(57)【要約】【課題】直流モータのノイズの影響を受けるタイミングでの無線通信を制限するモータシステムを提供する。【解決手段】通信装置と、モータ装置とを備え、通信装置からの指令信号に基づきモータ装置を制御するモータシステムであって、モータ装置は、通信装置と無線通信を行う通信部と、対向する電極を含むブラシから複数の整流子を介して回転子に設けられたコイルに電流が供給される直流モータと、直流モータの回転中に対抗する電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出するための検出手段と、検出手段による切り替わりの検出に応じて通信装置に検出信号を送信する制御部とを含む。通信装置は、検出信号に基づいて直流モータにおいて整流子の切り替わりが生じるタイミングを含む所定期間は、モータ装置への指令信号の送信を制限する。【選択図】図１
2017063564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置と、モータ装置とを備え、前記通信装置からの指令信号に基づき前記モータ装置を制御するモータシステムであって、
前記モータ装置は、
前記通信装置と無線通信を行う通信部と、
対向する電極を含むブラシから複数の整流子を介して回転子に設けられたコイルに電流が供給される直流モータと、
前記直流モータの回転中に前記対向する電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出するための検出手段と、
前記検出手段による前記切り替わりの検出に応じて前記通信装置に検出信号を送信する制御部とを含み、
前記通信装置は、前記検出信号に基づいて前記直流モータにおいて整流子の切り替わりが生じるタイミングを含む所定期間は、前記モータ装置への指令信号の送信を制限する、モータシステム。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出手段による前記切り替わりの検出に応じて前記通信装置に検出信号を送信する一連の動作を３回以上繰り返し、
前記通信装置は、前記検出信号を受信する周期を平均し、当該平均した周期に基づいて前記モータ装置への指令信号の送信を制限する、請求項１に記載のモータシステム。
【請求項３】
前記制御部は、前記指令信号を受けてその後に生じる前記整流子の切り替わりを基準とするタイミングで前記通信装置への返信を行う、請求項１または２に記載のモータシステム。
【請求項４】
前記制御部は、前記モータ装置への電源供給が開始されてから、または前記通信装置から前記直流モータの回転速度を変更する指令信号を受けてから所定時間経過後に前記検出信号を送信する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータシステム。
【請求項５】
前記検出手段は、前記ブラシに流れる電流の大きさ又は変化に基づいて前記切り替わりを検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータシステム。
【請求項６】
前記検出手段は、
発光素子と、受光素子と、前記回転子の回転位相に関係づけられた位置に設けられたセンサトリガとから構成され、
前記発光素子および受光素子は、前記直流モータの回転中に前記センサトリガに起因する光量の変化を検出するように配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータシステム。
【請求項７】
通信装置と無線通信を行う通信部と、
対向する電極を含むブラシから複数の整流子を介して回転子に設けられたコイルに電流が供給される直流モータと、
前記直流モータの回転中に前記対向する電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出するための検出手段と、
前記検出手段による前記切り替わりを検出したタイミングを含む所定期間は、前記通信部による信号の送信を制限する制御部とを備える、モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、モータシステムに関し、より特定的には、通信装置およびモータ装置が無線通信を行なうモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータ装置の制御を行なうにあたって、配線がないことによる設置自由度向上および配線コストの削減を目的として無線通信を利用して制御を行なうことが多くなっている。
【０００３】
無線通信を利用したモータ装置の制御に関し、特開２０１４−２２０９９９号公報（特許文献１）は、コントローラと電気モータユニット間の無線通信リンクを介して、電気モータユニットから情報を受信し、受信した情報から電気モータユニットのためのコマンドを識別し、当該識別したコマンドを無線通信リンクを介して電気モータユニットに送る構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２０９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される技術は、モータユニットとしてブラシレスモータを使用しており、コストが高く複雑な制御が要求される。そこで、比較的安価なブラシ付きＤＣモータを用いることも考えられるが、ブラシ付きＤＣモータはブラシレスモータに比してノイズが大きい。モータユニットを小型化すると、アンテナや無線回路がモータの近くに配置されることとなる。小型化が進むと、本来受信するべき通信波がモータから発生するノイズによって妨害されてしまう。その結果、無線通信状態が不安定になりやすく、動作不良を頻繁に引き起こしてしまうという問題がある。
【０００６】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、直流モータのノイズの影響を受けるタイミングでの無線通信を制限するモータシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
通信装置と、モータ装置とを備え、通信装置からの指令信号に基づきモータ装置を制御するモータシステムであって、モータ装置は、通信装置と無線通信を行う通信部と、対向する電極を含むブラシから複数の整流子を介して回転子に設けられたコイルに電流が供給される直流モータと、直流モータの回転中に対抗する電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出するための検出手段と、検出手段による切り替わりの検出に応じて通信装置に検出信号を送信する制御部とを含む。通信装置は、検出信号に基づいて直流モータにおいて整流子の切り替わりが生じるタイミングを含む所定期間は、モータ装置への指令信号の送信を制限する。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態に従うモータ装置によれば、直流モータのノイズの影響を受けるタイミングで無線通信を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に従うモータシステムの概要を説明する図である。
【図２】本実施形態に従うモータ装置の構成例を説明する図である。
【図３】本実施形態に従う通信装置の構成例を説明する図である。
【図４】本実施形態に従うモータの構成例を説明する図である。
【図５】本実施形態に従うモータ装置と通信装置との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。
【図６】他の実施形態に従うモータ装置と通信装置との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。
【図７】他の実施形態に従うモータ装置と通信装置との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。
【図８】他の実施形態に従うモータ装置と通信装置との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。
【図９】他の実施形態に従うモータの構成例を説明する図である。
【図１０】他の実施形態に従うモータの構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
［Ａ．実施形態１−ノイズ発生のタイミングを避けて通信］
（ａ１．概要）
直流電源で動作するＤＣ（Direct Current）モータとして、ブラシ付きＤＣモータとブラシレスＤＣモータ、ステッピングモータ等が知られている。中でも、ブラシ付きＤＣモータは、ブラシと整流子との間に機械的な接点が存在する。この接点において、ブラシ付きＤＣモータは、回転するたびに放電や急激な電流変動が起こり、ノイズが発生する。
【００１１】
そのため、ブラシ付きＤＣモータを備えるモータ装置は、通信装置と無線通信を行なうときにノイズの影響を受けて通信状態が不安定になったり、動作不良を起こしたり、といった問題が起こる。
【００１２】
このノイズは、モータの電磁石の極性が切り替わるとき、すなわちブラシに接する整流子が切り替わるときに発生する。したがって、通信装置は、当該切り替わりのタイミングを含む所定期間、モータ装置への指令の送信を制限することで、ノイズの影響を低減して通信を行なうことができる。
【００１３】
図１は、本実施形態に従うモータシステム１００の概要を説明する図である。図１（ａ）を参照して、モータシステム１００は、複数のモータ装置１と、当該複数のモータ装置と無線で接続された通信装置２とから構成される。モータ装置１は、ブラシ付きＤＣモータを備え、回転中はモータの回転位相に応じたノイズが発生する。
【００１４】
図１（ｂ）を参照して、通信装置２は、モータ装置１でノイズが発生するタイミングを含む所定期間、モータ装置１への指令の送信を制限することによって、モータ装置１とノイズの影響を低減した通信を行なうことができる。以下、当該送信の制限を実現するためのモータ装置１および通信装置２の構成について説明を行なう。
【００１５】
（ａ２．モータ装置１の構成）
図２は、本実施形態に従うモータ装置１の構成例を説明する図である。図２を参照して、モータ装置１は、制御部１０と、モータドライバ１２と、モータ１４と、通信部１８と、タイマ２０と、記憶部２２とを備える。モータ１４は、切替検出部１６を含む。モータ１４は、ブラシ付きＤＣモータとする。また、モータ装置１は、バッテリ２４によって各デバイスへの給電が行なわれる。なお、バッテリ２４はモータ装置１に含まれていてもよい。
【００１６】
モータドライバ１２は、制御部１０から制御信号を受信して、モータ１４に流す電流を制御する。切替検出部１６は、ブラシに接する整流子が切り替わるタイミングを検出する。詳細は後述する。通信部１８は、後述する通信装置２と通信を行なう。タイマ２０は、時間をカウントする。記憶部２２は、不揮発性メモリで構成されている。
【００１７】
（ａ３．通信装置２の構成）
図３は、本実施形態に従う通信装置２の構成例を説明する図である。図３を参照して、通信装置２は、コントローラ３０と、通信部４０と、タイマ５０と、記憶部５２とを備える。通信部４０は、モータ装置１と通信を行なう。コントローラ３０は、通信部４０を制御して、モータ装置１と通信を行なうタイミングを制御する。タイマ５０は、時間をカウントする。
【００１８】
（ａ４．モータ１４の構成）
図４は、本実施形態に従うモータ１４の構成例を説明する図である。図４（ａ）を参照して、モータ１４は、対抗する電極を含むブラシ６０と、整流子６１ａ、６１ｂと、軸６２と、コア６３と、コイル６４と、磁石６５ａ、６５ｂと、電源６６と、電流計６７とを備える。
【００１９】
図４において、モータ１４は、整流子を２個備える構成を開示しているが、特にこれに限定されない。たとえば、整流子を３個以上もっていてもよい。また、磁石６５ａおよび６５ｂは、電磁石であってもよいし、永久磁石であってもよい。
【００２０】
図４（ａ）において、電源６６から電流が供給されると、正極側のブラシ６０から整流子６１ａを介してコイル６４に電流が流れ、さらに整流子６１ｂから負極側のブラシ６０へと電流が流れる。電流計６７は、ブラシ６０に流れる電流を計測する。
【００２１】
コイル６４に電流が流れるとコア６３が磁性を帯びて磁石６５ａ、６５ｂに引き寄せられる。その結果、図４に示される例ではコア６３を含む回転子は、時計回りに回転を行なう。
【００２２】
図４（ａ）において、整流子６１ａは正極側のブラシ６０と接しているが、コア６３の回転に伴い、図４（ｂ）に示されるように負極側のブラシ６０と接する。これに伴い、コイル６４を流れる電流の正負が切り替わり、コア６３の極性が切り替わる。言い換えれば、ブラシ６０の正負の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子が切り替わるタイミング（以下、「整流子が切り替わるタイミング」とも称する。）で急激な電流変動および放電によるノイズが発生する。
【００２３】
ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子が切り替わる際、当該電極に整流子が接しない瞬間が存在する。この瞬間、当該電極と整流子とが接しないため、電流は流れない。すなわち、電流計６７の計測する電流値が０付近になったとき、または急激に変化するときにノイズが発生している。
【００２４】
本実施形態において、一例として、電流計６７は、計測する電流値が０になると、制御部１０に検出信号を送信する。これにより、制御部１０は、モータ１４の回転中にノイズが発生するタイミングを判断することができる。
【００２５】
（ａ５．モータ装置１と通信装置２との通信タイミング）
図５は、本実施形態に従うモータ装置１と通信装置２との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。本実施形態において、モータ１４は、１分間に３００回転するものとする。モータ１４の整流子の数は２個なので、ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりは、１００ｍｓｅｃ間隔で行なわれる。
【００２６】
時刻Ｔ０において、バッテリ２４は、モータ装置１に給電を開始する。モータ装置１は、給電とともにモータ１４の回転を開始する。モータ１４の回転は、給電直後は回転数が安定しない。したがって、モータ１４は、モータ装置１に電源供給を開始されてから回転が安定するまでの所定時間、モータ装置１は通信装置２に対して後述する通知を送信しない。本実施形態において、一例として、所定時間は、１秒とする。なお、当該所定時間は予め記憶部２２に記憶されているものとする。
【００２７】
時刻Ｔｔｈ１において、時刻Ｔ０から当該所定時間（１秒）が経過する。時刻Ｔ１において、制御部１０は、電流計６７からブラシ６０に流れる電流が０になったことを検出する信号の入力を受け、当該タイミングでモータ１４にノイズが発生していると判断する。
【００２８】
制御部１０は、ノイズの影響を避けるため、ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出した時刻Ｔ１を含む所定期間は、通信装置２に対する通信を制限する。そのため、時刻Ｔ１から当該所定時間経過後の時刻Ｔ２において、通信装置２に対してノイズを検出した旨の通知を行なう。本実施形態において、一例として、当該所定時間は、１０ｍｓｅｃとする。なお、当該所定時間は予め記憶部２２に記憶されているものとする。
【００２９】
制御部１０は、時刻Ｔ３、Ｔ５、Ｔ７においてそれぞれ電流計６７から検出信号の入力を受け、当該入力の１０ｍｓｅｃ後の時刻Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８にそれぞれ通信装置２に通知を行なう。制御部１０は、回転数が安定する時刻Ｔｔｈ１の後に、４回、通信装置２に対して通知を行なう。当該４回という回数は、一例であって、これに限定されない。ただし、当該検出信号の入力を受けて通知を送信する一連の動作は、後述する計算を行なうために３回以上行うことが好ましい。なお、通知を行なう回数は予め記憶部２２に記憶されているものとする。
【００３０】
通信装置２のコントローラ３０は、予め定められた回数（４回）、モータ装置１から通知を受け取ると、ブラシ６０の対向する電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わる周期（以下、「切り替わり周期」とも称する。）を計算する。なお、当該予め定められた回数（４回）は、通信装置２の記憶部５２に記憶されているものとする。
【００３１】
具体的には、コントローラ３０は、通知を受信した周期として時刻Ｔ２−Ｔ４間、Ｔ４−Ｔ６間、Ｔ６−Ｔ８間の時間をそれぞれ算出し、これらの周期（時間）を平均する。その結果、コントローラ３０は、切り替わり周期が１００ｍｓｅｃであるとする結果を得て、当該結果を記憶部５２に記憶する。
【００３２】
また、コントローラ３０は、最後に通知を受け取った時刻Ｔ８を基準として、切り替わり周期（１００ｍｓｅｃ）毎にモータ装置１に対する指令の送信を行なうように構成される。さらに、モータ装置１は、当該指令を受信してから所定時間経過後に返信するように構成される。本実施形態において、一例として、当該所定時間は、８０ｍｓｅｃとする。さらに、当該所定時間は記憶部５２に予め定められているものとする。
【００３３】
図５を参照して、通信装置２は、モータ装置１から最後に通知を受け取った時刻Ｔ８から切り替わり周期である１００ｍｓｅｃ経過後の時刻Ｔ１０、すなわち、ノイズが発生する時刻Ｔ９から１０ｍｓｅｃ経過後にモータ装置１に対して指令を送信する。
【００３４】
当該構成によれば、通信装置２は、モータ装置１から入力される通知に基づいてモータ１４の整流子の切り替わりが生じるタイミング（すなわち、ノイズが生じるタイミング）を含む所定期間（本例では１０ｍｓｅｃ）、モータ装置１への指令の送信を制限することができる。
【００３５】
モータ装置１は、通信装置２から指令を受け取ってから８０ｍｓｅｃ後に当該指令を受け取った旨の返信を行なう。
【００３６】
その後、通信装置２は計算した切り替わり周期毎にモータ装置１に対して指令を行ない、モータ装置１は、指令を受け取ってから８０ｍｓｅｃ後に当該指令を受け取った旨の返信を行なう一連の動作を繰り返す。
【００３７】
上記によれば、モータ装置は、ブラシに流れる電流の大きさまたは変化に基づいて、ブラシの電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わるタイミング、すなわち、ノイズが生じるタイミングを把握することができる。
【００３８】
さらに、通信装置は、モータ装置から受信する通知に基づいて、モータのブラシの電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりが生じるタイミングを含む所定期間は、モータ装置への指令の送信を制限することができる。その結果、モータ装置および通信装置は、当該ノイズの影響を低減して通信を行なうことができるため、安定した通信を実現でき、動作不良を起こす可能性を低減することができる。
【００３９】
（ａ６．変形例）
別の局面において、モータ装置１は、電流計６７から検出信号の入力を受けた直後に通信装置２に対して通知を送信する構成にしてもよい。かかる構成において、通信装置２は、実際にノイズが発生した時刻を取得することができる。その場合、通信装置２は、当該通知を受信した時刻を含む所定期間（たとえば１０ｍｓｅｃ）、モータ装置１への指令の送信を制限することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
さらに別の局面において、モータ装置１の制御部１０は、電流計６７から検出信号の入力を受けた時刻を通知に含めてもよい。上記の例では、制御部１０が通信装置２に通知を送信した時刻と、通信装置２が通知を受信した時刻が概ね等しいとしているが、遅延が生じる場合も考えられる。たとえば、モータ装置１と通信装置２との距離が遠い場合や、モータ装置１と通信装置２との間に何らかの障害物が存在する場合などである。
【００４１】
かかる場合、制御部１０が電流計６７から検出信号の入力を受けた時刻を通知に含めることで、コントローラ３０は、実際にモータ１４においてノイズが発生した時刻に基づいて切り替わり周期（ノイズ発生周期）およびモータ装置１との通信タイミングの計算を行なうことができる。
【００４２】
さらに別の局面において、モータ１４としてブラシ付きＤＣモータを用いているが、これに限られない。モータの回転位相に応じてノイズを発するモータであれば、本実施形態および後述する実施形態における効果を得ることができる。
【００４３】
［Ｂ．実施形態２−モータ装置１と通信装置２とが切り替わり周期毎に交互に送受信］
（ｂ１．概要）
実施形態１では、モータ装置１は、通信装置２から送信される指令に対して、次のノイズが発生する前に返信を行なう構成について説明を行った。かかる構成の場合、モータ１４の回転速度が速くなると、ノイズの影響を受ける可能性がある。そこで、本実施形態におけるモータ装置１は、通信装置２から送信される指令に対して、次のノイズが発生する後に返信を行なう。
【００４４】
本実施形態において、モータ１４は、１分間に３００回転するものとする。モータ１４の整流子の数は２個なので、ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりは、１００ｍｓｅｃ間隔で行なわれる。なお、図５と同一符号を付している部分については繰り返し説明は行なわない。
【００４５】
（ｂ２．モータ装置１と通信装置２との通信タイミング）
図６は、他の実施形態に従うモータ装置１と通信装置２との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。図６を参照して、通信装置２は、モータ装置１から最後に通知を受け取った時刻Ｔ８から切り替わり周期である１００ｍｓｅｃ経過後の時刻Ｔ１０にモータ装置１に対して指令を送信する。さらに、通信装置２は、当該指令とともに、モータ装置１が当該指令に対する返信を行なうタイミングも併せて指定するタイミング信号を送信する。具体的には、通信装置２は、モータ装置１に対して当該指令を受け取り、次の整流子の切り替わるタイミング、すなわち、次に電流計６７から検出信号の入力を受けてから所定時間経過後に返信を行なうよう指令を行なう。当該所定時間は、一例として、１０ｍｓｅｃとする。
【００４６】
モータ装置１は、受信した指令に基づいて、次に整流子の切り替わるタイミングである時刻Ｔ１２から１０ｍｓｅｃ経過後の時刻Ｔ２０に返信を行なう。
【００４７】
通信装置２は、当該返信を受け取った時刻Ｔ２０から切り替わり周期である１００ｍｓｅｃ後に再び同じ内容の指令をモータ装置１に送信するように構成される。
【００４８】
上記によれば、切り替わり周期毎にモータ装置１および通信装置２のいずれか一方が他方に対して信号を送信することができる。すなわち、モータ装置１および通信装置２は、受信と送信とを切り替わり周期毎に交互に行なうことができ、実施形態１の通信制御よりもノイズの影響を低減することができる。
【００４９】
さらに、当該構成を採用することによって、通信装置２は、整流子の切り替わるタイミング、および切り替わり周期を定期的に取得することができる。たとえば、通信装置２は、直近３回分の返信を受信した時刻に基づいて、実施形態１と同様に切り替わり周期を計算し、直近の返信を受信した時刻から当該計算した周期の経過後にモータ装置１に対して指令を送信するように構成されてもよい。
【００５０】
当該構成において、仮にモータ装置１のモータ１４に何らかの負荷がかかってモータの回転数が一時的に変動し、整流子の切り替わるタイミングが変更されたとしても、通信装置２は、モータ１４の回転数の変動に応じて、モータ装置１に対して指令を送信するタイミングを変更することができる。
【００５１】
なお、上記ではモータ装置１および通信装置２のいずれか一方が切り替わり周期毎に他方に対して信号を送信する構成をとっているが、切り替わり周期毎に送受信を行なう構成に限られない。たとえば、別の局面において、２周期（本例では２００ｍｓｅｃ）毎にモータ装置１および通信装置２のいずれか一方が他方に対して信号を送信する構成であってもよい。
［Ｃ．実施形態３−モータ１４の回転数が可変時の制御］
（ｃ１．概要）
本実施形態において、モータ１４の回転数は可変であるとする。モータ１４の回転数が変更されると切り替わり周期（ノイズ発生周期）が変更される。かかる場合のモータ装置１および通信装置２の制御について以下説明を行なう。なお、本実施形態におけるモータ装置１および通信装置２の構成は実施形態１と同じであるので繰り返し説明は行なわない。
【００５２】
（ｃ２．回転数可変時におけるモータ装置１および通信装置２の制御）
図７は、他の実施形態に従うモータ装置１と通信装置２との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。本実施形態において、モータ１４は、１分間に６０回転から５００回転まで変更可能であるとする。
【００５３】
図７を参照して、時刻Ｔ２９において、モータ１４は１分間に６０回転している。モータ１４でノイズが発生する時刻Ｔ２９から所定時間経過後の時刻Ｔ３０において、コントローラ３０は、モータ装置１に対してモータ１４の回転速度を１分間に５００回転するように変更する指令を送信する。本実施形態において、当該所定時間は、一例として、１０ｍｓｅｃとする。
【００５４】
モータ装置１は、当該指令を受け取った時刻Ｔ３０から所定時間経過後の時刻Ｔ３１において、当該指令を受け取った旨の返信を通信装置２に対して行なう。本実施形態において、当該所定時間は、一例として、４０ｍｓｅｃとする。
【００５５】
モータ装置１は、時刻Ｔ３０に通信装置２から指令を受け取ると、モータ１４の回転数を上げる動作を行なう。モータ１４の回転数が目標の回転数に到達して安定するまでにはしばらく時間がかかる。この間は切り替わり周期（ノイズ発生周期）が安定しない。したがって、モータ装置１は、通信装置２から指令を受け取った時刻Ｔ３０から所定時間が経過してモータ１４の回転数が安定した後に、通信装置２に対して通知を行なう。本実施形態において、当該所定時間は、一例として、１秒とする。なお、当該所定時間は予め記憶部２２に記憶されているものとする。
【００５６】
別の局面において、当該所定時間は、回転速度の変更度合いによって変更されてもよい。たとえば、当該所定時間は、６０回転／分→５００回転／分に変更するときは１秒とし、６０回転→３００回転／分に変更するときは０．５秒、のように定められてもよい。
【００５７】
図７の時刻Ｔｔｈ２において、通信装置２から指令を受け取った時刻Ｔ３０から当該所定時間（１秒）が経過する。時刻Ｔｔｈ２以降の時刻Ｔ３２において、モータ装置１の制御部１０は、電流計６７からブラシ６０に流れる電流が０になったことを検出する信号の入力を受け、当該タイミングでノイズが発生していると判断する。
【００５８】
制御部１０は、ノイズの影響を避けるため、ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりを検出した時刻Ｔ３２を含む所定期間は、通信装置２に対する通信を制限する。そのため、時刻Ｔ３２から１０ｍｓｅｃ経過後の時刻Ｔ３３において、通信装置２に対してノイズを検出した旨の通知を行なう。
【００５９】
制御部１０は、時刻Ｔ３４、Ｔ３６、Ｔ３８においてそれぞれ電流計６７から検出信号の入力を受け、当該入力の１０ｍｓｅｃ後の時刻Ｔ３５、Ｔ３７、Ｔ３９にそれぞれ通信装置２に通知を行なう。制御部１０は、回転数が安定する時刻Ｔｔｈ１の後に、４回、通信装置２に対して通知を行なう。
【００６０】
通信装置２のコントローラ３０は、予め定められた回数（たとえば、４回）、モータ装置１から通知を受け取とると、切り替わり周期を計算する。具体的には、コントローラ３０は、通知を受信した周期として時刻Ｔ３３−Ｔ３５間、Ｔ３５−Ｔ３７間、Ｔ３７−Ｔ３９間の時間（周期）をそれぞれ算出し、これらの時間（周期）を平均する。その結果、コントローラ３０は、切り替わり周期が６０ｍｓｅｃであるとする結果を得て、記憶部５２に記憶されている切り替わり周期を更新する。
【００６１】
コントローラ３０は、最後に通知を受け取った時刻Ｔ３９を基準として、切り替わり周期（６０ｍｓｅｃ）毎にモータ装置１に対する指令の通信を行なうように構成する。モータ装置１は、当該指令を受信してから４０ｍｓｅｃ後に返信する。
【００６２】
通信装置２は、モータ装置１から最後に通知を受け取った時刻Ｔ３９から切り替わり周期である６０ｍｓｅｃ後の時刻Ｔ４１、すなわち、ノイズが発生する時刻Ｔ４０から１０ｍｓｅｃにモータ装置１に対して指令を送信する。
【００６３】
モータ装置１は、通信装置２から指令を受け取ってから４０ｍｓｅｃ後の時刻Ｔ４２に当該指令を受け取った旨の返信を行なう。
【００６４】
当該構成によれば、モータ１４の回転速度が変更されたことにより切り替わり周期（ノイズ発生周期）が変更されたとしても、通信装置は変更後の切り替わり周期を計算することができる。そのため、モータ１４の回転速度が変更されたとしても、通信装置２は、モータ装置１から入力される通知に基づいてモータ１４の整流子の切り替わりが生じるタイミング（すなわち、ノイズが生じるタイミング）を含む所定期間（本例では１０ｍｓｅｃ）、モータ装置１への指令の送信を制限することができる。その結果、モータ装置および通信装置は、当該ノイズの影響を低減して通信を行なうことができるため、安定した通信を実現でき、動作不良を起こす可能性を低減することができる。
【００６５】
別の局面において、モータ装置１は、モータ装置１の制御部１０は、電流計６７から検出信号の入力を受けた時刻を通知に含めてもよいし、電流計６７から検出信号の入力を受けた直後に通信装置２に対して通知を送信する構成にしてもよい。これらの構成において、通信装置２は、実際にノイズが発生した時刻を取得することができる。
【００６６】
かかる場合、通信装置２は、ノイズが発生してから所定期間経過後にモータ装置１に対して指令を行なう構成であってもよい。さらに、当該所定期間は、切り替わり周期に応じて変更されてもよい。たとえば、切り替わり周期が６０ｍｓｅｃの場合、通信装置２はノイズが発生するタイミングから１０ｍｓｅｃ後にモータ装置１に指令を行なう。たとえば、切り替わり周期が５００ｍｓｅｃの場合、通信装置２はノイズが発生するタイミングから１００ｍｓｅｃ後にモータ装置１に指令を行なう。
［Ｄ．実施形態４−省エネモードにおける通信頻度］
（ｄ１．概要）
モータ装置１を含む、無線通信を行なう装置の多くは、バッテリで駆動されていることが多く、消費電力の削減が求められている。モータ装置１は、通信装置２との通信頻度を少なくすることで消費電力の削減を行なうことができる。そこで、本実施形態における通信装置２は、通常モードと、通常モードよりも消費電力の少ない省エネモードとを有する。
【００６７】
通信装置２は、省エネモードにおけるモータ装置１との通信頻度を、通常モードにおけるモータ装置１との通信頻度より少なくする。具体的には、省エネモードにおいて、通信装置２は、モータ装置１に対して指令を送信する周期を、通常モードにおける周期よりも長くする。その結果、通信装置２の省エネモードにおいて、モータ装置１は通信頻度が少なくなるため、通信装置２の通常モードに比して消費電力を低減することができる。以下、図８を用いて説明を行なう。なお、本実施形態におけるモータ装置１および通信装置２の構成は通信装置２が通常モードと省エネモードとを備える点を除いて実施形態１と同じであるので繰り返し説明は行なわない。
【００６８】
（ｄ２．モータ装置１と通信装置２との通信タイミング）
図８は、他の実施形態に従うモータ装置１と通信装置２との通信のやりとりを説明するタイミングチャートである。本実施形態において、モータ１４は、１分間に３００回転するものとする。モータ１４の整流子の数は２個なので、ブラシ６０の電極のうち少なくとも一方の電極に接する整流子の切り替わりは、１００ｍｓｅｃ間隔で行なわれる。なお、図５と同一符号を付している部分については繰り返し説明は行なわない。
【００６９】
図８の時刻Ｔ１０、Ｔ１３に示されるように、通信装置２は、通常モードにおいて切り替わり周期毎にモータ装置１に対して指令を送信する。モータ装置１は、当該指令を受け取ってから所定時間経過後の時刻Ｔ１１およびＴ１４にそれぞれ当該指令を受け取った旨の返信を通信装置２に対して行なう。本実施形態において、当該所定時間は、一例として４０ｍｓｅｃとする。
【００７０】
時刻Ｔ１５において、通信装置２が通常モードから省エネモードに変更される。当該変更は、通信装置の入力部（不図示）においてユーザが変更を行なってもよいし、予め設定された時間モータ装置に対して何らの指令も送信しない場合に、自動的に通常モードから省エネモードに移行するように構成されてもよい。
【００７１】
時刻Ｔ５０において、通信装置２は、モータ装置１に対して指令を送信する。モータ装置１は、当該指令を受け取ってから４０ｍｓｅｃ経過後に通信装置２に対して返信を行なう。
【００７２】
通信装置２は、省エネモード時において、モータ装置１に対して指令を送信した時刻Ｔ５０から切り替わり周期を２周期（２００ｍｓｅｃ）経過後の時刻Ｔ５２にモータ装置１に対して次の指令を行なう。
【００７３】
モータ装置１は、当該指令を受け取ってから４０ｍｓｅｃ経過後の時刻Ｔ５３に通信装置２に対して返信を行なう。
【００７４】
なお、図８ではモータ装置１と通信装置２との送受信は、通信装置２の通常モードにおいて切り替わり周期毎に行ない、省エネモードにおいて切り替わり周期の２周期毎に行なっているが、これに限定されない。通信装置２がモータ装置１に対して指令を送信する周期が、通常モードよりも省エネモードの方が長くなればよい。
【００７５】
上記によれば、通信装置２の省エネモードにおいて、モータ装置１は、通信装置２との通信頻度を通常モードよりも少なくすることができるため、消費電力を削減することができる。さらに、モータ装置および通信装置は、モータ１４のノイズが発生するタイミングを含む所定期間を除いて互いに通信を行なうため、安定した通信を実現でき、動作不良を起こす可能性を低減することができる。
【００７６】
［Ｅ．変形例］
（ｅ１．保安動作）
上記の実施形態において、モータ１４のノイズが発生するタイミングを含む所定期間を除いて互いに通信を行なう構成、制御について説明を行なった。当該構成、制御によってモータ装置１および通信装置２との通信におけるノイズの影響は低減される。しかし、モータ装置１および通信装置２は、何らかの理由でとの通信が正常に行なわれなかった場合、モータ装置１が意図しない動作を行なうことを避けるために、保安動作を行なうことが望ましい。以下に、モータ装置１および通信装置２の異常判定方法および、当該異常を判定した場合の動作を説明する。
【００７７】
（ｅ１−１．モータ装置１の異常判定および対応）
通信装置２がモータ装置１に対して指令を送信すると、モータ装置１は当該指令を受け取った旨の返信を行なう。通信装置２は、当該モータ装置１からの返信を受信しなかった場合、モータ装置１へ指令を再送信する。
【００７８】
通信装置２は、再送信を所定回数実施してもなお、モータ装置１からの返信を受信しなかった場合、通信装置２が異常状態であると判定する。なお、当該所定回数は、一例として、２回とする。
【００７９】
通信装置２に、モータ装置１を含む複数のモータ装置が接続されている場合も考えられる。かかる場合、通信装置２は、少なくとも１つのモータ装置の異常を検出（判定）すると、他のモータ装置に対して停止する旨の信号を送信するとともに、スピーカ（不図示）からアラーム音を出力するように構成される。当該構成によって、モータ装置に何らかの異常が発生した場合であっても、モータ装置の周囲に存在する人および物の安全性を担保することができる。さらに、通信装置２の周囲にいる人に対して、何らかの異常が起こった旨を通知することができる。
【００８０】
（ｅ１−２．通信装置２の異常判定および対応）
モータ装置１は、通信装置２に対して通知を所定回数送信後、通信装置２から所定期間何らの入力もない場合に、通信装置２が異常であると判定する。当該所定期間は、一例として、切り替わり周期の２周期とする。モータ装置１は、通信装置２の異常を検出（判定）すると、モータ１４の回転を停止するように構成される。当該構成によって、通信装置２に何らかの異常が発生した場合であっても、モータ装置１の周囲に存在する人および物の安全性を担保することができる。
【００８１】
別の局面において、通信装置２に、モータ装置１を含む複数のモータ装置が接続されている場合も考えられる。かかる場合、いずれか１つのモータ装置が通信装置２の異常を検出すると、当該モータ装置は、他のモータ装置に対して停止する旨の信号を送信するとともに、自身のモータを停止するように構成される。当該構成によって、通信装置２に何らかの異常が発生した場合であっても、モータ装置１の周囲に存在する人および物の安全性を担保することができる。
【００８２】
（ｅ２．他の切替検出部１６）
上記では、切替検出部１６として、ブラシ６０に流れる電流を計測する電流計６７を用いて説明を行なった。他の切替検出部として以下２つの例を挙げる。
【００８３】
（ｅ２−１．フォトインタラプタ）
本例において、切替検出部１６として、フォトインタラプタを用いる。以下、モータ１４ａの構成、および切り替わり周期の検出方法について説明する。
【００８４】
図９は、他の実施形態に従うモータ１４ａの構成例を説明する図である。図９（ａ）はモータ１４ａの一部を説明する図であって、説明の都合上ブラシ６０と、コア６３と、コイル６４と、磁石６５ａ、６５ｂと、電源６６は省略している。
【００８５】
図９（ａ）を参照して、モータ１４ａの軸６２には、穴６８が設けられている。当該穴６８は、軸６２の軸方向に貫通している。また、穴６８は、整流子６１ａの端部Ｅｎと同じ回転位相の位置に設けられている。
【００８６】
また、モータ１４ａは、発光素子７０ａと受光素子７０ｂとから構成されるフォトインタラプタを備える。発光素子７０ａとしては、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Device）等が挙げられる。受光素子７０ｂとしては、たとえば、フォトトランジスタ、フォトダイオード等が挙げられる。
【００８７】
図９（ｂ）を参照して、モータ１４ａの回転中（時計回り）において、整流子６１ａの端部Ｅｎと負極側のブラシ６０とは、Ａ点で最初に接触する。発光素子７０ａの光は、Ａ点と接触するときの端部Ｅｎと同じ回転位相であって、軸６２上の位置Ｂ点を紙面垂直方向に通過するように構成される。
【００８８】
当該構成において、モータ１４が回転して穴６８がＢ点と重なる瞬間、言い換えれば、整流子６１ａが負極側のブラシ６０と接する瞬間に、受光素子７０ｂは、発光素子７０ａが発する光を検出する。したがって、穴６８は、受光素子７０ｂが受ける光量が変化するきっかけを与える、センサトリガとして機能する。受光素子７０ｂは、発光素子７０ａの発する光を検出すると感知信号を制御部１０へ送信する。
【００８９】
制御部１０は、当該感知信号に基づいて、切り替わり周期を算出することができる。具体的には、モータ１４の整流子の数が２個であるため、制御部１０は、感知信号を検出する周期の半分を切り替わり周期として算出する。なお、本例において、モータ１４の整流子の数は、予め記憶部２２に記憶されているものとする。
【００９０】
上記によれば、切替検出部１６としてフォトインタラプタを用いることができる。
なお、本例において、穴６８は１つしか設けていないが、これに限定されない。たとえば、軸６２上であって、整流子６１ｂの端部と同じ回転位相の位置にさらに穴を設ける構成にしてもよい。かかる場合、発光素子７０ａの光はＢ点だけでなく、Ｂ点と回転位相が１８０°ずれた位置（Ｃ点と定義する。）も通過するように構成される。さらに、Ｃ点の紙面奥行き方向に受光素子を設け、当該受光素子は光を検出すると制御部１０に感知信号を送信するように構成される。当該構成によれば、制御部１０は、切り替わり周期毎に感知信号の入力を受けることができる。
【００９１】
また、本例において、穴６８は、軸６２に設けられているが、これに限定されない。整流子６１ａ、６１ｂと、軸６２と、コア６３と、コイル６４とを含む回転子のいずれかに、整流子の端部と同じ回転位相の位置に設けられていればよい。
【００９２】
また、本例において、センサトリガとして穴６８を設けているが、センサトリガは、穴には限られない。たとえば、回転子において、整流子の端部と同じ回転位相の位置に突起物を設け、当該突起物に起因する受光素子７０ｂの受ける光量の変化（減少）を検出するように構成されていてもよい。
【００９３】
また、本例においてセンサトリガは、回転子において整流子の端部と同じ回転位相の位置に設けられているが、これに限られない。当該整流子の端部の回転位相と関係づけられた位置に設け、受光素子７０ｂで光量の変化を検出してから当該回転位相とのずれに応じた遅延時間後に制御部１０へ感知信号を送信する構成であってもよい。
【００９４】
（ｅ２−１．ホール素子）
本例におけるモータ１４ｂは、切替検出部１６として、ホールセンサを用いる。以下、モータ１４ｂの構成、および切り替わり周期の検出方法について説明する。
【００９５】
図１０は、他の実施形態に従うモータ１４ｂの構成例を説明する図である。なお、図４および図９と同一符号を付している部分は、繰り返し説明を行なわない。
【００９６】
図１０（ａ）を参照して、モータ１４ｂはホールセンサ８０を備える。本例において、整流子６１ａ、６１ｂ間の切れ目と、コア６３とは、同じ回転位相に設けられる。さらに、軸６２の中心を基準として上述のＡ点モータ装置：から位相θだけずれた位置にホールセンサ８０のホール素子を配置する。
【００９７】
図１０（ｂ）は、ホールセンサ８０のホール電圧を表す図である。上記構成において、ホールセンサ８０は、ホール電圧がピーク（たとえば、時刻Ｔ６０、時刻Ｔ６２）になってからｔｅ秒後に負極側のブラシ６０に接する整流子の切り替わりを検出することができる。切り替わり周期をｔｃ秒とすると、ｔｅ秒は、下記の式（１）で与えられる。
【００９８】
ｔｅ＝ｔｃ×θ／π  ・・・（１）
ホールセンサ８０は、上記切り替わりを検出すると、制御部１０に検知信号を送信する。
【００９９】
上記によれば、切替検出部１６としてホールセンサを用いることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１００】
１  モータ装置、２  通信装置、１０  制御部、１４，１４ａ，１４ｂ  モータ、１６  切替検出部、１８，４０  通信部、３０  コントローラ、６０  ブラシ、６２  軸、６３  コア、６４  コイル、６７  電流計。
【図１】
2017063564.tif 000003
【図２】
2017063564.tif 000004
【図３】
2017063564.tif 000005
【図４】
2017063564.tif 000006
【図５】
2017063564.tif 000007
【図６】
2017063564.tif 000008
【図７】
2017063564.tif 000009
【図８】
2017063564.tif 000010
【図９】
2017063564.tif 000011
【図１０】
2017063564.tif 000012