モータ装置、制御プロファイル生成方法、制御プロファイル生成装置、及びロボット装置
【課題】回転子を高精度に制御する。
【解決手段】回転子と、回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、伝達部に接続され、伝達部を移動させる駆動部と、回転子と伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、回転子と伝達部との間を回転力非伝達状態にして伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを駆動部に行わせる制御部とを備え、駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、制御部は、初期駆動期間における初期駆動動作と主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる。
【解決手段】回転子と、回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、伝達部に接続され、伝達部を移動させる駆動部と、回転子と伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、回転子と伝達部との間を回転力非伝達状態にして伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを駆動部に行わせる制御部とを備え、駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、制御部は、初期駆動期間における初期駆動動作と主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ装置、制御プロファイル生成方法、制御プロファイル生成装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回系機械を駆動させるアクチュエータとして、例えばモータ装置が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。このようなモータ装置としては、例えば電動モータや超音波モータなどが広く知られている。近年では、ヒューマノイドロボットの関節部分など、より精密な部分を駆動させるモータ装置が求められており、電動モータや超音波モータなどの既存のモータ装置においてもトルクの制御性等、細密で高精度な駆動を行うことができる構成が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３１１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなモータ装置は、旋回系機械などの被駆動部の駆動に必要なトルクを発生させるために回転子に減速機を取り付けることがある。この場合、モータ装置は、減速機のバックラッシュにより、回転子を高精度に駆動ができないことがある。すなわち、上述のようなモータ装置は、被駆動部の駆動に必要なトルクを発生させつつ高精度に制御することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、駆動部を高精度に制御することができるモータ装置、制御プロファイル生成方法、制御プロファイル生成装置、及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、回転子と、前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、前記伝達部に接続され、前記伝達部を移動させる駆動部と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部とを備え、前記駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記制御部は、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせることを特徴とするモータ装置である。また、本発明の一実施形態は、回転子と、前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、前記回転子に生じた駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に受け渡しさせる初期駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる主駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部とを備えることを特徴とするモータ装置である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、回転子と前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態として前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせるための制御プロファイルの生成方法であって、前記駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる前記制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップを有することを特徴とする制御プロファイルの生成方法である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、上記の制御プロファイルの生成方法によって生成された前記制御プロファイルに基づいて前記駆動部を駆動させる制御部を備えることを特徴とするモータ装置である。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上記の制御プロファイル生成方法によって前記制御プロファイルを生成することを特徴とするモータ制御プロファイル生成装置である。
【００１０】
また、本発明の一実施形態は、上記のモータ装置を備えることを特徴とするロボット装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動部を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２】本実施形態における回転子の構成の一例を示す構成図である。
【図３】本実施形態における伝達部の構成の一例を示す構成図である。
【図４】本実施形態における駆動部の構成の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態における回転力伝達状態とする場合の動作の一例を示す断面図である。
【図７】本実施形態における回転力非伝達状態とする場合の動作の一例を示す断面図である。
【図８】本実施形態におけるオイラーの原理に基づく伝達部と回転子との接触角と、伝達効率との関係の一例を示すグラフである。
【図９】本実施形態における駆動トルク受け渡し開始時の駆動部の位置の一例を示す模式図である。
【図１０】本実施形態における駆動トルク受け渡し中の駆動部の位置の一例を示す模式図である。
【図１１】本実施形態における駆動トルク受け渡し開始時の駆動部の位置と駆動トルクの関係の一例を示す模式図である。
【図１２】本実施形態における駆動トルク受け渡し中の駆動部の位置と駆動トルクの関係の一例を示す模式図である。
【図１３】本実施形態における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態における回転子を回転させる場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図１５】本実施形態における伝達過渡状態の一例を示す断面図である。
【図１６】本実施形態における駆動状態の一例を示す断面図である。
【図１７】本実施形態における復帰状態の一例を示す断面図である。
【図１８】本実施形態における回転子が回転している場合の伝達過渡状態の一例を示す断面図である。
【図１９】本実施形態における回転子を順方向駆動した場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２０】本実施形態における回転子を逆方向駆動した場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２１】本実施形態におけるＵ相及びＶ相の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２２】本実施形態における記憶部を備える制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態によるモータ装置の一例を示す構成図である。
【図２４】本実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態によるロボット装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２６】本実施形態における回転子を中空とした構成の一例を示す模式図である。
【図２７】本実施形態における回転子と伝達部とを係合させた構成の一例を示す断面図である。
【図２８】本実施形態における開ベルト構造の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲの一例を示す概略構成図である。
【００１４】
［モータ装置ＭＴＲの構成］
図１に示すように、モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣと、支持部材ＢＳと、制御部ＣＯＮＴとを有している。モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦ及び複数の駆動ユニットＡＣが支持部材ＢＳによって支持された状態になっており、複数の駆動ユニットＡＣにそれぞれ接続された伝達部ＢＴが回転子ＳＦに掛けられた構成になっている。制御部ＣＯＮＴは複数の駆動ユニットＡＣに接続されており、当該駆動ユニットＡＣに対して制御信号を供給可能になっている。
【００１５】
また、モータ装置ＭＴＲは、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣとを、図１に示すように、回転子ＳＦの回転軸方向に沿って備えている。例えば、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、伝達部ＢＴと駆動ユニットＡＣとを組にして、Ｕ相と、Ｖ相と、Ｗ相とからなる各相の伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣの組を備えている。つまりモータ装置ＭＴＲは、Ｕ相の伝達部ＢＴＵと、Ｖ相の伝達部ＢＴＶと、Ｗ相の伝達部ＢＴＷとを備えている。例えば、これらの伝達部ＢＴは、回転子ＳＦの回転軸方向に沿って、それぞれ幅（回転軸方向の寸法）を等しくして配置されている。３つの伝達部ＢＴは、回転子ＳＦの円周方向に等角度でずれた位置（例えば、１２０°ずつずれた位置）に配置されている。同様に、３つの駆動ユニットＡＣ、つまりＵ相の駆動ユニットＡＣＵと、Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶと、Ｗ相の駆動ユニットＡＣＷとは、回転子ＳＦの円周方向に等角度でずれた位置（例えば、１２０°ずつずれた位置）に配置されている。
【００１６】
図２は、回転子ＳＦの構成を示す図である。
同図に示すように、回転子ＳＦは、円柱状に形成されており、軸部１１と、拡径部１２とを有している。軸部１１は、例えば不図示のベアリング機構などを介して支持部材ＢＳの軸受部４１（図１参照）に回転可能に支持されている。拡径部１２は、軸部１１に対して径が大きく形成された部分である。軸部１１及び拡径部１２は、共通の回転軸を有するように形成されている。拡径部１２の表面は、伝達部ＢＴが掛けられる外周となる。回転子ＳＦは、例えばアルミニウムなどの導電材料によって構成されている。回転子ＳＦは、拡径部１２の回転速度を検出可能な不図示の検出器を有している。拡径部１２の直径は、例えば１０ｍｍ程度に設定することができる。
【００１７】
図３は、モータ装置ＭＴＲが備える、３つの伝達部ＢＴのうち、Ｕ相の伝達部ＢＴＵの構成を示す図である。Ｖ相の伝達部ＢＴＶ及びＷ相の伝達部ＢＴＷは、いずれもＵ相の伝達部ＢＴＵと同一の構成であるため、説明を省略する。
図３に示すように、伝達部ＢＴＵは、帯状に形成されており、回転子ＳＦの拡径部１２の周面（例、外周面や内周面）の少なくとも一部に巻き掛けられている。図３においては、回転子ＳＦの図示を省略している。伝達部ＢＴＵは、例えばスチールなどの導電材料によって構成されている。伝達部ＢＴＵは、拡径部１２に例えば１回転巻き掛けられて交差した状態になっている。伝達部ＢＴＵの交差部分２１は、クロスベルト構造になっている。一例として、伝達部ＢＴＵは、交差部分２１において、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが二股に分かれていると共に伝達部ＢＴの第２端部２２Ｂの幅が狭くなっている。このため、伝達部ＢＴＵは、第２端部２２Ｂが第１端部２２Ａの二股の間に配置された状態で交差している。伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂは、それぞれ駆動ユニットＡＣＵに接続されている。伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦの拡径部１２との間の摩擦係数は、例えば０．３となるように形成されている。
【００１８】
図４は、モータ装置ＭＴＲが備える、３つの駆動ユニットＡＣのうち、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの構成を示す図である。Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、いずれもＵ相の駆動ユニットＡＣＵと同一の構成であるため、説明を省略する。図４では、駆動ユニットＡＣＵが伝達部ＢＴＵに接続された構成を示している。
駆動ユニットＡＣＵは、伝達部ＢＴＵの交差部分２１にそれぞれ設けられている。駆動ユニットＡＣＵは、保持部材３１と、一対の接続部３３と、一対のバネ機構３４とを有している。また、駆動ユニットＡＣＵは、一対の電歪素子（第１駆動部）３２Ｕとして、Ｕ相の第１電歪素子（第１駆動部のうち一方）３２ＡＵ及びＵ相の第２電歪素子（第１駆動部のうち他方）３２ＢＵを有している。
【００１９】
保持部材３１は、上記交差部分２１における回転子ＳＦの円周の接線方向に沿って形成されている。保持部材３１は、当該接線方向が長手になっている。保持部材３１は、長手方向の両端部にそれぞれ凹部３１ａを有している。凹部３１ａの底部には、それぞれ開口部３１ｂが設けられている。図１に示すように、保持部材３１は、支持部材ＢＳに固定されている。
【００２０】
電歪素子（駆動部）３２Ｕは、保持部材３１の各凹部３１ａに設けられている。このため、電歪素子３２Ｕは、基準位置として上記交差部分２１を挟むように一対設けられていることになる。一対の電歪素子３２Ｕは、それぞれ中空の円柱形状で、それぞれ基準位置である交差部分２１に対して互いに反対方向へ変形するように設けられている。第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵとしては、例えばピエゾ素子などが用いられる。
【００２１】
接続部３３は、伝達部ＢＴＵの第１端部（伝達部の一端）２２Ａと第１電歪素子３２ＡＵとを接続すると共に、第２端部（伝達部の他端）２２Ｂと第２電歪素子３２ＢＵとを接続する部分である。接続部３３は、フランジ部材３３ａと、ロッド部材３３ｂとを有している。フランジ部材３３ａは、第１電歪素子３２ＡＵの端面及び第２電歪素子３２ＢＵの端面にそれぞれ当接されるように設けられている。ロッド部材３３ｂは、フランジ部材３３ａと一体的に設けられている。ロッド部材３３ｂは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵをそれぞれ貫通すると共に凹部３１ａの開口部３１ｂを貫通して設けられている。ロッド部材３３ｂの先端は、伝達部ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００２２】
バネ機構３４は、フランジ部材３３ａを交差部分２１へ向けて押圧する構成になっている。バネ機構３４は、例えば板バネ部材３４ａによって構成されている。板バネ部材３４ａは、例えば一端がフランジ部材３３ａの外面にナットなどを介して接続され、フランジ部材３３ａを迂回するように折り返されて他端が保持部材３１の端面に固定されている。例えば板バネ部材３４ａの他端側は、当該保持部材３１の端面に対して面で当接するように折り曲げられている。
【００２３】
図５は、制御部ＣＯＮＴの構成を示すブロック図である。
制御部ＣＯＮＴは、生成した回転子ＳＦの制御プロファイル（制御波形）に基づいて、駆動ユニットＡＣが有する電歪素子（駆動部）３２を駆動する電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。制御部ＣＯＮＴは、目標値取得部５１と、制御プロファイル生成部５２と、駆動波形生成部５３と、出力部５４とを備えている。回転子ＳＦの制御プロファイルは、回転子ＳＦの回転位置、角速度及び駆動トルクが含まれる。
目標値取得部５１は、上位装置に接続され、上位装置によって設定された回転子ＳＦの駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）などを、上位装置から取得する。
【００２４】
制御プロファイル生成部５２は、目標値取得部５１によって取得された駆動トルクの目標値と、回転子ＳＦに生じている駆動トルクと、回転子ＳＦの回転位置と、回転子ＳＦの角速度とに基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された回転子ＳＦに生ずる駆動トルクの大きさと方向を取得する。また、制御プロファイル生成部５２は、エンコーダＥＮＣによって検出された回転子ＳＦの回転位置と、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度と、を取得する。一例として、制御プロファイル生成部５２は、目標値取得部５１によって取得された駆動トルクの目標値と検出された回転子ＳＦの駆動トルクとから算出した差分値（駆動トルク補正値）と、エンコーダＥＮＣ及び角速度センサＶＳから計測された回転子ＳＦの位置情報と、に基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。なお、駆動トルク補正値は、回転子ＳＦの駆動トルクを維持する又は変えるために、補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）として用いられる。そして、制御プロファイル生成部５２は、生成した回転子ＳＦの制御プロファイルを駆動波形生成部５３へ送信する。ここで、回転子ＳＦの制御プロファイルは、回転子ＳＦを制御する期間として、後述するように、例えば伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、及び復帰期間Ｓ４が含まれる。なお、角速度センサＶＳによって計測される回転子ＳＦの角速度は、エンコーダＥＮＣによって計測された値を微分して算出してもよい。
【００２５】
次に、駆動波形生成部５３は、制御プロファイル生成部５２から受信した制御プロファイルに基づいて、各相の電歪素子３２に供給する電圧の駆動波形（電歪素子３２の駆動波形）を生成する。一例として、駆動波形生成部５３は、制御プロファイル生成部５２によって生成された制御プロファイルを座標変換して電歪素子３２の駆動波形を生成する。このように、上記の制御プロファイルが回転子ＳＦの座標から電歪素子３２の座標へ変換されることによって電歪素子３２の駆動波形が得られる。そして、駆動波形生成部５３は、生成した電歪素子３２の駆動波形を出力部５４へ送信する。ここで、駆動波形は、上記の制御プロファイルに基づく期間として、後述するように、例えば伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、及び復帰期間Ｓ４が含まれる。なお、例えば、駆動波形生成部５３において、電歪素子３２の目標変形量と目標変形速度とが算出される。
出力部５４は、駆動波形生成部５３から受信した電歪素子３２の駆動波形を増幅し、増幅した駆動波形を、駆動ユニットＡＣ（例、電歪素子３２）に出力する。
【００２６】
［駆動ユニットＡＣの動作］
次に、上記のように構成されたモータ装置ＭＴＲが備える各相の駆動ユニットＡＣのうち、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの動作を説明する。Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、互いに異なる位相によってＵ相の駆動ユニットＡＣＵと同一の動作をするため、説明を省略する。
まず、図６及び図７を参照して、駆動ユニットＡＣＵの動作の一例を説明する。伝達部ＢＴＵの移動の様子を判別しやすくするため、図６及び図７では、回転子ＳＦを省略した状態における伝達部ＢＴＵの構成を示している。
第１電歪素子３２Ａに電気信号を供給していない状態の場合、バネ機構３４によってフランジ部材３３ａが交差部分２１側へ押圧された状態になっている。この状態から第１電歪素子３２ＡＵに電気信号を供給すると、図６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵが伸びるように変形（伸縮）し、当該変形による力が交差部分２１から離れる方向（以下、「外側」と表記する）に対して作用する。この力はフランジ部材３３ａを外側へ押圧する。第１電歪素子３２ＡＵの変形による押圧力がバネ機構３４による押圧力よりも大きくなると、フランジ部材３３ａが外側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴの第１端部２２Ａを外側へ引っ張る。この動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが外側に移動する。
【００２７】
一方、この状態から第１電歪素子３２ＡＵに電気信号の供給を停止すると、図７に示すように、第１電歪素子３２ＡＵが収縮するように変形（伸縮）し、当該変形によってフランジ部材３３ａへの押圧力が低下する。加えて、バネ機構３４による押圧力が働くため、フランジ部材３３ａが基準位置に近づく方向（以下、「内側」と表記する）に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａを内側へ押し込む。この動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが内側に移動する。
【００２８】
同様に、第２電歪素子３２ＢＵに電気信号を供給していない状態の場合、バネ機構３４によってフランジ部材３３ａが交差部分２１側へ押圧された状態になっている。この状態から第２電歪素子３２ＢＵに電気信号を供給すると、第２電歪素子３２ＢＵが膨張するように変形し、当該変形による力が外側に対して作用する。この力はフランジ部材３３ａを外側へ押圧する。第２電歪素子３２ＢＵの変形による押圧力がバネ機構３４による押圧力よりも大きくなると、フランジ部材３３ａが外側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂを外側へ引っ張る。この動作により、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂが外側に移動する。
【００２９】
一方、この状態から第２電歪素子３２ＢＵに電気信号の供給を停止すると、第２電歪素子３２ＢＵが収縮するように変形し、当該変形によってフランジ部材３３ａへの押圧力が低下する。加えて、バネ機構３４による押圧力が働くため、フランジ部材３３ａが内側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂを内側へ押し込む。この動作により、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂが内側に移動する。
このようにして、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの２つの電歪素子３２Ｕを協働して動作させることにより、伝達部ＢＴＵを移動させる。
【００３０】
［回転子ＳＦの駆動原理］
次に、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが、回転子ＳＦを駆動させる原理について説明する。Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵは、回転子ＳＦを駆動させる際に、回転子ＳＦに巻き掛けられたＵ相の伝達部ＢＴＵに有効張力を生じさせ、当該有効張力によって回転子ＳＦにトルクを伝達する。Ｖ相及びＷ相は、いずれもＵ相と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００３１】
オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子ＳＦに巻き掛けられた伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ側の張力Ｔ１及び第２端部２２Ｂ側の張力Ｔ２が下記式（１）を満たすとき、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間で摩擦力が生じ、伝達部ＢＴＵが移動することにより、回転子ＳＦが回転する。この伝達部ＢＴＵの移動により、回転子ＳＦにトルクが伝達される。ただし、式（１）において、μは伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θは伝達部ＢＴＵの有効巻き付き角である。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、（Ｔ１−Ｔ２）によって表される。上記式（１）に基づいて有効張力（Ｔ１−Ｔ２）を求めると、下記式（２）のようになる。式（２）は、Ｔ１を用いて有効張力を表す式である。
【００３４】
【数２】
【００３５】
上記式（２）より、回転子ＳＦに伝達されるトルクは第１電歪素子３２ＡＵの張力Ｔ１によって一意に決定されることがわかる。式（２）の右辺のＴ１の係数部分は、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦係数μ及び伝達部ＢＴＵの有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。図８は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。
【００３６】
図８に示すように、例えば摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θが３００°以上のときに係数部分の値が０．８以上となっている。このことから、摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θを３００°以上とすることにより、第１電歪素子３２Ａによる張力Ｔ１の８０％以上の力が回転子ＳＦのトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角の他、図８のグラフから、例えば伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。
【００３７】
このように、トルクの大きさは第１電歪素子３２ＡＵの張力Ｔ１によって一意に決定されることになり、例えば伝達部ＢＴＵの移動距離などには無関係であることがわかる。したがって、例えば第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂに用いられるピエゾ素子などは、数ミリ程度の小型素子であっても、数百ニュートン以上の力を出すことができるので、回転子ＳＦに大きな回転力を与えることができる。
【００３８】
上述した原理に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを変形させて回転子ＳＦに回転力を伝達する。ここで、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転に必要な駆動トルクを、各伝達部ＢＴが順に受け渡すように、伝達部ＢＴＵと、伝達部ＢＴＶと、伝達部ＢＴＷとを協調させて動作させる。このようにして、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦに回転力を伝達して、回転子ＳＦを回転させる。また、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとが協働的に（又は相互作用的に）駆動することによって、第１電歪素子３２ＡＵによって伝達部ＢＴＵに加えられる力（例、張力や押圧力）と第２電歪素子３２ＢＵによって伝達部ＢＴＵに加えられる力（例、張力や押圧力）とに基づいて回転子ＳＦに対する伝達部ＢＴＵの接触状態を調整可能なため、伝達部ＢＴＵを介して回転子ＳＦにトルクを伝達する。また、モータ装置ＭＴＲは、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとが協働的に（又は相互作用的に）駆動することによって、伝達部ＢＴＵの回転子ＳＦに対する巻き付き角θに基づく回転子ＳＦに対する伝達部ＢＴＵの接触状態を調整可能なため、伝達部ＢＴＵを介して回転子ＳＦにトルクを伝達する。このように、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、駆動部３２によって回転子ＳＦの径方向に力が伝達部ＢＴの少なくとも一部に加えられた状態（回転力伝達状態）で、伝達部ＢＴを介して回転子ＳＦにトルクが伝達される。
【００３９】
［制御プロファイルの生成原理］
次に、図９から図１２を用いて、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲの制御プロファイルの生成原理について説明する。
まず、回転子ＳＦの駆動トルクは式（３）に示す通り加速トルクと負荷トルクの総和である。
【００４０】
【数３】
【００４１】
ここで、後述する少なくとも初期駆動期間Ｓ２を含む駆動期間において、例えばＵ相の伝達部ＢＴＵから、Ｖ相の伝達部ＢＴＶに、回転子ＳＦの駆動トルクを受け渡す場合において、駆動トルク受け渡しの動作の概念について説明する。つまり、制御部ＣＯＮＴが、初期駆動期間Ｓ２において、駆動部３２を用いて伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶの少なくとも２つの伝達部ＢＴを同時に移動させつつ、伝達部ＢＴＵから伝達部ＢＴＶに駆動トルクを受け渡す動作の概念について説明する。Ｖ相の伝達部ＢＴＶに受け渡す駆動トルクは、以下のように、Ｕ相の第２電歪素子３２ＢＵと、Ｖ相の第２電歪素子３２ＢＶとの間の相対距離Ｌによって表すことができる。つまり、第１の伝達部（ＢＴＵ）から第２の伝達部（ＢＴＶ）に受け渡す駆動トルクは、第１の電歪素子（３２ＢＵ）と第２の電歪素子（３２ＢＶ）との間の相対距離Ｌによって表すことができる。
図９及び図１０は、この駆動トルク受け渡しの動作の概念を示す図である。図９は駆動トルクの受け渡し開始時の状態を表しており、図１０は駆動トルクの受け渡し完了時の状態を表している。
図９及び図１０において、バネＳＰ１は、駆動ユニットＡＣＵ及び伝達部ＢＴＵを含む駆動力伝達系を構成する部材の剛性（以下、「総合剛性」と表現する）に応じた部材のたわみを模式的にバネによって表している。同様に、バネＳＰ２は、駆動ユニットＡＣＶ及び伝達部ＢＴＶを含む駆動力伝達系を構成する部材の総合剛性に応じた部材のたわみを模式的にバネによって表している。
また、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶはそれぞれ回転子ＳＦに巻き掛けられている。伝達部ＢＴＵは、バネＳＰ１を介してＵ相の第２電歪素子３２ＢＵと接続されている。同様に、伝達部ＢＴＶは、バネＳＰ２を介してＶ相の第２電歪素子３２ＢＶと接続されている。回転子ＳＦには負荷ＬＤが与えられている。第２電歪素子３２ＢＵ及び第２電歪素子３２ＢＶは、回転子ＳＦを、負荷ＬＤによって生じる負荷トルクの方向と逆の方向に回転させている。ここで、相対距離Ｌは、バネＳＰ１及び第２電歪素子３２ＢＵが接している面と、バネＳＰ２及び第２電歪素子３２ＢＶが接している面との距離である。
【００４２】
この相対距離Ｌは、例えば、バネＳＰ１の長さとバネＳＰ２の長さとが同じ場合、相対距離Ｌ＝０である。この場合は、バネＳＰ１及びバネＳＰ２が均等に回転子ＳＦの駆動トルクを保持していることを示す。また、相対距離Ｌは、バネＳＰ１の長さがバネＳＰ２の長さよりも短い場合、相対距離Ｌ＞０である。この場合は、バネＳＰ１が保持している駆動トルクが、バネＳＰ２が保持している駆動トルクよりも大きいことを示す。同様に、相対距離Ｌは、バネＳＰ１の長さがバネＳＰ２の長さよりも長い場合、相対距離Ｌ＜０である。この場合は、バネＳＰ１が保持している駆動トルクが、バネＳＰ２が保持している駆動トルクよりも小さいことを示す。
このように相対距離Ｌを用いて受け渡す駆動トルクを表すことができる。伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦに接触したとき、相対距離はＬ1（Ｌ1＞０）である（図９）。また、駆動トルクの受け渡しが行われて、伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとが均等に回転子ＳＦの駆動トルクを保持しているとき、相対距離はＬ0（Ｌ0＝０）である（図１０）。
【００４３】
次に、伝達部ＢＴＵが保持している駆動トルクを伝達部ＢＴＵから伝達部ＢＴＶに受け渡すための駆動トルクの補正量として、駆動トルク受け渡し補正量の算出について説明する。
図１１及び図１２は、この駆動トルク受け渡し補正量を算出するための簡略化モデルを示した図である。説明を簡単にするため、回転子ＳＦは図中のｘ方向に距離ｘ移動するものとし、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶは図中のｘ方向と同一の方向にそれぞれ距離ｙ1及び距離ｙ2移動するものとして説明する。また、上述した相対距離Ｌは、各相の第２電歪素子３２と回転子ＳＦとの間の距離の和として説明する。つまり、相対距離Ｌ1は、第２電歪素子３２ＢＵと回転子ＳＦとの距離（ｙ1−ｘ）を表し、相対距離Ｌ2は、第２電歪素子３２ＢＶと回転子ＳＦとの距離（ｙ2−ｘ）を表す。そして、相対距離Ｌは、相対距離Ｌ1と相対距離Ｌ2との和（Ｌ1＋Ｌ2）として説明する。
【００４４】
第２電歪素子３２ＢＵ及び第２電歪素子３２ＢＶの移動により、駆動トルクτ１がバネＳＰ１に、駆動トルクτ２がバネＳＰ２にそれぞれ与えられる。これにより、バネＳＰ１及びバネＳＰ２は、伸縮し、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦにｘ方向に移動する力、つまり駆動トルクを与える。なお、バネＳＰ１及びバネＳＰ２のバネ定数はいずれもｋである。
ここで、図１１に示すように、第２電歪素子３２ＢＶを移動させず、第２電歪素子３２ＢＵを距離ｙ1だけ移動させ、バネＳＰ１に駆動トルクτ１を与えた場合に、回転子ＳＦが距離ｘだけ移動したとする。このとき、相対距離Ｌ1は（Ｌ1＝ｙ1−ｘ）であり、相対距離Ｌ2は（Ｌ2＝０）であるから式（４）が成立する。
【００４５】
【数４】
【００４６】
さらに、図１２に示すように、第２電歪素子３２ＢＵを距離ｙ1だけ移動させ、バネＳＰ１に駆動トルクτ１を与えて、第２電歪素子３２ＢＶを距離ｙ2だけ移動させ、バネＳＰ２に駆動トルクτ２を与えて、回転子ＳＦが距離ｘだけ移動したとする。このとき、相対距離はＬ’1（Ｌ’1＝ｙ1−ｘ）であり、相対距離はＬ’2（Ｌ’2＝ｙ2−ｘ）である。そして、駆動トルクτ１と駆動トルクτ２とが一致する場合（つまり２つの伝達部ＢＴが回転子ＳＦの駆動トルクを均等に保持している場合）は、相対距離Ｌ’1＝相対距離Ｌ’2であるから式（５）が成立する。
【００４７】
【数５】
【００４８】
これら式（４）と式（５）との式から、伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとの間で駆動トルクτを受け渡す場合の駆動トルク受け渡し補正量を算出すると、式（６）が成立する。
【００４９】
【数６】
【００５０】
式（６）は伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとの間（すなわち２つの伝達部ＢＴ間）における駆動トルク受け渡し補正量Ｌ0を示している。これを一般化して、回転子ＳＦの駆動に関わる伝達部ＢＴの数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、式（７）が成立する。
【００５１】
【数７】
【００５２】
以上の関係式によって得られた駆動トルク受け渡し補正量Ｌ0に基づいた制御プロファイル生成手順（制御プロファイル生成ステップ）によって回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。
【００５３】
［制御プロファイルの生成ステップ］
図１３は、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する生成ステップを示すフローチャートである。制御プロファイル生成部５２は、例えば、Ｕ相の電歪素子３２Ｕの制御期間が復帰期間Ｓ４から伝達過渡期間Ｓ１へ移行するタイミングの時に、以下に示す手順によって制御プロファイルの生成を行う。
【００５４】
まず、目標値取得部５１は、回転子ＳＦの制御目標値を設定する。本実施形態においては、制御目標値は、例えば回転子ＳＦの駆動トルクの目標値、すなわち目標駆動トルクである。そして、目標値取得部５１は、設定した目標駆動トルクを制御プロファイル生成部５２に出力する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
次に、制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと、角速度センサＶＳによって検出された角速度とを取得し、取得した駆動トルクと角速度とをデジタル符号化する（ステップＳ１０２）。
【００５６】
次に、制御プロファイル生成部５２は、ステップＳ１０１において取得された目標駆動トルクとステップＳ１０２において取得した駆動トルク及び角速度とに基づいて、保持トルクと加速トルクとを含む駆動トルク補正値（目標駆動トルクと検出した駆動トルクとの差分値に基づく補正後の駆動トルク）を算出する。（ステップＳ１０３）。
【００５７】
次に、制御プロファイル生成部５２は、予め定められている伝達部ＢＴの数と、予め得られている総合剛性と、取得した回転子ＳＦの角速度とに基づいて、式（７）によって、上述した駆動トルク受け渡し補正量を算出する。さらに、制御プロファイル生成部５２は、算出した駆動トルク受け渡し補正量と、ステップＳ１０３において算出した駆動トルク補正値とを演算（例、加算）して、Ｕ相の電歪素子３２Ｕ（又は、Ｕ相の電歪素子３２Ｕと他の相の電歪素子３２）が回転子ＳＦに与える補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）を算出する（ステップＳ１０４）。なお、上記の駆動トルク補正値が０の場合や駆動トルク受け渡し補正量を加えた制御プロファイルを生成するタイミング以外に駆動トルク補正値のフィードバックを行う場合などは、上述の駆動トルク受け渡し補正量がＵ相の電歪素子３２Ｕが回転子ＳＦに与える補正後の駆動トルクに相当する。
【００５８】
次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した補正後の駆動トルクとエンコーダＥＮＣ及び角速度センサＶＳから計測された回転子ＳＦの位置情報とに基づいて、後述する伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３及び復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する（ステップＳ１０５）。
【００５９】
次に、制御プロファイル生成部５２は、生成した制御プロファイルを駆動波形生成部５３へ送信する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、上記ステップＳ１０５において、エンコーダＥＮＣによって検出された伝達部ＢＴの位置と、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度とを取得する。
【００６０】
次に、駆動波形生成部５３は、ステップＳ１０５において生成された制御プロファイルに基づいて、各相の電歪素子３２を駆動する駆動波形を生成し、生成した駆動波形を出力部５４に出力する（ステップＳ１０６）。なお、例えば、駆動波形生成部５３は、各相の電歪素子３２を変形させる量と、変形させる時間とを算出する。
【００６１】
次に、出力部５４は、制御プロファイル生成部５２が生成した駆動波形を増幅して、増幅した駆動波形を駆動ユニットＡＣに出力する（ステップＳ１０７）。
【００６２】
以上の手順により、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて、モータ装置ＭＴＲは、各相の駆動ユニットＡＣを制御する。
【００６３】
［制御プロファイルに基づく駆動ユニットＡＣの制御］
次に、図１４から図１８を用いて、制御プロファイル生成部５２が回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する動作を説明する。さらに、制御部ＣＯＮＴが、制御プロファイルに基づいて生成された駆動波形を駆動ユニットＡＣに出力して、回転子ＳＦを回転させる動作を説明する。本実施形態においては、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの動作を例にして説明する。なお、Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、互いに異なる位相によって駆動ユニットＡＣＵと同一の動作をするため、説明を省略する。
【００６４】
図１４は、上述したそれぞれの制御の期間における駆動ユニットＡＣＵの制御プロファイルの一例を示したグラフである。グラフの横軸は時間を示しており、グラフの縦軸は、一対の電歪素子３２の変位量を示している。本実施形態において、このグラフは、制御プロファイルとして第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの変位量と、時間との関係を示している。縦軸の原点は電歪素子３２の駆動開始位置を示しており、変位量が大きくなるに従って第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂは外側に移動することを示している。
【００６５】
［制御の各期間における制御プロファイルの生成］
制御プロファイル生成部５２は、制御の期間、つまり制御部ＣＯＮＴが駆動ユニットＡＣＵを制御する期間として、伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、復帰期間Ｓ４を含む各期間に対応する制御プロファイルを生成する。
【００６６】
まず、上述した制御の期間（制御期間）のうち、伝達過渡期間Ｓ１について説明する。
例えば、制御プロファイル生成部５２は、取得された目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、エンコーダＥＮＣの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、伝達過渡期間Ｓ１における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、伝達過渡期間Ｓ１における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような伝達過渡期間Ｓ１における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１の制御プロファイルとして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ１ＡＵは、伝達過渡期間Ｓ１における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ１ＢＵは、伝達過渡期間Ｓ１における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。
【００６７】
次に、上述した制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、取得された目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値と、上述の駆動トルク受け渡し補正量とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）を算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度（第１の駆動速度）を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、初期駆動期間Ｓ２における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような初期駆動期間Ｓ２における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、初期駆動期間Ｓ２における制御プロファイルとして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ２ＡＵは、初期駆動期間Ｓ２における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ２ＢＵは、初期駆動期間Ｓ２における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。なお、制御プロファイル生成部５２は、駆動トルク補正値を考慮しなくてよい場合、上述の駆動トルク受け渡し補正量に基づき、駆動トルク受け渡し補正量に相当する速度（第１の駆動速度）を算出する。また、初期駆動期間Ｓ２において、伝達部ＢＴＶ（第２の伝達部）は、伝達部ＢＴＵ（第１の伝達部）から保持させられる駆動トルク受け渡し補正量に応じて、制御部ＣＯＮＴによって伝達部ＢＴＵに対する相対速度を変えて移動させられる。
【００６８】
次に、制御プロファイル生成部５２は、取得された目標トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクを算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度（第２の駆動速度）を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、主駆動期間Ｓ３における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、主駆動期間Ｓ３における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような主駆動期間Ｓ３における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、主駆動期間Ｓ３における制御プロファイルとして、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ３ＡＵは、主駆動期間Ｓ３における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ３ＢＵは、主駆動期間Ｓ３における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。本実施形態における制御プロファイル生成部５２は、第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂを駆動（例、伸縮）させる速度として、例えば初期駆動動作における速度（第１の駆動速度）を、主駆動動作における速度（第２の駆動速度）よりも速くするように制御プロファイルを生成する。
【００６９】
次に、上述した制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、取得された目標トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクを算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵを変形させる速度と第２電歪素子３２ＢＵを変形させる速度とが互いに異なる速度となるように、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような復帰期間Ｓ４における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、主駆動期間Ｓ３における制御プロファイルとして、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ４ＡＵは、復帰期間Ｓ４における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、制御プロファイルＷ４ＢＵは、復帰期間Ｓ４における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。
【００７０】
［制御プロファイル及び駆動波形に基づいた駆動ユニットＡＣＵの駆動動作］
次に、上述した制御の各期間において、制御プロファイル及び駆動波形に基づいて駆動ユニットＡＣＵが駆動される動作について説明する。
まず、上述した制御の期間のうち、伝達過渡期間Ｓ１について説明する。
図１５は、駆動ユニットＡＣＵの伝達過渡期間Ｓ１における動作を示している。伝達過渡期間Ｓ１は、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦに対して回転力を伝達していない状態から、回転力を伝達している状態に移行させる動作（伝達過渡動作）が行われる期間である。制御部ＣＯＮＴは、復帰動作を行う復帰期間Ｓ４と、後述する駆動期間との間の伝達過渡期間Ｓ１において、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵに、伝達過渡動作を行わせる。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて駆動波形Ｗ１ＡＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ１ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１５に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて駆動波形Ｗ１ＢＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ１ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１５に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが外側に移動するように変形する。
【００７１】
この伝達過渡動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ側に張力Ｔ１が発生し、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂ側に張力Ｔ２が発生する。したがって、伝達部ＢＴＵに有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生する。このとき、駆動波形生成部５３は、一対の第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを互いに異なる駆動速度で、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを駆動させる。この伝達過渡動作によって、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦに回転力を伝達する状態、すなわち回転力伝達状態になる。
【００７２】
次に、上述した制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３について説明する。
図１６は、制御部ＣＯＮＴによる制御の期間のうち、伝達過渡期間Ｓ１の次の期間として、駆動期間（初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３）における動作を示している。初期駆動期間Ｓ２は、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦの少なくとも一部に対して回転力を伝達した状態にして、主として、駆動トルクの受け渡し動作（初期駆動動作）が行われる期間である。主駆動期間Ｓ３は、初期駆動期間Ｓ２の後に、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦに対して回転力を伝達した状態にして、回転子ＳＦを回転させる動作（主駆動動作）が行われる期間である。なお、初期駆動期間Ｓ２は、駆動トルクの受け渡し動作のみが行われる期間、又は駆動トルクの受け渡し動作及び回転子ＳＦを回転させる動作が行われる期間である。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイル（第１の駆動条件）に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における駆動波形Ｗ２ＡＵ（第１の駆動波形、初期駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ２ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイル（第１の駆動条件）に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における駆動波形Ｗ２ＢＵ（第１の駆動波形、初期駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ２ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが内側に移動するように変形する。
【００７３】
次に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、主駆動期間Ｓ３における駆動波形Ｗ３ＡＵ（主駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ３ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、主駆動期間Ｓ３における駆動波形Ｗ３ＢＵ（主駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ３ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが内側に移動するように変形する。
【００７４】
以上に示した駆動動作（すなわち初期駆動動作及び主駆動動作）により、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生し、伝達部ＢＴＵの移動によって回転子ＳＦに回転力が伝達される状態（回転力伝達状態）になり、伝達部ＢＴＵが移動する。これにより回転子ＳＦは、伝達部ＢＴＵの移動に応じて図中θ方向（以下、「正回転方向」と表記する）に回転する。
【００７５】
次に、上述した制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４について説明する。
図１７は、制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３の次の期間として、復帰期間Ｓ４における動作を示している。復帰期間Ｓ４は、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦの少なくとも一部に対して回転力を伝達していない状態にして、伝達部ＢＴＵを回転力の伝達を開始する位置（以下、「駆動開始位置」と表記する）に復帰させる動作（復帰動作）が行われる期間である。制御部ＣＯＮＴは、復帰期間Ｓ４における復帰動作によって、伝達部ＢＴＵに付加されていた有効張力を解除し、伝達部ＢＴＵから回転子ＳＦに回転力が伝達されない状態（回転力非伝達状態）にする。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形Ｗ４ＡＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ４ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１７に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが内側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形Ｗ４ＢＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ４ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが外側に移動するように変形する。
この復帰動作によって、伝達部ＢＴＵは、回転子ＳＦに対する巻き掛けが緩んだ状態になり、回転力非伝達状態になる。この状態において、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間に摩擦力は発生せず、回転子ＳＦは慣性によって回転し続けることになる。
【００７６】
図１８は、制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４の次の期間として、伝達過渡期間Ｓ１における動作、つまり、図１５と同じ伝達過渡動作を示している。このように、制御部ＣＯＮＴは、上記の伝達過渡動作、初期駆動動作、主駆動動作、及び復帰動作の一連の動作を駆動ユニットＡＣＵに繰り返し行わせることにより、回転子ＳＦを正回転方向に回転させる。
【００７７】
［順方向駆動及び逆方向駆動の動作］
次に、モータ装置ＭＴＲが、順方向駆動及び逆方向駆動を行う場合の制御部ＣＯＮＴの制御について説明する。順方向駆動は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向と同じ方向に回転子ＳＦを回転させる駆動動作である。逆方向駆動は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向と逆の方向に回転子ＳＦを回転させる駆動動作である。ここで、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに接する際に生じる摩擦力は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが同じ方向か、逆の方向かによって、発生のしかたが異なる。伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦから離れる際に生じる摩擦力についても同様である。つまりモータ装置ＭＴＲは、駆動トルクの方向及び回転子ＳＦの回転方向に応じて、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することにより、回転子ＳＦの駆動トルクの変動を低減することができる。
【００７８】
図１９は、順方向駆動の場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。
制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳの検出値と角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じている駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とを算出する。制御プロファイル生成部５２は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが一致している場合に、順方向駆動と判定する。順方向駆動と判定した場合、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１において、伝達過渡動作（第１の伝達過渡動作）として、第１電歪素子３２ＡＵの変形開始タイミングを図１４において示したタイミングよりも遅らせた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ１ＡＵ２を生成する。一方、制御プロファイル生成部５２は、復帰期間Ｓ４において、復帰動作（第１の復帰動作）として、第２電歪素子３２ＢＵの変形終了タイミングを図１４において示したタイミングよりも早めた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ４ＢＵ２を生成する。
【００７９】
図２０は、逆方向駆動の場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。
制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと角速度センサＶＳによって検出された角速度とに基づいて、回転子ＳＦに生じている駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とを算出する。制御プロファイル生成部５２は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが一致していない場合に、逆方向駆動と判定する。逆方向駆動と判定した場合、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１において、伝達過渡動作（第２の伝達過渡動作）として、第２電歪素子３２ＢＵの変形開始タイミングを図１４において示したタイミングよりも遅らせた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ１ＢＵ２を生成する。一方、制御プロファイル生成部５２は、復帰期間Ｓ４において、復帰動作（第２の復帰動作）として、第１電歪素子３２ＡＵの変形終了タイミングを図１４において示したタイミングよりも早めた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ４ＡＵ２を生成する。このように、制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向に応じて、一対の駆動ユニットＡＣＵが備える第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの動作タイミングを変えることによって、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦと接する際、または回転子ＳＦから離れる際の摩擦力を制御する。
【００８０】
［制御ユニット間のトルク受け渡し］
次に、図２１を用いて、制御部ＣＯＮＴが、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの変動を低減させつつ、複数の駆動ユニットＡＣを協調させて動作させる駆動トルク受け渡し動作の制御について説明する。
駆動トルクは、負荷トルクが変化した場合のほか、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間における摩擦力の変化に応じて変化することがある。つまり、駆動トルクは、伝達部ＢＴが回転子ＳＦと接し始めるとき、または離れ始めるときに変化することがある。そこで、制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするように、複数の伝達部ＢＴを協調させて移動させる制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、この生成した制御プロファイルに基づいて、駆動波形を生成し、生成した駆動波形を出力部５４を介して電歪素子３２に出力する。このようにして、制御部ＣＯＮＴは、駆動ユニットＡＣを協調させて駆動する。
【００８１】
図２１は、図１６に示す正回転方向に回転子ＳＦを回転させる場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。図２１に示す駆動波形を用いて、制御部ＣＯＮＴが回転子ＳＦを正回転方向に回転させる制御について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに生じさせる駆動トルクを、制御の期間に応じて各相の伝達部ＢＴが保持する駆動トルクとして、各相に配分して、伝達部ＢＴ全体として回転子ＳＦに与える駆動トルクを一定にするように制御プロファイルを生成する。ここで、説明を簡単にするため、三相のうちＵ相とＶ相とについて説明する。Ｕ相が初期駆動期間Ｓ２であり、Ｖ相が復帰期間Ｓ４である場合を説明する。他の相の駆動ユニットＡＣは、説明する２相と同等なため、説明を省略する。
【００８２】
Ｕ相の伝達部ＢＴＵは、初期駆動期間Ｓ２において回転子ＳＦを駆動する時に、保持する駆動トルクを徐々に増加させる。一方、Ｖ相の伝達部ＢＴＶは、復帰期間Ｓ４において回転子ＳＦから離れる時に、それまで保持していた駆動トルクを徐々に減少させる。このとき、例えば、制御プロファイル生成部５２は、Ｕ相の伝達部ＢＴＵに保持させる駆動トルクと、Ｖ相の伝達部ＢＴＶに保持させる駆動トルクとの和が一定になるようにして、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクに基づいて制御プロファイルを生成する。つまり、制御プロファイル生成部５２は、図２１に示すような駆動波形Ｗ２ＢＵと、駆動波形Ｗ２ＡＵと、駆動波形Ｗ２ＢＶと、駆動波形Ｗ２ＡＶとに相当する各制御プロファイルを生成する。駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形を生成し、生成した駆動波形（図２１参照）を出力部５４を介してＵ相及びＶ相の電歪素子３２に出力する。また、制御プロファイル生成部５２は、伝達部ＢＴＵに保持させる駆動トルクが変動した場合に、生成した制御プロファイルを変える。
つまり制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに発生させる駆動トルクのうちＶ相の伝達部ＢＴＶが保持する駆動トルクの少なくとも一部をＵ相の伝達部ＢＴＵに保持させるように制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形を生成する。
このようにして、制御部ＣＯＮＴは、Ｕ相の伝達部ＢＴＵ及びＶ相の伝達部ＢＴＶを制御することにより、保持させる回転子ＳＦの駆動トルクを各相の伝達部ＢＴ間で受け渡しながら、回転子ＳＦを回転させる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、回転子ＳＦの少なくとも一部に掛けられる伝達部ＢＴと、伝達部ＢＴに接続され、伝達部ＢＴを移動させる駆動ユニットＡＣと、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間を回転力伝達状態にして伝達部ＢＴを移動させる駆動動作と、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間を回転力非伝達状態にして伝達部ＢＴを所定の位置に戻す復帰動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる制御部ＣＯＮＴとを備えている。また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３を含み、制御部ＣＯＮＴは、初期駆動期間Ｓ２における初期駆動動作と主駆動期間Ｓ３における主駆動動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる。
これにより、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、例えば、ロボットアームなど旋回系被駆動部の駆動に必要なトルクを、伝達部ＢＴによって回転子ＳＦに発生させることができるため、回転子ＳＦに減速機を取り付ける必要がない。したがって、例えば、モータ装置ＭＴＲは、減速機のバックラッシュによる回転子ＳＦの制御精度の低下を防ぐことができる。また、本実施形態の制御部ＣＯＮＴは、駆動ユニットＡＣに初期駆動動作を行わせるため、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのため、モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
さらに、複数の伝達部ＢＴを有する場合において、制御部ＣＯＮＴは、初期駆動動作により、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦから離れる際に発生する回転子ＳＦのトルク変動を、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに与える駆動トルクによって相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８４】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動トルクに基づいた制御プロファイル（第１の駆動条件）によって初期駆動動作を駆動ユニットＡＣに行わせる。上述したように、制御プロファイルは、回転子ＳＦの駆動トルク及び角速度、電歪素子３２の駆動速度、駆動電圧、又は駆動時間などに基づいて定められる。これにより、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転角速度、負荷トルク及び加速トルクなどの駆動条件の変化に対して、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に生じる摩擦力を制御することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８５】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動トルクのうち伝達部ＢＴに保持させる駆動トルクに基づいて制御プロファイル（第１の駆動条件）を変える。
ここで、駆動トルクのうち伝達部ＢＴに保持させる駆動トルクとは、例えば上述した図１に示すように、協調して回転子ＳＦを回転させる３つの伝達部ＢＴのうち、Ｕ相の伝達部（伝達部）ＢＴＵが受け持つ駆動トルクのことである。Ｕ相の伝達部ＢＴ１、Ｖ相の伝達部ＢＴＶ、Ｗ相の伝達部ＢＴＷは、それぞれが受け持つ駆動トルクの大きさを授受しつつ動作して、回転子ＳＦに駆動トルクを与え、回転子ＳＦを回転させる。
さらに、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動期間において、駆動トルクのうちＶ相の伝達部（第２の伝達部）ＢＴＶが保持する駆動トルクの少なくとも一部をＵ相の伝達部（第１の伝達部）ＢＴＵに分担させるように駆動ユニットＡＣを駆動させる。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、例えば、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦに与えるトルク変動を、伝達部ＢＴＵが保持する駆動トルクによって相殺させて、回転子ＳＦに発生する駆動トルクが一定になるようにして、回転子ＳＦを回転させることができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８６】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、初期駆動動作として第１の駆動速度で駆動ユニットＡＣを駆動させ、主駆動動作として第２の駆動速度で駆動ユニットＡＣを駆動させる。
さらに、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、初期駆動期間Ｓ２において、第２の駆動速度より速い第１の駆動速度によって駆動ユニットＡＣを駆動させる。
図１４に示すように、制御部ＣＯＮＴは、例えば、初期駆動期間Ｓ２における第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変形速度（第１の駆動速度）を、主駆動期間Ｓ３における第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変形速度（第２の駆動速度）よりも大きくする。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのためモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８７】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、復帰動作を行う復帰期間Ｓ４と駆動期間との間に、回転力非伝達状態から回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を駆動ユニットＡＣに行わせる。
制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作によって、伝達部ＢＴと、回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することができる。また、制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴＵを回転力非伝達状態から回転力伝達状態に変化させる際に、他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８８】
本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作及び復帰動作として、後述する順方向駆動の場合は、伝達過渡動作（第１の伝達過渡動作）及び復帰動作（第１の復帰動作）を駆動ユニットＡＣに行わせ、後述する逆方向駆動の場合は、伝達過渡動作（第２の伝達過渡動作）及び復帰動作（第２の復帰動作）を駆動ユニットＡＣに行わせる。
このため、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転方向及び駆動トルクの発生方向に応じて、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦと接する際、または回転子ＳＦから離れる際の摩擦力を制御することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８９】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作を行う伝達過渡期間Ｓ１において、互いに異なる駆動速度で一対の第１駆動ユニットＡＣを駆動させる。
このため、制御部ＣＯＮＴは、回転している回転子ＳＦに伝達部ＢＴを接し始める際に、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に発生する摩擦力を制御することができる。また、モータ装置ＭＴＲは、同時に他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、復帰期間Ｓ４において、互いに異なる駆動速度で一対の第１駆動ユニットＡＣを駆動させる。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、回転している回転子ＳＦから伝達部ＢＴが離れる際に、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に発生する摩擦力を制御することができる。また、モータ装置ＭＴＲは、同時に他の伝達部ＢＴに伝達過渡動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９１】
なお、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、上述した制御プロファイルに応じた駆動波形、すなわち、初期駆動動作に対応させた初期駆動波形と主駆動動作に対応させた主駆動波形とに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動させる。
本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、これら初期駆動波形と主駆動波形とに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動させることにより、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９２】
なお、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、駆動ユニットＡＣを駆動する際に、制御部ＣＯＮＴが有している制御プロファイル生成部５２が、制御プロファイルを生成するとして説明したが、これに限られない。例えば、制御部ＣＯＮＴは、制御プロファイル記憶部５５と、制御プロファイル選択部５６とを有しており、制御プロファイル記憶部５５に予め記憶されている、駆動トルクに応じた複数の制御プロファイルのうちから、制御プロファイル選択部５６が駆動トルクに基づいていずれかの制御プロファイルを選択してもよい。
また、例えば、制御部ＣＯＮＴは、制御プロファイル生成部５２を有しておらず、外部の制御プロファイル生成装置によって駆動トルクに基づいて生成された制御プロファイルを取得してもよい。
【００９３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図２３は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲに、生成した制御プロファイルを供給するモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮの一例を示す概略構成図である。本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣと、支持部材ＢＳと、制御部ＣＯＮＴ２とを有している。また、駆動ユニットＡＣは、複数の電歪素子３２を有している。なお、第１の実施形態と同じ構成及び動作については説明を省略する。また、本実施形態における制御プロファイルの生成ステップは、上記した第１の実施形態における生成ステップと同等なため、説明を省略する。
【００９４】
図２４は、本実施形態におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮと、制御部ＣＯＮＴ２との一例を示すブロック図である。
【００９５】
［モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮの構成］
モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、目標値取得部５０１と、制御プロファイル生成部５０２と、出力部５０３とを備えている。
目標値取得部５０１は、上位装置に接続され、上位装置によって設定された回転子ＳＦの駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）を、上位装置から取得する。目標値取得部５０１は、取得した駆動トルクの目標値をデジタル符号化して、デジタル符号化した駆動トルクの目標値を制御プロファイル生成部５０２に出力する。
制御プロファイル生成部５０２は、目標値取得部５０１によって取得された駆動トルクの目標値と、回転子ＳＦに生じている駆動トルクと、回転子ＳＦの角速度とに基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された回転子ＳＦに生ずる駆動トルクの大きさ及び方向を取得する。また、制御プロファイル生成部５２は、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度を取得する。駆動波形生成部５０５は、エンコーダＥＮＣによって検出された回転子ＳＦの回転位置を取得する。制御プロファイル生成部５２は、目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと、検出された回転子ＳＦの回転位置と、検出された回転子ＳＦの角速度と、に基づいて、制御プロファイルを生成する。
出力部５０３は、制御プロファイル生成部５０２によって生成された制御プロファイルを制御部ＣＯＮＴ２が有する駆動波形生成部５０５に出力する。
【００９６】
［制御部ＣＯＮＴ２の構成］
本実施形態における制御部ＣＯＮＴ２は、駆動波形生成部５０５と、出力部５０６とを有している。つまり、本実施形態の制御部ＣＯＮＴ２は、第１の実施形態において説明した、図５に示す制御プロファイル生成部５２を有していない。本実施形態の制御部ＣＯＮＴ２は、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて駆動ユニットＡＣの制御を行う。
【００９７】
駆動波形生成部５０５は、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが有する制御プロファイル生成部５０２によって生成された回転子ＳＦの制御プロファイルに基づいて、駆動ユニットＡＣが電歪素子３２に供給する駆動波形を生成する。
出力部５０６は、駆動波形生成部５０５によって生成された駆動波形を増幅し、増幅した駆動波形を、駆動ユニットＡＣが有する電歪素子３２に出力する。
なお、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、目標値取得部５０１と、制御プロファイル生成部５０２と、駆動波形生成部５０５と、出力部５０３とを備える構成でもよい。
【００９８】
以上のように、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３を含み、初期駆動期間Ｓ２における初期駆動動作と主駆動期間Ｓ３における主駆動動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップを有している。また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動する。
これにより、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、例えば、ロボットアームなど被駆動部の駆動に必要なトルクを伝達部ＢＴによって回転子ＳＦに発生させるモータ装置ＭＴＲに、接続することができる。このようなモータ装置ＭＴＲは、例えば回転子ＳＦに減速機を取り付ける必要がないため、減速機のバックラッシュによる回転子ＳＦの制御精度の低下を防ぐことができる。
【００９９】
また、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、初期駆動動作を含む制御プロファイルを生成する。このため、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのため、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
さらに、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、モータ装置ＭＴＲが、複数の伝達部ＢＴを有する場合において、初期駆動動作により、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦから離れる際に発生する回転子ＳＦのトルク変動を、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに与える駆動トルクによって相殺することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１００】
また、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、制御プロファイル生成ステップに、駆動期間における駆動トルクに基づいて、駆動期間における制御プロファイルを生成することを含んでいる。
これにより、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦの回転角速度、負荷トルク及び加速トルクなどの駆動条件の変化に対して、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に生じる摩擦力を制御することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０１】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、駆動期間における駆動トルクと回転子ＳＦを回転させる負荷トルクに抗して回転子ＳＦを保持する保持トルクとに基づいて、駆動期間と回転力非伝達状態から回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を行う伝達過渡期間Ｓ１とにおける制御プロファイルを生成する。
したがってモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、伝達過渡動作によって、接続されるモータ装置ＭＴＲの伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することができる。また、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０２】
このように、本実施形態の制御プロファイル生成ステップによって生成された制御プロファイルによれば、上述した総合剛性を考慮して駆動トルクを２つの伝達部ＢＴ間において受け渡すことが可能になる。
このため、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３及び復帰期間Ｓ４において総合剛性及び摩擦力の変化に起因した回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０３】
なお、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、制御部ＣＯＮＴ２に接続される独立したユニットとして説明したが、制御部ＣＯＮＴ２に組み込まれるＩＣのような電子部品であってもよい。この場合、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮを小型化することができる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態として、上記のモータ装置ＭＴＲを備えるロボット装置ＲＢＴへの適用例を説明する。
図２５は、モータ装置ＭＴＲを例えばロボットアームＡＲＭに適用させた構成を示す図である。
【０１０４】
図２５に示すように、モータ装置ＭＴＲがカップリングＣＰＬを介してロボットアームＡＲＭに接続されている。上記実施形態のモータ装置ＭＴＲは、上述した制御プロファイルによって駆動ユニットＡＣを制御するため、ロボットアームＡＲＭを高精度に駆動させることができる。また、上記実施形態のモータ装置ＭＴＲは、ロボットの関節部分や工作機械の駆動ユニットＡＣなどにも応用することができる。これによって、モータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴ２は、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０５】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、回転子ＳＦが中実である構成としたが、これに限られることは無い。特に第３実施形態のように、ロボットアームＡＲＭなどの旋回系機械にモータ装置ＭＴＲを搭載する場合などには、例えば図２６（ａ）に示すように、回転子ＳＦを中空の構成としても構わない。図２６（ａ）に示すように、回転子ＳＦは、回転軸方向に貫通する貫通部７１を有している。貫通部７１には、円筒状のベアリング７０が設けられている。回転子ＳＦは、当該ベアリング７０の周囲に回転可能になっている。
【０１０６】
また、図２６（ｂ）に示すように、ベアリング７０の内部には、例えば配線７２などを配置させることができる。このように、回転子ＳＦを配線配管として用いることも可能である。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、回転伝達状態として、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間が摩擦力によって滑らない状態であるとして説明したが、これに限られることは無い。例えば図２７に示すように、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとを係合させた状態を回転伝達状態としても構わない。同図に示すように、回転子ＳＦには凸部１５が設けられており、当該凸部１５と噛みあうように伝達部ＢＴに凹部２５が設けられている。このように、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とを係合させることで回転力を伝達する構成であっても構わない。
【０１０８】
なお、例えば、回転子ＳＦの凸部１５が設けられる方向は、特に限定されることは無く、ランダムな方向、回転子ＳＦの回転軸方向、や回転子ＳＦの円周方向、などでもよい。また、本実施形態においては、回転子ＳＦに凹部を設け、伝達部ＢＴに凸部を設ける構成としてもよい。
【０１０９】
なお、上記凸部（例えば、凸部１５）又は上記凹部（例えば、凹部２５）のサイズは、特に限定はされないが、駆動ユニットＡＣによって伝達部ＢＴを緩ませることが可能な程度に小さいこと、又は駆動ユニットＡＣによって回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に隙間を生じさせることが可能な程度に小さいことが望ましい。ここで、本実施形態における係合とは、例えば、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが噛み合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが嵌め合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが継なぎ合うこと、なども含むものであって、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが完全に係合している必要はない。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して３６０°巻き掛けて交差部分２１を設ける閉ベルト構造としたが、これに限られることは無く、例えば図２８に示すように、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して３６０°未満の角度で巻き掛けた開ベルト構造としても構わない。この場合、伝達部ＢＴの幅を全て回転力伝達に用いることができるので、トルクを効率的に伝達可能となる。
【０１１１】
また、上記実施形態では、回転子ＳＦの回転軸方向に伝達部ＢＴがずれるのを防ぐため、位置ずれ抑制部を設ける構成としても構わない。また、回転子ＳＦの拡径部１２において、伝達部ＢＴごとに径が異なるように形成されていても構わない。この構成によれば、伝達部ＢＴごとにトルクの伝達を異ならせることができるため、幅広い駆動が可能となる。
【０１１２】
上記実施形態では、回転子ＳＦの表面が平坦な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されることは無く、例えば回転子ＳＦの表面に溝部として溝が形成されている構成としても構わない。また、上記実施形態では、伝達部ＢＴの表面が平坦な構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば伝達部ＢＴの表面に溝部として溝が形成されている構成としても構わない。上記の回転子ＳＦの表面に形成された溝と伝達部ＢＴの表面に形成された溝とのうち少なくとも一方の溝により、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に空気の流路が形成されることになるため、伝達部ＢＴが回転子ＳＦに固着されるのを防ぐことができ、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して容易に着脱させることができる。また、上記のように溝を設けることで、回転時に発生する伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの擦れによる塵などを溝に入れることができ、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦力を一定にし、安定な回転を得ることができる。なお、例えば、回転子ＳＦの表面に溝部が設けられる方向は、特に限定されることは無く、ランダムな方向、回転子ＳＦの回転軸方向、や回転子ＳＦの円周方向、などでよい。
【０１１３】
上記実施形態では、伝達部ＢＴが帯状に形成された例を説明したが、これに限られることは無く、例えば線状、鎖状に形成されていても構わない。
【０１１４】
上記実施形態では、例えば、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとの変位によって張力を制御できるので、駆動停止時においても保持トルクの制御が可能である。
【０１１５】
上記実施形態では、伝達部ＢＴを移動させる駆動ユニットＡＣが電歪素子３２を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば駆動ユニットＡＣが電歪素子３２に代えて磁歪素子、電磁石、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）など、他のアクチュエータを用いる構成であっても構わない。例えば磁歪素子を用いた場合、推力を高くすることができる。電磁石を用いた場合は、高推力、長ストロークの駆動が可能である。ＶＣＭを用いた場合、長ストロークの駆動が可能であり、トルク制御が容易となる。
【０１１６】
なお、図１における制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【０１１７】
なお、この制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１１８】
また、図１における制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１１９】
なお、図２４におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【０１２０】
なお、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１２１】
また、図２４におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１２２】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１２３】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】
ＭＴＲ…モータ装置、ＳＦ…回転子、ＢＴ…伝達部、ＡＣ…駆動ユニット、ＣＯＮＴ…制御部、ＧＥＮ…モータ制御プロファイル生成装置、ＲＢＴ…ロボット装置、３２…電歪素子（駆動部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ装置、制御プロファイル生成方法、制御プロファイル生成装置、及びロボット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回系機械を駆動させるアクチュエータとして、例えばモータ装置が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。このようなモータ装置としては、例えば電動モータや超音波モータなどが広く知られている。近年では、ヒューマノイドロボットの関節部分など、より精密な部分を駆動させるモータ装置が求められており、電動モータや超音波モータなどの既存のモータ装置においてもトルクの制御性等、細密で高精度な駆動を行うことができる構成が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３１１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなモータ装置は、旋回系機械などの被駆動部の駆動に必要なトルクを発生させるために回転子に減速機を取り付けることがある。この場合、モータ装置は、減速機のバックラッシュにより、回転子を高精度に駆動ができないことがある。すなわち、上述のようなモータ装置は、被駆動部の駆動に必要なトルクを発生させつつ高精度に制御することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、駆動部を高精度に制御することができるモータ装置、制御プロファイル生成方法、制御プロファイル生成装置、及びロボット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、回転子と、前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、前記伝達部に接続され、前記伝達部を移動させる駆動部と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部とを備え、前記駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記制御部は、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせることを特徴とするモータ装置である。また、本発明の一実施形態は、回転子と、前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、前記回転子に生じた駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に受け渡しさせる初期駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる主駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部とを備えることを特徴とするモータ装置である。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、回転子と前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態として前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせるための制御プロファイルの生成方法であって、前記駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる前記制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップを有することを特徴とする制御プロファイルの生成方法である。
【０００８】
また、本発明の一実施形態は、上記の制御プロファイルの生成方法によって生成された前記制御プロファイルに基づいて前記駆動部を駆動させる制御部を備えることを特徴とするモータ装置である。
【０００９】
また、本発明の一実施形態は、上記の制御プロファイル生成方法によって前記制御プロファイルを生成することを特徴とするモータ制御プロファイル生成装置である。
【００１０】
また、本発明の一実施形態は、上記のモータ装置を備えることを特徴とするロボット装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動部を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態によるモータ装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２】本実施形態における回転子の構成の一例を示す構成図である。
【図３】本実施形態における伝達部の構成の一例を示す構成図である。
【図４】本実施形態における駆動部の構成の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本実施形態における回転力伝達状態とする場合の動作の一例を示す断面図である。
【図７】本実施形態における回転力非伝達状態とする場合の動作の一例を示す断面図である。
【図８】本実施形態におけるオイラーの原理に基づく伝達部と回転子との接触角と、伝達効率との関係の一例を示すグラフである。
【図９】本実施形態における駆動トルク受け渡し開始時の駆動部の位置の一例を示す模式図である。
【図１０】本実施形態における駆動トルク受け渡し中の駆動部の位置の一例を示す模式図である。
【図１１】本実施形態における駆動トルク受け渡し開始時の駆動部の位置と駆動トルクの関係の一例を示す模式図である。
【図１２】本実施形態における駆動トルク受け渡し中の駆動部の位置と駆動トルクの関係の一例を示す模式図である。
【図１３】本実施形態における制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本実施形態における回転子を回転させる場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図１５】本実施形態における伝達過渡状態の一例を示す断面図である。
【図１６】本実施形態における駆動状態の一例を示す断面図である。
【図１７】本実施形態における復帰状態の一例を示す断面図である。
【図１８】本実施形態における回転子が回転している場合の伝達過渡状態の一例を示す断面図である。
【図１９】本実施形態における回転子を順方向駆動した場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２０】本実施形態における回転子を逆方向駆動した場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２１】本実施形態におけるＵ相及びＶ相の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示すグラフである。
【図２２】本実施形態における記憶部を備える制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態によるモータ装置の一例を示す構成図である。
【図２４】本実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施形態によるロボット装置の構成の一例を示す構成図である。
【図２６】本実施形態における回転子を中空とした構成の一例を示す模式図である。
【図２７】本実施形態における回転子と伝達部とを係合させた構成の一例を示す断面図である。
【図２８】本実施形態における開ベルト構造の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲの一例を示す概略構成図である。
【００１４】
［モータ装置ＭＴＲの構成］
図１に示すように、モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣと、支持部材ＢＳと、制御部ＣＯＮＴとを有している。モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦ及び複数の駆動ユニットＡＣが支持部材ＢＳによって支持された状態になっており、複数の駆動ユニットＡＣにそれぞれ接続された伝達部ＢＴが回転子ＳＦに掛けられた構成になっている。制御部ＣＯＮＴは複数の駆動ユニットＡＣに接続されており、当該駆動ユニットＡＣに対して制御信号を供給可能になっている。
【００１５】
また、モータ装置ＭＴＲは、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣとを、図１に示すように、回転子ＳＦの回転軸方向に沿って備えている。例えば、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、伝達部ＢＴと駆動ユニットＡＣとを組にして、Ｕ相と、Ｖ相と、Ｗ相とからなる各相の伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣの組を備えている。つまりモータ装置ＭＴＲは、Ｕ相の伝達部ＢＴＵと、Ｖ相の伝達部ＢＴＶと、Ｗ相の伝達部ＢＴＷとを備えている。例えば、これらの伝達部ＢＴは、回転子ＳＦの回転軸方向に沿って、それぞれ幅（回転軸方向の寸法）を等しくして配置されている。３つの伝達部ＢＴは、回転子ＳＦの円周方向に等角度でずれた位置（例えば、１２０°ずつずれた位置）に配置されている。同様に、３つの駆動ユニットＡＣ、つまりＵ相の駆動ユニットＡＣＵと、Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶと、Ｗ相の駆動ユニットＡＣＷとは、回転子ＳＦの円周方向に等角度でずれた位置（例えば、１２０°ずつずれた位置）に配置されている。
【００１６】
図２は、回転子ＳＦの構成を示す図である。
同図に示すように、回転子ＳＦは、円柱状に形成されており、軸部１１と、拡径部１２とを有している。軸部１１は、例えば不図示のベアリング機構などを介して支持部材ＢＳの軸受部４１（図１参照）に回転可能に支持されている。拡径部１２は、軸部１１に対して径が大きく形成された部分である。軸部１１及び拡径部１２は、共通の回転軸を有するように形成されている。拡径部１２の表面は、伝達部ＢＴが掛けられる外周となる。回転子ＳＦは、例えばアルミニウムなどの導電材料によって構成されている。回転子ＳＦは、拡径部１２の回転速度を検出可能な不図示の検出器を有している。拡径部１２の直径は、例えば１０ｍｍ程度に設定することができる。
【００１７】
図３は、モータ装置ＭＴＲが備える、３つの伝達部ＢＴのうち、Ｕ相の伝達部ＢＴＵの構成を示す図である。Ｖ相の伝達部ＢＴＶ及びＷ相の伝達部ＢＴＷは、いずれもＵ相の伝達部ＢＴＵと同一の構成であるため、説明を省略する。
図３に示すように、伝達部ＢＴＵは、帯状に形成されており、回転子ＳＦの拡径部１２の周面（例、外周面や内周面）の少なくとも一部に巻き掛けられている。図３においては、回転子ＳＦの図示を省略している。伝達部ＢＴＵは、例えばスチールなどの導電材料によって構成されている。伝達部ＢＴＵは、拡径部１２に例えば１回転巻き掛けられて交差した状態になっている。伝達部ＢＴＵの交差部分２１は、クロスベルト構造になっている。一例として、伝達部ＢＴＵは、交差部分２１において、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが二股に分かれていると共に伝達部ＢＴの第２端部２２Ｂの幅が狭くなっている。このため、伝達部ＢＴＵは、第２端部２２Ｂが第１端部２２Ａの二股の間に配置された状態で交差している。伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂは、それぞれ駆動ユニットＡＣＵに接続されている。伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦの拡径部１２との間の摩擦係数は、例えば０．３となるように形成されている。
【００１８】
図４は、モータ装置ＭＴＲが備える、３つの駆動ユニットＡＣのうち、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの構成を示す図である。Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、いずれもＵ相の駆動ユニットＡＣＵと同一の構成であるため、説明を省略する。図４では、駆動ユニットＡＣＵが伝達部ＢＴＵに接続された構成を示している。
駆動ユニットＡＣＵは、伝達部ＢＴＵの交差部分２１にそれぞれ設けられている。駆動ユニットＡＣＵは、保持部材３１と、一対の接続部３３と、一対のバネ機構３４とを有している。また、駆動ユニットＡＣＵは、一対の電歪素子（第１駆動部）３２Ｕとして、Ｕ相の第１電歪素子（第１駆動部のうち一方）３２ＡＵ及びＵ相の第２電歪素子（第１駆動部のうち他方）３２ＢＵを有している。
【００１９】
保持部材３１は、上記交差部分２１における回転子ＳＦの円周の接線方向に沿って形成されている。保持部材３１は、当該接線方向が長手になっている。保持部材３１は、長手方向の両端部にそれぞれ凹部３１ａを有している。凹部３１ａの底部には、それぞれ開口部３１ｂが設けられている。図１に示すように、保持部材３１は、支持部材ＢＳに固定されている。
【００２０】
電歪素子（駆動部）３２Ｕは、保持部材３１の各凹部３１ａに設けられている。このため、電歪素子３２Ｕは、基準位置として上記交差部分２１を挟むように一対設けられていることになる。一対の電歪素子３２Ｕは、それぞれ中空の円柱形状で、それぞれ基準位置である交差部分２１に対して互いに反対方向へ変形するように設けられている。第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵとしては、例えばピエゾ素子などが用いられる。
【００２１】
接続部３３は、伝達部ＢＴＵの第１端部（伝達部の一端）２２Ａと第１電歪素子３２ＡＵとを接続すると共に、第２端部（伝達部の他端）２２Ｂと第２電歪素子３２ＢＵとを接続する部分である。接続部３３は、フランジ部材３３ａと、ロッド部材３３ｂとを有している。フランジ部材３３ａは、第１電歪素子３２ＡＵの端面及び第２電歪素子３２ＢＵの端面にそれぞれ当接されるように設けられている。ロッド部材３３ｂは、フランジ部材３３ａと一体的に設けられている。ロッド部材３３ｂは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵをそれぞれ貫通すると共に凹部３１ａの開口部３１ｂを貫通して設けられている。ロッド部材３３ｂの先端は、伝達部ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂにそれぞれ接続されている。
【００２２】
バネ機構３４は、フランジ部材３３ａを交差部分２１へ向けて押圧する構成になっている。バネ機構３４は、例えば板バネ部材３４ａによって構成されている。板バネ部材３４ａは、例えば一端がフランジ部材３３ａの外面にナットなどを介して接続され、フランジ部材３３ａを迂回するように折り返されて他端が保持部材３１の端面に固定されている。例えば板バネ部材３４ａの他端側は、当該保持部材３１の端面に対して面で当接するように折り曲げられている。
【００２３】
図５は、制御部ＣＯＮＴの構成を示すブロック図である。
制御部ＣＯＮＴは、生成した回転子ＳＦの制御プロファイル（制御波形）に基づいて、駆動ユニットＡＣが有する電歪素子（駆動部）３２を駆動する電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。制御部ＣＯＮＴは、目標値取得部５１と、制御プロファイル生成部５２と、駆動波形生成部５３と、出力部５４とを備えている。回転子ＳＦの制御プロファイルは、回転子ＳＦの回転位置、角速度及び駆動トルクが含まれる。
目標値取得部５１は、上位装置に接続され、上位装置によって設定された回転子ＳＦの駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）などを、上位装置から取得する。
【００２４】
制御プロファイル生成部５２は、目標値取得部５１によって取得された駆動トルクの目標値と、回転子ＳＦに生じている駆動トルクと、回転子ＳＦの回転位置と、回転子ＳＦの角速度とに基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された回転子ＳＦに生ずる駆動トルクの大きさと方向を取得する。また、制御プロファイル生成部５２は、エンコーダＥＮＣによって検出された回転子ＳＦの回転位置と、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度と、を取得する。一例として、制御プロファイル生成部５２は、目標値取得部５１によって取得された駆動トルクの目標値と検出された回転子ＳＦの駆動トルクとから算出した差分値（駆動トルク補正値）と、エンコーダＥＮＣ及び角速度センサＶＳから計測された回転子ＳＦの位置情報と、に基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。なお、駆動トルク補正値は、回転子ＳＦの駆動トルクを維持する又は変えるために、補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）として用いられる。そして、制御プロファイル生成部５２は、生成した回転子ＳＦの制御プロファイルを駆動波形生成部５３へ送信する。ここで、回転子ＳＦの制御プロファイルは、回転子ＳＦを制御する期間として、後述するように、例えば伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、及び復帰期間Ｓ４が含まれる。なお、角速度センサＶＳによって計測される回転子ＳＦの角速度は、エンコーダＥＮＣによって計測された値を微分して算出してもよい。
【００２５】
次に、駆動波形生成部５３は、制御プロファイル生成部５２から受信した制御プロファイルに基づいて、各相の電歪素子３２に供給する電圧の駆動波形（電歪素子３２の駆動波形）を生成する。一例として、駆動波形生成部５３は、制御プロファイル生成部５２によって生成された制御プロファイルを座標変換して電歪素子３２の駆動波形を生成する。このように、上記の制御プロファイルが回転子ＳＦの座標から電歪素子３２の座標へ変換されることによって電歪素子３２の駆動波形が得られる。そして、駆動波形生成部５３は、生成した電歪素子３２の駆動波形を出力部５４へ送信する。ここで、駆動波形は、上記の制御プロファイルに基づく期間として、後述するように、例えば伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、及び復帰期間Ｓ４が含まれる。なお、例えば、駆動波形生成部５３において、電歪素子３２の目標変形量と目標変形速度とが算出される。
出力部５４は、駆動波形生成部５３から受信した電歪素子３２の駆動波形を増幅し、増幅した駆動波形を、駆動ユニットＡＣ（例、電歪素子３２）に出力する。
【００２６】
［駆動ユニットＡＣの動作］
次に、上記のように構成されたモータ装置ＭＴＲが備える各相の駆動ユニットＡＣのうち、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの動作を説明する。Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、互いに異なる位相によってＵ相の駆動ユニットＡＣＵと同一の動作をするため、説明を省略する。
まず、図６及び図７を参照して、駆動ユニットＡＣＵの動作の一例を説明する。伝達部ＢＴＵの移動の様子を判別しやすくするため、図６及び図７では、回転子ＳＦを省略した状態における伝達部ＢＴＵの構成を示している。
第１電歪素子３２Ａに電気信号を供給していない状態の場合、バネ機構３４によってフランジ部材３３ａが交差部分２１側へ押圧された状態になっている。この状態から第１電歪素子３２ＡＵに電気信号を供給すると、図６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵが伸びるように変形（伸縮）し、当該変形による力が交差部分２１から離れる方向（以下、「外側」と表記する）に対して作用する。この力はフランジ部材３３ａを外側へ押圧する。第１電歪素子３２ＡＵの変形による押圧力がバネ機構３４による押圧力よりも大きくなると、フランジ部材３３ａが外側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴの第１端部２２Ａを外側へ引っ張る。この動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが外側に移動する。
【００２７】
一方、この状態から第１電歪素子３２ＡＵに電気信号の供給を停止すると、図７に示すように、第１電歪素子３２ＡＵが収縮するように変形（伸縮）し、当該変形によってフランジ部材３３ａへの押圧力が低下する。加えて、バネ機構３４による押圧力が働くため、フランジ部材３３ａが基準位置に近づく方向（以下、「内側」と表記する）に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａを内側へ押し込む。この動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａが内側に移動する。
【００２８】
同様に、第２電歪素子３２ＢＵに電気信号を供給していない状態の場合、バネ機構３４によってフランジ部材３３ａが交差部分２１側へ押圧された状態になっている。この状態から第２電歪素子３２ＢＵに電気信号を供給すると、第２電歪素子３２ＢＵが膨張するように変形し、当該変形による力が外側に対して作用する。この力はフランジ部材３３ａを外側へ押圧する。第２電歪素子３２ＢＵの変形による押圧力がバネ機構３４による押圧力よりも大きくなると、フランジ部材３３ａが外側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂを外側へ引っ張る。この動作により、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂが外側に移動する。
【００２９】
一方、この状態から第２電歪素子３２ＢＵに電気信号の供給を停止すると、第２電歪素子３２ＢＵが収縮するように変形し、当該変形によってフランジ部材３３ａへの押圧力が低下する。加えて、バネ機構３４による押圧力が働くため、フランジ部材３３ａが内側に移動し、ロッド部材３３ｂが伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂを内側へ押し込む。この動作により、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂが内側に移動する。
このようにして、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの２つの電歪素子３２Ｕを協働して動作させることにより、伝達部ＢＴＵを移動させる。
【００３０】
［回転子ＳＦの駆動原理］
次に、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが、回転子ＳＦを駆動させる原理について説明する。Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵは、回転子ＳＦを駆動させる際に、回転子ＳＦに巻き掛けられたＵ相の伝達部ＢＴＵに有効張力を生じさせ、当該有効張力によって回転子ＳＦにトルクを伝達する。Ｖ相及びＷ相は、いずれもＵ相と同一の構成であるため、説明を省略する。
【００３１】
オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子ＳＦに巻き掛けられた伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ側の張力Ｔ１及び第２端部２２Ｂ側の張力Ｔ２が下記式（１）を満たすとき、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間で摩擦力が生じ、伝達部ＢＴＵが移動することにより、回転子ＳＦが回転する。この伝達部ＢＴＵの移動により、回転子ＳＦにトルクが伝達される。ただし、式（１）において、μは伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θは伝達部ＢＴＵの有効巻き付き角である。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このとき、トルクの伝達に寄与する有効張力は、（Ｔ１−Ｔ２）によって表される。上記式（１）に基づいて有効張力（Ｔ１−Ｔ２）を求めると、下記式（２）のようになる。式（２）は、Ｔ１を用いて有効張力を表す式である。
【００３４】
【数２】
【００３５】
上記式（２）より、回転子ＳＦに伝達されるトルクは第１電歪素子３２ＡＵの張力Ｔ１によって一意に決定されることがわかる。式（２）の右辺のＴ１の係数部分は、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦係数μ及び伝達部ＢＴＵの有効巻き付き角θにそれぞれ依存する。図８は、摩擦係数μを変化させたときの有効巻き付き角θと係数部分の値との関係を示すグラフである。グラフの横軸は有効巻き付き角θを示しており、グラフの縦軸は係数部分の値を示している。
【００３６】
図８に示すように、例えば摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θが３００°以上のときに係数部分の値が０．８以上となっている。このことから、摩擦係数μが０．３の場合には、有効巻き付き角θを３００°以上とすることにより、第１電歪素子３２Ａによる張力Ｔ１の８０％以上の力が回転子ＳＦのトルクに寄与することがわかる。この巻き付き角の他、図８のグラフから、例えば伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦係数を大きくするほど、係数部分の値が大きくなることが推定される。
【００３７】
このように、トルクの大きさは第１電歪素子３２ＡＵの張力Ｔ１によって一意に決定されることになり、例えば伝達部ＢＴＵの移動距離などには無関係であることがわかる。したがって、例えば第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂに用いられるピエゾ素子などは、数ミリ程度の小型素子であっても、数百ニュートン以上の力を出すことができるので、回転子ＳＦに大きな回転力を与えることができる。
【００３８】
上述した原理に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを変形させて回転子ＳＦに回転力を伝達する。ここで、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転に必要な駆動トルクを、各伝達部ＢＴが順に受け渡すように、伝達部ＢＴＵと、伝達部ＢＴＶと、伝達部ＢＴＷとを協調させて動作させる。このようにして、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦに回転力を伝達して、回転子ＳＦを回転させる。また、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとが協働的に（又は相互作用的に）駆動することによって、第１電歪素子３２ＡＵによって伝達部ＢＴＵに加えられる力（例、張力や押圧力）と第２電歪素子３２ＢＵによって伝達部ＢＴＵに加えられる力（例、張力や押圧力）とに基づいて回転子ＳＦに対する伝達部ＢＴＵの接触状態を調整可能なため、伝達部ＢＴＵを介して回転子ＳＦにトルクを伝達する。また、モータ装置ＭＴＲは、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとが協働的に（又は相互作用的に）駆動することによって、伝達部ＢＴＵの回転子ＳＦに対する巻き付き角θに基づく回転子ＳＦに対する伝達部ＢＴＵの接触状態を調整可能なため、伝達部ＢＴＵを介して回転子ＳＦにトルクを伝達する。このように、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、駆動部３２によって回転子ＳＦの径方向に力が伝達部ＢＴの少なくとも一部に加えられた状態（回転力伝達状態）で、伝達部ＢＴを介して回転子ＳＦにトルクが伝達される。
【００３９】
［制御プロファイルの生成原理］
次に、図９から図１２を用いて、本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲの制御プロファイルの生成原理について説明する。
まず、回転子ＳＦの駆動トルクは式（３）に示す通り加速トルクと負荷トルクの総和である。
【００４０】
【数３】
【００４１】
ここで、後述する少なくとも初期駆動期間Ｓ２を含む駆動期間において、例えばＵ相の伝達部ＢＴＵから、Ｖ相の伝達部ＢＴＶに、回転子ＳＦの駆動トルクを受け渡す場合において、駆動トルク受け渡しの動作の概念について説明する。つまり、制御部ＣＯＮＴが、初期駆動期間Ｓ２において、駆動部３２を用いて伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶの少なくとも２つの伝達部ＢＴを同時に移動させつつ、伝達部ＢＴＵから伝達部ＢＴＶに駆動トルクを受け渡す動作の概念について説明する。Ｖ相の伝達部ＢＴＶに受け渡す駆動トルクは、以下のように、Ｕ相の第２電歪素子３２ＢＵと、Ｖ相の第２電歪素子３２ＢＶとの間の相対距離Ｌによって表すことができる。つまり、第１の伝達部（ＢＴＵ）から第２の伝達部（ＢＴＶ）に受け渡す駆動トルクは、第１の電歪素子（３２ＢＵ）と第２の電歪素子（３２ＢＶ）との間の相対距離Ｌによって表すことができる。
図９及び図１０は、この駆動トルク受け渡しの動作の概念を示す図である。図９は駆動トルクの受け渡し開始時の状態を表しており、図１０は駆動トルクの受け渡し完了時の状態を表している。
図９及び図１０において、バネＳＰ１は、駆動ユニットＡＣＵ及び伝達部ＢＴＵを含む駆動力伝達系を構成する部材の剛性（以下、「総合剛性」と表現する）に応じた部材のたわみを模式的にバネによって表している。同様に、バネＳＰ２は、駆動ユニットＡＣＶ及び伝達部ＢＴＶを含む駆動力伝達系を構成する部材の総合剛性に応じた部材のたわみを模式的にバネによって表している。
また、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶはそれぞれ回転子ＳＦに巻き掛けられている。伝達部ＢＴＵは、バネＳＰ１を介してＵ相の第２電歪素子３２ＢＵと接続されている。同様に、伝達部ＢＴＶは、バネＳＰ２を介してＶ相の第２電歪素子３２ＢＶと接続されている。回転子ＳＦには負荷ＬＤが与えられている。第２電歪素子３２ＢＵ及び第２電歪素子３２ＢＶは、回転子ＳＦを、負荷ＬＤによって生じる負荷トルクの方向と逆の方向に回転させている。ここで、相対距離Ｌは、バネＳＰ１及び第２電歪素子３２ＢＵが接している面と、バネＳＰ２及び第２電歪素子３２ＢＶが接している面との距離である。
【００４２】
この相対距離Ｌは、例えば、バネＳＰ１の長さとバネＳＰ２の長さとが同じ場合、相対距離Ｌ＝０である。この場合は、バネＳＰ１及びバネＳＰ２が均等に回転子ＳＦの駆動トルクを保持していることを示す。また、相対距離Ｌは、バネＳＰ１の長さがバネＳＰ２の長さよりも短い場合、相対距離Ｌ＞０である。この場合は、バネＳＰ１が保持している駆動トルクが、バネＳＰ２が保持している駆動トルクよりも大きいことを示す。同様に、相対距離Ｌは、バネＳＰ１の長さがバネＳＰ２の長さよりも長い場合、相対距離Ｌ＜０である。この場合は、バネＳＰ１が保持している駆動トルクが、バネＳＰ２が保持している駆動トルクよりも小さいことを示す。
このように相対距離Ｌを用いて受け渡す駆動トルクを表すことができる。伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦに接触したとき、相対距離はＬ1（Ｌ1＞０）である（図９）。また、駆動トルクの受け渡しが行われて、伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとが均等に回転子ＳＦの駆動トルクを保持しているとき、相対距離はＬ0（Ｌ0＝０）である（図１０）。
【００４３】
次に、伝達部ＢＴＵが保持している駆動トルクを伝達部ＢＴＵから伝達部ＢＴＶに受け渡すための駆動トルクの補正量として、駆動トルク受け渡し補正量の算出について説明する。
図１１及び図１２は、この駆動トルク受け渡し補正量を算出するための簡略化モデルを示した図である。説明を簡単にするため、回転子ＳＦは図中のｘ方向に距離ｘ移動するものとし、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶは図中のｘ方向と同一の方向にそれぞれ距離ｙ1及び距離ｙ2移動するものとして説明する。また、上述した相対距離Ｌは、各相の第２電歪素子３２と回転子ＳＦとの間の距離の和として説明する。つまり、相対距離Ｌ1は、第２電歪素子３２ＢＵと回転子ＳＦとの距離（ｙ1−ｘ）を表し、相対距離Ｌ2は、第２電歪素子３２ＢＶと回転子ＳＦとの距離（ｙ2−ｘ）を表す。そして、相対距離Ｌは、相対距離Ｌ1と相対距離Ｌ2との和（Ｌ1＋Ｌ2）として説明する。
【００４４】
第２電歪素子３２ＢＵ及び第２電歪素子３２ＢＶの移動により、駆動トルクτ１がバネＳＰ１に、駆動トルクτ２がバネＳＰ２にそれぞれ与えられる。これにより、バネＳＰ１及びバネＳＰ２は、伸縮し、伝達部ＢＴＵ及び伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦにｘ方向に移動する力、つまり駆動トルクを与える。なお、バネＳＰ１及びバネＳＰ２のバネ定数はいずれもｋである。
ここで、図１１に示すように、第２電歪素子３２ＢＶを移動させず、第２電歪素子３２ＢＵを距離ｙ1だけ移動させ、バネＳＰ１に駆動トルクτ１を与えた場合に、回転子ＳＦが距離ｘだけ移動したとする。このとき、相対距離Ｌ1は（Ｌ1＝ｙ1−ｘ）であり、相対距離Ｌ2は（Ｌ2＝０）であるから式（４）が成立する。
【００４５】
【数４】
【００４６】
さらに、図１２に示すように、第２電歪素子３２ＢＵを距離ｙ1だけ移動させ、バネＳＰ１に駆動トルクτ１を与えて、第２電歪素子３２ＢＶを距離ｙ2だけ移動させ、バネＳＰ２に駆動トルクτ２を与えて、回転子ＳＦが距離ｘだけ移動したとする。このとき、相対距離はＬ’1（Ｌ’1＝ｙ1−ｘ）であり、相対距離はＬ’2（Ｌ’2＝ｙ2−ｘ）である。そして、駆動トルクτ１と駆動トルクτ２とが一致する場合（つまり２つの伝達部ＢＴが回転子ＳＦの駆動トルクを均等に保持している場合）は、相対距離Ｌ’1＝相対距離Ｌ’2であるから式（５）が成立する。
【００４７】
【数５】
【００４８】
これら式（４）と式（５）との式から、伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとの間で駆動トルクτを受け渡す場合の駆動トルク受け渡し補正量を算出すると、式（６）が成立する。
【００４９】
【数６】
【００５０】
式（６）は伝達部ＢＴＵと伝達部ＢＴＶとの間（すなわち２つの伝達部ＢＴ間）における駆動トルク受け渡し補正量Ｌ0を示している。これを一般化して、回転子ＳＦの駆動に関わる伝達部ＢＴの数をＮ（Ｎは２以上の整数）とすれば、式（７）が成立する。
【００５１】
【数７】
【００５２】
以上の関係式によって得られた駆動トルク受け渡し補正量Ｌ0に基づいた制御プロファイル生成手順（制御プロファイル生成ステップ）によって回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。
【００５３】
［制御プロファイルの生成ステップ］
図１３は、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する生成ステップを示すフローチャートである。制御プロファイル生成部５２は、例えば、Ｕ相の電歪素子３２Ｕの制御期間が復帰期間Ｓ４から伝達過渡期間Ｓ１へ移行するタイミングの時に、以下に示す手順によって制御プロファイルの生成を行う。
【００５４】
まず、目標値取得部５１は、回転子ＳＦの制御目標値を設定する。本実施形態においては、制御目標値は、例えば回転子ＳＦの駆動トルクの目標値、すなわち目標駆動トルクである。そして、目標値取得部５１は、設定した目標駆動トルクを制御プロファイル生成部５２に出力する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
次に、制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと、角速度センサＶＳによって検出された角速度とを取得し、取得した駆動トルクと角速度とをデジタル符号化する（ステップＳ１０２）。
【００５６】
次に、制御プロファイル生成部５２は、ステップＳ１０１において取得された目標駆動トルクとステップＳ１０２において取得した駆動トルク及び角速度とに基づいて、保持トルクと加速トルクとを含む駆動トルク補正値（目標駆動トルクと検出した駆動トルクとの差分値に基づく補正後の駆動トルク）を算出する。（ステップＳ１０３）。
【００５７】
次に、制御プロファイル生成部５２は、予め定められている伝達部ＢＴの数と、予め得られている総合剛性と、取得した回転子ＳＦの角速度とに基づいて、式（７）によって、上述した駆動トルク受け渡し補正量を算出する。さらに、制御プロファイル生成部５２は、算出した駆動トルク受け渡し補正量と、ステップＳ１０３において算出した駆動トルク補正値とを演算（例、加算）して、Ｕ相の電歪素子３２Ｕ（又は、Ｕ相の電歪素子３２Ｕと他の相の電歪素子３２）が回転子ＳＦに与える補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）を算出する（ステップＳ１０４）。なお、上記の駆動トルク補正値が０の場合や駆動トルク受け渡し補正量を加えた制御プロファイルを生成するタイミング以外に駆動トルク補正値のフィードバックを行う場合などは、上述の駆動トルク受け渡し補正量がＵ相の電歪素子３２Ｕが回転子ＳＦに与える補正後の駆動トルクに相当する。
【００５８】
次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した補正後の駆動トルクとエンコーダＥＮＣ及び角速度センサＶＳから計測された回転子ＳＦの位置情報とに基づいて、後述する伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３及び復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する（ステップＳ１０５）。
【００５９】
次に、制御プロファイル生成部５２は、生成した制御プロファイルを駆動波形生成部５３へ送信する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、上記ステップＳ１０５において、エンコーダＥＮＣによって検出された伝達部ＢＴの位置と、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度とを取得する。
【００６０】
次に、駆動波形生成部５３は、ステップＳ１０５において生成された制御プロファイルに基づいて、各相の電歪素子３２を駆動する駆動波形を生成し、生成した駆動波形を出力部５４に出力する（ステップＳ１０６）。なお、例えば、駆動波形生成部５３は、各相の電歪素子３２を変形させる量と、変形させる時間とを算出する。
【００６１】
次に、出力部５４は、制御プロファイル生成部５２が生成した駆動波形を増幅して、増幅した駆動波形を駆動ユニットＡＣに出力する（ステップＳ１０７）。
【００６２】
以上の手順により、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて、モータ装置ＭＴＲは、各相の駆動ユニットＡＣを制御する。
【００６３】
［制御プロファイルに基づく駆動ユニットＡＣの制御］
次に、図１４から図１８を用いて、制御プロファイル生成部５２が回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する動作を説明する。さらに、制御部ＣＯＮＴが、制御プロファイルに基づいて生成された駆動波形を駆動ユニットＡＣに出力して、回転子ＳＦを回転させる動作を説明する。本実施形態においては、Ｕ相の駆動ユニットＡＣＵの動作を例にして説明する。なお、Ｖ相の駆動ユニットＡＣＶ及びＷ相の駆動ユニットＡＣＷは、互いに異なる位相によって駆動ユニットＡＣＵと同一の動作をするため、説明を省略する。
【００６４】
図１４は、上述したそれぞれの制御の期間における駆動ユニットＡＣＵの制御プロファイルの一例を示したグラフである。グラフの横軸は時間を示しており、グラフの縦軸は、一対の電歪素子３２の変位量を示している。本実施形態において、このグラフは、制御プロファイルとして第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの変位量と、時間との関係を示している。縦軸の原点は電歪素子３２の駆動開始位置を示しており、変位量が大きくなるに従って第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂは外側に移動することを示している。
【００６５】
［制御の各期間における制御プロファイルの生成］
制御プロファイル生成部５２は、制御の期間、つまり制御部ＣＯＮＴが駆動ユニットＡＣＵを制御する期間として、伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３、復帰期間Ｓ４を含む各期間に対応する制御プロファイルを生成する。
【００６６】
まず、上述した制御の期間（制御期間）のうち、伝達過渡期間Ｓ１について説明する。
例えば、制御プロファイル生成部５２は、取得された目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、エンコーダＥＮＣの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、伝達過渡期間Ｓ１における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、伝達過渡期間Ｓ１における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような伝達過渡期間Ｓ１における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１の制御プロファイルとして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ１ＡＵは、伝達過渡期間Ｓ１における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ１ＢＵは、伝達過渡期間Ｓ１における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。
【００６７】
次に、上述した制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、取得された目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値と、上述の駆動トルク受け渡し補正量とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルク（補正駆動トルク）を算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度（第１の駆動速度）を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、初期駆動期間Ｓ２における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような初期駆動期間Ｓ２における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、初期駆動期間Ｓ２における制御プロファイルとして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ２ＡＵは、初期駆動期間Ｓ２における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ２ＢＵは、初期駆動期間Ｓ２における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。なお、制御プロファイル生成部５２は、駆動トルク補正値を考慮しなくてよい場合、上述の駆動トルク受け渡し補正量に基づき、駆動トルク受け渡し補正量に相当する速度（第１の駆動速度）を算出する。また、初期駆動期間Ｓ２において、伝達部ＢＴＶ（第２の伝達部）は、伝達部ＢＴＵ（第１の伝達部）から保持させられる駆動トルク受け渡し補正量に応じて、制御部ＣＯＮＴによって伝達部ＢＴＵに対する相対速度を変えて移動させられる。
【００６８】
次に、制御プロファイル生成部５２は、取得された目標トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクを算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度（第２の駆動速度）を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、主駆動期間Ｓ３における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、主駆動期間Ｓ３における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような主駆動期間Ｓ３における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、主駆動期間Ｓ３における制御プロファイルとして、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ３ＡＵは、主駆動期間Ｓ３における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、駆動波形Ｗ３ＢＵは、主駆動期間Ｓ３における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。本実施形態における制御プロファイル生成部５２は、第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂを駆動（例、伸縮）させる速度として、例えば初期駆動動作における速度（第１の駆動速度）を、主駆動動作における速度（第２の駆動速度）よりも速くするように制御プロファイルを生成する。
【００６９】
次に、上述した制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、取得された目標トルクと、トルクセンサＴＳの検出値と、角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするようにして、伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクを算出する。次に、制御プロファイル生成部５２は、算出した伝達部ＢＴＵに保持させる補正後の駆動トルクと時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間情報とに基づいて、第１電歪素子３２ＡＵを変形させる速度と第２電歪素子３２ＢＵを変形させる速度とが互いに異なる速度となるように、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとを変形させる速度を算出する。さらに制御プロファイル生成部５２は、算出した速度に基づいて、復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、復帰期間Ｓ４における回転子ＳＦの制御プロファイルに基づき、図１４に示すような復帰期間Ｓ４における電歪素子３２の駆動波形（駆動プロファイル）を生成する。なお、例えば、制御プロファイル生成部５２は、主駆動期間Ｓ３における制御プロファイルとして、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に対応する制御プロファイルを生成する。ここで、駆動波形Ｗ４ＡＵは、復帰期間Ｓ４における第１電歪素子３２ＡＵの駆動波形であり、制御プロファイルＷ４ＢＵは、復帰期間Ｓ４における第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形である。
【００７０】
［制御プロファイル及び駆動波形に基づいた駆動ユニットＡＣＵの駆動動作］
次に、上述した制御の各期間において、制御プロファイル及び駆動波形に基づいて駆動ユニットＡＣＵが駆動される動作について説明する。
まず、上述した制御の期間のうち、伝達過渡期間Ｓ１について説明する。
図１５は、駆動ユニットＡＣＵの伝達過渡期間Ｓ１における動作を示している。伝達過渡期間Ｓ１は、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦに対して回転力を伝達していない状態から、回転力を伝達している状態に移行させる動作（伝達過渡動作）が行われる期間である。制御部ＣＯＮＴは、復帰動作を行う復帰期間Ｓ４と、後述する駆動期間との間の伝達過渡期間Ｓ１において、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵに、伝達過渡動作を行わせる。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて駆動波形Ｗ１ＡＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ１ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１５に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて駆動波形Ｗ１ＢＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ１ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１５に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが外側に移動するように変形する。
【００７１】
この伝達過渡動作により、伝達部ＢＴＵの第１端部２２Ａ側に張力Ｔ１が発生し、伝達部ＢＴＵの第２端部２２Ｂ側に張力Ｔ２が発生する。したがって、伝達部ＢＴＵに有効張力（Ｔ１−Ｔ２）が発生する。このとき、駆動波形生成部５３は、一対の第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを互いに異なる駆動速度で、第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵを駆動させる。この伝達過渡動作によって、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦに回転力を伝達する状態、すなわち回転力伝達状態になる。
【００７２】
次に、上述した制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３について説明する。
図１６は、制御部ＣＯＮＴによる制御の期間のうち、伝達過渡期間Ｓ１の次の期間として、駆動期間（初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３）における動作を示している。初期駆動期間Ｓ２は、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦの少なくとも一部に対して回転力を伝達した状態にして、主として、駆動トルクの受け渡し動作（初期駆動動作）が行われる期間である。主駆動期間Ｓ３は、初期駆動期間Ｓ２の後に、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦに対して回転力を伝達した状態にして、回転子ＳＦを回転させる動作（主駆動動作）が行われる期間である。なお、初期駆動期間Ｓ２は、駆動トルクの受け渡し動作のみが行われる期間、又は駆動トルクの受け渡し動作及び回転子ＳＦを回転させる動作が行われる期間である。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイル（第１の駆動条件）に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における駆動波形Ｗ２ＡＵ（第１の駆動波形、初期駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ２ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイル（第１の駆動条件）に基づいて、初期駆動期間Ｓ２における駆動波形Ｗ２ＢＵ（第１の駆動波形、初期駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ２ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが内側に移動するように変形する。
【００７３】
次に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、主駆動期間Ｓ３における駆動波形Ｗ３ＡＵ（主駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ３ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが外側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、主駆動期間Ｓ３における駆動波形Ｗ３ＢＵ（主駆動波形）を生成し、生成した駆動波形Ｗ３ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが内側に移動するように変形する。
【００７４】
以上に示した駆動動作（すなわち初期駆動動作及び主駆動動作）により、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生し、伝達部ＢＴＵの移動によって回転子ＳＦに回転力が伝達される状態（回転力伝達状態）になり、伝達部ＢＴＵが移動する。これにより回転子ＳＦは、伝達部ＢＴＵの移動に応じて図中θ方向（以下、「正回転方向」と表記する）に回転する。
【００７５】
次に、上述した制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４について説明する。
図１７は、制御の期間のうち、初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３の次の期間として、復帰期間Ｓ４における動作を示している。復帰期間Ｓ４は、制御部ＣＯＮＴが伝達部ＢＴＵを回転子ＳＦの少なくとも一部に対して回転力を伝達していない状態にして、伝達部ＢＴＵを回転力の伝達を開始する位置（以下、「駆動開始位置」と表記する）に復帰させる動作（復帰動作）が行われる期間である。制御部ＣＯＮＴは、復帰期間Ｓ４における復帰動作によって、伝達部ＢＴＵに付加されていた有効張力を解除し、伝達部ＢＴＵから回転子ＳＦに回転力が伝達されない状態（回転力非伝達状態）にする。
駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形Ｗ４ＡＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ４ＡＵを出力部５４を介して第１電歪素子３２ＡＵに出力する。これにより、図１７に示すように、第１電歪素子３２ＡＵは、第１端部２２Ａが内側に移動するように変形する。同時に、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形Ｗ４ＢＵを生成し、生成した駆動波形Ｗ４ＢＵを出力部５４を介して第２電歪素子３２ＢＵに出力する。これにより、図１６に示すように、第２電歪素子３２ＢＵは、第２端部２２Ｂが外側に移動するように変形する。
この復帰動作によって、伝達部ＢＴＵは、回転子ＳＦに対する巻き掛けが緩んだ状態になり、回転力非伝達状態になる。この状態において、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間に摩擦力は発生せず、回転子ＳＦは慣性によって回転し続けることになる。
【００７６】
図１８は、制御の期間のうち、復帰期間Ｓ４の次の期間として、伝達過渡期間Ｓ１における動作、つまり、図１５と同じ伝達過渡動作を示している。このように、制御部ＣＯＮＴは、上記の伝達過渡動作、初期駆動動作、主駆動動作、及び復帰動作の一連の動作を駆動ユニットＡＣＵに繰り返し行わせることにより、回転子ＳＦを正回転方向に回転させる。
【００７７】
［順方向駆動及び逆方向駆動の動作］
次に、モータ装置ＭＴＲが、順方向駆動及び逆方向駆動を行う場合の制御部ＣＯＮＴの制御について説明する。順方向駆動は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向と同じ方向に回転子ＳＦを回転させる駆動動作である。逆方向駆動は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向と逆の方向に回転子ＳＦを回転させる駆動動作である。ここで、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに接する際に生じる摩擦力は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが同じ方向か、逆の方向かによって、発生のしかたが異なる。伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦから離れる際に生じる摩擦力についても同様である。つまりモータ装置ＭＴＲは、駆動トルクの方向及び回転子ＳＦの回転方向に応じて、伝達部ＢＴＵと回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することにより、回転子ＳＦの駆動トルクの変動を低減することができる。
【００７８】
図１９は、順方向駆動の場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。
制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳの検出値と角速度センサＶＳの検出値とに基づいて、回転子ＳＦに生じている駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とを算出する。制御プロファイル生成部５２は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが一致している場合に、順方向駆動と判定する。順方向駆動と判定した場合、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１において、伝達過渡動作（第１の伝達過渡動作）として、第１電歪素子３２ＡＵの変形開始タイミングを図１４において示したタイミングよりも遅らせた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ１ＡＵ２を生成する。一方、制御プロファイル生成部５２は、復帰期間Ｓ４において、復帰動作（第１の復帰動作）として、第２電歪素子３２ＢＵの変形終了タイミングを図１４において示したタイミングよりも早めた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ４ＢＵ２を生成する。
【００７９】
図２０は、逆方向駆動の場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。
制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと角速度センサＶＳによって検出された角速度とに基づいて、回転子ＳＦに生じている駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とを算出する。制御プロファイル生成部５２は、駆動トルクの方向と回転子ＳＦの回転方向とが一致していない場合に、逆方向駆動と判定する。逆方向駆動と判定した場合、制御プロファイル生成部５２は、伝達過渡期間Ｓ１において、伝達過渡動作（第２の伝達過渡動作）として、第２電歪素子３２ＢＵの変形開始タイミングを図１４において示したタイミングよりも遅らせた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ１ＢＵ２を生成する。一方、制御プロファイル生成部５２は、復帰期間Ｓ４において、復帰動作（第２の復帰動作）として、第１電歪素子３２ＡＵの変形終了タイミングを図１４において示したタイミングよりも早めた制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づき駆動波形Ｗ４ＡＵ２を生成する。このように、制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの方向に応じて、一対の駆動ユニットＡＣＵが備える第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの動作タイミングを変えることによって、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦと接する際、または回転子ＳＦから離れる際の摩擦力を制御する。
【００８０】
［制御ユニット間のトルク受け渡し］
次に、図２１を用いて、制御部ＣＯＮＴが、回転子ＳＦに生じる駆動トルクの変動を低減させつつ、複数の駆動ユニットＡＣを協調させて動作させる駆動トルク受け渡し動作の制御について説明する。
駆動トルクは、負荷トルクが変化した場合のほか、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間における摩擦力の変化に応じて変化することがある。つまり、駆動トルクは、伝達部ＢＴが回転子ＳＦと接し始めるとき、または離れ始めるときに変化することがある。そこで、制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクに基づいて、回転子ＳＦに生じる駆動トルクを一定にするように、複数の伝達部ＢＴを協調させて移動させる制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、この生成した制御プロファイルに基づいて、駆動波形を生成し、生成した駆動波形を出力部５４を介して電歪素子３２に出力する。このようにして、制御部ＣＯＮＴは、駆動ユニットＡＣを協調させて駆動する。
【００８１】
図２１は、図１６に示す正回転方向に回転子ＳＦを回転させる場合の制御プロファイルに基づく駆動波形の一例を示している。図２１に示す駆動波形を用いて、制御部ＣＯＮＴが回転子ＳＦを正回転方向に回転させる制御について説明する。
制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに生じさせる駆動トルクを、制御の期間に応じて各相の伝達部ＢＴが保持する駆動トルクとして、各相に配分して、伝達部ＢＴ全体として回転子ＳＦに与える駆動トルクを一定にするように制御プロファイルを生成する。ここで、説明を簡単にするため、三相のうちＵ相とＶ相とについて説明する。Ｕ相が初期駆動期間Ｓ２であり、Ｖ相が復帰期間Ｓ４である場合を説明する。他の相の駆動ユニットＡＣは、説明する２相と同等なため、説明を省略する。
【００８２】
Ｕ相の伝達部ＢＴＵは、初期駆動期間Ｓ２において回転子ＳＦを駆動する時に、保持する駆動トルクを徐々に増加させる。一方、Ｖ相の伝達部ＢＴＶは、復帰期間Ｓ４において回転子ＳＦから離れる時に、それまで保持していた駆動トルクを徐々に減少させる。このとき、例えば、制御プロファイル生成部５２は、Ｕ相の伝達部ＢＴＵに保持させる駆動トルクと、Ｖ相の伝達部ＢＴＶに保持させる駆動トルクとの和が一定になるようにして、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクに基づいて制御プロファイルを生成する。つまり、制御プロファイル生成部５２は、図２１に示すような駆動波形Ｗ２ＢＵと、駆動波形Ｗ２ＡＵと、駆動波形Ｗ２ＢＶと、駆動波形Ｗ２ＡＶとに相当する各制御プロファイルを生成する。駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて、駆動波形を生成し、生成した駆動波形（図２１参照）を出力部５４を介してＵ相及びＶ相の電歪素子３２に出力する。また、制御プロファイル生成部５２は、伝達部ＢＴＵに保持させる駆動トルクが変動した場合に、生成した制御プロファイルを変える。
つまり制御プロファイル生成部５２は、回転子ＳＦに発生させる駆動トルクのうちＶ相の伝達部ＢＴＶが保持する駆動トルクの少なくとも一部をＵ相の伝達部ＢＴＵに保持させるように制御プロファイルを生成する。そして、駆動波形生成部５３は、生成された制御プロファイルに基づいて第１電歪素子３２ＡＵ及び第２電歪素子３２ＢＵの駆動波形を生成する。
このようにして、制御部ＣＯＮＴは、Ｕ相の伝達部ＢＴＵ及びＶ相の伝達部ＢＴＶを制御することにより、保持させる回転子ＳＦの駆動トルクを各相の伝達部ＢＴ間で受け渡しながら、回転子ＳＦを回転させる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、回転子ＳＦの少なくとも一部に掛けられる伝達部ＢＴと、伝達部ＢＴに接続され、伝達部ＢＴを移動させる駆動ユニットＡＣと、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間を回転力伝達状態にして伝達部ＢＴを移動させる駆動動作と、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間を回転力非伝達状態にして伝達部ＢＴを所定の位置に戻す復帰動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる制御部ＣＯＮＴとを備えている。また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３を含み、制御部ＣＯＮＴは、初期駆動期間Ｓ２における初期駆動動作と主駆動期間Ｓ３における主駆動動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる。
これにより、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、例えば、ロボットアームなど旋回系被駆動部の駆動に必要なトルクを、伝達部ＢＴによって回転子ＳＦに発生させることができるため、回転子ＳＦに減速機を取り付ける必要がない。したがって、例えば、モータ装置ＭＴＲは、減速機のバックラッシュによる回転子ＳＦの制御精度の低下を防ぐことができる。また、本実施形態の制御部ＣＯＮＴは、駆動ユニットＡＣに初期駆動動作を行わせるため、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのため、モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
さらに、複数の伝達部ＢＴを有する場合において、制御部ＣＯＮＴは、初期駆動動作により、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦから離れる際に発生する回転子ＳＦのトルク変動を、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに与える駆動トルクによって相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８４】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動トルクに基づいた制御プロファイル（第１の駆動条件）によって初期駆動動作を駆動ユニットＡＣに行わせる。上述したように、制御プロファイルは、回転子ＳＦの駆動トルク及び角速度、電歪素子３２の駆動速度、駆動電圧、又は駆動時間などに基づいて定められる。これにより、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転角速度、負荷トルク及び加速トルクなどの駆動条件の変化に対して、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に生じる摩擦力を制御することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８５】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動トルクのうち伝達部ＢＴに保持させる駆動トルクに基づいて制御プロファイル（第１の駆動条件）を変える。
ここで、駆動トルクのうち伝達部ＢＴに保持させる駆動トルクとは、例えば上述した図１に示すように、協調して回転子ＳＦを回転させる３つの伝達部ＢＴのうち、Ｕ相の伝達部（伝達部）ＢＴＵが受け持つ駆動トルクのことである。Ｕ相の伝達部ＢＴ１、Ｖ相の伝達部ＢＴＶ、Ｗ相の伝達部ＢＴＷは、それぞれが受け持つ駆動トルクの大きさを授受しつつ動作して、回転子ＳＦに駆動トルクを与え、回転子ＳＦを回転させる。
さらに、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、駆動期間において、駆動トルクのうちＶ相の伝達部（第２の伝達部）ＢＴＶが保持する駆動トルクの少なくとも一部をＵ相の伝達部（第１の伝達部）ＢＴＵに分担させるように駆動ユニットＡＣを駆動させる。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、例えば、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦに与えるトルク変動を、伝達部ＢＴＵが保持する駆動トルクによって相殺させて、回転子ＳＦに発生する駆動トルクが一定になるようにして、回転子ＳＦを回転させることができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８６】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、初期駆動動作として第１の駆動速度で駆動ユニットＡＣを駆動させ、主駆動動作として第２の駆動速度で駆動ユニットＡＣを駆動させる。
さらに、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、初期駆動期間Ｓ２において、第２の駆動速度より速い第１の駆動速度によって駆動ユニットＡＣを駆動させる。
図１４に示すように、制御部ＣＯＮＴは、例えば、初期駆動期間Ｓ２における第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変形速度（第１の駆動速度）を、主駆動期間Ｓ３における第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変形速度（第２の駆動速度）よりも大きくする。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのためモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８７】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、復帰動作を行う復帰期間Ｓ４と駆動期間との間に、回転力非伝達状態から回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を駆動ユニットＡＣに行わせる。
制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作によって、伝達部ＢＴと、回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することができる。また、制御部ＣＯＮＴは、伝達部ＢＴＵを回転力非伝達状態から回転力伝達状態に変化させる際に、他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８８】
本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作及び復帰動作として、後述する順方向駆動の場合は、伝達過渡動作（第１の伝達過渡動作）及び復帰動作（第１の復帰動作）を駆動ユニットＡＣに行わせ、後述する逆方向駆動の場合は、伝達過渡動作（第２の伝達過渡動作）及び復帰動作（第２の復帰動作）を駆動ユニットＡＣに行わせる。
このため、制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦの回転方向及び駆動トルクの発生方向に応じて、伝達部ＢＴＵが、回転子ＳＦと接する際、または回転子ＳＦから離れる際の摩擦力を制御することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００８９】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、伝達過渡動作を行う伝達過渡期間Ｓ１において、互いに異なる駆動速度で一対の第１駆動ユニットＡＣを駆動させる。
このため、制御部ＣＯＮＴは、回転している回転子ＳＦに伝達部ＢＴを接し始める際に、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に発生する摩擦力を制御することができる。また、モータ装置ＭＴＲは、同時に他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、復帰期間Ｓ４において、互いに異なる駆動速度で一対の第１駆動ユニットＡＣを駆動させる。
これにより、制御部ＣＯＮＴは、回転している回転子ＳＦから伝達部ＢＴが離れる際に、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に発生する摩擦力を制御することができる。また、モータ装置ＭＴＲは、同時に他の伝達部ＢＴに伝達過渡動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９１】
なお、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、上述した制御プロファイルに応じた駆動波形、すなわち、初期駆動動作に対応させた初期駆動波形と主駆動動作に対応させた主駆動波形とに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動させる。
本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴは、これら初期駆動波形と主駆動波形とに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動させることにより、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【００９２】
なお、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、駆動ユニットＡＣを駆動する際に、制御部ＣＯＮＴが有している制御プロファイル生成部５２が、制御プロファイルを生成するとして説明したが、これに限られない。例えば、制御部ＣＯＮＴは、制御プロファイル記憶部５５と、制御プロファイル選択部５６とを有しており、制御プロファイル記憶部５５に予め記憶されている、駆動トルクに応じた複数の制御プロファイルのうちから、制御プロファイル選択部５６が駆動トルクに基づいていずれかの制御プロファイルを選択してもよい。
また、例えば、制御部ＣＯＮＴは、制御プロファイル生成部５２を有しておらず、外部の制御プロファイル生成装置によって駆動トルクに基づいて生成された制御プロファイルを取得してもよい。
【００９３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図２３は、本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲに、生成した制御プロファイルを供給するモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮの一例を示す概略構成図である。本実施形態におけるモータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、複数の伝達部ＢＴと、複数の駆動ユニットＡＣと、支持部材ＢＳと、制御部ＣＯＮＴ２とを有している。また、駆動ユニットＡＣは、複数の電歪素子３２を有している。なお、第１の実施形態と同じ構成及び動作については説明を省略する。また、本実施形態における制御プロファイルの生成ステップは、上記した第１の実施形態における生成ステップと同等なため、説明を省略する。
【００９４】
図２４は、本実施形態におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮと、制御部ＣＯＮＴ２との一例を示すブロック図である。
【００９５】
［モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮの構成］
モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、目標値取得部５０１と、制御プロファイル生成部５０２と、出力部５０３とを備えている。
目標値取得部５０１は、上位装置に接続され、上位装置によって設定された回転子ＳＦの駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）を、上位装置から取得する。目標値取得部５０１は、取得した駆動トルクの目標値をデジタル符号化して、デジタル符号化した駆動トルクの目標値を制御プロファイル生成部５０２に出力する。
制御プロファイル生成部５０２は、目標値取得部５０１によって取得された駆動トルクの目標値と、回転子ＳＦに生じている駆動トルクと、回転子ＳＦの角速度とに基づいて、回転子ＳＦの制御プロファイルを生成する。制御プロファイル生成部５２は、トルクセンサＴＳによって検出された回転子ＳＦに生ずる駆動トルクの大きさ及び方向を取得する。また、制御プロファイル生成部５２は、角速度センサＶＳによって検出された回転子ＳＦの角速度を取得する。駆動波形生成部５０５は、エンコーダＥＮＣによって検出された回転子ＳＦの回転位置を取得する。制御プロファイル生成部５２は、目標駆動トルクと、トルクセンサＴＳによって検出された駆動トルクと、検出された回転子ＳＦの回転位置と、検出された回転子ＳＦの角速度と、に基づいて、制御プロファイルを生成する。
出力部５０３は、制御プロファイル生成部５０２によって生成された制御プロファイルを制御部ＣＯＮＴ２が有する駆動波形生成部５０５に出力する。
【００９６】
［制御部ＣＯＮＴ２の構成］
本実施形態における制御部ＣＯＮＴ２は、駆動波形生成部５０５と、出力部５０６とを有している。つまり、本実施形態の制御部ＣＯＮＴ２は、第１の実施形態において説明した、図５に示す制御プロファイル生成部５２を有していない。本実施形態の制御部ＣＯＮＴ２は、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて駆動ユニットＡＣの制御を行う。
【００９７】
駆動波形生成部５０５は、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが有する制御プロファイル生成部５０２によって生成された回転子ＳＦの制御プロファイルに基づいて、駆動ユニットＡＣが電歪素子３２に供給する駆動波形を生成する。
出力部５０６は、駆動波形生成部５０５によって生成された駆動波形を増幅し、増幅した駆動波形を、駆動ユニットＡＣが有する電歪素子３２に出力する。
なお、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、目標値取得部５０１と、制御プロファイル生成部５０２と、駆動波形生成部５０５と、出力部５０３とを備える構成でもよい。
【００９８】
以上のように、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間Ｓ２及び主駆動期間Ｓ３を含み、初期駆動期間Ｓ２における初期駆動動作と主駆動期間Ｓ３における主駆動動作とを駆動ユニットＡＣに行わせる制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップを有している。また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲは、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮによって生成された制御プロファイルに基づいて駆動ユニットＡＣを駆動する。
これにより、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、例えば、ロボットアームなど被駆動部の駆動に必要なトルクを伝達部ＢＴによって回転子ＳＦに発生させるモータ装置ＭＴＲに、接続することができる。このようなモータ装置ＭＴＲは、例えば回転子ＳＦに減速機を取り付ける必要がないため、減速機のバックラッシュによる回転子ＳＦの制御精度の低下を防ぐことができる。
【００９９】
また、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、初期駆動動作を含む制御プロファイルを生成する。このため、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、例えば、駆動動作を開始する際に発生する、伝達部ＢＴ及び駆動ユニットＡＣを含む部材の剛性に基づいて生ずるたわみによるトルク伝達遅れを、低減させることができる。そのため、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
さらに、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、モータ装置ＭＴＲが、複数の伝達部ＢＴを有する場合において、初期駆動動作により、伝達部ＢＴＶが回転子ＳＦから離れる際に発生する回転子ＳＦのトルク変動を、伝達部ＢＴＵが回転子ＳＦに与える駆動トルクによって相殺することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１００】
また、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、制御プロファイル生成ステップに、駆動期間における駆動トルクに基づいて、駆動期間における制御プロファイルを生成することを含んでいる。
これにより、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦの回転角速度、負荷トルク及び加速トルクなどの駆動条件の変化に対して、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に生じる摩擦力を制御することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０１】
また、本実施形態のモータ装置ＭＴＲが備える、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、駆動期間における駆動トルクと回転子ＳＦを回転させる負荷トルクに抗して回転子ＳＦを保持する保持トルクとに基づいて、駆動期間と回転力非伝達状態から回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を行う伝達過渡期間Ｓ１とにおける制御プロファイルを生成する。
したがってモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、伝達過渡動作によって、接続されるモータ装置ＭＴＲの伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦力を制御することができる。また、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの他の伝達部ＢＴに復帰動作をさせて、同様に摩擦力を制御することができる。これにより、摩擦力の変化によって回転子ＳＦに発生するトルク変化を相殺することができる。つまりモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦのトルク変動を低減することができ、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０２】
このように、本実施形態の制御プロファイル生成ステップによって生成された制御プロファイルによれば、上述した総合剛性を考慮して駆動トルクを２つの伝達部ＢＴ間において受け渡すことが可能になる。
このため、本実施形態のモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、伝達過渡期間Ｓ１、初期駆動期間Ｓ２、主駆動期間Ｓ３及び復帰期間Ｓ４において総合剛性及び摩擦力の変化に起因した回転子ＳＦの駆動トルク変動を低減させることができ、接続されるモータ装置ＭＴＲの、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０３】
なお、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮは、制御部ＣＯＮＴ２に接続される独立したユニットとして説明したが、制御部ＣＯＮＴ２に組み込まれるＩＣのような電子部品であってもよい。この場合、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮを小型化することができる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態として、上記のモータ装置ＭＴＲを備えるロボット装置ＲＢＴへの適用例を説明する。
図２５は、モータ装置ＭＴＲを例えばロボットアームＡＲＭに適用させた構成を示す図である。
【０１０４】
図２５に示すように、モータ装置ＭＴＲがカップリングＣＰＬを介してロボットアームＡＲＭに接続されている。上記実施形態のモータ装置ＭＴＲは、上述した制御プロファイルによって駆動ユニットＡＣを制御するため、ロボットアームＡＲＭを高精度に駆動させることができる。また、上記実施形態のモータ装置ＭＴＲは、ロボットの関節部分や工作機械の駆動ユニットＡＣなどにも応用することができる。これによって、モータ装置ＭＴＲが備える制御部ＣＯＮＴ２は、回転子ＳＦを高精度に制御することができる。
【０１０５】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、回転子ＳＦが中実である構成としたが、これに限られることは無い。特に第３実施形態のように、ロボットアームＡＲＭなどの旋回系機械にモータ装置ＭＴＲを搭載する場合などには、例えば図２６（ａ）に示すように、回転子ＳＦを中空の構成としても構わない。図２６（ａ）に示すように、回転子ＳＦは、回転軸方向に貫通する貫通部７１を有している。貫通部７１には、円筒状のベアリング７０が設けられている。回転子ＳＦは、当該ベアリング７０の周囲に回転可能になっている。
【０１０６】
また、図２６（ｂ）に示すように、ベアリング７０の内部には、例えば配線７２などを配置させることができる。このように、回転子ＳＦを配線配管として用いることも可能である。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、回転伝達状態として、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間が摩擦力によって滑らない状態であるとして説明したが、これに限られることは無い。例えば図２７に示すように、回転子ＳＦと伝達部ＢＴとを係合させた状態を回転伝達状態としても構わない。同図に示すように、回転子ＳＦには凸部１５が設けられており、当該凸部１５と噛みあうように伝達部ＢＴに凹部２５が設けられている。このように、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とを係合させることで回転力を伝達する構成であっても構わない。
【０１０８】
なお、例えば、回転子ＳＦの凸部１５が設けられる方向は、特に限定されることは無く、ランダムな方向、回転子ＳＦの回転軸方向、や回転子ＳＦの円周方向、などでもよい。また、本実施形態においては、回転子ＳＦに凹部を設け、伝達部ＢＴに凸部を設ける構成としてもよい。
【０１０９】
なお、上記凸部（例えば、凸部１５）又は上記凹部（例えば、凹部２５）のサイズは、特に限定はされないが、駆動ユニットＡＣによって伝達部ＢＴを緩ませることが可能な程度に小さいこと、又は駆動ユニットＡＣによって回転子ＳＦと伝達部ＢＴとの間に隙間を生じさせることが可能な程度に小さいことが望ましい。ここで、本実施形態における係合とは、例えば、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが噛み合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが嵌め合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが継なぎ合うこと、なども含むものであって、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部ＢＴの凹部２５とが完全に係合している必要はない。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して３６０°巻き掛けて交差部分２１を設ける閉ベルト構造としたが、これに限られることは無く、例えば図２８に示すように、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して３６０°未満の角度で巻き掛けた開ベルト構造としても構わない。この場合、伝達部ＢＴの幅を全て回転力伝達に用いることができるので、トルクを効率的に伝達可能となる。
【０１１１】
また、上記実施形態では、回転子ＳＦの回転軸方向に伝達部ＢＴがずれるのを防ぐため、位置ずれ抑制部を設ける構成としても構わない。また、回転子ＳＦの拡径部１２において、伝達部ＢＴごとに径が異なるように形成されていても構わない。この構成によれば、伝達部ＢＴごとにトルクの伝達を異ならせることができるため、幅広い駆動が可能となる。
【０１１２】
上記実施形態では、回転子ＳＦの表面が平坦な構成を例に挙げて説明したが、これに限定されることは無く、例えば回転子ＳＦの表面に溝部として溝が形成されている構成としても構わない。また、上記実施形態では、伝達部ＢＴの表面が平坦な構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば伝達部ＢＴの表面に溝部として溝が形成されている構成としても構わない。上記の回転子ＳＦの表面に形成された溝と伝達部ＢＴの表面に形成された溝とのうち少なくとも一方の溝により、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間に空気の流路が形成されることになるため、伝達部ＢＴが回転子ＳＦに固着されるのを防ぐことができ、伝達部ＢＴを回転子ＳＦに対して容易に着脱させることができる。また、上記のように溝を設けることで、回転時に発生する伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの擦れによる塵などを溝に入れることができ、伝達部ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦力を一定にし、安定な回転を得ることができる。なお、例えば、回転子ＳＦの表面に溝部が設けられる方向は、特に限定されることは無く、ランダムな方向、回転子ＳＦの回転軸方向、や回転子ＳＦの円周方向、などでよい。
【０１１３】
上記実施形態では、伝達部ＢＴが帯状に形成された例を説明したが、これに限られることは無く、例えば線状、鎖状に形成されていても構わない。
【０１１４】
上記実施形態では、例えば、第１電歪素子３２ＡＵと第２電歪素子３２ＢＵとの変位によって張力を制御できるので、駆動停止時においても保持トルクの制御が可能である。
【０１１５】
上記実施形態では、伝達部ＢＴを移動させる駆動ユニットＡＣが電歪素子３２を有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば駆動ユニットＡＣが電歪素子３２に代えて磁歪素子、電磁石、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）など、他のアクチュエータを用いる構成であっても構わない。例えば磁歪素子を用いた場合、推力を高くすることができる。電磁石を用いた場合は、高推力、長ストロークの駆動が可能である。ＶＣＭを用いた場合、長ストロークの駆動が可能であり、トルク制御が容易となる。
【０１１６】
なお、図１における制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【０１１７】
なお、この制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１１８】
また、図１における制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部ＣＯＮＴ、または、この制御部ＣＯＮＴが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１１９】
なお、図２４におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
【０１２０】
なお、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【０１２１】
また、図２４におけるモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、モータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮ、または、このモータ制御プロファイル生成装置ＧＥＮが備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１２２】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１２３】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】
ＭＴＲ…モータ装置、ＳＦ…回転子、ＢＴ…伝達部、ＡＣ…駆動ユニット、ＣＯＮＴ…制御部、ＧＥＮ…モータ制御プロファイル生成装置、ＲＢＴ…ロボット装置、３２…電歪素子（駆動部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
前記伝達部に接続され、前記伝達部を移動させる駆動部と、
前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部と
を備え、
前記駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、
前記制御部は、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる
ことを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、駆動トルクに基づいた制御プロファイルによって前記初期駆動動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記駆動トルクのうち前記伝達部に保持させる駆動トルクに基づいて前記制御プロファイルを変える
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記初期駆動動作において、前記回転子を回転させつつ、前記伝達部とは異なる第２の伝達部と前記伝達部とに対して前記駆動トルクの少なくとも一部を受け渡しさせる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のモータ装置。
【請求項５】
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる第２の伝達部を備え、
前記制御部は、少なくとも前記初期駆動期間において、前記駆動トルクのうち前記第２の伝達部が保持する駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に保持させるように前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のモータ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記初期駆動動作として第１の駆動速度で前記駆動部を駆動させ、前記主駆動動作として第２の駆動速度で前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記初期駆動期間において、前記第２の駆動速度より速い前記第１の駆動速度によって前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記復帰動作を行う復帰期間と前記駆動期間との間に、前記回転力非伝達状態から前記回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項９】
前記伝達過渡動作は、
駆動トルクの方向と一致する方向に前記回転子を回転させる前記駆動動作を行う順方向駆動に対応する第１の伝達過渡動作と、前記駆動トルクの方向と逆の方向に前記回転子を回転させる前記駆動動作を行う逆方向駆動に対応する第２の伝達過渡動作とを含み、
前記復帰動作は、
前記順方向駆動に対応する第１の復帰動作と、前記逆方向駆動に対応する第２の復帰動作とを含み、
前記制御部は、
前記伝達過渡動作及び前記復帰動作として、前記順方向駆動の場合は、前記第１の伝達過渡動作及び前記第１の復帰動作を前記駆動部に行わせ、前記逆方向駆動の場合は、前記第２の伝達過渡動作及び前記第２の復帰動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、一対の第１駆動部を備え、
前記一対の第１駆動部のうち一方は前記伝達部の一端に接続されて、前記一対の第１駆動部のうち他方は前記伝達部の他端に接続され、
前記制御部は、前記伝達過渡動作を行う伝達過渡期間において、互いに異なる駆動速度で前記一対の第１駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のモータ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記復帰期間において、互いに異なる駆動速度で前記一対の第１駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記初期駆動動作に対応させた初期駆動波形と前記主駆動動作に対応させた主駆動波形とに基づいて前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項１３】
回転子と、
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
前記回転子に生じた駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に受け渡しさせる初期駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる主駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部と
を備えることを特徴とするモータ装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記伝達部に対して前記回転子の径方向に力が加えられた前記回転力伝達状態にして、前記初期駆動動作及び前記主駆動動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１３に記載のモータ装置。
【請求項１５】
回転子と前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態として前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせるための制御プロファイルの生成方法であって、
前記駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる前記制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップ
を有することを特徴とする制御プロファイルの生成方法。
【請求項１６】
前記制御プロファイル生成ステップは、前記駆動期間における駆動トルクに基づいて、前記駆動期間における前記制御プロファイルを生成することを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御プロファイルの生成方法。
【請求項１７】
前記制御プロファイル生成ステップは、
前記駆動期間における駆動トルクと、前記回転子を回転させる負荷トルクに抗して前記回転子を保持する保持トルクとに基づいて、前記駆動期間と前記回転力非伝達状態から前記回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を行う伝達過渡期間とにおける前記制御プロファイルを生成する
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御プロファイルの生成方法。
【請求項１８】
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の制御プロファイルの生成方法によって生成された前記制御プロファイルに基づいて前記駆動部を駆動させる制御部を備える
ことを特徴とするモータ装置。
【請求項１９】
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の制御プロファイル生成方法によって前記制御プロファイルを生成する
ことを特徴とするモータ制御プロファイル生成装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１４のいずれか一項、または請求項１８に記載のモータ装置
を備えることを特徴とするロボット装置。
【請求項１】
回転子と、
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
前記伝達部に接続され、前記伝達部を移動させる駆動部と、
前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部と
を備え、
前記駆動動作を行う駆動期間は、少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、
前記制御部は、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる
ことを特徴とするモータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、駆動トルクに基づいた制御プロファイルによって前記初期駆動動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記駆動トルクのうち前記伝達部に保持させる駆動トルクに基づいて前記制御プロファイルを変える
ことを特徴とする請求項２に記載のモータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記初期駆動動作において、前記回転子を回転させつつ、前記伝達部とは異なる第２の伝達部と前記伝達部とに対して前記駆動トルクの少なくとも一部を受け渡しさせる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のモータ装置。
【請求項５】
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる第２の伝達部を備え、
前記制御部は、少なくとも前記初期駆動期間において、前記駆動トルクのうち前記第２の伝達部が保持する駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に保持させるように前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のモータ装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記初期駆動動作として第１の駆動速度で前記駆動部を駆動させ、前記主駆動動作として第２の駆動速度で前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記初期駆動期間において、前記第２の駆動速度より速い前記第１の駆動速度によって前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項６に記載のモータ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記復帰動作を行う復帰期間と前記駆動期間との間に、前記回転力非伝達状態から前記回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項９】
前記伝達過渡動作は、
駆動トルクの方向と一致する方向に前記回転子を回転させる前記駆動動作を行う順方向駆動に対応する第１の伝達過渡動作と、前記駆動トルクの方向と逆の方向に前記回転子を回転させる前記駆動動作を行う逆方向駆動に対応する第２の伝達過渡動作とを含み、
前記復帰動作は、
前記順方向駆動に対応する第１の復帰動作と、前記逆方向駆動に対応する第２の復帰動作とを含み、
前記制御部は、
前記伝達過渡動作及び前記復帰動作として、前記順方向駆動の場合は、前記第１の伝達過渡動作及び前記第１の復帰動作を前記駆動部に行わせ、前記逆方向駆動の場合は、前記第２の伝達過渡動作及び前記第２の復帰動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ装置。
【請求項１０】
前記駆動部は、一対の第１駆動部を備え、
前記一対の第１駆動部のうち一方は前記伝達部の一端に接続されて、前記一対の第１駆動部のうち他方は前記伝達部の他端に接続され、
前記制御部は、前記伝達過渡動作を行う伝達過渡期間において、互いに異なる駆動速度で前記一対の第１駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のモータ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記復帰期間において、互いに異なる駆動速度で前記一対の第１駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１０に記載のモータ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記初期駆動動作に対応させた初期駆動波形と前記主駆動動作に対応させた主駆動波形とに基づいて前記駆動部を駆動させる
ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のモータ装置。
【請求項１３】
回転子と、
前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部と、
前記回転子に生じた駆動トルクの少なくとも一部を前記伝達部に受け渡しさせる初期駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力伝達状態にして前記伝達部を移動させる主駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態にして前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせる制御部と
を備えることを特徴とするモータ装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記伝達部に対して前記回転子の径方向に力が加えられた前記回転力伝達状態にして、前記初期駆動動作及び前記主駆動動作を前記駆動部に行わせる
ことを特徴とする請求項１３に記載のモータ装置。
【請求項１５】
回転子と前記回転子の少なくとも一部に掛けられる伝達部との間を回転力伝達状態として前記伝達部を移動させる駆動動作と、前記回転子と前記伝達部との間を回転力非伝達状態として前記伝達部を所定の位置に戻す復帰動作とを前記駆動部に行わせるための制御プロファイルの生成方法であって、
前記駆動動作を行う駆動期間は少なくとも初期駆動期間及び主駆動期間を含み、前記初期駆動期間における初期駆動動作と前記主駆動期間における主駆動動作とを前記駆動部に行わせる前記制御プロファイルを生成する制御プロファイル生成ステップ
を有することを特徴とする制御プロファイルの生成方法。
【請求項１６】
前記制御プロファイル生成ステップは、前記駆動期間における駆動トルクに基づいて、前記駆動期間における前記制御プロファイルを生成することを含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御プロファイルの生成方法。
【請求項１７】
前記制御プロファイル生成ステップは、
前記駆動期間における駆動トルクと、前記回転子を回転させる負荷トルクに抗して前記回転子を保持する保持トルクとに基づいて、前記駆動期間と前記回転力非伝達状態から前記回転力伝達状態に移行させる伝達過渡動作を行う伝達過渡期間とにおける前記制御プロファイルを生成する
ことを特徴とする請求項１５に記載の制御プロファイルの生成方法。
【請求項１８】
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の制御プロファイルの生成方法によって生成された前記制御プロファイルに基づいて前記駆動部を駆動させる制御部を備える
ことを特徴とするモータ装置。
【請求項１９】
請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の制御プロファイル生成方法によって前記制御プロファイルを生成する
ことを特徴とするモータ制御プロファイル生成装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１４のいずれか一項、または請求項１８に記載のモータ装置
を備えることを特徴とするロボット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−７０５２８（Ｐ２０１３−７０５２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７７４９（Ｐ２０１１−２０７７４９）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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