５４ｆ、５４ｉ、５４ｌに巻かれているコイル５０ｂと複数の永久磁石６１との間には、電磁力としての反発力、吸引力が発生する。このようなコイル５０ｂと複数の永久磁石６１との間に生じる反発力、吸引力が合成されて電磁力ｆｖ１が発生する。電磁力ｆｖ１は、ロータ３６を第２方向に移動させる力である。第２方向は、上記Ｘ軸から時計回り方向に１０５°回転した方向である。
【００７９】
共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からコイル５０ｃに電流が出力されたときには、図１１に示すように、コイル５０ｃおよび複数の磁極の間には、複数の永久磁石６１によって生じる磁束Ｇｃに基づいて、電磁力として反発力、吸引力が発生する。
【００８０】
具体的には、ティース５４ｂ、５４ｅ、５４ｈ、５４ｋに巻かれているコイル５０ｃと複数の永久磁石６１との間には、電磁力としての反発力、吸引力が発生する。このようなコイル５０ｃと複数の永久磁石６１との間に生じる反発力、吸引力が合成されて電磁力ｆｗ１が発生する。電磁力ｆｗ１は、ロータ３６を第３方向に移動させる力である。第３方向は、上記Ｘ軸から反時計回り方向に１５°回転した方向である。
【００８１】
ここで、電磁力ｆｕ１の方向、電磁力ｆｖ１の方向、および電磁力ｆｗ１の方向は、回転軸３０の回転中心線Ｍ１を中心とする円周方向に同一間隔で並べられている。
【００８２】
具体的には、電磁力ｆｕ１の方向は、電磁力ｆｖ１の方向に対して角度１２０℃オフセットしている。電磁力ｆｖ１の方向は、電磁力ｆｗ１の方向に対して角度１２０℃オフセットしている。電磁力ｆｗ１の方向は、電磁力ｆｕ１の方向に対して角度１２０℃オフセットしている。ここで、電磁力ｆｕ１、ｆｖ１、ｆｗ１をそれぞれ単位ベクトルとする。
【００８３】
このような電磁力ｆｕ１、ｆｖ１、ｆｗ１、および電磁力ｆｕ１、ｆｖ１、ｆｗ１に掛ける係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を用いて、回転中心線Ｍ１に回転軸３０の軸線Ｍ２を近づけるための支持力Ｆａを、図１３に鑑みて、下記の数式１で表すことができる。軸線Ｍ２については、図８を参照のこと。
【００８４】
Ｆａ＝Ｋ１・ｆｕ１＋Ｋ２・ｆｖ１＋Ｋ３・ｆｗ１・・・（数式１）
制御回路７３がトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を制御して共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに流す電流を制御する。このため、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３が制御されることにより、支持力Ｆａの大きさ、および方向をそれぞれ制御することができる。
【００８５】
制御回路７３がトランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６を制御して共通接続端子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３からコイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃに電流が出力される。このため、図１３に示すように、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃから回転磁界Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃが順次に発生する。回転磁界Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃは、複数の永久磁石６１に回転力を発生させる。
【００８６】
回転磁界Ｙａは、ティース５４ｃ、５４ｄの間に配置されるコイル５１ａとティース５４ｉ、５４ｊの間に配置されるコイル５１ａとから発生される。回転磁界Ｙｂは、ティース５４ｇ、５４ｈの間に配置されるコイル５１ｂとティース５４ａ、５４ｂの間に配置されるコイル５１ｂとから発生される。回転磁界Ｙｃは、ティース５４ｅ、５４ｆの間に配置されるコイル５１ｃとティース５４ｋ、５４ｌの間に配置されるコイル５１ｃとから発生される。
【００８７】
次に、本実施形態の電動モータシステム１の作動について説明する。
【００８８】
以下、制御回路７３の制御処理の説明に先立って、電動モータシステム１の作動の概略について図１４を参照して説明する。
【００８９】
まず、ロータ３６が図１４中反時計回りに回転すると、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが正値→負値→正値→負値の順に変化し、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが負値→正値→負値→正値の順に変化し、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが正値→負値→正値→負値→正値の順に変化する。
【００９０】
例えば、ロータ３６の回転角度θが零ｄｅｇになると、永久磁石３８のうちＳ極とＮ極との間の境界（以下、磁極境界ともいう）が、ホール素子３７ａが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ａを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる。
【００９１】
次に、ロータ３６の回転角度θが６０ｄｅｇになると、永久磁石３８の磁極境界が、ホール素子３７ｃが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ｃを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零になる。
【００９２】
次に、ロータ３６の回転角度θが１２０ｄｅｇになると、永久磁石３８の磁極境界が、ホール素子３７ｂが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ｂを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零になる。
【００９３】
次に、ロータ３６の回転角度θが１８０ｄｅｇになると、永久磁石３８の磁極境界が、ホール素子３７ａが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ａを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる。
【００９４】
次に、ロータ３６の回転角度θが２４０ｄｅｇになると、永久磁石３８の磁極境界がホール素子３７ｃが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ｃを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零になる。
【００９５】
次に、ロータ３６の回転角度θが３００ｄｅｇになると、永久磁石３８の磁極境界がホール素子３７ｂが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ｂを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零になる。
【００９６】
次に、ロータ３６の回転角度θが零ｄｅｇ（すなわち３６０ｄｅｇ）になると、永久磁石３８の磁極境界がホール素子３７ａが位置する角度に到達する。このため、ホール素子３７ａを通過する磁束が零になり、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる。
【００９７】
次に、制御回路７３の制御処理について図１５〜図１９を参照して説明する。
【００９８】
制御回路７３は、図１５〜図１９のフローチャートにしたがって制御処理を実行する。
【００９９】
まず、制御回路７３は、図１５のステップ１００において、回転軸３０の回転角度θを初期化する。
【０１００】
具体的には、制御回路７３は、ステップ１０１において、電動モータ１０の駆動を開始する。より詳しく説明すると、制御回路７３は、トランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６をスイッチング制御する。
【０１０１】
これにより、インバータ回路７１のトランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６がスイッチングして、共通接続端子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３からコイルに三相交流電流を出力する。
【０１０２】
このため、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃから回転磁界Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃが発生する。これにより、複数の永久磁石６１には、回転磁界に同期して回転する回転力が発生する。これに伴い、回転軸３０は、ロータ３６とともに回転する。
【０１０３】
次に、制御回路７３は、ステップ１０２において、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂをデジタル信号ｈｂにアナログ−デジタル変換し、このデジタル信号ｈｂに基づいてホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きいか否かをステップ１０３で判定する。
【０１０４】
このとき、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零以下であるとき、すなわち、ｈｂ≦０であるとき、ステップ１０３でＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１０２に戻り、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂをデジタル信号ｈｂにアナログ−デジタル変換し、このデジタル信号ｈｂに基づいて、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きいか否かをステップ１０３で判定する。
【０１０５】
このため、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零以下である状態が継続すると、ステップ１０２の処理とステップ１０３のＮＯ判定とが繰り返し実行される。その後、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きくなると、すなわち、ｈｂ＞０になると、制御回路７３は、ステップ１０３でＹＥＳと判定する。
【０１０６】
次に、制御回路７３は、ステップ１０４において、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂをデジタル信号ｈｂにアナログ−デジタル変換し、このデジタル信号ｈｂに基づいてホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零未満であるか否かを判定する。
【０１０７】
このとき、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きいとき、すなわち、ｈｂ＞０のとき、ステップ１０５でＮＯと判定する。これに伴い、ステップ１０４に戻る。
【０１０８】
このため、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きい状態が継続すると、ステップ１０４の処理とステップ１０５のＮＯ判定とが繰り返し実行される。その後、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零未満になると、すなわち、ｈｂ≦０になると、制御回路７３は、ステップ１０５でＹＥＳと判定する。
【０１０９】
次に、制御回路７３は、ステップ１０６において、タイマーのカウント時間Ｔを初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１０５でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０１１０】
次に、制御回路７３は、ステップ１０７において、ホール素子３７ａの出力信号ｈａをデジタル信号ｈａにアナログ−デジタル変換し、このデジタル信号ｈａに基づいてホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以上であるか否かをステップ１０８で判定する。
【０１１１】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満であるとき、すなわちｈａ＜０であるとき、ステップ１０８でＮＯと判定して、ステップ１０７に戻る。
【０１１２】
このため、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満である状態が継続すると、ステップ１０７の処理とステップ１０８のＮＯ判定とが繰り返し実行される。その後、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になると、すなわちｈａ＝０になると、制御回路７３は、ステップ１０８でＹＥＳと判定する。
【０１１３】
次に、制御回路７３は、ステップ１０９において、回転軸３０の回転角度θを初期化して回転角度θ＝０とする。つまり、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零となる回転軸３０の回転角度θを零ｄｅｇとする。
【０１１４】
これに加えて、制御回路７３は、次のように、タイマーのカウント時間Ｔに基づいて回転軸３０の角速度ωを算出する。
【０１１５】
タイマーのカウント時間Ｔは、制御回路７３がステップ１０５でＹＥＳと判定してからステップ１０８でＹＥＳと判定するまでに要する時間である。ここで、制御回路７３がステップ１０５でＹＥＳと判定してからステップ１０８でＹＥＳと判定するまでの間に回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０１１６】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。
【０１１７】
次に、制御回路７３は、ステップ１１０において、タイマーのカウント時間Ｔを初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１０８でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０１１８】
次に、制御回路７３は、ステップ１２０において、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とし、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０を零とする。すなわち、θ０＝０とする。これに加えて、制御回路７３は、ステップ１３０（すなわち、回転角度検出部）において、次の数式１に、タイマーのカウント時間Ｔ、初期値θ０（すなわち０）、回転軸３０の角速度ωを代入して回転軸３０の回転角度θを求める。
【０１１９】
θ＝θ０＋ω×Ｔ・・・・・（数式１）
ここで、タイマーのカウント時間Ｔは、ステップ１０８でＹＥＳと判定してから経過した時間である。
【０１２０】
次に、制御回路７３は、ステップ１４０において、上記ステップ１３０で算出される回転軸３０の回転角度θに基づいて回転制御を実行する。
【０１２１】
具体的には、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度θに基づいて、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃのうち励磁すべきコイルを選択する。この選択したコイルに電流を流すためにトランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６をスイッチング制御する。
【０１２２】
これにより、インバータ回路７１のトランジスタＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＹ４、ＳＹ５、ＳＹ６がスイッチングするため、共通接続端子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３から上記選択したコイルに電流が流れる。
【０１２３】
このため、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃから回転磁界Ｙａ、Ｙｂ、Ｙｃが発生する。これにより、複数の永久磁石６１には、回転磁界に同期して回転する回転力が発生する。これに伴い、回転軸３０は、ロータ３６とともに回転する。
【０１２４】
次に、制御回路７３は、ステップ１５０において、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｂ、ｈｃをデジタル信号ｈａ、ｈｂ、ｈｃにアナログ−デジタル変換する。
【０１２５】
次に、制御回路７３は、ステップ１６０において、デジタル信号ｈａに基づいてホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満であるか否かを判定する。
【０１２６】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以上となり（すなわち、ｈａ≧０となり）、ステップ１６０においてＮＯと判定する。
【０１２７】
次に、制御回路７３は、ステップ１６２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが、次の（ａ）（ｂ）のいずれか一方の条件を満たしているか否かを判定する。
【０１２８】
（ａ）回転軸３０の回転角度θが３３０ｄｅｇよりも大きい。
【０１２９】
（ｂ）回転軸３０の回転角度θが３０ｄｅｇ未満である。
【０１３０】
このとき、回転軸３０の回転角度θが３０ｄｅｇ未満となり、（ｂ）の条件を満たしているとして、ステップ１６２においてＹＥＳと判定する。
【０１３１】
次に、制御回路７３は、ステップ１６３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈｂ、ｈｃに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０１３２】
本実施形態の回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）とは、回転軸３０のうち軸線方向他方側端部における軸線Ｍ２のＸＹ座標である。ＸＹ座標は、回転中心線Ｍ１に直交し、かつ互いに直交するＹ軸およびＸ軸からなる。回転中心線Ｍ１は、Ｚ軸を構成する。
【０１３３】
次に、制御回路７３は、ステップ１６４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。なお、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める算出処理の詳細と回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御の詳細とについて後述する。
【０１３４】
次に、制御回路７３は、ステップ１６５において、次の（ｃ）（ｄ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０１３５】
（ｃ）フラグθｆが“１”である。
【０１３６】
（ｄ）ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以上ある。
【０１３７】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以上であるものの、フラグθｆが“０”であるため、（ｃ）の条件を満たしていないとして、ステップ１６５においてＮＯと判定する。
【０１３８】
その後、制御回路７３は、図１５のステップ１３０において、上記数式１に、タイマーのカウント時間Ｔ、初期値θ０（すなわち０）、回転軸３０の角速度ωを代入して回転軸３０の回転角度θを求める。
【０１３９】
次に、制御回路７３は、ステップ１４０において、上記ステップ１２０で算出される回転軸３０の回転角度θに基づいて回転制御を実行する。
【０１４０】
次に、制御回路７３は、ステップ１５０において、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｂ、ｈｃをアナログ−デジタル変換する。
【０１４１】
その後、制御回路７３は、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１６３、１６４、ステップ１６５のＮＯ判定、およびステップ１３０、１４０、１５０の処理を繰り返し実行する。
【０１４２】
その後、回転軸３０の回転角度θが３０ｄｅｇ以上になると、制御回路７３は、ステップ１６２において、ＮＯと判定する。
【０１４３】
次に、制御回路７３は、ステップ１７０において、上述のステップ１５０で求められたデジタル信号ｈｃに基づいて、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零よりも大きいか否かを判定する。
【０１４４】
このとき、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以上となり（すなわちｈｃ＞０となり）、ステップ１７０においてＹＥＳと判定する。
【０１４５】
次に、制御回路７３は、ステップ１７１において、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以上であることを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０１４６】
次に、制御回路７３は、ステップ１７２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが９０ｄｅｇ以下であるか否かを判定する。
【０１４７】
このとき、回転軸３０の回転角度θが９０ｄｅｇ以下となり、ステップ１７２においてＹＥＳと判定する。
【０１４８】
次に、制御回路７３は、ステップ１７３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈａ、ｈｂに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０１４９】
次に、制御回路７３は、ステップ１７４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。
【０１５０】
次に、制御回路７３は、ステップ１７５において、次の（ｅ）（ｆ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０１５１】
（ｅ）フラグθｆが“１”である。
【０１５２】
（ｆ）ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以下ある。
【０１５３】
このとき、フラグθｆが“１”であるものの、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零よりも大きい。このため、（ｆ）の条件を満たしていないとして、ステップ１７５においてＮＯと判定する。
【０１５４】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１７０のＹＥＳ判定、ステップ１７１、ステップ１７２のＹＥＳ判定、ステップ１７３、１７４、ステップ１７５のＮＯ判定の処理を繰り返し実行する。
【０１５５】
その後、回転軸３０の回転角度θが６０ｄｅになると、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零となり（すなわちｈｃ＝０となり）、制御回路７３は、ステップ１７５においてＹＥＳと判定する。
【０１５６】
このことにより、回転軸３０の回転角度θが６０ｄｅｇであることを判定することになる。
【０１５７】
次に、制御回路７３は、ステップ１７６において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０１５８】
次に、制御回路７３は、ステップ１７７において、次のように、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０１５９】
具体的には、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが負値から正値に変化してステップ１０８でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが正値から負値に変化してステップ１７５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０１６０】
この場合、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが負値から正値に変化してステップ１０８でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが正値から負値に変化してステップ１７５でＹＥＳと判定するまでに回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０１６１】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０１６２】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ１７７において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１７５でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０１６３】
次に、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＹＥＳ判定、ステップ１７３、１７４を実行する。
【０１６４】
次に、制御回路７３は、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零よりも小さいものの、フラグθｆが“０”であるとして、（ｅ）の条件を満たしていないとして、ステップ１７５においてＮＯと判定する。
【０１６５】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＹＥＳ判定、ステップ１７３、１７４、およびステップ１７５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０１６６】
その後、回転軸３０の回転角度θが９０ｄｅｇよりも大きくなると、制御回路７３は、ステップ１７２においてＮＯと判定する。
【０１６７】
次に、制御回路７３は、図１８のステップ１８０において、上述のステップ１５０で求められたデジタル信号ｈｂに基づいて、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零未満であるか否かを判定する。
【０１６８】
このとき、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零未満となり（すなわち、ｈｂ＜０となり）、ステップ１８０においてＹＥＳと判定する。
【０１６９】
次に、制御回路７３は、ステップ１８１において、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零未満であることを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０１７０】
次に、制御回路７３は、ステップ１８２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが１５０ｄｅｇ未満であるか否かを判定する。
【０１７１】
このとき、回転軸３０の回転角度θが１５０ｄｅｇ以下となり、ステップ１８２においてＹＥＳと判定する。
【０１７２】
次に、制御回路７３は、ステップ１８３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈａ、ｈｃに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０１７３】
次に、制御回路７３は、ステップ１８４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。
【０１７４】
次に、制御回路７３は、ステップ１８５において、次の（ｇ）（ｈ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０１７５】
（ｇ）フラグθｆが“１”である。
【０１７６】
（ｈ）ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零以上である。
【０１７７】
このとき、フラグθｆが“１”であるものの、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｂが零未満である。このため、（ｈ）の条件を満たしていないとして、制御回路７３は、ステップ１８５においてＮＯと判定する。
【０１７８】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＹＥＳ判定、ステップ１７１、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＹＥＳ判定、ステップ１８１、ステップ１８０のＹＥＳ判定、ステップ１８３、１８４、ステップ１８５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０１７９】
その後、回転軸３０の回転角度θが１２０ｄｅｇになると、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零になる。
【０１８０】
これに伴い、制御回路７３は、フラグθｆが“１”であり、かつホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零であるとして、ステップ１８５においてＹＥＳと判定する。このことにより、回転軸３０の回転角度θが１２０ｄｅｇであることを判定することになる。
【０１８１】
すると、制御回路７３は、ステップ１８６において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０１８２】
次に、制御回路７３は、ステップ１８７において、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０１８３】
具体的には、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが正値から負値に変化してステップ１７５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが負値から正値に変化してステップ１８５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０１８４】
この場合、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが正値から負値に変化してステップ１７５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが負値から正値に変化してステップ１８５でＹＥＳと判定するまでに回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０１８５】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０１８６】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ１８７において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１７０でＮＯと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０１８７】
次に、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＹＥＳ判定、ステップ１８３、１８４、ステップ１８５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０１８８】
その後、回転軸３０の回転角度θが１５０ｄｅよりも大きくなると、制御回路７３は、ステップ１８２においてＮＯと判定する。
【０１８９】
次に、制御回路７３は、ステップ１９０において、上述のステップ１５０で求められたデジタル信号ｈａに基づいて、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零よりも大きいか否かを判定する。
【０１９０】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零よりも大きいとして（すなわちｈａ＞０として）、制御回路７３がステップ１９０においてＮＯと判定する。これに伴い、制御回路７３は、ステップ１９１において、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零よりも大きいことを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０１９１】
次に、制御回路７３は、ステップ１９２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが２１０ｄｅｇ未満であるか否かを判定する。
【０１９２】
このとき、回転軸３０の回転角度θが２１０ｄｅｇ未満となり、ステップ１９２においてＹＥＳと判定する。
【０１９３】
次に、制御回路７３は、ステップ１９３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈｂ、ｈｃに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０１９４】
次に、制御回路７３は、ステップ１９４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。
【０１９５】
次に、制御回路７３は、ステップ１９５において、次の（ｉ）（ｊ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０１９６】
（ｉ）フラグθｆが“１”である。
【０１９７】
（ｊ）ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以下ある。
【０１９８】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以下であるものの、フラグθｆが“０”であるとして、（ｉ）の条件を満たしていないとして、ステップ１９５においてＮＯと判定する。
【０１９９】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＮ０判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＹＥＳ判定、ステップ１９１、ステップ１９２のＹＥＳ判定、ステップ１９３、１９４、およびステップ１９５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２００】
その後、回転軸３０の回転角度θが１８０ｄｅｇになると、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる。
【０２０１】
すると、制御回路７３は、ステップ１９５において、フラグθｆが“１”であり、かつホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以下あるとして、ＹＥＳと判定する。このことにより、回転軸３０の回転角度θが１８０ｄｅｇであることを判定することになる。
【０２０２】
その後、制御回路７３は、ステップ１９６において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０２０３】
次に、制御回路７３は、ステップ１９７において、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０２０４】
具体的には、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが負値から正値に変化してステップ１８５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが正値から負値に変化してステップ１９５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０２０５】
この場合、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが負値から正値に変化してステップ１８５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが正値から負値に変化してステップ１９５でＹＥＳと判定する迄までに回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０２０６】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０２０７】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ１９７において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１９５でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０２０８】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＹＥＳ判定、およびステップ１９３、１９４を実行する。
【０２０９】
次に、制御回路７３は、ステップ１９５において、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以下あるものの、フラグθｆが“０”であるとして、ＮＯと判定する。
【０２１０】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＹＥＳ判定、ステップ１９３、１９４、およびステップ１９５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２１１】
その後、回転軸３０の回転角度θが２１０ｄｅよりも大きくなると、制御回路７３は、ステップ１９２においてＮＯと判定する。
【０２１２】
次に、制御回路７３は、ステップ２００において、上述のステップ１５０で求められたデジタル信号ｈｃに基づいて、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零未満であるか否かを判定する。
【０２１３】
このとき、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零未満となり（すなわちｈｂ＜０となり）、ステップ２００においてＹＥＳと判定する。
【０２１４】
次に、制御回路７３は、ステップ２０１において、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零未満であることを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０２１５】
次に、制御回路７３は、ステップ２０２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが２７０ｄｅｇ未満であるか否かを判定する。
【０２１６】
このとき、回転軸３０の回転角度θが２７０ｄｅｇ未満となり、ステップ２０２においてＹＥＳと判定する。
【０２１７】
次に、制御回路７３は、ステップ２０３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈａ、ｈｂに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０２１８】
次に、制御回路７３は、ステップ２０４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。
【０２１９】
次に、制御回路７３は、ステップ２０５において、次の（ｋ）（ｌ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０２２０】
（ｋ）フラグθｆが“１”である。
【０２２１】
（ｌ）ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以上である。
【０２２２】
このとき、フラグθｆが“１”であるものの、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃ未満である。このため、（ｌ）の条件を満たしていないとして、ステップ２０５においてＮＯと判定する。
【０２２３】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＮＯ判定、ステップ２００のＹＥＳ判定、ステップ２０１、ステップ２０２のＹＥＳ判定、ステップ２０３、２０４、およびステップ２０５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２２４】
その後、回転軸３０の回転角度θが２４０ｄｅｇになると、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零になる。
【０２２５】
すると、制御回路７３は、ステップ２０５において、フラグθｆが“１”であり、かつホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以上あるとして、ＹＥＳと判定する。このことにより、回転軸３０の回転角度θが２４０ｄｅｇであることを判定することになる。
【０２２６】
その後、制御回路７３は、ステップ２０６において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０２２７】
次に、制御回路７３は、ステップ２０７において、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０２２８】
具体的には、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが正値から負値に変化してステップ１９０でＮＯと判定してから、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが負値から正値に変化してステップ２０５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０２２９】
この場合、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが正値から負値に変化してステップ１９０でＮＯと判定してから、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが負値から正値に変化してステップ２０５でＹＥＳと判定する迄までに回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０２３０】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０２３１】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ２０７において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１９５でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０２３２】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＮＯ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＮＯ判定、ステップ２００のＮＯ判定、ステップ２０１、ステップ２０２のＹＥＳ判定、ステップ２０３、２０４、およびステップ２０５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２３３】
その後、回転軸３０の回転角度θが２７０ｄｅｇよりも大きくなると、制御回路７３がステップ２０２においてＮＯと判定する。
【０２３４】
次に、制御回路７３は、ステップ２１０において、上述のステップ１５０で求められたデジタル信号ｈｂに基づいて、ホール素子３７ａの出力信号ｈｂが零よりも大きいか否かを判定する。
【０２３５】
このとき、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きくなり（すなわちｈａ＞０となり）、制御回路７３がステップ２１０においてＹＥＳと判定する。
【０２３６】
次に、制御回路７３は、ステップ２１１において、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きいことを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０２３７】
次に、制御回路７３は、ステップ２１２において、上記ステップ１３０で算出される回転角度θが３３０ｄｅｇ未満であるか否かを判定する。
【０２３８】
このとき、回転軸３０の回転角度θが３３０ｄｅｇ未満となり、ステップ２１２においてＹＥＳと判定する。
【０２３９】
次に、制御回路７３は、ステップ２１３（すなわち座標検出部）において、デジタル信号ｈａ、ｈｃに基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０２４０】
次に、制御回路７３は、ステップ２１４（すなわち制御部）において、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づける支持制御を実行する。
【０２４１】
次に、制御回路７３は、ステップ２１５において、次の（ｍ）（ｎ）の条件をそれぞれ満たすか否かを判定する。
【０２４２】
（ｍ）フラグθｆが“１”である。
【０２４３】
（ｎ）ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零以下ある。
【０２４４】
このとき、フラグθｆが“１”であるものの、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零よりも大きい。このため、（ｎ）の条件を満たしていないとして、ステップ２１５においてＮＯと判定する。
【０２４５】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＹＥＳ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＮＯ判定、ステップ２００のＮＯ判定、ステップ２０２のＮＯ判定、ステップ２１０のＮＯ判定、ステップ２１２のＮＯ判定、ステップ２１３、およびステップ２１５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２４６】
その後、回転軸３０の回転角度θが３００ｄｅｇになると、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零になる。
【０２４７】
すると、制御回路７３は、ステップ２１５において、フラグθｆが“１”であり、かつホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零以下あるとして、ＹＥＳと判定する。このことにより、回転軸３０の回転角度θが３００ｄｅｇであることを判定することになる。
【０２４８】
その後、制御回路７３は、ステップ２１５において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０２４９】
次に、制御回路７３は、ステップ２１７において、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０２５０】
具体的には、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが負値から正値に変化してステップ２０５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが正値から負値に変化してステップ２１５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０２５１】
この場合、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが負値から正値に変化してステップ２０５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが正値から負値に変化してステップ２１５でＹＥＳと判定する迄までに回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０２５２】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０２５３】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ２１７において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ２１５でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０２５４】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＮＯ判定、ステップ１７０のＹＥＳ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＹＥＳ判定、ステップ１８１、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＮＯ判定、ステップ２００のＹＥＳ判定、ステップ２０２のＮＯ判定、ステップ２１０のＮＯ判定、ステップ２１２のＹＥＳ判定、ステップ２１３、２１４を実行する。
【０２５５】
次に、制御回路７３は、ステップ２１５において、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零以下あるものの、フラグθｆが“０”であるとして、ＮＯと判定する。
【０２５６】
その後、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１７０のＹＥＳ判定、ステップ１７２のＮＯ判定、ステップ１８０のＮＯ判定、ステップ１８２のＮＯ判定、ステップ１９０のＮＯ判定、ステップ１９２のＮＯ判定、ステップ２００のＮＯ判定、ステップ２０２のＮＯ判定、ステップ２１０のＮＯ判定、ステップ２１２のＮＯ判定、ステップ２１３、２１４、およびステップ２１５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２５７】
その後、回転軸３０の回転角度θが３３０ｄｅｇよりも大きくなると、制御回路７３は、ステップ２１２においてＮＯと判定する。
【０２５８】
次に、制御回路７３は、図１７のステップ１６０において、デジタル信号ｈａに基づいてホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満であるか否かを判定する。
【０２５９】
このとき、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満となり（すなわちｈａ＜０となり）、ステップ１６０においてＹＥＳと判定する。その後、制御回路７３は、ステップ１６１において、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満であることを記憶するために、フラグθｆをセットしてθｆ＝１とする。
【０２６０】
このとき、回転軸３０の回転角度θが３３０ｄｅｇ以上となり、制御回路７３は、ステップ１６２においてＹＥＳと判定する。
【０２６１】
次に、制御回路７３は、ステップ１６３、１６４を実行してから、ステップ１６５の判定を実行する。
【０２６２】
このとき、フラグθｆが“１”であるものの、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零未満であるため、（ｄ）の条件を満たしていないとして、ステップ１６５においてＮＯと判定する。
【０２６３】
その後、制御回路７３は、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＹＥＳ判定、ステップ１６１、ステップ１６２のＹＥＳ判定、ステップ１６３、１６４、およびステップ１６５のＮＯ判定を繰り返し実行する。
【０２６４】
次に、回転軸３０の回転角度θが３６０ｄｅｇになると、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる。
【０２６５】
すると、制御回路７３は、ステップ１６５において、フラグθｆが“１”であり、かつホール素子３７ａの出力信号ｈａが零以上あるとして、ＹＥＳと判定する。このことにより、回転軸３０の回転角度θが３６０ｄｅｇであることを判定する。
【０２６６】
その後、制御回路７３は、ステップ１６５において、フラグθｆをリセットしてフラグθｆ＝０とするとともに、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０に６０ｄｅｇをインクリメントする。すなわち、θ０＝θ０＋６０ｄｅｇとする。
【０２６７】
次に、制御回路７３は、ステップ１６７において、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０は、３６０ｄｅｇであるか否かを判定する。
【０２６８】
このとき、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０は、３６０ｄｅｇであるとして、ステップ１６７において、ＹＥＳと判定する。これに伴い、制御回路７３は、ステップ１６８において、回転軸３０の回転角度θの初期値θ０をリセットして初期値θ０＝０とする。
【０２６９】
次に、制御回路７３は、ステップ１６９において、タイマーのカウント時間Ｔを用いて回転軸３０の角速度ωを再び計算する。
【０２７０】
具体的には、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが正値から負値に変化してステップ２１５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが負値から正値に変化してステップ１６５でＹＥＳと判定する迄の時間をタイマーのカウント時間Ｔとして求める。
【０２７１】
この場合、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが正値から負値に変化してステップ２１５でＹＥＳと判定してから、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが負値から正値に変化してステップ１６５でＹＥＳと判定する迄に回転軸３０が６０ｄｅｇ回転することになる。
【０２７２】
これにより、制御回路７３は、回転軸３０の回転角度６０ｄｅｇとタイマーのカウント時間Ｔとから回転軸３０の角速度ωを算出することができる。この算出された角速度ωは、ステップ１３０の回転角度の算出に用いられる。
【０２７３】
これに加えて、制御回路７３は、ステップ１６８において、タイマーのカウント時間Ｔを再び初期化してタイマーによる時間Ｔのカウントを開始する。タイマーは、ステップ１６８でＹＥＳと判定してから経過した時間をカウント時間Ｔとして計時する。
【０２７４】
次に、制御回路７３は、ステップ１３０、１４０、１５０、ステップ１６０のＮＯ判定を実行する。その後、制御回路７３は、ステップ１６２において、回転軸３０の回転角度θがθ０＜３０ｄｅｇを満たすとしてＹＥＳと判定する。以降、上述と同様に制御回路７３が制御処理を実行する。
【０２７５】
このようにステップ１６５、１７５、１８５、１９５、２０５、２１５で回転軸３０の回転角度θの判定で行われ、ステップ１６３、１７３、１８３、１９３、２０３、２１３で回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標を算出する。ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標を求める際に用いられるホール素子と、回転軸３０の回転角度θの判定で用いられるホール素子とが、回転軸３０の回転に伴って、切り換わることになる。
【０２７６】
次に、本実施形態において回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めるステップ１６３、１７３、１８３、１９３、２０３、２１３の座標算出処理について説明する。
【０２７７】
まず、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち１つのホール素子に永久磁石３８の磁極境界Ｋ１が対向しているときに、制御回路７３は、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち前記１つのホール素子以外の２つのホール素子の出力信号に基づいて回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０２７８】
図２０に、ホール素子３７ｂに永久磁石３８の磁極境界Ｋ１が対向している具体例を示す。図２０において、ホール素子３７ａのＸＹ座標を（Ｘａ、Ｙａ）とし、ホール素子３７ｂのＸＹ座標を（Ｘｂ、Ｙｂ）とし、ホール素子３７ｃのＸＹ座標を（Ｘｃ、Ｙｃ）とする。
【０２７９】
本実施形態では、ホール素子３７ａの出力信号ｈａ、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃ、および回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定されている。このため、以下の如く、ホール素子３７ａ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｃによって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。
【０２８０】
まず、永久磁石３８の半径をＲとし、ホール素子３７ａのＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）と永久磁石３８との間の最短距離をＬａとし、ホール素子３７ｃのＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）と永久磁石３８との間の最短距離をＬｃとする。ホール素子３７ａとホール素子３７ｃとの間の距離をＬａｃとする。
【０２８１】
ここで、最短距離Ｌａが大きくなるほど、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが小さくなり、最短距離Ｌａが小さくなるほど、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが大きくなる。このため、ホール素子３７ａの出力信号ｈａと最短距離Ｌａとは、１対１で特定される関係となるため、ホール素子３７ａの出力信号ｈａに基づいて最短距離Ｌａを求めることができる。
【０２８２】
ホール素子３７ａのＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）と回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）との間の距離Ｒａは、最短距離Ｌａに永久磁石３８の半径Ｒを加算することにより次の式で求めることができる。Ｒａ＝Ｌａ＋Ｒ。
【０２８３】
最短距離Ｌｃが大きくなるほど、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが小さくなり、最短距離Ｌｃが小さくなるほど、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが大きくなる。このため、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃと最短距離Ｌｃとは１対１で特定される関係となるため、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃに基づいて最短距離Ｌｃを求めることができる。
【０２８４】
ホール素子３７ｃのＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）と回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）との間の距離Ｒｃは、最短距離Ｌｃに永久磁石３８の半径Ｒを加算することにより次の式で求めることができる。Ｒｃ＝Ｌｃ＋Ｒ。
【０２８５】
距離Ｌａｃは、ＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）とＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）とから求めることができる。
【０２８６】
ＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）とＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）とを結ぶ線分と、ＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）とＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）とを結ぶ線分とによって形成される角度をαとする。
【０２８７】
ＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）とＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）とを結ぶ線分と、ＸＹ座標（Ｘｃ、Ｙｃ）を通過してＸ軸に平行に延びる線分Ｘａとによって形成される角度をβとする。
【０２８８】
まず、ホール素子３７ａのＸＹ座標（Ｘａ、Ｙａ）を中心としてＲａ（すなわちＬａ＋Ｒ）を半径とする円Ｅａを描き、ホール素子３７ｂのＸＹ座標（Ｘｂ、Ｙｂ）を中心としてＲｃ（すなわちＬｃ＋Ｒ）を半径とする円Ｅｃを描き、円Ｅａと円Ｅｃとの交点座標としての座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０２８９】
具体的には、距離Ｌａｃと角度βとを次の数式（１）、（２）の如く求める。
【０２９０】
Ｌａｃ  ＝  √（（Ｘａ−Ｘｃ）＾２＋（Ｙａ−Ｙｃ）＾２）・・・（数式１）
β＝ｔａｎ−１（（Ｙａ−Ｙｃ）／（Ｘａ−Ｘｃ））・・・（数式２）
次に、余弦定理を使い、図２０の角度αを数式３、４、５の如く求める。
【０２９１】
Ｒａ＾２  ＝  Ｒｃ＾２＋  Ｌａｃ＾２−２・Ｒｃ・Ｌａｃ・ｃｏｓα（余弦定理）・・・（数式３）
ｃｏｓα  ＝  （Ｒｃ＾２＋  Ｌａｃ＾２−Ｒａ＾２）／（２・Ｒｃ・Ｌａｃ）・・・（数式４）
α  ＝  ｃｏｓ−１  （Ｒｃ＾２＋  Ｌａｃ＾２−Ｒａ＾２）／（２・Ｒｃ・Ｌａｃ）・・・（数式５）
次に、Ｒ，α、βなどから座標（Ｘ０、Ｙ０）を計算する。
【０２９２】
Ｘ０  ＝  Ｘｃ  ＋  （Ｒ＋Ｌｃ）・ｃｏｓ（β＋α）・・・（数式６）
Ｙ０  ＝  Ｘｃ  ＋  （Ｒ＋Ｌｃ）・ｓｉｎ（β＋α）・・・（数式７）
なお、円Ｅａと円Ｅｂとの交点座標は、２つあり、座標（Ｘ０，Ｙ０）以外の交点Ｍａの座標（Ｘ０’、Ｙ０’）を求めることができるものの、位置関係によって、座標（Ｘ０’、Ｙ０’）と座標（Ｘ０，Ｙ０）とを容易に区別することができる。
【０２９３】
Ｘ０’＝  Ｘｃ  ＋  （Ｒ＋Ｌｃ）・ｃｏｓ（β−α）・・・（数式８）
Ｙ０’＝  Ｘｃ  ＋  （Ｒ＋Ｌｃ）・ｓｉｎ（β−α）・・・（数式９）
このように、ホール素子３７ａ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｃ、および回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定される関係になっている。このため、ホール素子３７ａ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｃによって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。
【０２９４】
同様に、ホール素子３７ｃに永久磁石３８の磁極境界Ｋ１が対向している場合においては、ホール素子３７ａ、３７ｂの出力信号ｈａ、ｈｂ、および回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定される関係になっている。このため、ホール素子３７ａ、３７ｂの出力信号ｈａ、ｈｂによって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。
【０２９５】
さらに、ホール素子３７ａに永久磁石３８の磁極境界Ｋ１が対向している場合においては、ホール素子３７ｂ、３７ｃの出力信号ｈｂ、ｈｃ、および回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定される関係になっている。このため、ホール素子３７ｂ、３７ｃの出力信号ｈｂ、ｈｃによって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。
【０２９６】
次に、制御回路７３の支持制御の詳細について説明する。制御回路７３は、上述の如く、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めると、このＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２を回転中心線Ｍ１に近づけるために、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を制御する。
【０２９７】
これにより、共通接続端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに流す電流が制御される。このため、係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３が制御されることにより、支持力Ｆａの大きさ、および方向をそれぞれ制御され、回転軸３０の軸線Ｍ２が回転中心線Ｍ１に近づく。
【０２９８】
以上説明した本実施形態の電動モータシステム１では、電動モータ１０は、ロータ３６と、軸線Ｍ２が回転中心Ｍ１に対して変位可能に設けられて、ロータ３６の回転力を出力する回転軸３０と、電磁力によってロータ３６に回転力を発生させるステータ３５と、回転軸３０を電磁力によって回転自在に支持する磁気軸受と、回転軸３０に装着されて回転軸３０の軸線Ｍ２を中心とする周方向に１対のＳ極、Ｎ極が並べられている永久磁石３８と、回転中心Ｍ１を中心とする周方向に並べられて、永久磁石３８から発生される磁束密度を検出するホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃと、を備える。制御回路７３は、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち回転軸３０の回転角度に応じて選ばれた２つのホール素子の出力値に基づいて、回転軸３０の軸線Ｍ２の座標を求める。それと共に制御回路７３は、この求められた座標に基づいて回転軸の軸線を回転中心に近づけるように磁気軸受を制御する。
【０２９９】
３つのホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが磁束を検出するので、個々のホール素子の検出結果を用いて当該ホール素子から磁石までの距離を特定できる。したがって、従来よりも検出素子の数を減らすことができる。２つのホール素子から磁石までの距離がわかれば、軸線Ｍ２の座標がわかるが、周方向に並べられた複数の磁極の境界に近いホール素子の出力信号が不安定になるので、３つのホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが必要になる。したがって、回転軸３０を磁気軸受によって支持する電動モータ１０において、３つのホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃで磁気軸受を制御することができる。このため、磁気軸受を制御する際に使用するホール素子の個数を減らすことができる。
【０３００】
ここで、図２１に示すように、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが零になる回転角度θ（すなわち０ｄｅｇ、１８０ｄｅｇ）の前後の角度範囲Ｗａでは、ホール素子３７ａの出力信号ｈａが不安定になる。ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが零になる回転角度θ（すなわち１２０ｄｅｇ、３００ｄｅｇ）の前後の角度範囲Ｗｂでは、ホール素子３７ｂの出力信号ｈｂが不安定になる。ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが零になる回転角度θ（すなわち６０ｄｅｇ、２４０ｄｅｇ）の前後の角度範囲Ｗｃでは、ホール素子３７ｃの出力信号ｈｃが不安定になる。
【０３０１】
そこで、本実施形態では、制御回路７３は、角度範囲Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを除いた角度範囲内にロータ３６の回転角度が入っているときに、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０３０２】
具体的には、制御回路７３は、３０ｄｅｇ〜９０ｄｅｇ、２１０ｄｅｇ〜２７０ｄｅｇの角度範囲にロータ３６の回転角度が入っているときに、ホール素子３７ａ、３７ｂの出力信号ｈａ、ｈｂに基づいて回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０３０３】
制御回路７３は、９０ｄｅｇ〜１５０ｄｅｇ、２７０ｄｅｇ〜３３０ｄｅｇの角度範囲にロータ３６の回転角度が入っているときに、ホール素子３７ａ、３７ｃの出力信号ｈａ、ｈｃに基づいて回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０３０４】
制御回路７３は、−３０ｄｅｇ〜３０ｄｅｇ、１５０ｄｅｇ〜２１０ｄｅｇの角度範囲にロータ３６の回転角度が入っているときに、ホール素子３７ｂ、３７ｃの出力信号ｈｂ、ｈｃに基づいて回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。
【０３０５】
以上により、制御回路７３は、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち出力信号が安定している２つのホール素子の出力信号に基づいて回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求める。このため、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を精度良く求めることができる。
【０３０６】
本実施形態では、制御回路７３は、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃの出力信号を用いて回転軸３０の角速度ωを繰り返し算出する。このため、回転軸３０の回転速度が変化する場合においても角速度ω、ひいては回転軸３０の回転角度を正確に求めることができる。
【０３０７】
ここで、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち任意の２つのホール素子を結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１を通過するようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが配置されている場合には、次のような問題が生じる。
【０３０８】
すなわち、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち永久磁石３８の回転角度θの検出に用いられる１つのホール素子以外の第１、第２のホール素子の出力信号と回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定される関係にならなく、第１、第２のホール素子の出力信号によって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができない。
【０３０９】
これに対して、本実施形態のホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち任意の２つのホール素子を結ぶ仮想線が回転中心線Ｍ１から外れるようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃが配置されている。
【０３１０】
このため、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち永久磁石３８の回転角度θの検出に用いられる１つのホール素子以外の第１、第２のホール素子の出力信号と回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）が１対１対１で特定される関係になり、第１、第２のホール素子の出力信号によって回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標（Ｘ０、Ｙ０）を求めることができる。
【０３１１】
（他の実施形態）
（１）上記実施形態では、ロータ３６のうち複数の永久磁石６１がステータ３５に対して軸線Ｓを中心とする径方向外側に配置されているアウタロータ型の電動モータ１０を本開示の電動モータとする例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
【０３１２】
すなわち、ロータ３６のうち複数の永久磁石６１がステータ３５に対して軸線Ｍ２を中心とする径方向内側に配置されているインナロータ型の電動モータ１０を本開示の電動モータとする。
【０３１３】
この場合、ロータケース６０のうち回転軸３０に接続される支持部６０ａがステータ３５（すなわち、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）に対して軸線方向の他方側に配置されている。
【０３１４】
（２）上記実施形態では、本開示の電動モータ１０として同期型の三相交流モータを構成した例について説明したが、これに代えて、誘導型の電動機、或いは直流電動機を本開示の電動モータ１０としてもよい。
【０３１５】
（３）上記実施形態では、機械的軸受けである軸受け３２として、転がり軸受を用いた例について説明したが、これに代えて、軸受け３２として、すべり軸受、および流体軸受を用いてもよい。すべり軸受は、すべり面で軸を受ける軸受である。流体軸受は、液体、または気体によって支持される軸受である。
【０３１６】
（４）上記実施形態では、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃをスター結線で接続した例について説明したが、これに代えて、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃをデルタ結線で接続してもよい。
【０３１７】
或いは、制御回路７３が、直流電源Ｂａからコイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃのそれぞれに流れる電流をコイル毎に独立して制御してもよい。
【０３１８】
（５）上記実施形態では、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃをスター結線で接続した例について説明したが、これに代えて、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃをデルタ結線で接続してもよい。
【０３１９】
（６）上記実施形態では、ホール素子３７ａのＺ座標、ホール素子３７ｂのＺ座標、およびホール素子３７ｃのＺ座標が一致するようにした例について説明したが、これに代えて、ホール素子３７ａのＺ座標、ホール素子３７ｂのＺ座標、およびホール素子３７ｃのＺ座標のうちいずれか２つのホール素子のＺ座標が不一致になるようにホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃを配置してもよい。
【０３２０】
（７）上記実施形態では、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃをスター結線で接続した例について説明したが、これに限らず、コイル５１ａ、５１ｂ、５１ｃに流れる電流をコイル毎に独立して制御する電流制御回路を採用してもよい。
【０３２１】
（８）上記実施形態では、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃをスター結線で接続した例について説明したが、これに限らず、コイル５０ａ、５０ｂ、５０ｃに流れる電流をコイル毎に独立して制御する電流制御回路を採用してもよい。
【０３２２】
（９）上記実施形態では、電動モータ１０の回転軸３０の軸線方向一方側を機械軸受けで支持し、かつ回転軸３０の軸線方向他方側を磁気軸受けで支持した例について説明したが、これに代えて、電動モータ１０の回転軸３０の軸線方向一方側を磁気軸受けで支持し、かつ回転軸３０の軸線方向他方側を磁気軸受けで支持してもよい。
【０３２３】
（１０）上記実施形態では、永久磁石３８において２つの磁極であるＳ極とＮ極とを周方向に並べた例について説明したが、これに代えて、４つ以上の磁極を周方向に並べてもよい。
【０３２４】
（１１）上記実施形態では、磁気軸受を構成する永久磁石６１と、回転軸３０の軸線Ｍ２の座標や回転軸３０の回転角度を求めるための永久磁石３８とを別々に設けた例について説明したが、これに代えて、磁気軸受を構成する永久磁石６１と、回転軸３０の軸線Ｍ２の座標や回転軸３０の回転角度を求めるための永久磁石３０とを共通にして電動モータ１０を構成してもよい。
【０３２５】
（１２）上記実施形態では、磁束密度を検出する検出素子としてホール素子を用いた例について説明したが、ホール素子以外の磁気センサを用いてもよい。
【０３２６】
（１３）上記実施形態では、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃを回転中心Ｍ１を中心とする周方向に等角度間隔に並べた例について説明したが、これに限らず、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃのうち任意の２つのホール素子は、それぞれ、回転中心Ｍ１を中心とする点対称となる位置から外れているのであれば、ホール素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃを回転中心Ｍ１を中心とする周方向に等角度間隔に並べる必要がない。
【０３２７】
（１４）上記実施形態では、永久磁石３８を回転軸３０に直接装着している電動モータ１０について説明したが、これに代えて、永久磁石３８を他の部材を介して回転軸３０に装着するようにしてもよい。
【０３２８】
例えば、永久磁石３８をロータ３６を介して回転軸３０に装着するようにしてもよい。つまり、ロータ３６の一部に永久磁石３８を配置して、回転軸３０とともに永久磁石３８を回転させることができる。
【０３２９】
（１５）上記実施形態では、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標を、回転軸３０のうち軸線方向他方側端部における軸線Ｍ２のＸＹ座標とした例について説明したが、これに限らず、回転軸３０の軸線Ｍ２のＸＹ座標としては、回転軸３０のうち軸受け３２で支持される支点よりも軸線方向他方側の部位における軸線Ｍ２のＸＹ座標ならば、どの部位における軸線Ｍ２のＸＹ座標でもよい。
【０３３０】
（１６）なお、本開示は上記した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０３３１】
（まとめ）
上記１〜３実施形態、および他の実施形態の一部または全部に記載された第１の観点によれば、ロータと、軸線が回転中心に対して変位可能に設けられて、ロータの回転力を出力する回転軸と、電磁力によってロータに回転力を発生させるステータと、回転軸を電磁力によって回転自在に支持する磁気軸受と、回転軸に装着されて回転軸の軸線を中心とする周方向に複数の磁極が並べられている永久磁石と、回転中心を中心とする周方向に並べられて、永久磁石から発生される磁束を検出する３つの検出素子と、３つの検出素子のうち回転軸の回転角度に応じて選ばれた２つの検出素子の出力値に基づいて、回転軸の軸線の座標を求める座標検出部と、座標検出部によって求められた座標に基づいて、回転軸の軸線を回転中心に近づけるように磁気軸受を制御する制御部と、を備える。
【０３３２】
第２の観点によれば、３つの検出素子のうちどの２つの検出素子をとってもこれら２つの検出素子を結ぶ仮想線が回転中心から外れるように３つの検出素子が配置されている。
【０３３３】
第３の観点によれば、３つの検出素子は、それぞれ、回転中心を中心とする周方向に等間隔に並べられている。
【０３３４】
第４の観点によれば、３つの検出素子のうち１つの検出素子の出力値に基づいて回転軸の回転角度を検出する回転角度検出部と、回転角度検出部によって検出された回転角度に基づいてロータに回転力を発生させるようにステータを制御する回転制御部とを備える。
【０３３５】
これにより、ステータを制御する際に３つの検出素子の出力信号を用いることができる。
【０３３６】
具体的には、第５の観点によれば、回転角度検出部は、１つの検出素子の出力値に基づいて、永久磁石の複数の磁極のうち隣り合う２つの磁極の境界が１つの検出素子が位置する角度に到達したことを検出することにより、回転軸の回転角度を検出する。
【０３３７】
第６の観点によれば、座標検出部は、３つの検出素子のうち１つの検出素子以外の２つの検出素子の出力値に基づいて軸線の座標を求め、３つの検出素子のうち、座標検出部で用いられる検出素子と回転角度検出部で用いられる検出素子とが、回転軸の回転に伴って、切り換わるようになっている。
【０３３８】
さらに、第７の観点によれば、永久磁石の回転によって複数の磁極のうち隣り合う２つの磁極の境界が、２つの検出素子のうち一方の検出素子が位置する角度に到達する際の回転軸の回転角度を第１回転角度とし、永久磁石の回転によって、境界が第１回転角度を通過した後、２つの検出素子のうち一方の検出素子以外の他方の検出素子が位置する角度に境界が到達する際の回転軸の回転角度を第２回転角度とし、第１回転角度から所定角度進んだ回転角度を検出開始角度とし、第２回転角度から所定角度遅れた回転角度を検出終了角度とし、
座標検出部は、検出開始角度から検出終了角度までの範囲内に永久磁石の回転角度が入っているときに、２つの検出素子の出力値に基づいて回転軸の軸線の座標を求める。
【図１】
2018030064.tif 000003
【図２】
2018030064.tif 000004
【図３】
2018030064.tif 000005
【図４】
2018030064.tif 000006
【図５】
2018030064.tif 000007
【図６】
2018030064.tif 000008
【図７】
2018030064.tif 000009
【図８】
2018030064.tif 000010
【図９】
2018030064.tif 000011
【図１０】
2018030064.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018030064.tif 000014
【図１３】
2018030064.tif 000015
【図１４】
2018030064.tif 000016
【図１５】
2018030064.tif 000017
【図１６】
2018030064.tif 000018
【図１７】
2018030064.tif 000019
【図１８】
2018030064.tif 000020
【図１９】
2018030064.tif 000021
【図２０】
2018030064.tif 000022
【図２１】
2018030064.tif 000023
【国際調査報告】
2018030064.tif 000024
2018030064.tif 000025
2018030064.tif 000026
2018030064.tif 000027