(57)【要約】      （修正有）【課題】従動部又は駆動部の内部構造に改造を加える必要がなく、従動部の固有振動を容易に抑制することができる磁気結合式回転導入機、ロボット装置、回転導入方法を提供する。【解決手段】互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部とを用いて、駆動部を回転軸線を中心に回転させ、駆動部の磁極から従動部の磁極にかかる磁力により、従動部を駆動部の回転方向と同じ方向に回転させる際に、従動部の固有振動数ωを予め求めておき、静止状態にある駆動部を、下記数式（１）を満たす加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて回転速度ｂで回転させることにより、静止状態にある従動部を回転速度ｂで回転させる。すると、以後の従動部の固有振動が抑制される。2013096443.tif 000025【選択図】図４
2013096443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部と、
前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させる回転装置と、
を有し、
前記回転装置により前記駆動部が回転されると、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部は前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転する回転導入機であって、
静止状態にある前記従動部を所定の回転速度ｂで回転させるときには、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを用いた下記数式（１）を満たす加速時間ｔaだけ、静止状態にある前記駆動部を等増速加速度で加速させて前記回転速度ｂで回転させる制御装置を有する回転導入機。
【数１３】
2013096443.tif 000015
【請求項２】
前記制御装置は、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させるときには、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を、下記数式（２）を満たす減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる請求項１記載の回転導入機。
【数１４】
2013096443.tif 000016
【請求項３】
前記制御装置は、静止状態にある前記従動部を所定の回転角度Θだけ回転させて静止させるときには、静止状態にある前記駆動部を、下記数式（３）を満たす、加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速した後、等速時間ｔbだけ回転速度ｂで等速度回転させ、減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる請求項２記載の回転導入機。
【数１５】
2013096443.tif 000017
ただし、加速時間ｔaは前記数式（１）を満たし、減速時間ｔcは前記数式（２）を満たす。
【請求項４】
互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部と、
前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させる回転装置と、
を有し、
前記回転装置により前記駆動部が回転されると、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部は前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転する回転導入機であって、
静止状態にある前記従動部を所定の回転角度Θだけ回転させて静止させるときには、静止状態にある前記駆動部を、下記数式（３）を満たす、加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速した後、等速時間ｔbだけ回転速度ｂで等速度回転させ、減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる制御装置を有する回転導入機。
【数１６】
2013096443.tif 000018
ただし、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとは、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを用いた下記数式（４）を満たす。
【数１７】
2013096443.tif 000019
【請求項５】
請求項３又は請求項４のいずれか１項記載の回転導入機と、
前記従動部に取り付けられたアームと、
を有するロボット装置であって、
前記制御装置は、静止状態にある前記アームのハンドを所定の移動距離だけ移動させて静止させるときには、前記移動距離を前記従動部の回転角度Θに変換し、静止状態にある前記従動部を、変換した前記回転角度Θだけ回転させて静止させるロボット装置。
【請求項６】
互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部とを用いて、
前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させ、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部を前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転させる回転導入方法であって、
前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを求めておく準備工程と、
静止状態にある前記駆動部を、下記数式（１）を満たす加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて回転速度ｂで回転させることにより、静止状態にある前記従動部を前記回転速度ｂで回転させる加速工程とを有する回転導入方法。
【数１８】
2013096443.tif 000020
【請求項７】
前記加速工程の後、回転速度ｂで回転している前記駆動部を、下記数式（２）を満たす減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させることにより、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させる減速工程を有する請求項６記載の回転導入方法。
【数１９】
2013096443.tif 000021
【請求項８】
前記加速工程の後、前記減速工程の前に、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を等速時間ｔbだけ前記回転速度ｂで回転させ続ける等速工程を有し、
前記準備工程では、前記従動部の回転すべき回転角度Θから、下記数式（３）と前記数式（１）と前記数式（２）とを満たす、前記加速時間ｔaと前記等速時間ｔbと前記減速時間ｔcとを予め決めておく、
請求項７記載の回転導入方法。
【数２０】
2013096443.tif 000022
【請求項９】
互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部とを用いて、
前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させ、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部を前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転させる回転導入方法であって、
前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを求め、前記従動部の回転すべき回転角度Θから、下記数式（３）と下記数式（４）とを満たす、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとを予め決めておく準備工程と、
静止状態にある前記駆動部を、前記加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて回転速度ｂで回転させることにより、静止状態にある前記従動部を前記回転速度ｂで回転させる加速工程と、
前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を前記等速時間ｔbだけ前記回転速度ｂで回転させ続ける等速工程と、
前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を、前記減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させることにより、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させる減速工程とを有する回転導入方法。
【数２１】
2013096443.tif 000023
【数２２】
2013096443.tif 000024
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気結合（マグネットカップリング）を用いた回転導入機、ロボット装置、回転導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気結合を用いた回転導入機は、駆動部と従動部との間に隔壁を設けることができるという利点があり、例えば真空槽内の機器を駆動する有効な手段とされている。
しかし、摺動部を持たない真空槽内の機器では、摩擦による損失が小さいため、従動部の固有振動が長時間持続してしまうという問題があった。
【０００３】
特許文献１，２には振動を減衰させる技術が開示されているが、どちらも従動部又は駆動部の内部構造に改造を加える必要があり、既存の回転導入機に直ちに適用することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１１１７７２号公報
【特許文献２】特開平１１−０１３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、従動部又は駆動部の内部構造に改造を加える必要がなく、従動部の固有振動を容易に抑制することができる回転導入機、ロボット装置、回転導入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部と、前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させる回転装置と、を有し、前記回転装置により前記駆動部が回転されると、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部は前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転する回転導入機であって、静止状態にある前記従動部を所定の回転速度ｂで回転させるときには、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを用いた下記数式（１）を満たす加速時間ｔaだけ、静止状態にある前記駆動部を等増速加速度で加速させて前記回転速度ｂで回転させる制御装置を有する回転導入機である。
【数１】
2013096443.tif 000003
本発明は回転導入機であって、前記制御装置は、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させるときには、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を、下記数式（２）を満たす減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる回転導入機である。
【数２】
2013096443.tif 000004
本発明は回転導入機であって、前記制御装置は、静止状態にある前記従動部を所定の回転角度Θだけ回転させて静止させるときには、静止状態にある前記駆動部を、下記数式（３）を満たす、加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速した後、等速時間ｔbだけ回転速度ｂで等速度回転させ、減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる回転導入機である。
【数３】
2013096443.tif 000005
ただし、加速時間ｔaは前記数式（１）を満たし、減速時間ｔcは前記数式（２）を満たす。
本発明は、互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部と、前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させる回転装置と、を有し、前記回転装置により前記駆動部が回転されると、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部は前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転する回転導入機であって、静止状態にある前記従動部を所定の回転角度Θだけ回転させて静止させるときには、静止状態にある前記駆動部を、前記数式（３）を満たす、加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速した後、等速時間ｔbだけ回転速度ｂで等速度回転させ、減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させる制御装置を有する回転導入機である。
ただし、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとは、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを用いた下記数式（４）を満たす。
【数４】
2013096443.tif 000006
本発明は、前記回転導入機と、前記従動部に取り付けられたアームと、を有するロボット装置であって、前記制御装置は、静止状態にある前記アームのハンドを所定の移動距離だけ移動させて静止させるときには、前記移動距離を前記従動部の回転角度Θに変換し、静止状態にある前記従動部を、変換した前記回転角度Θだけ回転させて静止させるロボット装置である。
本発明は、互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部とを用いて、前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させ、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部を前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転させる回転導入方法であって、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを求めておく準備工程と、静止状態にある前記駆動部を、前記数式（１）を満たす加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて回転速度ｂで回転させることにより、静止状態にある前記従動部を前記回転速度ｂで回転させる加速工程とを有する回転導入方法である。
本発明は回転導入方法であって、前記加速工程の後、回転速度ｂで回転している前記駆動部を、前記数式（２）を満たす減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させることにより、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させる減速工程を有する回転導入方法である。
本発明は回転導入方法であって、前記加速工程の後、前記減速工程の前に、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を等速時間ｔbだけ前記回転速度ｂで回転させ続ける等速工程を有し、前記準備工程では、前記従動部の回転すべき回転角度Θから、前記数式（１）乃至前記数式（３）を満たす、前記加速時間ｔaと前記等速時間ｔbと前記減速時間ｔcとを予め決めておく、回転導入方法である。
本発明は、互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線を中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部と駆動部とを用いて、前記駆動部を前記回転軸線を中心に回転させ、前記駆動部の前記磁極から前記従動部の前記磁極にかかる磁力により、前記従動部を前記駆動部の回転方向と同じ方向に回転させる回転導入方法であって、前記従動部を前記回転軸線を中心に自由に振動させたときの振動数である前記従動部の固有振動数ωを求め、前記従動部の回転すべき回転角度Θから、前記数式（３）と前記数式（４）とを満たす、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとを決めておく準備工程と、静止状態にある前記駆動部を、前記加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて回転速度ｂで回転させることにより、静止状態にある前記従動部を前記回転速度ｂで回転させる加速工程と、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を前記等速時間ｔbだけ前記回転速度ｂで回転させ続ける等速工程と、前記回転速度ｂで回転している前記駆動部を、前記減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させることにより、前記回転速度ｂで回転している前記従動部を静止させる減速工程とを有する回転導入方法である。
【０００７】
本発明により従動部の固有振動が抑制される原理を説明する。
図１は、従動部を固定し、駆動部を回転させたときの、駆動部の回転角度と、従動部にかかるトルクとの関係を示すグラフである。ここでは、極数Ｎp＝１０である。
摩擦がない場合には、従動部の回転角度θは、従動部の慣性モーメントＭと、磁気結合の最大トルクＴmと、極数Ｎpと、駆動部の回転角度θ0（ｔ）との間で近似的に成り立つ運動方程式である下記数式（５）に従う。
【０００８】
【数５】
2013096443.tif 000007
【０００９】
上記数式（５）は、磁気結合の方式に依らず、ラジアルギャップ型（図６参照）に対してもアキシャルギャップ型（図７参照）に対しても成り立つ。
【００１０】
ところで、磁気結合による回転導入機で最もよく使われる駆動方式は、図２に示すような台形駆動であり、このときの駆動部の回転角度θ0（ｔ）は下記数式（６）で与えられる。
【００１１】
【数６】
2013096443.tif 000008
【００１２】
上記数式（５）によると、駆動部が静止した時点（時刻ｔ＝加速時間ｔa＋等速時間ｔb＋減速時間ｔc）での従動部の回転角度と回転速度は、下記数式（７）で近似的に表される従動部の固有振動数ωを用いて、安定平衡点（従動部の回転角度θ＝駆動部の回転角度θ0）の周りで近似的に下記数式（８）、（９）で与えられる。
【００１３】
【数７】
2013096443.tif 000009
【００１４】
【数８】
2013096443.tif 000010
【００１５】
【数９】
2013096443.tif 000011
【００１６】
なお、上記数式（８）、（９）は、上記数式（５）を安定平衡点の周りで線形化した運動方程式の解である。
【００１７】
上記数式（８）、（９）に、上記数式（１）及び上記数式（２）、若しくは上記数式（４）を代入すると、上記数式（８）、（９）の右辺はどちらもゼロとなる。上記数式（５）も上記数式（５）を線形化した式も２階の常微分方程式であるから、従動部は時刻ｔ≧加速時間ｔa＋等速時間ｔb＋減速時間ｔcで静止することになる。
【００１８】
特に、上記数式（１）及び上記数式（２）の条件を用いれば、一定の回転速度ｂで回転中（時刻ｔ∈［加速時間ｔa，加速時間ｔa＋等速時間ｔb］）も、従動部は駆動部に完全に追随し（従動部の回転角度θ＝駆動部の回転角度θ0）、従動部の固有振動は抑制される。
【００１９】
なお、上記数式（１）及び上記数式（２）、若しくは上記数式（４）の条件を満たす、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとの和である駆動時間ｔa＋ｔb＋ｔcには下限が存在し、２πを固有振動数ωで除した値である固有周期τ（＝２π／ω）を用いて、上記数式（１）及び上記数式（２）の条件では下記数式１０で表される。
【００２０】
【数１０】
2013096443.tif 000012
【００２１】
また、上記数式（４）の条件では、駆動時間ｔa＋ｔb＋ｔcの下限は下記数式１１で表される。
【００２２】
【数１１】
2013096443.tif 000013
【００２３】
駆動時間ｔa＋ｔb＋ｔcの下限を小さくするためには、上記数式（７）より、極数Ｎp又は最大トルクＴmを大きくし、慣性モーメントＭを小さくして、固有振動数ωを大きくすればよい。
【００２４】
また、脱調を防ぎ、精度のよい静止状態を実現するためには、下記数式１２を満たす回転速度ｂが望ましい。
【００２５】
【数１２】
2013096443.tif 000014
【発明の効果】
【００２６】
駆動部の駆動方式を制御することにより、従動部の固有振動を抑制することができるので、従動部又は駆動部の内部構造に改造を加える必要がなく、既存のシステムに直ちに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従動部を固定し、駆動部を回転させたときの、駆動部の回転角度と、従動部にかかるトルクとの関係を示すグラフ
【図２】台形駆動を説明するための図
【図３】（ａ）比較例での回転速度の時間変化を示すグラフ  （ｂ）比較例での回転角度の時間変化を示すグラフ
【図４】（ａ）実施例１での回転速度の時間変化を示すグラフ  （ｂ）実施例１での回転角度の時間変化を示すグラフ
【図５】（ａ）実施例２での回転速度の時間変化を示すグラフ  （ｂ）実施例２での回転角度の時間変化を示すグラフ
【図６】本発明の回転導入機の内部構成図
【図７】本発明の回転導入機の別例の内部構成図
【図８】本発明のロボット装置の内部平面図
【図９】本発明のロボット装置のＡ−Ａ線切断断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜回転導入機の構造＞
本発明の回転導入機の構造を説明する。
図６は本発明の回転導入機１０の内部構成図である。
【００２９】
本発明の回転導入機１０は、互いに対向して配置され、互いの対向する表面にはそれぞれ、同一の回転軸線Ｌを中心とする円周に沿ってＮ極とＳ極の磁極が交互に並んで設けられた従動部１１と駆動部１２と、駆動部１２を回転軸線Ｌを中心に回転させる回転装置１３とを有している。
【００３０】
本実施形態では、駆動部１２は円筒形状であり、駆動部１２のＮ極とＳ極の磁極（駆動磁極）２２は、駆動部１２の内周側面に、周方向に沿って交互に等間隔に並んで設けられている。
従動部１１は円柱形状であり、駆動部１２の内側に同軸状に挿入され、従動部１１の外周側面は駆動部１２の内周側面と対面されている。従動部１１のＮ極とＳ極の磁極（従動磁極）２１は、Ｎ極とＳ極の駆動磁極２２と同一個数であり、従動部１１の外周側面に、周方向に沿って交互に等間隔に並んで設けられている。
【００３１】
従って、一の従動磁極２１が同極性の一の駆動磁極２２と対面するときには、他の従動磁極２１はそれぞれ同極性の他の駆動磁極２２と対面し、一の従動磁極２１が逆極性の一の駆動磁極２２と対面するときには、他の従動磁極２１はそれぞれ逆極性の他の駆動磁極２２と対面するようになっている。
回転装置１３は、ここではモーターであり、駆動部１２に接続され、駆動部１２を円筒の中心軸線である回転軸線Ｌを中心に回転させるように構成されている。
【００３２】
各従動磁極２１がそれぞれ異なる逆極性の駆動磁極２２と対面した状態で、回転装置１３により駆動部１２が回転軸線Ｌを中心に回転されると、各従動磁極２１はそれぞれ対面する駆動磁極２２から回転方向の引力（磁力）を受けて、従動部１１は各従動磁極２１と一緒に駆動部１２の回転方向と同じ方向に回転するようになっている。
【００３３】
なお、従動部１１と駆動部１２とは互いに対向して配置され、従動磁極２１と駆動磁極２２は、それぞれ従動部１１と駆動部１２の互いに対向する表面に、周方向に沿ってＮ極とＳ極とで交互に等間隔に並んで設けられている限りでは、上述のように従動部１１と駆動部１２の互いに対向する表面の法線が回転軸線Ｌに対して直角に向けられた構成に限定されない。
【００３４】
図７を参照し、従動部１１と駆動部１２はどちらも円板形状であり、同軸状に互いに対向して配置され、従動部１１と駆動部１２の互いに対向する表面の法線は回転軸線Ｌと平行に向けられており、従動磁極２１と駆動磁極２２は、それぞれ従動部１１と駆動部１２の互いに対向する表面に、周方向に沿ってＮ極とＳ極とで交互に等間隔に並んで設けられていてもよい。
【００３５】
本発明の回転導入機１０は、回転装置１３の動作を制御する制御装置１５を有している。制御装置１５は以下の各工程を行うように構成されている（第一例の構成）。
【００３６】
（準備工程）
制御装置１５は記憶装置１６を有しており、記憶装置１６には従動部１１の固有振動数ωが記憶されるようになっている。
【００３７】
まず、従動部１１を回転軸線Ｌを中心に自由に振動させ、レーザー変位計等の慣性モーメントＭに影響を及ぼさない計測手段を用いて、従動部１１の固有振動数ωを実測する。実測した従動部１１の固有振動数ωを記憶装置１６に記憶しておく。実測は従動部１１の負荷が変化した場合や、減磁等により従動磁極２１と駆動磁極２２との間の磁気結合の特性が変化した場合を除き、一度行えばよい。
なお、従動部１１の慣性モーメントＭと、極数Ｎpと、最大トルクＴmとを求め、求めた値を上記数式（７）に代入して近似的に固有振動数ωを得てもよい。
【００３８】
従動部１１の回転すべき回転角度Θから、記憶装置１６に記憶された固有振動数ωを用いて、上記数式（１）乃至上記数式（３）を満たす、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとを予め決めておく。
各従動磁極２１がそれぞれ異なる逆極性の駆動磁極２２と対面した状態で、従動部１１と駆動部１２とをそれぞれ静止させる。
【００３９】
（加速工程）
静止状態にある駆動部１２を、予め決めておいた加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて、加速時間ｔa後の時点で回転速度ｂで回転させる。このとき、上記数式（５）より、静止状態にある従動部１１は、加速時間ｔa後の時点で回転速度ｂで回転して、駆動部１２に対して相対的に静止状態になる。
【００４０】
（等速工程）
回転速度ｂで回転している駆動部１２を、予め決めておいた等速時間ｔbだけ回転速度ｂで回転させ続ける。このとき、上記数式（５）より、従動部１１は駆動部１２に追随し、すなわち駆動部１２と同じ回転角度かつ同じ回転速度で回転して、駆動部１２に対して相対的な静止状態を維持し、従動部１１の固有振動は抑制される。
【００４１】
（減速工程）
回転速度ｂで回転している駆動部１２を、予め決めておいた減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて、減速時間ｔc後の時点で回転角度Θだけ回転した角度で静止させる。このとき、上記数式（５）より、回転速度ｂで回転している従動部１１も、減速時間ｔc後の時点で回転角度Θだけ回転した角度で静止し、以後従動部１１の固有振動は抑制される。
【００４２】
なお、本実施形態では、制御装置１５は、上述の回転速度ｂを上記数式（１２）を満たす値に制限するように構成されている。そのため、駆動磁極２２と従動磁極２１との間の脱調が防止され、精度のよい静止状態が実現されるようになっている。
【００４３】
＜制御装置の別例＞
なお、本発明の回転導入機１０の制御装置１５は上記構成に限定されず、以下の各工程を行うように構成されていてもよい（第二例の構成）。
【００４４】
（準備工程）
まず、第一例の構成で固有振動数ωを記憶した工程と同じ工程を行う。
次いで、従動部１１の回転すべき回転角度Θから、記憶装置１６に記憶された固有振動数ωを用いて、上記数式（３）と上記数式（４）とを満たす、加速時間ｔaと等速時間ｔbと減速時間ｔcとを予め決めておく。
各従動磁極２１がそれぞれ異なる逆極性の駆動磁極２２と対面した状態で、従動部１１と駆動部１２とをそれぞれ静止させる。
【００４５】
（加速工程）
静止状態にある駆動部１２を、予め決めておいた加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速させて、加速時間ｔa後の時点で回転速度ｂで回転させる。このとき、上記数式（５）より、静止状態にある従動部１１は、加速時間ｔa後の時点で回転速度ｂで回転する。
【００４６】
（等速工程）
回転速度ｂで回転している駆動部１２を、予め決めておいた等速時間ｔbだけ回転速度ｂで回転させ続ける。このとき、上記数式（５）より、従動部１１は固有振動しながら回転し、等速時間ｔb後の時点で駆動部１２と同じ回転角度かつ同じ回転速度ｂになる。
【００４７】
（減速工程）
回転速度ｂで回転している駆動部１２を、予め決めておいた減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて、減速時間ｔc後の時点で回転角度Θだけ回転した角度で静止させる。このとき、上記数式（５）より、回転速度ｂで回転している従動部１１も、減速時間ｔc後の時点で回転角度Θだけ回転した角度で静止し、以後従動部１１の固有振動は抑制される。
【００４８】
なお、応用上は、第二例の構成の制御装置１５より、第一例の構成の制御装置１５の方が、等速時間ｔbを任意に採れ、また等速工程では従動部１１に固有振動が生じないため、有用性が高い。
【００４９】
＜ロボット装置の構造＞
本発明の上述の回転導入機１０を用いたロボット装置３０の構造を説明する。なお、回転導入機１０の制御装置１５は第一例の構成でもよいし、第二例の構成でもよい。
【００５０】
図８はロボット装置３０の平面図、図９は同Ａ−Ａ線切断断面図である。
ロボット装置３０は、上述の回転導入機１０と、回転導入機１０の従動部１１に取り付けられたアーム３４とを有している。
本実施形態では、ロボット装置３０は真空槽３１を有しており、真空槽３１には真空ポンプ３２が接続され、真空槽３１内は真空雰囲気にされている。
【００５１】
駆動部１２と回転装置１３と制御装置１５とは真空槽３１の外側に配置され、従動部１１とアーム３４とは真空槽３１内に配置されている。
アーム３４の先端にはハンド３５が設けられている。従動部１１を回転軸線Ｌを中心に回転させると、従動部１１の回転角度に応じて、アーム３４は回転軸線Ｌを中心とする放射方向に伸縮し、ハンド３５は回転軸線Ｌに対して直角な移動直線に沿って移動するようになっている。
【００５２】
制御装置１５は、静止状態にあるアーム３４のハンド３５を所定の移動距離ｄだけ移動させて静止させるときには、移動距離ｄを従動部１１の回転角度Θに変換し、静止状態にある従動部１１を、変換した回転角度Θだけ回転させて静止させるように構成されている。
【００５３】
制御装置１５からの制御信号に従って、回転装置１３が静止状態にある駆動部１２を、上記数式（１）乃至（３）、または上記数式（４）、（５）を満たす、加速時間ｔaだけ等増速加速度で加速した後、等速時間ｔbだけ回転速度ｂで等速度回転させ、減速時間ｔcだけ等減速加速度で減速させて静止させると、上述したように、従動部１１は回転角度Θだけ回転した後静止して、以後従動部１１の固有振動は抑制され、従って、ハンド３５は移動距離ｄだけ移動した後静止して、以後ハンド３５の振動は抑制される。
【００５４】
アーム３４の長さが長いほど従動部１１の固有振動の振幅は増幅されてハンド３５に伝達されるため、アーム３４の長さが長いロボット装置ほど、本発明による振動抑制の効果は大きくなる。
なお、ハンド３５に基板を載せる前の第一の固有周波数ω1と載せた後の第二の固有周波数ω2とをそれぞれ実測して記憶しておき、ハンド３５に基板を載せていない状態では第一の固有周波数ω1を用い、基板を載せた状態では第二の固有周波数ω2を用いて駆動部１２を駆動させると、ハンド３５の振動をより正確に抑制できる。
【実施例】
【００５５】
（比較例）
慣性モーメントＭ＝１０ｋｇ・ｍ2、最大トルクＴm＝２４Ｎ・ｍ、極数Ｎp＝１０、回転速度ｂ＝０．０５πｒａｄ／ｓとし、加速時間ｔa＝等速時間ｔb＝減速時間ｔc＝２ｓとした場合の上記数式（５）の数値解である回転速度と回転角度の時間変化を図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５６】
比較例では、駆動部１２が静止した状態（時刻ｔ≧加速時間ｔa＋等速時間ｔb＋減速時間ｔc）では、従動部１１に回転加速度（ｂ／ｔa、ｂ／ｔc）に比例した振幅の固有振動が持続することが分かる。
【００５７】
（実施例１）
上記数式（１）及び上記数式（２）の条件でｎ＝ｍ＝１、等速時間ｔb＝加速時間ｔa＝減速時間ｔcとし、慣性モーメントＭと最大トルクＴmと極数Ｎpと回転速度ｂは比較例と同じ値にした場合の回転速度と回転角度の時間変化を図４（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５８】
（実施例２）
上記数式（４）の条件でｎ’＝１、ｍ’＝２とし、慣性モーメントＭと最大トルクＴmと極数Ｎpと回転速度ｂは比較例と同じ値にした場合の回転速度と回転角度の時間変化を図５（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す。
【００５９】
なお、実施例１、２と比較例では、回転加速度＜０．０１５ω2である。
実施例１、２ともに、比較例に比べて、駆動部１２が静止した状態では、従動部１１の固有振動の振幅を小さく抑制できていることが分かる。
また、実施例１では、一定の回転速度ｂで回転中も、従動部１１は駆動部１２に完全に追随し、固有振動が抑制されていることが分かる。
ただし、実施例１、２ともに、駆動部１２が静止した状態で従動部１１の微小な固有振動が確認されるが、その原因は上記数式（８）、（９）が近似解であることによると考えられる。
【符号の説明】
【００６０】
１０……回転導入機
１１……従動部
１２……駆動部
１３……回転装置
１５……制御装置
２１……従動磁極
２２……駆動磁極
３０……ロボット装置
３４……アーム
３５……ハンド
【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】
2013096443.tif 000032
【図８】
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【図９】
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