(57)【要約】    【課題】  超低速〜高速の広回転域に亘って速度制御可能なモータ構造を提供すること。    【解決手段】  複合モータ構造２１は、サーボモータ２２と同軸２４上に超音波モータ２３が設けられ、超音波モータ２３は解放可能に設けられる。複合モータ構造２１には、サーボモータ２２、超音波モータ２３の駆動をそれぞれ別個に制御するための制御回路２８が設けられる。また、超音波モータ２３のロータ２３Ｒを吸引することによって電磁ブレーキ機能を発揮せしめるロータ吸引用コイル２６が設けられる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータと同軸上に超音波モータが設けられてなることを特徴とする、複合モータ構造。
【請求項２】
前記超音波モータは解放可能に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の複合モータ構造。
【請求項３】
始動〜超低速域においては前記超音波モータを駆動し、それより高速の速度域では前記サーボモータを駆動する制御がなされることを特徴とする、請求項２に記載の複合モータ構造。
【請求項４】
前記超音波モータは、本複合モータ構造における電磁ブレーキを構成するものであることを特徴とする、請求項３に記載の複合モータ構造。
【請求項５】
前記サーボモータと共通の軸上に設けられた前記超音波モータのロータを吸引することによって電磁ブレーキ機能を発揮せしめるロータ吸引用コイルが設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の複合モータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合モータ構造に係り、特に、超低速〜高速まで広範囲に亘って速度制御可能な広回転域モータを構成できる、複合モータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のブレーキ付きサーボモータユニットの軸方向の構造を示す断面図である。図示するように従来のものは、サーボモータ３２の軸３４延長上にブレーキ３７が設けられ、サーボモータ３２およびブレーキ３７がそれぞれ制御回路３８によって速度制御、作動制御されて、モータ３２の回転始動、高速回転、停止が制御される構成であった。しかし、ブレーキ３７は、モータ３２の停止、始動制御の要素ではあるものの、超低速〜低速域における速度制御をなし得るものではない。
【０００３】
従来のサーボモータにおいてはまた、超低速域での速度制御が難しく、振動を伴ったステップ動作となる場合もある。そこで、超低速でサーボモータを使用したい場合は、ギアにより減速させるといった手段を用いることが一般的である（非特許文献１）。
【非特許文献１】http://www-eng.kek.jp/giken/procedng/paper/met057.pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ギアを用いて減速手段とすることは結局、高速域における回転数が制限を受け、高速度回転ができなくなる。つまり、モータの回転を低速〜高速の広範囲に亘って制御することはできない。また、ギアによる減速機構は占有空間が大きいために大型化せざるを得ず、装置の小型化には限界がある。また、図３に示したような従来のブレーキ付きサーボモータでは、やはり超低速〜低速域の速度制御はできない。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、かかる上記従来技術の問題点を踏まえ、超低速〜高速の広回転域に亘って速度制御可能なモータ構造を提供することである。また、かかる速度制御をさしたる装置の大型化をすることなく、さらに小型化にも対応可能な形で実現できる、モータ構造を提供することである。また、かかる速度制御をシームレスに行うことのできるモータ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者は上記課題について検討した結果、サーボモータと超音波モータを同軸上で組み合わせるという画期的な構成に基づいて上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００７】
（１）  サーボモータと同軸上に超音波モータが設けられてなることを特徴とする、複合モータ構造。
（２）  前記超音波モータは解放可能に設けられることを特徴とする、（１）に記載の複合モータ構造。
（３）  始動〜超低速域においては前記超音波モータを駆動し、それより高速の速度域では前記サーボモータを駆動する制御がなされることを特徴とする、（２）に記載の複合モータ構造。
（４）  前記超音波モータは、本複合モータ構造における電磁ブレーキを構成するものであることを特徴とする、（３）に記載の複合モータ構造。
（５）  前記サーボモータと共通の軸上に設けられた前記超音波モータのロータを吸引することによって電磁ブレーキ機能を発揮せしめるロータ吸引用コイルが設けられていることを特徴とする、（４）に記載の複合モータ構造。
【０００８】
なお、本発明に関する先行技術の状況を把握するため、検索調査を行ったが、その条件および結果は下記の通りである。
使用データベース：特許電子図書館（特許庁）
使用検索メニュー：特許実用新案公報テキスト検索
検索条件：要約＋請求の範囲＝モータＡＮＤ広ＡＮＤ制御ＡＮＤ低速ＡＮＤ高速ＡＮＤ（回転域ＯＲ速度域ＯＲ速度範囲）
対象公報：特許公開公報、特許公報、実用新案公開公報、実用新案公報
検索日：平成１８年９月８日
【０００９】
検索結果：１６件  各文献は次の通り。
１．特開２００２−１８６２７４  ブラシレスＤＣモータの制御装置
２．特開２００１−０９９８５０  ＤＣモータ制御装置及びそのＤＣモータ制御装置を備えた多機能装置
３．特開２００１−００８４８０  モータの速度制御装置
４．特開２０００−３５０４８５  ブラシレスモータ駆動回路及びブラシレスモータ
５．特開２０００−１８０３５０  粘着テープの剥離試験機
６．特開２０００−１４５３７４  カッタヘッドの駆動方法
７．特開２０００−１０２２３２  モータおよびモータ制御装置
８．特開２０００−０６９７８５  ブラシレスモータの制御装置
９．特開平１１−２４３７００  交流電動機の電流制御装置
１０．特開平１１−１５０８１１  モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置を搭載した小型電動移動体
１１．特開平１０−２８５９８０  ブラシレスモータ駆動回路
１２．特開平０９−２８９７９５  パルスモータ駆動装置及びその制御方法
１３．特開平０９−１４０１７９  モータ制御回路
１４．特開平０７−２８２７６２  電子線照射装置
１５．特開平０７−１１００１６  空気圧モータ
１６．特開平０５−０８０８２４  サーボモータの制御装置
しかし、いずれの文献開示技術とも、本発明の特許性に関わるものではなかった。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の複合モータ構造は上述のように構成されるため、これによれば、超低速〜高速の広回転域に亘っての速度制御が可能となる。しかも、サーボモータとしてこれまで不可能だった超低速域における速度の安定化、さらには始動〜超低速〜低速〜高速の広域に亘ってのシームレスな回転および停止が可能である。また、かかる速度制御をさしたる装置の大型化をすることなく、小型化にも対応可能な形で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の複合モータ構造の基本構成を示す概念図である。図示するように本複合モータ構造１は、サーボモータ２と同軸４上に超音波モータ３が設けられ、超音波モータ３は解放可能に設けられてなることを、主たる構成とする。
【００１２】
図示するように本複合モータ構造１には、サーボモータ２、超音波モータ３の駆動をそれぞれ別個に制御するための制御回路８が設けられる。本複合モータ構造１の始動〜超低速域から、低速域、高速域に亘る各回転速度段階における駆動モータ、停止させる場合の駆動モータの制御が、制御回路８によりなされる。つまりかかる構成により本複合モータ構造１では、制御回路８によって、始動〜超低速域、停止時においては超音波モータ３が駆動し、それより高速の速度域ではサーボモータ２を駆動する制御がなされる。
【００１３】
少なくとも超音波モータ３は解放可能な構成とする。つまり、超音波モータ３の駆動が必要な超低速域や停止時においては、制御回路８は超音波モータ３を回転させるとともにこれが軸４の回転に接続するよう制御する。それにより、超低速域や停止時といったサーボモータ２では速度制御ができない速度域における超音波モータ３による駆動が、問題なくなされる。
【００１４】
一方、サーボモータ２によるべきより高速域の回転では、制御回路８はサーボモータ２を回転させるとともに、超音波モータ３が軸４の回転に接続しないようこれを解放する制御を行う。これにより、サーボモータ２の駆動、回転が問題なくなされる。
【００１５】
すなわち、本複合モータ構造１によれば、超低速〜高速の広回転域に亘っての速度制御が可能となる。サーボモータ２のみでは不可能な超低速域における速度の安定化が超音波モータ３によって可能となる。さらには、速度域に応じて駆動するモータがサーボモータ２か超音波モータ３かが制御回路８により制御されるため、始動〜超低速〜低速〜高速の広域に亘って、シームレスな回転および停止が可能である。
【００１６】
図２は、本発明複合モータ構造の実施例を示す断面図である。図示するように本例複合モータ構造２１においては、これを構成する超音波モータ２３が本複合モータ構造２１における電磁ブレーキをも構成する構造とすることができる。具体的には、サーボモータ２２と共通の軸２４上に設けられた超音波モータ２３のロータ２３Ｒを吸引することによって電磁ブレーキ機能を発揮せしめるロータ吸引用コイル２６が設けられた構成である。
【００１７】
ここで制御回路２８は、サーボモータ２２の駆動制御、超音波モータ２３の解放・接続制御および駆動制御に加え、ロータ吸引用コイル２６の作動制御も行う。なお、図示するように、制御回路２８はサーボモータ２２、超音波モータ２３の回転を検出するための角度検出器２９における角度検出を制御する機能も、併せ持たせることができる。
【００１８】
かかる構成により、本例複合モータ構造２１では、制御回路２８によって電磁ブレーキ機能を作動させる制御がロータ吸引用コイル２６に対してなされると、ロータ吸引用コイル２６はサーボモータ２２と共通の軸２４上に設けられた超音波モータ２３のロータ２３Ｒを、自身（ロータ吸引用コイル２６）に対して吸引する作用をなし、それによってロータ２３Ｒはロータ吸引用コイル２６に吸引されて、以後の回転駆動が制止され、したがってロータ２３Ｒが設けられた軸２４は制動される。このようにして、本発明複合モータ構造２１における電磁ブレーキが機能する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の複合モータ構造によれば、超低速〜高速の広回転域に亘っての速度制御が可能となり、超低速域における速度の安定化、始動〜超低速〜低速〜高速の広域に亘ってのシームレスな回転および停止が可能となる。したがって、ＦＡ、ＯＡ分野を始めとして産業上利用価値が高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の複合モータ構造の基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明複合モータ構造の実施例を示す断面図である。
【図３】従来のブレーキ付きサーボモータユニットの軸方向の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…複合モータ構造
２…サーボモータ
３…超音波モータ
４…軸
８…制御回路
２１…複合モータ構造
２２…サーボモータ、  ２２Ｃ…誘導コイル、  ２２Ｍ…マグネット
２３…超音波モータ（兼ブレーキ）、  ２３Ｒ…超音波モータのロータ、  ２３Ｓ…超音波モータのステータ
２４…軸
２６…ロータ吸引用コイル
２８…制御回路
２９…角度検出器
３２…サーボモータ、  ３２Ｃ…誘導コイル、  ３２Ｍ…マグネット
３４…軸、  ３７…ブレーキ、  ３８…制御回路、  ３９…角度検出器
【図１】
2008086177.tif 000003
【図２】
2008086177.tif 000004
【図３】
2008086177.tif 000005