(57)【要約】【課題】起動を確実に行うことができる多連振動波モータパワーユニットの制御方法を提供する。【解決手段】多連振動波モータパワーユニットは、最終出力軸１が固定された大歯車２と、大歯車２を回転すべく大歯車２に噛合された３つの小歯車３，４，５と、これらの小歯車３，４，５を出力軸に取り付けた振動波モータ６，７，８とを備える。多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、振動波モータ６の回転に同期した速度で回転すべく振動波６に搭載されたロータリーエンコーダ９と、振動波モータ６，７，８を駆動する駆動回路１０，１１，１２と、駆動回路１０，１１，１２に駆動信号を供給する発振回路１３と、発振回路１３に振動波モータタ６，７，８の回転速度を指令する制御回路１４とを備える。すべての振動波モータ６，７，８を一旦目標回転方向とは逆方向に回転させ、次いで、すべての振動波モータ６，７，８を目標回転方向に回転させる。【選択図】図２
2007318908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御装置において、
前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御手段を備えることを特徴とする多連振動波モータパワーユニットの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の歯車が前記逆方向に回転した後、所定時間後に目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させることを特徴とする請求項１に記載の多連振動波モータパワーユニットの制御装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記複数の第２の歯車のすべてが前記第１の歯車の歯面に当接するのに足りる時間であることを特徴とする請求項２記載の多連振動波モータパワーユニットの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数個の振動波モータの１つと同期した速度で回転すべく当該振動波モータの１つに搭載されたロータリーエンコーダを備え、当該ロータリーエンコーダの出力に基づいて前記第１の歯車の速度フィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の多連振動波モータパワーユニットの制御装置。
【請求項５】
第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御方法において、
前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御ステップを備えることを特徴とする多連振動波モータパワーユニットの制御方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記第１の歯車が前記逆方向に回転した後、所定時間後に目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させることを特徴とする請求項５に記載の多連振動波モータパワーユニットの制御方法。
【請求項７】
前記所定時間は、前記複数の第２の歯車のすべてが前記第１の歯車の歯面に当接するのに足りる時間であることを特徴とする請求項６記載の多連振動波モータパワーユニットの制御方法。
【請求項８】
前記制御ステップは、前記複数個の振動波モータの１つと同期した速度で回転すべく当該振動波モータの１つに搭載されたロータリーエンコーダを備え、当該ロータリーエンコーダの出力に基づいて前記第１の歯車の速度フィードバック制御を行うことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の多連振動波モータパワーユニットの制御方法。
【請求項９】
第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御プログラムにおいて、
前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御モジュールをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項９記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多連振動波モータパワーユニットの制御方法、並びにプログラム及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
多連振動波モータパワーユニットは、単一の出力手段である大歯車を複数個の振動波モータを用いて駆動するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
多連振動波モータパワーユニットは、最終出力軸が固定された大歯車と、大歯車を回転すべく大歯車に噛合された３つの小歯車が夫々出力軸に取り付けられた３つの振動波モータとを備える。振動波モータの１つにはロータリーエンコーダが搭載され、このロータリーエンコーダは、当該振動波モータの１つにおける回転に同期した速度で回転する。
【０００４】
多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、ロータリーエンコーダからロータリーエンコーダ搭載の振動波モータの回転情報を取得して、それを目標速度と比較することにより速度フィードバック制御を行う。
【０００５】
図５は、従来の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。
【０００６】
図５において、多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、多連振動波モータパワーユニットの起動時に指令周波数を起動時初期周波数ｆａ（図６）から図中の矢印方向に下げながら（ステップＳ５１）、周波数出力を行う（ステップＳ５２）。そしてロータリーエンコーダから信号を取得したときに（ステップＳ５３でＹＥＳ）、そのときの周波数を起動周波数ｆｓとして認識した上で、速度フィードバック制御に移行する。
【特許文献１】特開２００１-２０５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７のように、多連振動波モータパワーユニットでは、２つ以下の振動波モータの出力の合成だけでは最終回転軸に固定された大歯車２２を駆動することができない。つまり、３つのすべての振動波モータ２３，２４，２５の出力が合成されなければ大歯車２２を駆動することができない。ここで、大歯車２２と小歯車２３，２４，２５との接触部には、バックラッシュが確保されていることは言うまでもない。
【０００８】
起動直前における多連振動波モータパワーユニットの各歯車の接触状態が図７及び図８の状態である場合、起動開始後、ロータリーエンコーダ搭載の振動波モータに固定されている小歯車２３は図８の矢印方向に回転しようとする。しかしながら、大歯車２２の歯面に当接しているためにロータリーエンコーダからの初回パルスを受ける場所まで移動できない。その間に他の振動波モータに固定されている小歯車２４，２５は矢印方向に移動する。小歯車２４，２５が移動している間、ロータリーエンコーダ搭載の振動波モータは周波数をより低い方にスウィープするため、小歯車２４，２５が目標回転方向の大歯車２２の歯面に到達する。そのため、大歯車２２が回転し始める時には本来の起動速度より高い速度になっている。その結果、その後の速度フィードバック制御において目標速度と現行速度の間に乖離が生じることによって復帰するまでの時間が必要になるなどの影響を及ぼすので高応答性という振動波モータの特徴を十分に発揮できない。
【０００９】
また低温化においては、振動波モータのトルク特性も落ちるので、小歯車２４，２５が進行方向の大歯車２２の歯面に到達する前にロータリーエンコーダ搭載の振動波モータはトルク発生不可能な周波数領域に入り込んでしまい、最悪なケースでは起動不能な状態になる。
【００１０】
本発明の目的は、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる多連振動波モータパワーユニットの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御装置において、まず、前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の多連振動波モータパワーユニットの制御方法は、第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御方法において、まず、前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御ステップを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載のプログラムは、第１の歯車と、前記第１の歯車に噛合された複数の第２の歯車と、前記複数の第２の歯車を夫々取り付けた複数の振動波モータとを備える多連振動波モータパワーユニットの制御プログラムにおいて、まず、前記第１の歯車が目標回転方向とは逆方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させ、次いで、前記第１の歯車が前記目標回転方向に回転するように前記複数の振動波モータを回転させる制御モジュールをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、請求項９記載のプログラムを格納することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の形態に係る多連振動波モータパワーユニットの制御装置の構成を概略的に示す図である。
【００１８】
図１において、多連振動波モータパワーユニットは、最終出力軸１が固定された第１の歯車としての大歯車２と、大歯車２を回転すべく大歯車２に噛合された３つの第２の歯車としての小歯車３，４，５とを備えている。更にこれらの小歯車３，４，５を出力軸に取り付けた振動波モータ６，７，８とを備える。最終出力軸１の代わりに、別の出力用歯車を大歯車２に噛合させ、この出力用歯車を介して動力を取り出す構成としても構わない。
【００１９】
多連振動波モータパワーユニットの制御装置は、振動波モータ６の回転に同期した速度で回転すべく振動波６に搭載されたロータリーエンコーダ９を備える。また、振動波モータ６，７，８を駆動する駆動回路１０，１１，１２と、駆動回路１０，１１，１２に駆動信号を供給する発振回路１３とを備える。更に、発振回路１３に振動波モータタ６，７，８の回転速度を指令する制御回路１４と、各回路に所定の電源を供給する電源回路１５とを備える。制御回路１４は、ロータリーエンコーダ９から振動波モータ６の回転速度情報を受容するように構成されている。
【００２０】
制御回路１４は、大歯車２の目標速度に相当する周波数指令を発振回路１３に送出し、発振回路１３は、周波数指令を周波数に変換して駆動回路１０，１１，１２に送出する。駆動回路１０，１１，１２は、変換周波数成分を含む駆動信号を振動波モータ６，７，８に印加することによって小歯車３，４，５を介して大歯車２、ひいては最終出力軸１を回転する。制御回路１４は、振動波モータ６の回転情報をロータリーエンコーダ９から取得して、それを目標速度と比較することにより速度フィードバック制御を行う。
【００２１】
図２は、図１の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。
【００２２】
本実施の形態では、図３に示すように、ロータリーエンコーダ９搭載の振動波モータ６に固定されている小歯車３は、目標回転方向の大歯車２の歯面に当接している。そして、他の振動波モータ７，８の小歯車４，５は目標回転方向と反対側の大歯車２の歯面に当接している場合を想定する。
【００２３】
図２において、まず、すべての振動波モータ６，７，８の回転方向を、一旦目標回転方向とは逆方向に設定してから（ステップＳ２１）、指令周波数を下げながら（ステップＳ２２）、周波数出力を行う（ステップＳ２３）。そして、ロータリーエンコーダ９から出力を取得したか否かを判別する（ステップＳ２４）。
【００２４】
具体的には、まず、各振動波モータ６，７，８に共振周波数よりも十分に高い周波数に設定された駆動信号を供給し、次いで、振動波モータの回転速度をある程度高めるため、徐々に駆動信号の周波数の設定値を減少させる。そして、各振動波モータ６，７，８に固定した歯車３，４，５のすべてが大歯車２の目標回転方向とは逆方向の歯面に接触するのに十分な所定時間経過後、ロータリーエンコーダから振動波モータ６の回転情報を取得したか否かを判別する。
【００２５】
ステップＳ２４の判別の結果、ロータリーエンコーダ９から出力を取得したときは、振動波モータ６，７，８に固定されたすべての小歯車３，４，５は、目標回転方向とは逆方向の大歯車２の歯面に揃って当接していると判断することができる（図４）。また、ロータリーエンコーダ９から出力を取得しないときは、何らかのアクシデントによって、小歯車３，４，５のいずれかが大歯車２の目標回転方向側の歯面に当接していないことになる。ここで、ロータリーエンコーダの出力信号を検知するまでに所定時間だけ待つのは、ロータリーエンコーダに接続された振動波モータの歯車が歯車１６の上記同一側の面に到達するまでの時間を確保するためである。
【００２６】
次いで、すべての振動波モータ３，４，６の回転方向を目標回転方向に設定してから（ステップＳ２５）、指令周波数を下げながら（ステップＳ２６）、周波数出力を行う（ステップＳ２７）。そしてロータリーエンコーダ９から出力信号を取得したか否かを判別する（ステップＳ２８）。具体的な作動は前述と同様である。
【００２７】
ステップＳ２８の判別の結果、ロータリーエンコーダ９から信号を取得したときは、振動波モータ６，７，８に固定されたすべての小歯車３，４，５は、目標回転方向の大歯車２の歯面に揃って当接していると判断することができる。これにより、多連振動波モータパワーユニットの起動に成功したとして、速度フィードバック制御に移行する。
【００２８】
図２の処理によれば、すべての振動波モータ６，７，８を一旦目標回転方向とは逆方向に回転させる（ステップＳ２１〜Ｓ２３）。そのため、振動波モータ６，７，８に固定されたすべての小歯車３，４，５は、目標回転方向とは逆方向の大歯車２の歯面に揃って当接させることができる。これにより、次いで、すべての振動波モータ６，７，８を目標回転方向に回転させた（ステップＳ２１〜Ｓ２３）ときに、すべての小歯車３，４，５を目標回転方向の大歯車２の歯面に当接させることができる。そのため、低温環境下おけるトルク低下の影響を受けることなく多連振動波モータパワーユニットの起動を確実に行うことができる。
【００２９】
また、本発明の目的は、実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００３０】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００３１】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。又は、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００３２】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の形態に係る多連振動波モータパワーユニットの制御装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の多連振動波モータパワーユニットにおける大歯車と３つの振動波モータに夫々固定された３つの小歯車との接触状態を説明する模式図であり、図２のステップＳ２１に対応する。
【図４】図１の多連振動波モータパワーユニットにおける大歯車と３つの振動波モータに夫々固定された３つの小歯車との接触状態を説明する模式図であり、図２のステップＳ２５に対応する。
【図５】従来の多連振動波モータパワーユニットの起動処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】振動波モータの周波数−回転数の関係と起動方向を説明する図である。
【図７】多連振動波モータパワーユニットにおける大歯車と３つの振動波モータに夫々固定された３つの小歯車との接触状態を説明する図である。
【図８】図７の模式的に表した図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  最終回転軸
２  大歯車
３，４，５  小歯車
６，７，８  振動波モータ
９  ロータリーエンコーダ
１０，１１，１２  駆動回路
１３  発振回路
１４  制御回路
１５  電源回路
【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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