JPH06319251A

JPH06319251A - 可変空隙型駆動装置

Info

Publication number: JPH06319251A
Application number: JP5245646A
Authority: JP
Inventors: Akira Satake; 彰佐竹; Yoshitaka Onishi; 良孝大西; Sotsuo Miyoshi; 帥男三好
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1994-11-15
Also published as: DE4339791A1; US5545943A; DE4339791C2

Abstract

(57)【要約】【目的】クランクを不要又はクランクを１本のみで構
成することにより部品点数を削減し、構造が簡単で小型
の可変空隙型駆動装置を得ることを目的とする。【構成】一端が基台２１に支持され、回転子５の自転
を拘束するようにその回転子５を支持する弾性支持手段
２２と、回転軸２３ｂが基台２１に回動自在に支持され
るとともに、偏心軸２３ａの外側がその回転子５の内側
に支持され、その回転子５の公転に伴って当該回転軸２
３ｂが回動する偏心支持手段２３とを設けたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば産業用ロボッ
トの関節を駆動するのに必要とする低速・高トルクな出
力を得る可変空隙型駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５６は例えば特開平１−２６４５５９
号公報に示された従来の可変空隙型駆動装置を示す断面
図、図５７（ａ）は図５６のＦ−Ｆ線断面図、図５７
（ｂ）は図５６のＧ−Ｇ線断面図である。

【０００３】図において、１は当該可変空隙型駆動装置
のケーシング、２はケーシング１の内周面に固設された
リング上の電機子、３はコイル、４はケーシング１の内
周面に固設された内歯歯車、５は電機子２から発生され
る電磁吸引力よって公転する回転子、６は回転子５に連
結され、その回転子５の公転に伴って内歯歯車４の内周
面を公転する外歯歯車、７は偏心軸７ａが軸受９〜１１
を介して回転子５及び外歯歯車６に公転自在に支持され
るとともに、回転軸７ｂが軸受１２，１３を介して出力
軸１４に連結され、その回転子５の公転に伴って偏心軸
７ａが公転（回転軸７ｂが回転）することによりその回
転子５の自転だけを出力軸１４に伝達する複数のクラン
ク（図５７参照）、１５は回転軸１４を回転自在に支持
する軸受である。

【０００４】次に動作について説明する。まず、コイル
３が順次通電されると電機子２から電磁吸引力が発生
し、この電磁吸引力によって回転子５が自転しながら公
転する。しかしながら、回転子５は外歯歯車６に連結さ
れているので、回転子５が１回転公転するごとに外歯歯
車６の１歯分だけ自転する。

【０００５】即ち、図５７（ｂ）に示すように、外歯歯
車６の外歯の歯数が内歯歯車４の内歯の歯数より１個以
上少ない数で形成され、外歯歯車６が内歯歯車４の内側
を公転することで１つの歯と歯が噛合するようになされ
ているので、外歯歯車６は１回転公転することにより１
歯分だけ自転する（自転は外歯歯車６の歯数を変えるこ
とにより当然変化する）。

【０００６】従って、クランク７の偏心軸７ａは回転子
５（外歯歯車６）の公転に伴って公転することになるの
で、回転軸７ｂが回転子５の自転のみを出力軸１４に伝
達し、出力軸１４が低速・高トルクで回転することにな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変空隙型駆動
装置は以上のように構成されているので、回転子５の公
転運動から自転のみを出力軸１４に取り出すにために３
本のクランクが必要となり、その結果、部品点数が多く
構造が複雑になるととともに、装置が大型化するなどの
問題点があった。

【０００８】請求項１から請求項２２の発明は上記のよ
うな問題点を解消するためになされたもので、クランク
を不要又はクランクを１本のみで構成することにより部
品点数を削減し、構造が簡単で小型の可変空隙型駆動装
置を得ることを目的とする。

【０００９】請求項２３及び請求項２４の発明は、上記
目的に加え、スムーズな回転を取り出すことができる可
変空隙型駆動装置を得ることを目的とする。

【００１０】請求項２５から請求項２９及び請求項３２
の発明は、当該装置の脱調を防止することができる可変
空隙型駆動装置を得ることを目的とする。

【００１１】請求項３０、請求項３４及び請求項３５の
発明は、当該装置の効率を向上することができる可変空
隙型駆動装置を得ることを目的とする。

【００１２】請求項３１の発明は、単相交流電源を駆動
電源とする中小容量電動機の駆動回路に多用される駆動
回路を用いて構成できる可変空隙型駆動装置を得ること
を目的とする。

【００１３】請求項３３の発明は、回転子の静止位置を
正確に検出できる可変空隙型駆動装置を得ることを目的
とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る可
変空隙型駆動装置は、一端が基台に支持され、回転子の
自転を拘束するようにその回転子を支持する弾性支持手
段と、回転軸が基台に回動自在に支持されるとともに、
偏心軸の外側がその回転子の内側に支持され、その回転
子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持手段と
を設けたものである。

【００１５】請求項２の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、回転子を電機子の内側に配置するとともに、その電
機子の内周面部に磁界を発生させるコイルを配置したも
のである。

【００１６】請求項３の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、回転子を電機子の外側に配置するとともに、その電
機子の内周面部に磁界を発生させるコイルを配置したも
のである。

【００１７】請求項４の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、電機子から発生される電磁吸引力と反対方向に弾発
力が作用するように回転子を支持する弾性支持手段を設
けたものである。

【００１８】請求項５の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、互いに半周期位相がずれた状態で電機子から発生さ
れる電磁吸引力よって公転する第１及び第２の回転子を
設けるとともに、互いに位相が半周期ずれた第１の偏心
軸及び第２の偏心軸の外側がそれぞれ上記第１及び第２
の回転子の内側に支持され、その第１及び第２の回転子
の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持手段を設
けたものである。

【００１９】請求項６の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、電機子の各磁極に対応するように回転子の円周方向
に分割して磁極を持たせ、その電機子からその回転子に
対して発生する電磁吸引力が作用する部分に対して対角
線方向にある部分に電磁反発力が発生するように、その
電機子に配置したコイルに電流を流すようにしたもので
ある。

【００２０】請求項７の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、複数の方向に交番する磁界を発生する電機子を設け
るとともに、その電機子の内側に配置され、その電機子
から発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力よ
って公転する回転子を設けたものである。

【００２１】請求項８の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、複数の方向に交番する磁界を発生する電機子を設け
るとともに、その電機子の外側に配置され、その電機子
から発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力よ
って公転する回転子を設けたものである。

【００２２】請求項９の発明に係る可変空隙型駆動装置
は、電機子が構成する磁気回路の内側にコイルを配置し
たものである。

【００２３】請求項１０の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、軸方向に対して異なる磁極を有する回転子を設け
るとともに、その回転子を介して互いに対向配置され、
その回転子に対して互いに逆方向の磁界を発生すること
により電磁吸引力を発生する複数の電機子対を設けたも
のである。

【００２４】請求項１１の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、弾性支持手段を複数の平行棒ばねを用いて構成し
たものである。

【００２５】請求項１２の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、弾性支持手段を回転子の公転軸に直行する平面内
の移動のみ許容する曲げ加工板ばねを用いて構成したも
のである。

【００２６】請求項１３の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、弾性支持手段をダイヤフラム状の板ばねを用いて
構成したものである。

【００２７】請求項１４の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、弾性支持手段を複数の円筒状の弾性体を用いて構
成したものである。

【００２８】請求項１５の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、弾性支持手段を円環状の弾性体を用いて構成した
ものである。

【００２９】請求項１６の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、基台に回動自在に支持された第１の歯車を設ける
とともに、回転子に連結され、その回転子の公転に伴っ
てその第１の歯車の内側を公転することにより、その第
１の歯車を回動させる第２の歯車を設けたものである。

【００３０】請求項１７の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、位相の異なる複数の偏心軸を有する偏心支持手段
を設けるとともに、第２の歯車をその複数の偏心軸のそ
れぞれに独立して設けたものである。

【００３１】請求項１８の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、第２の歯車の軸方向の移動を拘束して半径方向の
移動を許容する弾性支持手段を設けたものである。

【００３２】請求項１９の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、偏心支持手段の中心部にねじを設けるとともに、
その偏心支持手段のねじと噛合して直動運動する直動機
構をその偏心支持手段と同一軸上に設けたものである。

【００３３】請求項２０の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、回転子の内周面にねじを設けるとともに、その回
転子のねじと噛合して直動運動する直動機構をその回転
子の公転軸と同一軸上に設けたものである。

【００３４】請求項２１の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、回転子の中心部に偏心環を設けるとともに、その
回転子の公転に伴ってその回転子の円周面に施された内
歯と噛合することにより回動する歯車を設けたものであ
る。

【００３５】請求項２２の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、基台に回動自在に支持され、外周面に外歯あるい
は内歯を有する第１の歯車と、回転子に連結され、中心
部からずれた位置に内歯あるいは外歯を有するととも
に、その中心部からずれた位置を中心にその回転子の公
転に伴って公転することにより、その内歯あるいは外歯
が上記第１の歯車の外歯あるいは内歯と噛合してその第
１の歯車を回動させる第２の歯車とを備えたものであ
る。

【００３６】請求項２３の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、回転子の回転角に見合った指令信号に基づいて電
機子における各コイルに対して印加すべき電圧または電
流の値を示す波形信号を発生する波形発生器を設けると
ともに、その波形発生器により発生された波形信号に応
じた電圧または電流を各コイルに与える制御電源を設け
たものである。

【００３７】請求項２４の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、回転子の公転速度に見合った指令信号に基づいて
電機子における各コイルに対して印加すべき電圧または
電流の値を示す波形信号を発生する波形発生器を設ける
とともに、その波形発生器により発生された波形信号に
応じた電圧または電流を各コイルに与える制御電源を設
けたものである。

【００３８】請求項２５の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、空隙長検出器の検出信号を矩形波に整形する波形
整形回路を設けるとともに、その波形整形回路により整
形された矩形波が所定値よりハイレベルにあるとき、一
対のコイルの一方に電圧を印加し、その矩形波が所定値
よりローレベルにあるとき、一対のコイルの他方に電圧
を印加するスイッチング素子を設けたものである。

【００３９】請求項２６の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、空隙長検出器の検出信号に対して一対のコイルに
流す電流の振幅値を指令する電流振幅指令値を乗算した
後、その乗算結果から一対のコイルの各々に対する電流
指令値を抽出する指令値抽出回路を設けるとともに、一
対のコイルにそれぞれ流れる電流値が上記指令値抽出回
路により抽出された電流指令値に一致するように、その
電流値とその電流指令値の偏差に基づいて一対のコイル
に電圧をそれぞれ印加する電圧出力回路を設けたもので
ある。

【００４０】請求項２７の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、空隙長検出器の検出信号に対して一対のコイルに
印加する電圧の振幅値を指令する電圧振幅指令値を乗算
した後、その乗算結果から一対のコイルの各々に対する
電圧指令値を抽出する指令値抽出回路を設けるととも
に、その指令値抽出回路により抽出された電圧指令値に
基づいて一対のコイルに電圧をそれぞれ印加する電圧出
力回路を設けたものである。

【００４１】請求項２８の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、一対のコイルに印加する電圧の値を電圧振幅指令
値に一致させる制御電源を設けたものである。

【００４２】請求項２９の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、電機子の各コイルに流れる総合電流値が電流振幅
指令値に一致するように、その総合電流値とその電流振
幅指令値の偏差に基づいて一対のコイルに印加する電圧
を制御する制御電源を設けたものである。

【００４３】請求項３０の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、電機子のコイルが通電されることによってそのコ
イルに蓄積されたエネルギーを非通電時に還流ダイオー
ドを介して蓄積するコンデンサを設けるとともに、その
コンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときそのコ
ンデンサに蓄積されたエネルギーをコイルの電源に回生
する回生回路を設けたものである。

【００４４】請求項３１の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、倍電圧整流回路で構成された駆動電源の直流出力
間にスイッチング素子を２個直列接続するとともに、還
流ダイオードを各スイッチング素子と並列接続し、ま
た、一対のコイルのそれぞれに互いに極性の異なる逆阻
止ダイオードを直列接続して二つの直列回路を構成する
とともに、その二つの直列回路の一端を駆動電源の中間
電圧点に接続し、他端を上記２個のスイッチングの中間
点に接続したものである。

【００４５】請求項３２の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、空隙長検出器を電機子と同一軸上に配置された基
台の突出軸部に設置し、その突出軸部と回転子間の空隙
長を検出するようにしたものである。

【００４６】請求項３３の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、任意の回転角の対角線方向に位置するコイルに回
転子の駆動に影響の与えない微弱な交流電圧を印加し
て、そのコイルの両隣にあるコイルに電圧を誘起し、そ
の電圧差によって静止位置を検出するようにしたもので
ある。

【００４７】請求項３４の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、コイルに係る電圧・電流の位相差と回転子の公転
速度との関係を予め設定され、速度検出回路により検出
された回転子の公転速度に応じた位相差だけ波形整形回
路の出力を進ませる位相制御回路を設けたものである。

【００４８】請求項３５の発明に係る可変空隙型駆動装
置は、速度検出回路により検出された回転子の公転速度
がその回転子の速度指令に一致するように一対のコイル
に印加する電圧の値を制御する制御電源を設けるととも
に、コイルに係る電圧・電流の位相差と総合電流値との
関係を予め設定され、その総合電流値に応じた位相差だ
け波形整形回路の出力を進ませる位相制御回路を設けた
ものである。

【００４９】

【作用】請求項１の発明における可変空隙型駆動装置
は、一端が基台に支持され、回転子の自転を拘束するよ
うにその回転子を支持する弾性支持手段を設けたことに
より、回転子の自転が拘束されて公転運動するようにな
り、また、回転軸が基台に回動自在に支持されるととも
に、偏心軸の外側がその回転子の内側に支持され、その
回転子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持手
段を設けたことにより、回転子の公転運動を当該回転軸
から回転運動として取り出せるようになる。

【００５０】請求項２の発明における可変空隙型駆動装
置は、回転子を電機子の内側に配置するとともに、その
電機子の内周面部に磁界を発生させるコイルを配置した
ことにより、その電機子をケーシングとして併用できる
ようになる。

【００５１】請求項３の発明における可変空隙型駆動装
置は、回転子を電機子の外側に配置するとともに、その
電機子の内周面部に磁界を発生させるコイルを配置した
ことにより、そのコイルの組み付けを容易に行えるよう
になる。

【００５２】請求項４の発明における可変空隙型駆動装
置は、電機子から発生される電磁吸引力と反対方向に弾
発力が作用するように回転子を支持する弾性支持手段を
設けたことにより、回転子に電磁吸引力を作用させる方
向を減らせるようになる。

【００５３】請求項５の発明における可変空隙型駆動装
置は、互いに半周期位相がずれた状態で電機子から発生
される電磁吸引力よって公転する第１及び第２の回転子
を設けるとともに、互いに位相が半周期ずれた第１の偏
心軸及び第２の偏心軸の外側がそれぞれ上記第１及び第
２の回転子の内側に支持され、その第１及び第２の回転
子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持手段を
設けたことにより、回転子に対する電磁吸引力の作用面
積が大きくなる。

【００５４】請求項６の発明における可変空隙型駆動装
置は、電機子の各磁極に対応するように回転子の円周方
向に分割して磁極を持たせ、その電機子からその回転子
に対して発生する電磁吸引力が作用する部分に対して対
角線方向にある部分に電磁反発力が発生するように、そ
の電機子に配置したコイルに電流を流すようにしたこと
により、回転子に作用する磁気力が増大し、発生トルク
が増大する。

【００５５】請求項７の発明における可変空隙型駆動装
置は、複数の方向に交番する磁界を発生する電機子を設
けるとともに、その電機子の内側に配置され、その電機
子から発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力
よって公転する回転子を設けたことにより、請求項４の
ように弾性支持手段による弾発力を加えることなく、回
転子を公転できるようになる。

【００５６】請求項８の発明における可変空隙型駆動装
置は、複数の方向に交番する磁界を発生する電機子を設
けるとともに、その電機子の外側に配置され、その電機
子から発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力
よって公転する回転子を設けたことにより、請求項４の
ように弾性支持手段による弾発力を加えることなく、回
転子を公転できるようになる。

【００５７】請求項９の発明における可変空隙型駆動装
置は、電機子が構成する磁気回路の内側にコイルを配置
したことにより、電機子を板金のプレス加工で製作で
き、また、コイルとしては円環状のものを２つ使用すれ
ば構成できるようになる。

【００５８】請求項１０の発明における可変空隙型駆動
装置は、軸方向に対して異なる磁極を有する回転子を設
けるとともに、その回転子を介して互いに対向配置さ
れ、その回転子に対して互いに逆方向の磁界を発生する
ことにより電磁吸引力を発生する複数の電機子対を設け
たことにより、請求項４のように弾性支持手段による弾
発力を加えることなく、回転子を公転できるようにな
る。

【００５９】請求項１１の発明における可変空隙型駆動
装置は、弾性支持手段を複数の平行棒ばねを用いて構成
したことにより、弾性支持手段の構造が簡単なものとな
る。

【００６０】請求項１２の発明における可変空隙型駆動
装置は、弾性支持手段を回転子の公転軸に直行する平面
内の移動のみ許容する曲げ加工板ばねを用いて構成した
ことにより、弾性支持手段の製造が簡単で低コストにな
る。

【００６１】請求項１３の発明における可変空隙型駆動
装置は、弾性支持手段をダイヤフラム状の板ばねを用い
て構成したことにより、弾性支持手段を平行棒ばねを用
いて構成した場合に比べ、ばねの取り付けスペースが小
さくて済むようになる。

【００６２】請求項１４の発明における可変空隙型駆動
装置は、弾性支持手段を複数の円筒状の弾性体を用いて
構成したことにより、弾性支持手段の製造・組立が簡単
で低コストになる。

【００６３】請求項１５の発明における可変空隙型駆動
装置は、弾性支持手段を円環状の弾性体を用いて構成し
たことにより、請求項１４のものよりもさらに弾性支持
手段の製造・組立が簡単で低コストになる。

【００６４】請求項１６の発明における可変空隙型駆動
装置は、基台に回動自在に支持された第１の歯車を設け
るとともに、回転子に連結され、その回転子の公転に伴
ってその第１の歯車の内側を公転することによって、そ
の第１の歯車を回動させる第２の歯車を設けたことによ
り、回転子の公転運動を第１の歯車から回転運動として
取り出せるようになる。

【００６５】請求項１７の発明における可変空隙型駆動
装置は、位相の異なる複数の偏心軸を有する偏心支持手
段を設けるとともに、第２の歯車をその複数の偏心軸の
それぞれに独立して設けたことにより、第１の歯車に作
用する力を当該歯車の回転軸に関して対称にできるよう
になる。

【００６６】請求項１８の発明における可変空隙型駆動
装置は、第２の歯車の軸方向の移動を拘束して半径方向
の移動を許容する弾性支持手段を設けたことにより、第
２の歯車が軸方向に移動することなく公転運動するよう
になる。

【００６７】請求項１９の発明における可変空隙型駆動
装置は、偏心支持手段の中心部にねじを設けるととも
に、その偏心支持手段のねじと噛合して直動運動する直
動機構をその偏心支持手段と同一軸上に設けたことによ
り、回転子の公転運動を直動機構から直動運動として取
り出せるようになる。

【００６８】請求項２０の発明における可変空隙型駆動
装置は、回転子の内周面にねじを設けるとともに、その
回転子のねじと噛合して直動運動する直動機構をその回
転子の公転軸と同一軸上に設けたことにより、回転子の
公転運動を直動機構から直動運動として取り出せるよう
になる。

【００６９】請求項２１の発明における可変空隙型駆動
装置は、回転子の中心部に偏心環を設けるとともに、そ
の回転子の公転に伴ってその回転子の円周面に施された
内歯と噛合することにより回動する歯車を設けたことに
より、軸方向の長さが短くなり、当該装置が小型にな
る。

【００７０】請求項２２の発明における可変空隙型駆動
装置は、基台に回動自在に支持され、外周面に外歯ある
いは内歯を有する第１の歯車と、回転子に連結され、中
心部からずれた位置に内歯あるいは外歯を有するととも
に、その中心部からずれた位置を中心にその回転子の公
転に伴って公転することにより、その内歯あるいは外歯
が上記第１の歯車の外歯あるいは内歯と噛合してその第
１の歯車を回動させる第２の歯車とを設けたことによ
り、駆動装置本体とその出力軸をずらして配置できるよ
うになる。

【００７１】請求項２３の発明における可変空隙型駆動
装置は、回転子の回転角に見合った指令信号に基づいて
電機子における各コイルに対して印加すべき電圧または
電流の値を示す波形信号を発生する波形発生器を設ける
とともに、その波形発生器により発生された波形信号に
応じた電圧または電流を各コイルに与える制御電源を設
けたことにより、回転子の回転角に基づいた円滑な回転
運動が得られるようになる。

【００７２】請求項２４の発明における可変空隙型駆動
装置は、回転子の公転速度に見合った指令信号に基づい
て電機子における各コイルに対して印加すべき電圧また
は電流の値を示す波形信号を発生する波形発生器を設け
るとともに、その波形発生器により発生された波形信号
に応じた電圧または電流を各コイルに与える制御電源を
設けたことにより、回転子の公転速度に基づいた円滑な
回転運動が得られるようになる。

【００７３】請求項２５の発明における可変空隙型駆動
装置は、空隙長検出器の検出信号を矩形波に整形する波
形整形回路を設けるとともに、その波形整形回路により
整形された矩形波が所定値よりハイレベルにあるとき、
一対のコイルの一方に電圧を印加し、その矩形波が所定
値よりローレベルにあるとき、一対のコイルの他方に電
圧を印加するスイッチング素子を設けたことにより、円
滑な回転運動が得られるようになり、当該装置の脱調が
防止される。

【００７４】請求項２６の発明における可変空隙型駆動
装置は、空隙長検出器の検出信号に対して一対のコイル
に流す電流の振幅値を指令する電流振幅指令値を乗算し
た後、その乗算結果から一対のコイルの各々に対する電
流指令値を抽出する指令値抽出回路を設けるとともに、
一対のコイルにそれぞれ流れる電流値が上記指令値抽出
回路により抽出された電流指令値に一致するように、そ
の電流値とその電流指令値の偏差に基づいて一対のコイ
ルに電圧をそれぞれ印加する電圧出力回路を設けたこと
により、円滑な回転運動が得られるようになり、当該装
置の脱調が防止される。

【００７５】請求項２７の発明における可変空隙型駆動
装置は、空隙長検出器の検出信号に対して一対のコイル
に印加する電圧の振幅値を指令する電圧振幅指令値を乗
算した後、その乗算結果から一対のコイルの各々に対す
る電圧指令値を抽出する指令値抽出回路を設けるととも
に、その指令値抽出回路により抽出された電圧指令値に
基づいて一対のコイルに電圧をそれぞれ印加する電圧出
力回路を設けたことにより、円滑な回転運動が得られる
ようになり、当該装置の脱調が防止される。

【００７６】請求項２８の発明における可変空隙型駆動
装置は、一対のコイルに印加する電圧の値を電圧振幅指
令値に一致させる制御電源を設けたことにより、円滑な
回転運動が得られるようになり、当該装置の脱調が防止
される。

【００７７】請求項２９の発明における可変空隙型駆動
装置は、電機子の各コイルに流れる総合電流値が電流振
幅指令値に一致するように、その総合電流値とその電流
振幅指令値の偏差に基づいて一対のコイルに印加する電
圧を制御する制御電源を設けたことにより、円滑な回転
運動が得られるようになり、当該装置の脱調が防止され
る。

【００７８】請求項３０の発明における可変空隙型駆動
装置は、電機子のコイルが通電されることによってその
コイルに蓄積されたエネルギーを非通電時に還流ダイオ
ードを介して蓄積するコンデンサを設けるとともに、そ
のコンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときその
コンデンサに蓄積されたエネルギーをコイルの電源に回
生する回生回路を設けことにより、当該装置における駆
動回路の損失が低減され、効率が向上する。

【００７９】請求項３１の発明における可変空隙型駆動
装置は、倍電圧整流回路で構成された駆動電源の直流出
力間にスイッチング素子を２個直列接続するとともに、
還流ダイオードを各スイッチング素子と並列接続し、ま
た、一対のコイルのそれぞれに互いに極性の異なる逆阻
止ダイオードを直列接続して二つの直列回路を構成する
とともに、その二つの直列回路の一端を駆動電源の中間
電圧点に接続し、他端を上記２個のスイッチングの中間
点に接続したことにより、単相交流電源を駆動電源とす
る中小容量電動機の駆動回路に多用される駆動回路と同
様の回路構成にて当該装置の駆動回路が構成される。

【００８０】請求項３２の発明における可変空隙型駆動
装置は、空隙長検出器を電機子と同一軸上に配置された
基台の突出軸部に設置し、その突出軸部と回転子間の空
隙長を検出するようにしたことにより、電機子のコイル
のスペースが有効に利用できるようになるとともに、空
隙長検出器に対してそのコイルの主磁束が影響しなくな
る。

【００８１】請求項３３の発明における可変空隙型駆動
装置は、任意の回転角の対角線方向に位置するコイルに
回転子の駆動に影響の与えない微弱な交流電圧を印加し
て、そのコイルの両隣にあるコイルに電圧を誘起し、そ
の電圧差によって静止位置を検出するようにしたことに
より、回転子の静止位置を正確に検出できるようにな
る。

【００８２】請求項３４の発明における可変空隙型駆動
装置は、コイルに係る電圧・電流の位相差と回転子の公
転速度との関係を予め設定され、速度検出回路により検
出された回転子の公転速度に応じた位相差だけ波形整形
回路の出力を進ませる位相制御回路を設けたことによ
り、当該装置の効率が向上する。

【００８３】請求項３５の発明における可変空隙型駆動
装置は、速度検出回路により検出された回転子の公転速
度がその回転子の速度指令に一致するように一対のコイ
ルに印加する電圧の値を制御する制御電源を設けるとと
もに、コイルに係る電圧・電流の位相差と総合電流値と
の関係を予め設定され、その総合電流値に応じた位相差
だけ波形整形回路の出力を進ませる位相制御回路を設け
たことにより、当該装置の効率が向上する。

【００８４】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による可変空隙型駆動
装置を示す断面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図
である。図において、従来のものと同一符号は同一また
は相当部分を示すので説明を省略する。２１は電機子５
を固定する基台、２１ａは基台２１の片面中心部に一体
突設された延長部材から成る軸受用の突出軸部、２２は
一端が基台２１に支持され、回転子５の自転を拘束する
ようにその回転子５を支持する平行棒ばね（弾性支持手
段）、２３は回転軸２３ｂが軸受２４，２６を介して基
台２１に回動自在に支持されるとともに、偏心軸２３ａ
の外側が軸受２５を介して回転子５の内側に支持され、
その回転子５の公転に伴って回転軸２３ｂが回動するク
ランク（偏心支持手段）、２７ａ〜２７ｆは電機子２の
内向き突部（内周面部）２ａ〜２ｆにそれぞれ巻装され
て磁界を発生するコイルである。

【００８５】次に動作について説明する。電機子２のコ
イル２７ａ〜２７ｆに順次通電すると、電機子２から回
転子５に対して電磁吸引力が発生し、この電磁吸引力の
作用方向に従って回転子５が電機子２の内側でクランク
２３の中心周りに公転する。但し、回転子５は、一端が
基台２１に支持された３本の平行棒ばね２２により支持
されているので、その平行棒ばね２２の弾性により公転
運動はすることができるが、自転は行うことはできな
い。

【００８６】ここで、回転子５が公転する原理を説明す
る。まず、図３は各コイル２７ａ〜２７ｆに流す電流の
変化を示す波形図であり、図において、縦軸方向は各コ
イル２７ａ〜２７ｆに流す電流の大きさを表わし、横軸
方向は回転子５の公転角度（電機子２が回転子５に作用
させる電磁吸引力の中心方向）を表わしている。ただ
し、その角度は、図３において、真上が０°であって時
計廻り方向に増加している。また、図３に示した各コイ
ル２７ａ〜２７ｆ電流波形はサイン波の半波波形であ
り、各コイル２７ａ〜２７ｆは、隣合うもの同士の位相
が６０゜ずれている。さらに、図３の電流値は各コイル
２７ａ〜２７ｆの巻線方向が同じとした場合の値であ
る。なお、隣合うコイルには逆方向の電流が流れるよう
にし、電機子２の隣合う極（内向き突部２ａ〜２ｆ）間
に磁気回路が構成されるようにしている。

【００８７】従って、図３に示すように各コイル２７ａ
〜２７ｆに電流を流せば、時間と共に電磁吸引力の中心
方向の角度が時計廻り方向に増加するので回転子５は時
計廻り方向に公転することになる（逆に、各コイル２７
ａ〜２７ｆの電流を前記角度が減少する方向に変化させ
れば回転子５は反時計廻り方向に公転するこにとな
る）。なお、図３に示した電流パターンは周期的である
ので、電磁吸引力による吸引角度を繰り返し増加あるい
は繰り返し減少させれば、回転子５は時計廻り方向ある
いは反時計廻り方向に連続して公転する。

【００８８】このようにして、回転子５は公転運動を行
うが、回転子５の内側に軸受２５を介してクランク２３
の偏心軸２３ａの外側が支持されているので、回転子５
の公転に伴ってクランク２３の偏心軸２３ａは公転運動
を行い、その結果、クランク２３の回転軸２３ｂは回転
運動を行うことになる。従って、クランク２３の回転軸
２３ｂから回転子５の公転運動を回転運動として取り出
すことができる。

【００８９】なお、図３のコイルに作用させる電圧ある
いは電流のパターンは、図示の半波波形に限定されるも
のでなく、矩形波や三角波などの適正波形を用いてもよ
く、この場合も同様の効果があり、また、その波形は、
磁極の配置や磁気回路の構成により変化するものであ
る。また、上記実施例１では偏心支持手段として、クラ
ンクを用いて構成したものについて示したが、偏心環を
用いて構成してもよく、同様の効果を奏することができ
る。

【００９０】実施例２．上記実施例１では、回転子５を
電機子２の内側に配置し、電機子２の内向き突部（内周
面部）２ａ〜２ｆに磁界を発生するコイル２７ａ〜２７
ｆを配置するものについて説明したが、図４及び図５
（図４のＢ−Ｂ線断面図）に示すように、回転子５を電
機子２の外側に配置し、電機子２の外向き突部（外周面
部）２ｇ〜２ｌに磁界を発生するコイル２７ａ〜２７ｆ
を配置するようにしてもよく、同様の効果を奏する。

【００９１】この実施例２について更に詳述すると、基
台２１の外周には片面開放の筒状周壁部２１ｂが一体形
成され、その基台２１の突出軸部２１ａに電機子２が嵌
込み支持されている。この電機子２の外周面部には所定
の間隔で外向き突部（電極部）２ｇ〜２ｌが一体突設さ
れ、これらの外向き突部２ｇ〜２ｌにコイル２７ａ〜２
７ｆが巻装されている。そして、電機子２の外周と基台
２１の筒状周壁部２１ｂとの間に回転子５が回動自在に
遊嵌されている。従って、この実施例２では、筒状の回
転子５の内側に電機子２が設けられ、この電機子２の外
周面部にコイル２７ａ〜２７ｆが組付けられた状態とな
るので、実施例１に比べてコイル２７ａ〜２７ｆの組付
けが容易となる。

【００９２】なお、実施例２の動作であるが、実施例１
と比べて回転子５と電機子２の配置等が異なるが、回転
子５が公転運動する原理は同様である。従って、コイル
２７ａ〜２７ｆを順次励磁すると、電機子２から回転子
５に対して順次電磁吸引力が発生することにより回転子
５が公転し、クランク２３の回転軸２３ｂが回転する。

【００９３】実施例３．上記実施例では、電機子２を軸
対称に配置したものについて説明したが、図６及び図７
（図６のＤ−Ｄ線断面図）に示すように、電機子２を非
対称に配置してもよい。但し、回転子５には電機子２に
よる電磁吸引力が作用しない方向があるので、これを補
うために、この実施例３では、電機子２から発生する電
磁吸引力と反対方向に弾発力が作用するように回転子５
を平行棒ばね２２ａ〜２２ｃで支持するようにしてい
る。これにより、コイル２７ａ，２７ｂに加える電圧あ
るいは電流を操作して、上記実施例と同様に回転子５を
連続的に公転させ、クランク２３の回転軸２３ｂを回転
させることができる。

【００９４】実施例４．図８はこの発明の実施例４によ
る可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図９は図８
のＥ−Ｅ線断面図である。図において、５Ａは電機子２
の内側に配置され、その電機子２から発生される電磁吸
引力よって公転する第１の回転子、５Ｂは電機子２の外
側に配置され、第１の回転子５Ａに対して半周期位相が
ずれた状態でその電機子２から発生される電磁吸引力よ
って公転する第２の回転子である。

【００９５】また、３０は一端が基台２１に支持され、
第１の回転子５Ａの自転を拘束するようにその第１の回
転子５Ａを支持する平行棒ばね（弾性支持手段）、３１
は一端が基台２１に支持され、第２の回転子５Ｂの自転
を拘束するようにその第２の回転子５Ｂを支持する平行
棒ばね（弾性支持手段）、３２は回転軸３２ｂが軸受３
３，３６を介して基台２１に回動自在に支持されるとと
もに、互いに位相が半周期ずれた第１の偏心軸３２ｃ及
び第２の偏心軸３２ｄの外側が軸受３４，３５を介して
それぞれ第１の回転子５Ａ，第２の回転子５Ｂの内側に
支持され、その第１の回転子５Ａ，第２の回転子５Ｂの
公転に伴って回転軸３２ｂが回動するクランク（偏心支
持手段）である。

【００９６】次に動作について説明する。この実施例４
における回転子５Ａ，５Ｂも上記実施例の回転子５と同
様の原理で公転運動を行い、クランク３２回転軸３２ｂ
が回転する。しかしながら、第１の回転子５Ａ及び第２
の回転子５Ｂは、互いに位相が半周期（１８０°）ずれ
たクランク３２の偏心軸（第１の偏心軸３２ｃ，第２の
偏心軸３２ｄ）に支持されているため、電機子２から発
生する電磁吸引力の方向が互いに１８０°ずれることに
なる。これにより、例えば、第１の回転子５Ａが真上の
位置で空隙長が最短にあるとき、第２の回転子５Ｂは真
下の位置で空隙長が最短になる。

【００９７】従って、第１の回転子５Ａと第２の回転子
５Ｂは常に逆方向に電磁吸引力を受けることになるの
で、クランク３２に作用する力がバランスするととも
に、クランク３２の回転中心から見た質量のアンバラン
スがなくなり、当該装置の振動・騒音が小さくなる。ま
た、第１の回転子５Ａと第２の回転子５Ｂの双方に電磁
吸引力が作用するので、回転子に対する電磁吸引力の作
用面積が大きくなり、その結果、発生トルクが大きくな
る。

【００９８】実施例５．上記実施例では、特に回転子に
磁極を持たせていないものについて説明したが、図１０
（図１のＩ−Ｉ線断面図）に示すように、電機子２の各
磁極（内向き突部）２ａ〜２ｆに対応するように、回転
子５を円周方向に分割して磁極を持たせてもよい。具体
的には、磁極２ａに対応する部分５ａはＳ極、磁極２ｂ
に対応する部分５ｂはＮ極、磁極２ｃに対応する部分５
ｃはＳ極のごとくである。

【００９９】この場合、コイル２７ｂ，２７ｃ，２７
ｅ，２７ｆに電流を流せば、回転子５の磁極２ｅに対応
する部分５ｅ，磁極２ｆに対応する部分５ｆには電磁吸
引力が作用し、磁極２ａに対応する部分５ａ，磁極２ｂ
に対応する部分５ｂには電磁反発力が作用する。従っ
て、回転子５に作用する磁気力を増大することができる
ため、発生トルクを増大することができる。

【０１００】実施例６．図１１はこの発明の実施例６に
よる可変空隙型駆動装置の磁気回路のみの構成を示す斜
視図であり、図において、４０は垂直方向及び水平方向
に交番する磁界を発生する電機子、５Ｃは電機子４０の
内側に配置され、その電機子４０から発生される磁界に
よる電磁吸引力及び電磁反発力によって公転する回転子
であり、この回転子５Ｃは軸方向にわたって円周を４分
割して着磁されている。

【０１０１】次に動作について説明する。まず、コイル
２７ａに正負の電流を流すと垂直方向に磁界が発生し、
コイル２７ｂに正負の電流を流すと水平方向に磁界が発
生する。従って、コイル２７ａ，２７ｂに交互に正負の
電流を流すと、上記実施例と同様の原理により回転子５
Ｃを公転させることができる。また、この場合、回転子
５Ｃのすべての方向に電磁吸引力が作用するようになる
ので、実施例３のように平行棒ばね２２ａ〜２２ｃで弾
発力を加える必要がなくなる。

【０１０２】なお、上記実施例６では、回転子５Ｃを４
分割に着磁して電機子４０が垂直方向と水平方向に磁界
を発生するものについて説明したが、異なる複数の磁界
を発生すればよく、これに限るものではない。

【０１０３】実施例７．上記実施例６では、回転子５Ｃ
を電機子４０の内側に配置したものについて説明した
が、図１２に示すように、回転子５Ｃを電機子４０の外
側に配置してもよく、同様の効果を奏する。

【０１０４】実施例８．図１３この発明の実施例８によ
る可変空隙型駆動装置の磁気回路のみの構成を示す断面
図であり、図１４（ａ）は図１３のＥｄ−Ｅｄ線断面
図、図１４（ｂ）は図１３のＥｅ−Ｅｅ線断面図、図１
５は電機子及びコイルの一部破断斜視図である。この実
施例８では、回転子５Ｃは上記実施例７と同様に円周上
に４極に着磁されており、その周囲に対応する４つの極
をもつ２つの円環状の電機子４０ａ，４０ｂが軸方向に
配置されている。円環状の電機子４０ａ，４０ｂの断面
は図１５に示すように、”ロ”の字型の一部を切り欠い
た形状になっており、また、その切り欠き部の位置が円
周上で異なっている。そして、電機子４０ａにおいては
４０ｃ，４０ｆの極が装置中央部側から、４０ｄ，４０
ｅが装置端部側から電機子４０ａに接続されている。こ
のため、コイル２７ａに電流を流すと、４０ｃ，４０ｆ
に一方の極が、４０ｄ，４０ｅにもう一方の極が発生す
る。

【０１０５】また、電機子４０ｂにおいては４０ｇ，４
０ｈの極が装置中央部側から、４０ｉ，４０ｊが装置端
部側から電機子４０ｂに接続されている。このため、コ
イル２７ｂに電流を流すと、４０ｇ，４０ｈに一方の極
が、４０ｉ，４０ｊにもう一方の極が発生する。

【０１０６】以上のように構成されているので、コイル
２７ａ，２７ｂに電流を流すことにより、回転子５Ｃに
は直交する２方向の正負の力が作用され、公転運動を行
うことになる。この方法では、電機子４０ａ，４０ｂを
板金のプレス加工で制作でき、また、電機子４０ａ，４
０ｂとしては円環状のものを２つ使用すればよく、低コ
ストで制作できる。

【０１０７】実施例９．図１６はこの発明の実施例９に
よる可変空隙型駆動装置の磁気回路のみの構成を示す斜
視図であり、図において、５Ｄは軸方向に対して異なる
磁極５ｔ，５ｕを有する回転子、４１ａ及び４１ｃは回
転子５Ｄを介して互いに対向配置され、その回転子５Ｄ
の垂直方向に対して互いに逆方向の磁界を発生すること
により電磁吸引力を発生する電機子対、４１ｂ及び４１
ｄは回転子５Ｄを介して互いに対向配置され、その回転
子５Ｄの水平方向に対して互いに逆方向の磁界を発生す
ることにより電磁吸引力を発生する電機子対である。

【０１０８】次に動作について説明する。この実施例９
では、上述したように、対向配置されている電機子４１
ａ，４１ｃは互いに逆方向の磁界を発生するため、例え
ば、電機子４１ａから電磁吸引力が発生された場合に
は、電機子４０ｃからは電磁反発力が発生することにな
る。電機子４１ｂ，４１ｄについても同様である。従っ
て、この場合にも上記実施例と同様に回転子５Ｄは公転
運動する。なお、この場合、コイル２７ａと２７ｃ、コ
イル２７ｂと２７ｄには大きさが同じで方向が逆の電流
を流せば所望の磁気力が得られるので、それぞれこの２
つのコイルを接続して共通の電源に接続すればよい。

【０１０９】実施例１０．上記実施例では、弾性支持手
段として平行棒ばね２２を用いて構成したものについて
示したが、図１７〜１９に示すように、弾性支持手段を
回転子５の公転軸に直行する平面内の移動のみ許容する
曲げ加工板ばね４２ａ〜４２ｄを用いて構成してもよ
い。

【０１１０】この場合においても、回転子５は電機子２
の内側を公転運動するのであるが、回転子５が垂直方向
に移動する場合には、曲げ加工板ばね４２ａ，４２ｃの
Ｃ部の板ばね及び曲げ加工板ばね４２ｂ，４２ｄのＢ部
分の板ばねが変形し、回転子５が水平方向に移動する場
合には、曲げ加工板ばね４２ａ，４２ｃのＢ部の板ばね
及び曲げ加工板ばね４２ｂ，４２ｄのＣ部分の板ばねが
変形する。従って、回転子５はその軸に直交する平面内
で大きな抵抗を受けることなく移動できるが、回転子自
身の中心周りに自転したり、回転子５の軸方向の移動は
できない。なお、この実施例１０では、複数の曲げ加工
板ばねを使用したが、一枚の板ばねを曲げ加工して複数
のばね部を形成し、組み立てることも可能である。

【０１１１】実施例１１．上記実施例１〜９では、弾性
支持手段として平行棒ばね２２を用いて構成したものに
ついて示したが、図２０に示すように、弾性支持手段を
ダイヤフラム状の板ばね４３を用いて構成し、回転子５
がみそすり運転するようにその回転子５を支持するよう
にしてもよく、上記実施例と同様の効果がある。なお、
このように、ダイヤフラム状の板ばね４３の使用するこ
とにより、ばね部分の厚みを小さくできる。

【０１１２】実施例１２．上記実施例１〜９では、弾性
支持手段として平行棒ばね２２を用いて構成したものに
ついて示したが、図２１及び図２２に示すように、弾性
支持手段を複数の円筒状のゴムブッシュ（弾性体）４４
を用いて構成してもよく、上記実施例と同様の効果があ
る。

【０１１３】ここで、取り付けであるが、基台２１の筒
状周壁部２１ｂにボス穴を設け、そのボス穴の中にゴム
ブッシュ４４を配置する。そして、ゴムブッシュ４４の
中心にピン４５を挿入する。このように、弾性支持手段
をゴムブッシュ４４に置き換えることにより、低コスト
化が図られる。なお、ゴムブッシュ４４の材質はゴムに
限定されるものではなく、適当な弾性をもつ材料であれ
ばよい。

【０１１４】実施例１３．上記実施例１〜９では、弾性
支持手段として平行棒ばね２２を用いて構成したものに
ついて示したが、図２３及び図２４に示すように、弾性
支持手段を円環状のゴム（弾性体）４６を用いて構成し
てもよく、上記実施例と同様の効果がある。ただし、４
７はゴム４６の軸方向に施されたスリットである。

【０１１５】この実施例１３では、ゴム４６にスリット
４７が入っているので、半径方向には変形しやすい。こ
のため、回転子５は軸に直交する平面内には大きな抵抗
を受けることなく移動できるが、回転子自身の中心周り
に自転したり、回転子５の軸方向に移動することはでき
ない。従って、上記実施例における弾性支持手段と同様
の効果がある。なお、上記実施例１〜９では片持ち支持
であるところを、この実施例１３では両持ち支持として
いるが、これはいずれであってもよく、弾性支持手段以
外の構成は上記実施例１〜９と同様にすることができ
る。

【０１１６】実施例１４．図２５はこの発明の実施例１
４による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図２
６は図２５のＡ−Ａ線断面図である。図において、４８
は軸受４９を介して基台２１に回動自在に支持された第
１の歯車、４８ａは第１の歯車４８の内側に施された内
歯、５０は回転子５に連結され、その回転子５の公転に
伴って第１の歯車４８の内側を公転することにより、そ
の第１の歯車４８を回動させる第２の歯車、５０ａは第
２の歯車５０の外側に施された外歯である。

【０１１７】次に動作について説明する。但し、回転子
５が公転するところまでは実施例１と同様であるため説
明を省略する。実施例１と同様にして回転子５が公転運
動すると、第２の歯車５０は回転子１と連結されている
ので、回転子５の公転に伴って公転する。これにより、
第２の歯車５０は第１の歯車４８の内側に沿って公転運
動するようになるが、上述したように第１の歯車４８の
内側には内歯４８ａが施され、第２の歯車５０の外側に
は外歯５０ａが施されているので、その内歯４８ａと外
歯５０ａが噛み合うことになる。従って、第２の歯車５
０が公転すると第１の歯車４８は第２の歯車５０との歯
数差分だけ回転することになり、第１の歯車４８から回
転子５の公転運動を回転運動として取り出すことができ
る。つまり、第２の歯車５０と第１の歯車４８は、差動
歯車機構を構成している。

【０１１８】実施例１５．図２７はこの発明の実施例１
５による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図２
８は図２７のＣ−Ｃ線断面図である。図において、５１
は位相の異なる（この例では１８０°位相が異なる）複
数の偏心軸５１ｃ，５１ｄを有するクランク（偏心支持
手段）、５２は軸受５４を介してクランク５１の偏心軸
５１ｃの外側に支持された第２の歯車、５２ａは外歯、
５３は軸受５５を介してクランク５１の偏心軸５１ｄの
外側に支持された第２の歯車、５３ａは外歯である。

【０１１９】次に動作について説明する。上記実施例１
４と同様の原理で第２の歯車５３が公転し、その第２の
歯車５３はクランク５１の偏心軸５１ｄに支持されてい
るので、第２の歯車５３の公転に伴ってクランク５１の
偏心軸５１ｄは公転運動する。また、第２の歯車５２は
クランクの偏心軸５１ｃに支持されているので、偏心軸
５１ｃの公転に伴って公転運動する。

【０１２０】従って、第２の歯車５２，５３の公転運動
によって、上記実施例１４と同様に、第１の歯車４８が
回転することになるが、上述したように、偏心軸５１ｃ
と５１ｄは位相が１８０°異なるので、第２の歯車５２
と５３の公転運動も位相が１８０°異なることになる。
これにより、第２の歯車５２，５３から第１の歯車４８
に対して作用する回転力は回転軸について対称となり、
第１の歯車４８の回転がスムーズになる。

【０１２１】実施例１６．図２９はこの発明の実施例１
６による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図３
０は図２９のＧ−Ｇ線断面図である。図において、５７
はスラスト軸受であり、その一端は基台２１に接続さ
れ、その他端は第２の歯車５０に接続されていて、第２
の歯車５０の半径方向の移動は許容するが、第２の歯車
５０の軸方向の移動を拘束している。

【０１２２】この実施例１６では、平行棒ばね２２はス
ラスト軸受５７を介して長手方向に圧縮されて座屈した
状態となっており、第２の歯車５０はこの平行棒ばね２
２の座屈により中心軸より偏心して第１の歯車４８の内
歯４８ａと噛み合っている。なお、この実施例１６でも
上記実施例と同様に、第２の歯車５０は平行棒ばね２２
により自転を拘束されており、回転子５の公転に伴って
公転する。この実施例１６では、上記のように構成され
ているので、クランクや偏心環等が不要となる。

【０１２３】実施例１７．図３１はこの発明の実施例１
７による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図３
２は図３１のＩ−Ｉ線断面図である。図において、２３
ｆはクランク２３の中心部に設けられたねじ、５８はク
ランク２３のねじ２３ｆと噛合して直動運動するネジス
ライダ（直動機構）、５８ａはねじである。

【０１２４】次に動作について説明する。上記実施例と
同様に、回転子５の公転に伴って、クランク２３の回転
軸２３ｂが回転する。そして、回転軸２３ｂの回転に伴
い、ねじ２３とねじ５８ａが噛み合うので、スラスト軸
受５８は軸方向に移動する。

【０１２５】実施例１８．図３３はこの発明の実施例１
８による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図に
おいて、５ｗは回転子５の内周面に施されためねじであ
り、５８ｂはおねじである。

【０１２６】次に動作について説明する。まず、おねじ
５８ｂとめねじ５ｗは、ねじピッチが同じでリード角が
異なるねじになっており、ねじの有効径も異なってい
る。それぞれのねじの有効径の差と、回転子５の偏心量
を適切に設定することにより、おねじ５８ｂとめねじ５
ｗは、その内周及び外周の一部で噛み合い、その他の部
分で噛み合わない状態になるよう設計することができ
る。この様子を図３４に示す。図において、（１）は点
Ａでのねじの噛み合い状態を示し、（２）は点Ｂでのね
じの噛み合い状態を示し、（３）は点Ｃでのねじの噛み
合い状態を示している。

【０１２７】この実施例１８では、上記実施例と同様
に、コイル２７ａ等に順次電流を流すことにより回転子
５が公転する。この公転に伴い図３４に示したねじの噛
み合っている点が移動していくと同時に、おねじ５８ｂ
とめねじ５ｗはリード角が異なるために軸方向に互いの
ねじの山がずれていき、軸方向に固定されためねじ５ｗ
に対して、軸方向に自由なネジスライダ５８が移動す
る。この様子を示すものとして、めねじ５ｗ上にある点
から見た、おねじ５８ｂの噛み合いの変化の様子を図３
５に示す。図３５においては、最初はめねじ５ｗと噛み
合った状態（点Ａの状態）であるＡの位置にあったおね
じ５８ｂが回転子５の公転に伴い噛み合いが離れ、かつ
ピッチのずれた状態Ｃに移動し、その後再び噛み合うと
とともに１ピッチ送られた状態Ａ’に移行することが示
されている。従って、この実施例１８では、回転子５の
公転運動を回転運動に変換することなく、ネジスライダ
５８を直動運動させることができる。

【０１２８】実施例１９．図３６はこの発明の実施例１
９による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図３
７は図３６の半截正面図である。図において、５９は回
転子５の中心部に設けられた偏心環、６０は回転子５の
内周面に施された内歯、６１は回転子５の公転に伴って
その回転子５の内周面に施された内歯６０と噛合するこ
とにより回動する歯車である。

【０１２９】次に動作について説明する。まず、基台２
１の中心部には軸受２４を介して回転中心軸である歯車
６１が回動自在に支持され、この歯車６１に回転出力を
与える第２の歯車５０歯が、この歯車６１に一体的に嵌
着支持されている。そして、基台２１の周壁部と第２の
歯車５０との間に、回転子５が公転可能に遊嵌されてい
る。

【０１３０】即ち、回転子５は、第２の歯車５０と歯数
の異なる内歯６０を内周面部に一体に有する片面開放の
円筒状をなしている。また、回転子５の中心部には偏心
環５９が一体的に設けられ、この偏心環５９が歯車６１
の他端部に連結支持されている。

【０１３１】これにより、回転子５は、その内歯６０が
第２も歯車５０の外歯５０ａに噛み合いながら公転する
ようになっており、回転子５の自転は平行棒ばね２２で
拘束されている。従って、この実施例１９によれば、第
１の歯車４８を必要とせず、このため、部品点数が更に
減少し、該装置のコンパクト化が図れる。

【０１３２】なお、回転子５と偏心環５９との間には、
玉軸受を使用せずにプラスチックや含有金属などの滑り
軸受を使用し、これにより、玉軸受と同様の効果を得て
いる。また、この実施例１９では、装置の軸方向の厚み
を薄くしたところにも特徴がある。即ち、この実施例１
９では、基台２１の外周部に電機子２を設け、この電機
子２の周壁部には一定間隔でトロコイド状の複数のコイ
ル２７ａ〜２７ｌを配設している。このようにトロコイ
ド状のコイル２７ａ〜２７ｌを用いることにより、電機
子２の直径を小さくすることができる。

【０１３３】実施例２０．図３８はこの発明の実施例２
０による可変空隙型駆動装置を示す断面図であり、図に
おいて、６２は軸受６３を介して基台２１に回動自在に
支持され、外周面に外歯６２ａを有する第１の歯車、６
４は回転子５に連結され、中心部からずれた位置に内歯
６４ａを有するとともに、その中心部からずれた位置を
中心にその回転子５の公転に伴って公転することによ
り、その内歯６４ａが第１の歯車６２の外歯６２ａと噛
合してその第１の歯車６２を回動させる第２の歯車であ
る。

【０１３４】上記実施例１４では、第１の歯車４８及び
第２の歯車５０の回転軸が同一であったのに対し、この
実施例２０では第１の歯車６２及び第２の歯車６４の回
転軸が異なる点で相違しているが、第１の歯車６２から
回転運動を取り出す原理は上記実施例１４と同様であ
る。なお、このように構成することによって、ロボット
など複数のモータを接続して使用する場合、配置の自由
度が増してコンパクトな構造となるとともに、第１の歯
車６２を中空としてケーブルなどを通しやすい構造にす
ることができる。

【０１３５】実施例２１．図３９はこの発明の実施例２
１による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、８０は回転子５の回転角を所定
の回転角に設定すべく、その回転角に見合った指令信号
を発生する指令パルス発生器（指令信号発生器）、９０
は指令パルス発生器８０により発生された指令信号に基
づいて電機子２における各コイル２７ａ〜２７ｆに対し
て印加すべき電圧または電流の値を示す波形信号を発生
する波形発生器、１０１〜１０６は波形発生器９０によ
り発生された波形信号に応じた電圧または電流を各コイ
ル２７ａ〜２７ｆに与える制御電源である。

【０１３６】また、図４０は図３９の駆動制御回路の具
体的構成を示す構成図であり、図において、８１はＣＰ
Ｕ、８２はＣＰＵ８１に接続されたメモリ、８３はＣＰ
Ｕ８１に接続され、ＣＰＵ８１の指令に従ってパルス列
を出力する出力回路である。指令パルス発生器８０は例
えばワンチップマイコン構成となっている。

【０１３７】かかる構成の指令パルス発生器８０におい
て、メモリ８２は、電機子２の各コイル２７ａ〜２７ｆ
に順次発生させる電磁吸引力で回転子５を順次所定角ず
つ連続回転させるに必要なパルス列のプログラムを記憶
している。そのパルス列は回転子５の回転角に対応した
数であり、かかるパルス列をＣＰＵ８１が読み出して出
力回路８３が指令信号として出力するようになってい
る。

【０１３８】また、９１は出力回路８３に接続され、そ
の出力回路８３から入力したパルス列のパルス数をカウ
ントするカウンタ、９２はカウンタ９１が出力したパラ
レル信号をそのアドレス信号とする不揮発性メモリ、９
３は不揮発性メモリ９２が出力したデータ信号を入力し
て該データ信号に応じたデューティ比のＰＷＭ波形を発
生するＰＷＭ波形出力回路、９４はＰＷＭ波形出力回路
９３の動作に必要なクロック信号を発生するクロック発
振回路である。波形発生器９０は例えばゲートアレイで
ある。

【０１３９】また、６１ａ〜６６ａは電源線と接地線と
の間にコイル２７ａ〜２７ｆを挿入した回路を開閉する
スイッチングトランジスタである。

【０１４０】次に動作について説明する。まず、図３９
において、回転子５を含む回転駆動機構が如何様な動作
を行うかは、指令パルス発生器８０が如何様なパルス列
を発生するかにより変化する。例えば、実施例２１にお
いて、回転子５が予め決められた所定の動作を行う場
合、指令パルス発生器８０にはその動作に対応するパル
ス列が記憶されていることから、該指令パルス発生器８
０は時間と共に指令パルス列を波形発生器９０に出力す
る。この波形発生器９０は、入力したパルス列に相当す
る分だけ、回転駆動機構の電機子２が回転子５に及ぼす
電磁吸引力の角度が増加あるいは減少するように、コイ
ル２７ａ〜２７ｆに印加する電圧を変化させる電圧指令
波形信号を出力する。このとき、制御電源１０１〜１０
６はその電圧指令波形に応じた電圧値の制御信号をコイ
ル２７ａ〜２７ｆに印加して回転子５を動作させる。こ
の場合、コイル２７ａ〜２７ｆに流れる電流を検出して
印加電圧を変化させる電流制御を行えば、より正確で厳
密な回転制御を行うことができる。

【０１４１】図４０を用いて更に詳しく述べると、指令
パルス発生器８０のメモリ８２に予め記憶されたプログ
ラムに従い、ＣＰＵ８１は出力回路８３を介してパルス
列を出力する。すると、波形発生器９０のカウンタ９１
はそのパルス列をパラレルデータに変換する。このパラ
レルデータはカウンタ９１の設定桁数により入力された
パルス数によって周期的に変化し、そのときのパラレル
データは電機子２が回転子５を吸引する吸引角度に対応
している。そして、パラレルデータは不揮発性メモリ９
２のアドレス入力に接続される。

【０１４２】不揮発性メモリ９２は、アドレス信号すな
わち吸引角度に対応した各コイル２７ａ〜２７ｆへの印
加電圧値を格納しており、カウンタ９１からの入力アド
レス信号により各コイル２７ａ〜２７ｆへの印加電圧値
を示したデジタル信号が不揮発性メモリ９２のデータ信
号に出力される。

【０１４３】ＰＷＭ波形出力回路９３は、例えばクロッ
ク発振回路９４からのクロック信号で動作するパラレル
−シリアル変換回路であり、不揮発性メモリ９２のデー
タ信号に現われるデータに応じたデューティ比のＰＷＭ
矩形波を発生し出力する。このＰＷＭ矩形波により、ス
イッチングトランジスタ１０１ａ〜１０６ａを開閉して
コイル２７ａ〜２７ｆに所定の電流を流し、これによっ
て、印加電圧を変化させているのと同様の効果が得られ
る。

【０１４４】なお、この発明は、上記実施例２１による
回路構成に特定されるものではなく、同様の機能を持つ
回路で構成しても何ら差し支えない。特に、波形発生器
９０と指令パルス発生器８０の機能を、１つのマイコン
で実現する方法は、制御装置の小型化・低コスト化に効
果的である。

【０１４５】以上の説明により、この発明の可変空隙型
駆動装置では、各コイル２７ａ〜２７ｆに作用する電圧
あるいは電流の周期的パターンの単位時間当りの回数、
即ち、周波数と、回転駆動機構の出力軸（第１の歯車４
８）の回転速度との間に比例関係があることは明らかで
あり、従って、その特性を利用して前記回転駆動機構を
操作することもできる。

【０１４６】実施例２２．図４１はこの発明の実施例２
２による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、１１０は回転子５の公転速度を
所定の公転速度に設定すべく、その公転速度に見合った
速度指令信号を発生する速度指令信号発生器、１２０は
速度指令信号発生器１１０により発生された速度指令信
号に基づいて電機子２における各コイル２７ａ〜２７ｆ
に対して印加すべき電圧または電流の値を示す波形信号
を発生する周期波形発生器（波形発生器）である。

【０１４７】また、図４２は図４１の駆動制御回路の具
体的構成を示す構成図であり、図において、１１１はＣ
ＰＵ、１１２はＣＰＵ１１１に接続されたメモリ、１１
３はＣＰＵ１１１に接続されらＤ／Ａ変換器である。速
度指令信号発生器１１０は例えばワンチップマイコン構
成となっている。

【０１４８】また、１２１はＤ／Ａ変換器１１３から入
力したアナログ信号による速度指令信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器、１２２はＡ／Ｄ変換器１２１
に接続されたＣＰＵ、１２３はＣＰＵ１２２に接続され
たメモリ、１２４はタイマ、１２５は出力回路である。
周期波形発生器は例えばワンチップマイコンである。

【０１４９】次に動作について説明する。速度指令信号
発生器１１０のメモリ１１２に予め記憶されたプログラ
ムに従い、ＣＰＵ１１１はＤ／Ａ変換器１１３を介して
アナログ信号の速度指令信号を出力する。すると、Ａ／
Ｄ変換器１２１は入力した速度指令信号をデジタル信号
に変換する。ここで、周期波形発生器１２０のメモリ１
２３上には回転子５を公転動作させるための電圧パター
ンと吸引角度が関連づけて記憶されている。また、タイ
マ１２４は、ＣＰＵ１２２に一定周期で割り込み信号を
出力しており、該ＣＰＵ１２２は割り込み信号が入力さ
れる度に、Ａ／Ｄ変換器１２１からの速度指令に応じた
分だけ吸引角度を増加あるいは減少した電圧データをメ
モリ１２３上のデータから求め、その電圧データに応じ
たデューティ比のＰＷＭ矩形波を発生し、これを出力回
路１２５から出力する。このＰＷＭ矩形波信号でスイッ
チングトランジスタ１０１ａ〜１０６ａが開閉してコイ
ル２７ａ〜２７ｆに所定の電流が流れることにより、該
コイル２７ａ〜２７ｆに対する印加電圧を変化させてい
るのと同様の効果が得られる。

【０１５０】上記実施例２２では、回転子５を所望の回
転速度で公転動作させる場合の構成を示したが、この発
明はこれに留まるものではなく、この発明の可変空隙型
駆動装置について角速度を制御する部分を持つ全ての制
御装置に適用できる。例えば、図２５の可変空隙型駆動
装置においてクランク２３の回転角度をエンコーダなど
で検出して、出力軸である第１の歯車４８の回転角度を
制御する場合、上記実施例２２により角速度制御を行う
ことができれば、従来の制御用モータで行われているフ
ィードバック制御と同様の方法で角度制御を行うことが
できる。

【０１５１】なお、この発明は上記実施例２２の回路構
成に特定されるものではなく、同様の機能を持つ別の回
路構成としてもよい。特に、周期波形発生器１２０と速
度指令信号発生器１１０、および前記フィードバック制
御の機能と、１つのマイコンで実現できる方法は、制御
装置の小型化・低コスト化に効果的である。

【０１５２】ところで、上記の説明では、例えば図２５
において、回転子５は電機子２が発生する電磁吸引力に
対して遅れなく動作するものとしたが、回転駆動機構に
かかる負荷や機構慣性により、実際には電機子２の吸引
角度と回転子５の回転角度には、ずれが生じている。こ
のずれが或る程度以上に大きくなると、電機子２電磁の
吸引力が回転子５を公転させるトルクに効率良く変換さ
れなくなり、回転子５が動作しなくなる。これを防ぐに
は、電機子２の吸引角度と回転子５の回転角度のずれが
大きくなり過ぎないように、コイル２７ａ〜２７ｆに印
加する電流あるいは電圧パターンを操作すればよい。

【０１５３】このためには、回転子５の回転角度を検出
する必要があるが、それには、上記のように、クランク
２３上に設けた回転角度センサの出力を用いたり、ある
いは電気的に回転子５の角度を検出すればよい。具体的
には、コイル２７ａ〜２７ｆに印加する電圧に高周波成
分を重畳させ、そのときのコイル２７ａ〜２７ｆに流れ
る電流の高周波成分の振幅を観察してコイル２７ａ〜２
７ｆのインダクタンスの変化を検出し、これにより、回
転子５の角度を推定すればよい。

【０１５４】実施例２３．図４３はこの発明の実施例２
３による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、１３１ａ〜１３１ｃは電機子２
における各コイル２７ａ〜２７ｆのうち対角線方向にあ
る一対のコイル間（１３１ｃはコイル２７ａとコイル２
７ｄ間）に配置され、電機子２と回転子５間の空隙長を
検出する空隙長検出器、１３２ａ〜１３２ｃは各コイル
２７ａ〜２７ｆを駆動する駆動回路である。

【０１５５】また、１３３は空隙長検出器１３１ｃの検
出信号を増幅するアンプ回路、１３４は空隙長検出器１
３１ｃの検出信号を矩形波に整形する波形整形回路、１
３５は波形整形回路１３４により整形された矩形波が所
定値よりハイレベルにあるとき、上記一対のコイルの一
方（コイル２７ａ）に電圧を印加するスイッチング素
子、１３６は波形整形回路１３４により整形された矩形
波を反転させるＮＯＴ回路、１３７はＮＯＴ回路１３６
に反転された矩形波が所定値よりハイレベルにあると
き、上記一対のコイルの他方（コイル２７ｄ）に電圧を
印加するスイッチング素子、１３８，１３９は還流ダイ
オード、１４０，１４１はダンピング用のツェナーダイ
オード、１４２は駆動電源、１４３は起動停止スイッチ
である。

【０１５６】次に動作について説明する。上述したよう
に、回転子５は公転運動するため、回転子５の公転とと
もに回転子５と空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃとの空
隙長が変化する。空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃは該
空隙長変化を検出することによって回転子５の位置を検
出するもので、例えば、磁気センサとバイアス磁界を発
生させる永久磁石から構成される。

【０１５７】ここで、空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃ
は各々コイル２７ａと２７ｂ、コイル２７ｃと２７ｄ、
コイル２７ｅと２７ｆの間、即ち、回転子５の回転角度
にして３０°，１５０°，２７０°の位置に回転子５と
対向して配置されているので、空隙の変化とともに空隙
長検出器１３１ａ〜１３１ｃの磁気センサを通過する磁
束密度が変化し、空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃには
図４４に示すような正弦波状の出力信号が発生する。

【０１５８】同図において、横軸は回転子５の回転角度
で、図４３に示すように回転子５がコイル２７ａ側に位
置している状態が０°で、反時計回りに回転角度の正方
向をとっている。従って、空隙長検出器１３１ａの出力
信号を駆動回路１３２ｂに、空隙長検出器１３１ｂの出
力信号を駆動回路１３２ｃに、空隙長検出器１３１ｃの
出力信号を駆動回路１３２ａに入力し、該信号の極性に
基づいて各コイル２７ａ〜２７ｆを駆動すれば、回転子
５には常に回転方向に９０°進んだ位置近傍に電磁吸引
力を発生することができる。

【０１５９】次に、駆動回路の動作を駆動回路１３２ａ
を例にとり詳細に説明する。空隙長検出器１３１ｃの出
力信号はアンプ回路１３３を介して交流成分が増幅処理
される。波形整形回路１３４はアンプ回路１３３の出力
信号を極性によりハイレベルとローレベルの矩形波に整
形する。コイル２７ａを駆動するスイッチング素子１３
５は波形整形回路１３４の出力信号のハイレベル時にオ
ン、ローレベル時にオフされ、コイル２７ｄを駆動する
スイッチング素子１３７は波形整形回路１３４の出力信
号をＮＯＴ回路１３６によって反転させた信号のハイレ
ベル時にオン、ローレベル時にオフされる。従って、起
動停止スイッチ１４３がオン状態になると駆動電源１４
２から回転子位置に応じたコイルに電力が給電され回転
子５が所定の方向に回転駆動される。

【０１６０】また、駆動回路１３２ａにおいて、環流ダ
イオード１３８，１３９とツェナーダイオード１４０，
１１４は各々スイッチング素子１３５、１３７がオン時
にコイル２７ａ，２７ｄに蓄えられたエネルギーの処理
を行うものである。例えば、スイッチング素子１３５が
オフとなった瞬間に、それまで駆動電源１４２、起動停
止スイッチ１４３、コイル２７ａ、スイッチング素子１
３５を介して流れていたコイル電流は、コイル２７ａ、
環流ダイード１３８、ツェナーダイオード１４０を環流
して減衰する。このとき、コイル電流の減衰率はツェナ
ーダイオード１４０のツェナー電圧によって調整するこ
とができる。

【０１６１】なお、空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃは
磁気センサ方式に限定されるものではなく、回転子５の
公転に伴って生じる空隙長の変化を検出できるものであ
れば、光学センサや超音波センサ、静電容量センサなど
を用いてもよい。

【０１６２】さらに、上記実施例２３では空隙長検出器
の出力信号に基づいて１個のスイッチング素子が１８０
゜期間オンするように設定されていたが、スイッチング
素子のオン期間はこれに限定されるものではなく、空隙
長検出器の出力信号に基づいて１２０゜期間〜１８０゜
期間オンするものであればよい。

【０１６３】実施例２４．図４５はこの発明の実施例２
４による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、１４４ａ〜１４４ｃは各コイル
２７ａ〜２７ｆを駆動する駆動回路、１４５は空隙長検
出器１３１ｃの検出信号に対して上記一対のコイルに流
す電流の振幅値を指令する電流振幅指令値を乗算する乗
算器、１４６は乗算器１４５の乗算結果からコイル２７
ａの電流指令値を抽出する半波整流回路（指令値抽出回
路）、１４７は乗算器１４５の乗算結果を反転する符合
反転器、１４８は符号反転器１４７の出力からコイル２
７ｄの電流指令値を抽出する半波整流回路（指令値抽出
回路）、１４９，１５０はＰＷＭ回路，５１，１５２は
コイル２７ａ，２７ｄにそれぞれ流れる電流値を検出す
る電流検出器である。

【０１６４】そして、スイッチング素子１３５及びＰＷ
Ｍ回路１４９、スイッチング素子１３７及びＰＷＭ回路
１５０からそれぞれ電圧出力回路が構成され、この電圧
出力回路は、電流検出器１５１，１５２により検出され
た電流値が半波整流回路１４６，１４８により抽出され
た電流指令値に一致するように、その電流値とその電流
指令値の偏差に基づいてコイル２７ａ，２７ｄに電圧を
それぞれ印加する。

【０１６５】次に動作について説明する。空隙長検出器
１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づいてコイル２７ａ
〜２７ｆを駆動する方法については上述の実施例２３と
同様であるので説明を省略し、駆動回路１４４ａ〜１４
４ｃの動作を駆動回路１４４ａを例に説明する。

【０１６６】上記実施例２３の場合と同様に、空隙長検
出器１３１ｃの出力信号はアンプ回路１３３を介して交
流成分が増幅処理される。乗算器１４６はアンプ回路１
３３の出力信号に外部より与えられる電流振幅指令値を
乗算し、回転子５の位置に応じた電流指令値を合成す
る。合成された電流指令値は半波整流回路１４６と、符
合反転器１４７および半波整流回路１４８によって各々
コイル２７ａとコイル２７ｄの電流指令値に分離され
る。ＰＷＭ回路１４９，１５０は、分離された該電流指
令値と、電流検出器１５１，１５２によって検出された
コイル２７ａ、２７ｄの実電流値を比較し、実電流が指
令値に追従するようにスイッチング素子１３５，１３７
を駆動するＰＷＭ信号を合成する。

【０１６７】また、駆動回路１４４ａにおいて、環流ダ
イオード１３８，１３９とツェナーダイオード１４０，
１４１は、上記実施例２３の場合と同様に各々スイッチ
ング素子１３５，１３７がオン時にコイル２７ａ、２７
ｄに蓄えられたエネルギーの処理を行うものである。

【０１６８】なお、上記実施例２４では乗算器１４５、
符合反転器１４７、半波整流回路１４６，１４８、ＰＷ
Ｍ回路１４９，１５０等によってコイル電流を空隙長検
出器１３１ｃの出力信号に比例追従させる駆動回路を構
成したが、駆動回路の構成はこれに限定されるものでは
なく、例えば、マイコンを用いた駆動回路などでもよ
い。

【０１６９】実施例２５．図４６はこの発明の実施例２
５による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、１５３ａ〜１５３ｃは各コイル
２７ａ〜２７ｆを駆動する駆動回路、１５４は空隙長検
出器１３１ｃの検出信号に対して上記一対のコイルに印
加する電圧の振幅値を指令する電圧振幅指令値を乗算す
る乗算器、１５５は乗算器１５４の乗算結果からコイル
２７ａの電圧指令値を抽出する半波整流回路（指令値抽
出回路）、１５６は符号反転器１４７の出力からコイル
２７ｄの電圧指令値を抽出する半波整流回路（指令値抽
出回路）、１５７，１５８はＰＷＭ回路である。

【０１７０】そして、スイッチング素子１３５及びＰＷ
Ｍ回路１５７、スイッチング素子１３７及びＰＷＭ回路
１５８からそれぞれ電圧出力回路が構成され、この電圧
出力回路は、半波整流回路１５５，１５６により抽出さ
れた電圧指令値に基づいてコイル２７ａ，２７ｄに電圧
をそれぞれ印加する。

【０１７１】次に動作について説明する。空隙長検出器
１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づいてコイル２７ａ
〜２７ｆを駆動する方法については上記実施例２３と同
様であるので説明を省略し、駆動回路１５３ａ〜１５３
ｃの動作を駆動回路１５３ａを例に説明する。

【０１７２】上記実施例２３の場合と同様に、空隙長検
出器１３１ｃの出力信号はアンプ回路１３３を介して交
流成分が増幅処理される。乗算器１５４はアンプ回路１
３３の出力信号に外部より与えられる電圧振幅指令値を
乗算し、回転子５の位置に応じた電圧指令値を合成す
る。合成された電圧指令値は半波整流回路１５８と、符
合反転器１４７および半波整流回路１５６によって各々
コイル２７ａとコイル２７ｄに印加される電圧指令値に
分離される。ＰＷＭ回路１５７，１５８は、分離された
該電圧指令値からスイッチング素子１３５，１３７を駆
動するＰＷＭ信号を合成する。

【０１７３】また、駆動回路１５３ａにおいて、環流ダ
イオード１３８，１３９とツェナーダイオード１４０，
１４１は、上記実施例２３の場合と同様に各々スイッチ
ング素子１３８，１３９がオン時にコイル２７ａ、２７
ｄに蓄えられたエネルギーの処理を行うものである。

【０１７４】なお、上記実施例２５では乗算器１５４、
符合反転器１４７、半波整流回路１５５，１５６、ＰＷ
Ｍ回路１５７，１５８等によってコイルの印加電圧を空
隙長検出器１３１ｃの出力信号に比例追従させる駆動回
路を構成したが、駆動回路の構成はこれに限定されるも
のではなく、例えば、マイコンを用いた駆動回路などで
もよい。

【０１７５】実施例２６．図４７この発明の実施例２６
による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成図
であり、図において、１５９は電圧振幅指令値と実際に
コイル２７ａ〜２７ｆに印加される電圧を比較して誤差
電圧を検出する誤差アンプ、１６０はＤＣ／ＤＣコンバ
ータである。なお、駆動電源１４２、誤差アンプ１５９
及びＤＣ／ＤＣコンバータ１６０から、一対のコイルに
印加する電圧の値を電圧振幅指令値に一値させる制御電
源が構成されている。

【０１７６】次に動作について説明する。空隙長検出器
１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づいてコイル２７ａ
〜２７ｆを駆動する駆動回路１３２ａ〜１３２ｃの動作
については上記実施例２３と同様で、回転子５の位置に
応じてコイル２７ａ〜２７ｆのうち適当なコイルが矩形
波電圧で駆動される。

【０１７７】この実施例２６は、該矩形波電圧の波高値
を外部から与えられた電圧振幅指令値によって制御する
ことで可変空隙型駆動装置の出力を制御するものであ
る。誤差アンプ１５９は、外部から与えられた電圧振幅
指令値と、実際にコイル２７ａ〜２７ｆの正極側に印加
されている電圧を比較して誤差電圧を検出し、適当な制
御ゲインおよび補償ゲインを付与して電圧制御信号を出
力する。駆動電源１４２とコイル２７ａ〜２７ｆの間に
位置するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、該電圧制御信
号によって、コイル２７ａ〜２７ｆの正極側に印加され
る電圧を誤差アンプ１５９に与えられた電圧振幅指令値
に追従するように制御する。

【０１７８】実施例２７．図４８この発明の実施例２７
による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成図
であり、図において、１６１は電流振幅指令値と実際に
コイル２７ａ〜２７ｆに流れる総合電流値を比較して誤
差電流を検出する誤差アンプ、１６２はコイル２７ａ〜
２７ｆに流れる総合電流値を検出する電流検出器であ
る。なお、駆動電源１４２、誤差アンプ１６１、電流検
出器１６２及びＤＣ／ＤＣコンバータ１６０から、上記
総合電流値が上記電流振幅指令値に一致するように、そ
の総合電流値とその電流振幅指令値の偏差に基づいて一
対のコイルに印加する電圧を制御する制御電源を構成し
ている。

【０１７９】次に動作について説明する。空隙長検出器
１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づいてコイル２７ａ
〜２７ｆを駆動する駆動回路１３２ａ〜１３２ｃの動作
については上記実施例２３と同様で、回転子５の位置に
応じてコイル２７ａ〜２７ｆのうち適当なコイルが矩形
波電圧で駆動される。

【０１８０】この実施例２７は、コイル２７ａ〜２７ｆ
に流れる総合電流値が外部から与えられた電流振幅指令
値に追従するように該矩形波電圧の波高値を制御するこ
とで可変空隙型駆動装置の出力を制御するものである。
誤差アンプ１６１は、外部から与えられた電流振幅指令
値と、電流検出器１６２で検出したコイル２７ａ〜２７
ｆに流れる総合電流値を比較して誤差電流を検出し、適
当な制御ゲインおよび補償ゲインを付与して電流制御信
号を出力する。駆動電源１４２とコイル２７ａ〜２７ｆ
の間に位置するＤＣ／ＤＣコンバータ１６０は、該電流
制御信号によってコイル２７ａ〜２７ｆの正極側に印加
される電圧を制御し、誤差アンプ１６１に与えられた電
流指令値にコイル２７ａ〜２７ｆに流れる総合電流値が
追従するように制御する。

【０１８１】実施例２８．図４９はこの発明の実施例２
８による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、１６３は電機子２のコイル２７
ａ〜２７ｆが通電されることによってそのコイル２７ａ
〜２７ｆに蓄積されたエネルギーを非通電時に還流ダイ
オード１３８を介して蓄積するコンデンサ、１６４はコ
ンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときそのコン
デンサ１６３に蓄積されたエネルギーを駆動電源１４２
に回生する回生回路である。また、１６５ａ〜１６５ｃ
は各コイル２７ａ〜２７ｆを駆動する駆動回路である。

【０１８２】次に動作について説明する。空隙長検出器
１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づいてコイル２７ａ
〜２７ｆを駆動する駆動回路１６５ａ〜１６５ｃの動作
については、コイル２７ａ〜２７ｆを駆動するスイッチ
ング素子のオフ時の動作と、コイル２７ａ〜２７ｆの駆
動時に同コイルに蓄えられたエネルギーの処理方法を除
けば上記実施例２３と同様である。このため実施例２８
の動作説明は、駆動回路１６５ａを例にスイッチング素
子１３５，１３７のオフ時の動作とコイル２７ａ，２７
ｄのエネルギー処理の動作について説明する。

【０１８３】例えば、スイッチング素子１３５がオフと
なった瞬間に、それまで駆動電源１４２、起動停止スイ
ッチ１４３、コイル２７ａ、スイッチング素子１３５を
介して流れていたコイル電流は、環流ダイード１３８介
してコンデンサ１６３に流入して減衰する。スイッチン
グ素子１３７がオフとなった場合も同様に、コイル２７
ｄのコイル電流は環流ダイード１３９介してコンデンサ
１６３に流入して減衰する。このとき、コンデンサ１６
３の両端電圧がある所定の値を越えると、回生回路１６
４が動作してコンデンサ１６３に蓄えられたエネルギー
を駆動電源１４２に回生する。また、コイル電流の減衰
率は回生回路１６４が動作を開始するように設定された
電圧の値によって調整することができる。

【０１８４】実施例２９．図５０は実施例２９を説明す
る構成図で、上記実施例２３にあるような可変空隙型駆
動装置の１個の対をなすコイルの駆動回路を示す構成図
である。図において、１６６は交流電源、１６７は倍電
圧整流回路、１６７ａ〜１６７ｄは整流ダイオード、１
６８ａ，１６８ｂは平滑コンデンサ、１６９ａ，１６９
ｂは逆阻止ダイオード、１７０ａ，１７０ｂは環流ダイ
オードである。

【０１８５】交流電源１６６は可変空隙型駆動装置の駆
動電源で、該交流電源１６６に接続された整流ダイオー
ド１６７ａ〜１６７ｄと平滑コンデンサ１６８ａ、１６
８ｂは周知の倍電圧整流回路を構成しており、対をなす
コイル２７ａと２７ｄは互いに逆方向の逆阻止ダイオー
ド１６９ａと１６９ｂとの直列回路を各々構成し、各々
の直列回路はさらに並列に接続され、該並列回路の両端
は平滑コンデンサ１６８ａと１６８ｂの接続点と、スイ
ッチング素子１３５と１３７の接続点に接続されてい
る。

【０１８６】次に動作について説明する。まず、コイル
２７ａを駆動する場合であるが、この場合はスイッチン
グ素子１３５をオンさせる。スイッチング素子１３５が
オンになると、平滑コンデンサ１６８ａ、スイッチ素子
１３５、コイル２７ａ、逆阻止ダイオード１６９ａを介
してコイル２７ａの駆動電流が流れる。さらに、スイッ
チング素子１３５がオフすると、コイル２７ａのコイル
電流はコイル２７ａ、逆阻止ダイオード１６９ａ、平滑
コンデンサ１６８ｂ、環流ダイオード１７０ｂを介して
環流しながら減衰する。コイル２７ｄを駆動する場合も
同様で、この場合はスイッチング素子１３７をオンさせ
る。スイッチング素子１３７がオンになると、平滑コン
デンサ１６８ｂ、逆阻止ダイオード１６９ｂ、コイル２
７ｄ、スイッチング素子１３７を介してコイル２７ｄの
駆動電流が流れる。さらに、スイッチング素子１３７が
オフすると、コイル２７ｄのコイル電流はコイル２７
ｄ、環流ダイオード１７０ａ、平滑コンデンサ１６８
ａ、逆阻止ダイオード１６９ｂを介して環流しながら減
衰する。

【０１８７】実施例３０．図５１はこの発明の実施例３
０による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、可変空隙型駆動装置の構成要素
は先の図４３に示された実施例２３の構成要素と同一で
あり、回転子５の空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃが、
電機子２の固定用基台に一体突設された突出軸部２１ａ
の所定の位置に、回転子５の内面と対向して配置されて
いる点においてのみ相違している。

【０１８８】次に動作について説明する。上述したよう
に、空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃの出力信号に基づ
いてコイル２７ａ〜２７ｆを駆動する駆動回路１３２ａ
〜１３２ｃの動作については上記実施例２３と同様であ
るので、回転子５の内面と突出軸部２１ａの間に配置さ
れた空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃの動作についての
み説明する。

【０１８９】回転子５が公転運動を行うと、電機子２と
同心円状に配置されている突出軸部２１ａと回転子５の
内面の空隙長が変化する。該空隙長の変化は、上記実施
例２３で述べた回転子５の外面と電機子２との空隙長の
変化と位相が反転したものとなる。従って、空隙長検出
器１３１ａ〜１３１ｃを突出軸部２１ａ上に回転子５の
回転角度にして各々２１０゜，３３０゜，９０゜の位置
に回転子５の内面と対向して配置すれば、回転子５の回
転に応じて上記実施例２３で示した図４４のような正弦
波状の位置検出信号が得られる。

【０１９０】なお、空隙長検出器１３１ａ〜１３１ｃは
上記実施例２３と同様に、磁気センサ方式に限定される
ものではなく、回転子５の公転に伴って生じる空隙長の
変化を検出できるものであれば、光学センサや超音波セ
ンサ、静電容量センサなどを用いてもよい。

【０１９１】実施例３１．図５２はこの発明の実施例３
１による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、同図は、コイル２７ａ、コイル２７ｂ、コイ
ル２７ｆが駆動されて、回転子５が回転角０゜の位置近
傍で静止している状態を示している。この状態で、コイ
ル２７ｂ、２７ｆの駆動電圧を調整すれば、回転子５を
回転角０゜の位置を中心に正逆方向に回転させた任意の
位置で静止させることができるが、この実施例３１は、
このような回転子５の位置決めを行う際の回転子５の位
置検出を行うものである。

【０１９２】図において、２７１，２７２，２７３は各
々コイル２７ａ、２７ｂ、２７ｆに電圧を印加する直流
電圧源、２７４はコイル２７ｄに交流電圧を印加する交
流電圧源、２７５，２７６は各々コイル２７ｃ、２７ｅ
の端子電圧を整流平滑する整流平滑回路、２７７は整流
平滑回路２７５，２７６の出力の差分を増幅する差動増
幅器、２７８はＡ／Ｄコンバータ回路、２７９はＡ／Ｄ
コンバータ回路２７８の出力をアドレス入力とするメモ
リ回路である。

【０１９３】次に動作について説明する。先に述べたよ
うに、図５２はコイル２７ａ、コイル２７ｂ、コイル２
７ｆが駆動されて、回転子５が回転角０゜の位置近傍で
静止している状態を示している。このとき、回転子５の
駆動に関与していないコイル２７ｃ〜２７ｅのうち、コ
イル２７ａと回転子５の回転角で１８０゜位相のずれた
コイル２７ｄに、回転子５の駆動に影響を与えない十分
小さな振幅値の交流電圧を交流電源２７４によって印加
する。

【０１９４】コイル２７ｄが発生する磁束のうち隣接し
たコイル２７ｃ，２７ｅに鎖交する成分は図５３中の点
線で示したような磁路を形成するため、コイル２７ｄに
隣接したコイル２７ｃ、２７ｅにはコイル２７ｄが発生
する交流磁界によって誘起電圧が生じる。コイル２７ｃ
部分とコイル２７ｅ部分の空隙長は回転子５の位置によ
って図５３の上段に示すように変化するため、両空隙長
の差は同図下段に示すように回転角０゜の±９０゜区間
において単調に変化する。従って、コイル２７ｄが発生
する磁束のうちコイル２７ｃと２７ｅに鎖交する磁束の
割合は、回転角０゜の±９０゜区間において単調に変化
し、両コイルに発生する誘起電圧の振幅も単調に変化す
る。

【０１９５】整流平滑回路２７５，２７６は各々コイル
２７ｃ，２７ｅに発生する誘起電圧を整流平滑して誘起
電圧の振幅を検出するもので、検出された両コイル２７
ｃ，２７ｅの誘起電圧振幅値は差動増幅回路２７７に入
力されて差分が増幅される。差動増幅器２７７の出力は
Ａ／Ｄコンバータ２７８に入力されて、アナログ量から
ディジタル量に変換される。Ａ／Ｄコンバータ２７８の
出力はメモリ回路２７９のアドレスデータとして同回路
に入力されるが、予めメモリ回路２７９のデータにアド
レスデータとなった差動増幅回路２７７の出力に相当す
る回転子５の回転角データを記憶させておけば、回転子
５の回転とともに同回転子の回転角を検出することがで
きる。

【０１９６】また、上記実施例３１では、回転角０゜の
±９０゜区間の非線形性を考慮して回転角データをメモ
リ回路２７９に予め記憶させたが、回転角０゜の近傍で
は差動増幅器２７７の出力には十分直線性があり、同回
路の出力を回転子５の位置検出に直接利用することもで
きる。

【０１９７】実施例３２．図５４はこの発明の実施例３
２による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、２８０ａ〜２８０ｃは各々対を
なすコイル２７ａと２７ｄ，２７ｃと２７ｆ，２７ｂと
２７ｅを駆動する駆動回路、２８１は回転子５の公転速
度を検出する速度検出回路、２８２はコイル２７ａ〜２
７ｆに係る電圧・電流の位相差と回転子５の公転速度と
の関係を予め設定された位相設定回路、２８３は速度検
出回路２８１により検出された公転速度に応じた位相差
だけ、位相設定回路２８２の設定値にしたがって波形整
形回路１３４の出力を進ませる位相シフト回路である。
なお、位相設定回路２８２及び位相シフト回路２８３か
ら位相制御回路が構成されている。

【０１９８】次に動作について説明する。図５４に示し
た可変空隙型駆動装置ではコイル２７ａ〜２７ｆのイン
ダクタンス成分のために、各コイルに印加される駆動電
圧位相に対して実際に流れるコイル電流の位相が遅れ、
同駆動装置の駆動効率が低下するが、同図に示した駆動
回路はスイッチング素子１３５，１３７の点弧位相を回
転子５の公転速度に応じて予め最適に設定された位相だ
け進ませることで防止する。

【０１９９】速度検出回路２８１は空隙長検出器１３１
ａ〜１３１ｃの出力信号を基に回転子５の公転速度に比
例した速度信号を出力する。位相設定回路２８２は速度
検出回路２８１の出力信号に応じて、可変空隙型駆動装
置の駆動効率が最大となるように予め設定された位相値
を位相シフト回路２９３に出力する。位相シフト回路２
８３は、空隙長検出器１３１ｃの出力に基づいて出力さ
れた波形整形回路１３４の出力信号の位相を、先の位相
設定回路２８２から出力された位相値だけ進ませた信号
を出力するので、スイッチング素子１３５，１３７は最
適に位相制御された状態でコイル２７ａ，２７ｄを駆動
することができる。

【０２００】実施例３３．図５５はこの発明の実施例３
３による可変空隙型駆動装置の駆動制御回路を示す構成
図であり、図において、２８４は速度指令値と速度検出
回路２８１の検出値に基づいて速度誤差を検出する誤差
アンプ、２８５はコイル２７ａ〜２７ｆに係る電圧・電
流の位相差と総合電流値との関係を予め設定された位相
設定回路である。なお、位相設定回路２８２及び位相シ
フト回路２８３から位相制御回路が構成され、駆動電源
１４２、誤差アンプ１５９，２８４、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ１６０から制御電源が構成されている。

【０２０１】次に動作について説明する。図５５に示し
た可変空隙型駆動装置は、上記実施例３２の場合と同様
に、コイル２７ａ〜２７ｆのインダクタンス成分のため
に、各コイルに印加される駆動電圧位相に対して実際に
流れるコイル電流の位相が遅れ、同駆動装置の駆動効率
が低下するが、同図に示した駆動回路は、スイッチング
素子１３５，１３７の点弧位相を、可変空隙型駆動装置
のコイル２７ａ〜２７ｆを流れる総合電流が最小となる
ように設定された位相だけ進ませることで防止する。

【０２０２】速度検出回路２８１は空隙長検出器１３１
ａ〜１３１ｃの出力信号を基に回転子５の公転速度に比
例した速度信号を出力する。誤差アンプ２８４は、外部
から与えられた速度指令値と、速度検出回路２８１によ
って検出された実速度を比較して誤差速度を検出し、適
当な制御ゲインおよび補償ゲインを付与して電圧制御信
号を出力する。該電圧制御信号によって図４７に示され
た上記実施例２６の場合と同様に誤差アンプ１５９とＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ１６０によってコイル２７ａ〜２７
ｆの正極側に印加される電圧が制御される。

【０２０３】さらに、この実施例３３では、電流検出器
１６２によって検出されたコイル２７ａ〜２７ｆの総合
電流が最小となるように位相設定回路２８５は位相シフ
ト回路２８３に出力する位相値を決定する。位相シフト
回路２８３は、空隙長検出器１３１ｃの出力に基づいて
出力された波形整形回路１３４の出力信号の位相を、先
の位相設定回路２８５から出力された位相値だけ進ませ
た信号を出力するので、スイッチング素子１３５，１３
７は最適に位相制御された状態でコイル２７ａ，２７ｄ
を駆動することができる。

【０２０４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、一端が基台に支持され、回転子の自転を拘束するよ
うにその回転子を支持する弾性支持手段と、回転軸が基
台に回動自在に支持されるとともに、偏心軸の外側がそ
の回転子の内側に支持され、その回転子の公転に伴って
当該回転軸が回動する偏心支持手段とを設けた構成にし
たので、１つの偏心支持手段だけで回転子の公転運動を
当該回転子の回転軸から回転運動として取り出せるよう
になり、その結果、当該装置の構造が簡単で小型になる
などの効果がある。

【０２０５】請求項２の発明によれば、回転子を電機子
の内側に配置するとともに、その電機子の内周面部に磁
界を発生させるコイルを配置した構成にしたので、電機
子をケーシングとして併用できるようになるなどの効果
がある。

【０２０６】請求項３の発明によれば、回転子を電機子
の外側に配置するとともに、その電機子の内周面部に磁
界を発生させるコイルを配置した構成にしたので、コイ
ルの組み付けが容易になるなどの効果がある。

【０２０７】請求項４の発明によれば、電機子から発生
される電磁吸引力と反対方向に弾発力が作用するように
回転子を支持する弾性支持手段を設けた構成にしたの
で、回転子に電磁吸引力と反対方向にも力を加えること
ができ、その結果、コイルの数を減らすことができるよ
うになるなどの効果がある。

【０２０８】請求項５の発明によれば、互いに半周期位
相がずれた状態で電機子から発生される電磁吸引力よっ
て公転する第１及び第２の回転子を設けるとともに、互
いに位相が半周期ずれた第１の偏心軸及び第２の偏心軸
の外側がそれぞれ上記第１及び第２の回転子の内側に支
持され、その第１及び第２の回転子の公転に伴って当該
回転軸が回動する偏心支持手段を設けた構成にしたの
で、請求項１の発明と同様の効果が得られるとともに、
回転子に対する電磁吸引力の作用面積が大きくなる結
果、発生トルクが大きくなり、また、振動・騒音が小さ
くなるなどの効果がある。

【０２０９】請求項６の発明によれば、電機子の各磁極
に対応するように回転子の円周方向に分割して磁極を持
たせ、その電機子からその回転子に対して発生する電磁
吸引力が作用する部分に対して対角線方向にある部分に
電磁反発力が発生するように、その電機子に配置したコ
イルに電流を流すように構成したので、回転子に作用す
る磁気力が増大し、発生トルクが増大するなどの効果が
ある。

【０２１０】請求項７の発明によれば、複数の方向に交
番する磁界を発生する電機子を設けるとともに、その電
機子の内側に配置され、その電機子から発生される磁界
による電磁吸引力及び電磁反発力よって公転する回転子
を設けた構成にしたので、請求項４の発明のように弾性
支持手段により弾発力を付加することなく、回転子を公
転できるようになり、その結果、当該装置の構造が簡単
で小型になるなどの効果がある。

【０２１１】請求項８の発明によれば、複数の方向に交
番する磁界を発生する電機子を設けるとともに、その電
機子の外側に配置され、その電機子から発生される磁界
による電磁吸引力及び電磁反発力よって公転する回転子
を設けた構成にしたので、請求項４の発明のように弾性
支持手段による弾発力を付加することなく、回転子を公
転できるようになり、その結果、当該装置の構造が簡単
で小型になるなどの効果がある。

【０２１２】請求項９の発明によれば、電機子が構成す
る磁気回路の内側にコイルを配置した構成にしたので、
電機子を板金のプレス加工で製作でき、また、コイルと
しては円環状のものを２つ使用すれば構成できるように
なり、当該装置の製造が容易になるなどの効果がある。

【０２１３】請求項１０の発明によれば、軸方向に対し
て異なる磁極を有する回転子を設けるとともに、その回
転子を介して互いに対向配置され、その回転子に対して
互いに逆方向の磁界を発生することにより電磁吸引力を
発生する複数の電機子対を設けた構成にしたので、請求
項４の発明のように弾性支持手段による弾発力を付加す
ることなく、回転子を公転できるようになり、その結
果、当該装置の構造が簡単で小型になるなどの効果があ
る。

【０２１４】請求項１１の発明によれば、弾性支持手段
を複数の平行棒ばねを用いて構成にしたので、弾性支持
手段の構造が簡単なものとなるなどの効果がある。

【０２１５】請求項１２の発明によれば、弾性支持手段
を回転子の公転軸に直交する平面内の移動のみ許容する
曲げ加工板ばねを用いて構成にしたので、弾性支持手段
の製造が簡単で低コストになるなどの効果がある。

【０２１６】請求項１３の発明によれば、弾性支持手段
をダイヤフラム状の板ばねを用いて構成したので、弾性
支持手段を平行棒ばねを用いて構成した場合に比べ、ば
ねの取り付けスペースが小さくて済むようになるなどの
効果がある。

【０２１７】請求項１４の発明によれば、弾性支持手段
を複数の円筒状の弾性体を用いて構成したので、弾性支
持手段の製造・組立が簡単で低コストになるなどの効果
がある。

【０２１８】請求項１５の発明によれば、弾性支持手段
を円環状の弾性体を用いて構成したので、請求項１４の
発明のものよりもさらに弾性支持手段の製造・組立が簡
単で低コストになるなどの効果がある。

【０２１９】請求項１６の発明によれば、基台に回動自
在に支持された第１の歯車を設けるとともに、回転子に
連結され、その回転子の公転に伴ってその第１の歯車の
内側を公転することによって、その第１の歯車を回動さ
せる第２の歯車を設けた構成にしたので、１つの偏心支
持手段だけで回転子の公転運動を第１の歯車から回転運
動として取り出せるようになり、請求項１の発明と同様
の効果がある。

【０２２０】請求項１７の発明によれば、位相の異なる
複数の偏心軸を有する偏心支持手段を設けるとともに、
第２の歯車をその複数の偏心軸のそれぞれに独立して設
けた構成にしたので、第１の歯車に作用する力を当該歯
車の回転軸に関して対称にできるようになる結果、振動
・騒音が小さくなるなどの効果がある。

【０２２１】請求項１８の発明によれば、第２の歯車の
軸方向の移動を拘束して半径方向の移動を許容する弾性
支持手段を設けた構成にしたので、請求項１の発明のよ
うな偏心支持手段を設けることなく、第２の歯車が軸方
向に移動することなく公転運動するようになり、その結
果、当該装置の構造がさらに簡単で小型になるなどの効
果がある。

【０２２２】請求項１９の発明によれば、偏心支持手段
の中心部にねじを設けるとともに、その偏心支持手段の
ねじと噛合して直動運動する直動機構をその偏心支持手
段と同一軸上に設けた構成にしたので、回転子の公転運
動を直動機構から直動運動として取り出せるようになる
などの効果がある。

【０２２３】請求項２０の発明によれば、回転子の内周
面にねじを設けるとともに、その回転子のねじと噛合し
て直動運動する直動機構をその回転子の公転軸と同一軸
上に設けた構成にしたので、回転子の公転運動を直動機
構から直動運動として取り出せるようになるなどの効果
がある。

【０２２４】請求項２１の発明によれば、回転子の中心
部に偏心環を設けるとともに、その回転子の公転に伴っ
てその回転子の円周面に施された内歯と噛合することに
より回動する歯車を設けた構成にしたので、回転子の内
側に歯車機構を配置できるようになる結果、当該装置の
構造が簡単で小型になるなどの効果がある。

【０２２５】請求項２２の発明によれば、基台に回動自
在に支持され、外周面に外歯あるいは内歯を有する第１
の歯車と、回転子に連結され、中心部からずれた位置に
内歯あるいは外歯を有するとともに、その中心部からず
れた位置を中心にその回転子の公転に伴って公転するこ
とにより、その内歯あるいは外歯が上記第１の歯車の外
歯あるいは内歯と噛合してその第１の歯車を回動させる
第２の歯車とを設けた構成にしたので、駆動装置本体と
その出力軸をずらして配置できるなどの効果がある。

【０２２６】請求項２３の発明によれば、回転子の回転
角に見合った指令信号に基づいて電機子における各コイ
ルに対して印加すべき電圧または電流の値を示す波形信
号を発生する波形発生器を設けるとともに、その波形発
生器により発生された波形信号に応じた電圧または電流
を各コイルに与える制御電源を設けた構成にしたので、
回転子の回転角に基づいた円滑な回転運動が得られるよ
うになるなどの効果がある。

【０２２７】請求項２４の発明によれば、回転子の公転
速度に見合った指令信号に基づいて電機子における各コ
イルに対して印加すべき電圧または電流の値を示す波形
信号を発生する波形発生器を設けるとともに、その波形
発生器により発生された波形信号に応じた電圧または電
流を各コイルに与える制御電源を設けた構成にしたの
で、回転子の公転速度に基づいた円滑な回転運動が得ら
れるようになるなどの効果がある。

【０２２８】請求項２５の発明によれば、空隙長検出器
の検出信号を矩形波に整形する波形整形回路を設けると
ともに、その波形整形回路により整形された矩形波が所
定値よりハイレベルにあるとき、一対のコイルの一方に
電圧を印加し、その矩形波が所定値よりローレベルにあ
るとき、一対のコイルの他方に電圧を印加するスイッチ
ング素子を設けた構成にしたので、円滑な回転運動が得
られるようになり、当該装置の脱調が防止されるなどの
効果がある。

【０２２９】請求項２６の発明によれば、空隙長検出器
の検出信号に対して一対のコイルに流す電流の振幅値を
指令する電流振幅指令値を乗算した後、その乗算結果か
ら一対のコイルの各々に対する電流指令値を抽出する指
令値抽出回路を設けるとともに、一対のコイルにそれぞ
れ流れる電流値が上記指令値抽出回路により抽出された
電流指令値に一致するように、その電流値とその電流指
令値の偏差に基づいて一対のコイルに電圧をそれぞれ印
加する電圧出力回路を設けた構成にしたので、円滑な回
転運動が得られるようになり、当該装置の脱調が防止さ
れるなどの効果がある。

【０２３０】請求項２７の発明によれば、空隙長検出器
の検出信号に対して一対のコイルに印加する電圧の振幅
値を指令する電圧振幅指令値を乗算した後、その乗算結
果から一対のコイルの各々に対する電圧指令値を抽出す
る指令値抽出回路を設けるとともに、その指令値抽出回
路により抽出された電圧指令値に基づいて一対のコイル
に電圧をそれぞれ印加する電圧出力回路を設けた構成に
したので、円滑な回転運動が得られるようになり、当該
装置の脱調が防止されるなどの効果がある。

【０２３１】請求項２８の発明によれば、一対のコイル
に印加する電圧の値を電圧振幅指令値に一致させる制御
電源を設けた構成にしたので、円滑な回転運動が得られ
るようになり、当該装置の脱調が防止されるなどの効果
がある。

【０２３２】請求項２９の発明によれば、電機子の各コ
イルに流れる総合電流値が電流振幅指令値に一致するよ
うに、その総合電流値とその電流振幅指令値の偏差に基
づいて一対のコイルに印加する電圧を制御する制御電源
を設けた構成にしたので、円滑な回転運動が得られるよ
うになり、当該装置の脱調が防止されるなどの効果があ
る。

【０２３３】請求項３０の発明によれば、電機子のコイ
ルが通電されることによってそのコイルに蓄積されたエ
ネルギーを非通電時に還流ダイオードを介して蓄積する
コンデンサを設けるとともに、そのコンデンサの両端電
圧が所定電圧値を越えたときそのコンデンサに蓄積され
たエネルギーをコイルの電源に回生する回生回路を設け
構成にしたので、当該装置における駆動回路の損失が低
減され、効率が向上するなどの効果がある。

【０２３４】請求項３１の発明によれば、倍電圧整流回
路で構成された駆動電源の直流出力間にスイッチング素
子を２個直列接続するとともに、還流ダイオードを各ス
イッチング素子と並列接続し、また、一対のコイルのそ
れぞれに互いに極性の異なる逆阻止ダイオードを直列接
続して二つの直列回路を構成するとともに、その二つの
直列回路の一端を駆動電源の中間電圧点に接続し、他端
を上記２個のスイッチングの中間点に接続した構成にし
たので、単相交流電源を駆動電源とする中小容量電動機
の駆動回路に多用される駆動回路と同様の回路構成にて
当該装置の駆動回路を構成できるなどの効果がある。

【０２３５】請求項３２の発明によれば、空隙長検出器
を電機子と同一軸上に配置された基台の突出軸部に設置
し、その突出軸部と回転子間の空隙長を検出するように
構成したので、電機子のコイルのスペースが有効に利用
できるようになり、また、空隙長検出器に対してそのコ
イルの主磁束が影響しなくなる結果、当該装置の脱調を
防止できるなどの効果がある。

【０２３６】請求項３３の発明によれば、任意の回転角
の対角線方向に位置するコイルに回転子の駆動に影響の
与えない微弱な交流電圧を印加して、そのコイルの両隣
にあるコイルに電圧を誘起し、その電圧差によって静止
位置を検出するように構成したので、特別な位置検出器
を設けることなく、回転子の静止位置を正確に検出でき
るようになるなどの効果がある。

【０２３７】請求項３４の発明によれば、コイルに係る
電圧・電流の位相差と回転子の公転速度との関係を予め
設定され、速度検出回路により検出された回転子の公転
速度に応じた位相差だけ波形整形回路の出力を進ませる
位相制御回路を設けた構成にしたので、当該装置の効率
が向上するなどの効果がある。

【０２３８】請求項３５の発明によれば、速度検出回路
により検出された回転子の公転速度がその回転子の速度
指令に一致するように一対のコイルに印加する電圧の値
を制御する制御電源を設けるとともに、コイルに係る電
圧・電流の位相差と総合電流値との関係を予め設定さ
れ、その総合電流値に応じた位相差だけ波形整形回路の
出力を進ませる位相制御回路を設けた構成にしたので、
当該装置の効率が向上するなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による可変空隙型駆動装置
を示す断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】各コイル２７ａ〜２７ｆに流す電流の変化を示
す波形図である。

【図４】この発明の実施例２による可変空隙型駆動装置
を示す断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】この発明の実施例３による可変空隙型駆動装置
を示す断面図である。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図である。

【図８】この発明の実施例４による可変空隙型駆動装置
を示す断面図である。

【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１０】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図１１】この発明の実施例６による可変空隙型駆動装
置の磁気回路のみの構成を示す斜視図である。

【図１２】この発明の実施例７による可変空隙型駆動装
置を示す断面図である。

【図１３】この発明の実施例８による可変空隙型駆動装
置の磁気回路のみの構成を示す断面図である。

【図１４】図１３のＥｄ−Ｅｄ線断面図またはＥｅ−Ｅ
ｅ線断面図である。

【図１５】電機子及びコイルの一部破断斜視図である。

【図１６】この発明の実施例９による可変空隙型駆動装
置の磁気回路のみの構成を示す斜視図である。

【図１７】この発明の実施例１０による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図１８】この発明の実施例１０による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図１９】曲げ加工板ばねを示す斜視図である。

【図２０】この発明の実施例１１による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２１】この発明の実施例１２による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２２】この発明の実施例１２による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２３】この発明の実施例１３による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２４】この発明の実施例１３による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２５】この発明の実施例１４による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２６】図２５のＡ−Ａ線断面図である。

【図２７】この発明の実施例１５による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図２８】図２７のＣ−Ｃ線断面図である。

【図２９】この発明の実施例１６による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図３０】図２９のＧ−Ｇ線断面図である。

【図３１】この発明の実施例１７による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図３２】図３１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３３】この発明の実施例１８による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図３４】おねじとめねじの噛み合い状態を示す状態図
である。

【図３５】おねじとめねじの噛み合い状態を示す状態図
である。

【図３６】この発明の実施例１９による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図３７】図３６の半截正面図である。

【図３８】この発明の実施例２０による可変空隙型駆動
装置を示す断面図である。

【図３９】この発明の実施例２１による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４０】図３９の駆動制御回路の具体的構成を示す構
成図である。

【図４１】この発明の実施例２２による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４２】図４１の駆動制御回路の具体的構成を示す構
成図である。

【図４３】この発明の実施例２３による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４４】空隙長検出器の出力信号を示す波形図であ
る。

【図４５】この発明の実施例２４による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４６】この発明の実施例２５による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４７】この発明の実施例２６による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４８】この発明の実施例２７による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図４９】この発明の実施例２８による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図５０】可変空隙型駆動装置の１個の対をなすコイル
の駆動回路を示す構成図である。

【図５１】この発明の実施例３０による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図５２】この発明の実施例３１による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図５３】コイルが発生する磁束の波形を示す波形図で
ある。

【図５４】はこの発明の実施例３２による可変空隙型駆
動装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図５５】この発明の実施例３３による可変空隙型駆動
装置の駆動制御回路を示す構成図である。

【図５６】従来の可変空隙型駆動装置を示す断面図であ
る。

【図５７】図５６のＦ−Ｆ線断面図またはＧ−Ｇ線断面
図である。

【符号の説明】

２、４０電機子２ａ〜２ｆ内向き突部（磁極）５、５Ｃ、５Ｄ回転子５Ａ第１の回転子５Ｂ第２の回転子５ａ〜５ｆ磁極５ｗねじ２１基台２１ａ突出軸部２２、３０、３１平行棒ばね（弾性支持手段）２３、３２、５１クランク（偏心支持手段）２３ａ偏心軸２３ｂ、３２ｂ回転軸２３ｆねじ２７ａ〜２７ｆコイル３２ｃ、５１ｃ第１の偏心軸３２ｄ、５１ｄ第２の偏心軸４１ａ〜４１ｄ電機子対４２ａ〜４２ｄ曲げ加工板ばね４３ダイヤフラム状の板ばね４４ゴムプッシュ（弾性体）４６ゴム（弾性体）４８第１の歯車５０、５２、５３第２の歯車５８ネジスライダ（直動機構）５９偏心環６０内歯８０指令パルス発生器（指令信号発生器）９０波形発生器１０１〜１０６制御電源１１０速度指令信号発生器１２０周期波形発生器１３１ａ〜１３１ｃ空隙長検出器１３４波形整形回路１３５、１３７スイッチング素子１３８、１３９還流ダイオード１４６、１４８、１５５、１５６半波整流回路（指令
値抽出回路）１４９、１５０、１５７、１５８ＰＷＭ回路（電圧出
力回路）１４２駆動電源（制御電源）１６０ＤＣ／ＤＣコンバータ（制御電源）１５９、１６１、２８４誤差アンプ（制御電源）１６２電流検出器１６３コンデンサ１６４回生回路１６７倍電圧整流回路１６９ａ、１６９ｂ逆阻止ダイオード１７０ａ、１７０ｂ還流ダイオード２８１速度検出回路２８２位相設定回路（位相制御回路）２８３、２８５位相シフト回路（位相制御回路）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電機子から発生される電磁吸引力よって
公転する回転子と、一端が基台に支持され、上記回転子
の自転を拘束するようにその回転子を支持する弾性支持
手段と、回転軸が上記基台に回動自在に支持されるとと
もに、偏心軸の外側が上記回転子の内側に支持され、そ
の回転子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持
手段とを備えた可変空隙型駆動装置。
【請求項２】上記回転子は上記電機子の内側に配置さ
れ、上記電機子の内周面部に磁界を発生させるコイルを
配置したことを特徴とする請求項１記載の可変空隙型駆
動装置。
【請求項３】上記回転子は上記電機子の外側に配置さ
れ、上記電機子の外周面部に磁界を発生させるコイルを
配置したことを特徴とする請求項１記載の可変空隙型駆
動装置。
【請求項４】上記弾性支持手段は、上記電機子から発
生される電磁吸引力と反対方向に弾発力が作用するよう
に上記回転子を支持することを特徴とする請求項１記載
の可変空隙型駆動装置。
【請求項５】電機子の内側に配置され、その電機子か
ら発生される電磁吸引力よって公転する第１の回転子
と、上記電機子の外側に配置され、上記第１の回転子に
対して半周期位相がずれた状態でその電機子から発生さ
れる電磁吸引力よって公転する第２の回転子と、一端が
基台に支持され、上記第１及び第２の回転子の自転を拘
束するようにその第１及び第２の回転子を支持する弾性
支持手段と、回転軸が上記基台に回動自在に支持される
とともに、互いに位相が半周期ずれた第１の偏心軸及び
第２の偏心軸の外側がそれぞれ上記第１及び第２の回転
子の内側に支持され、その第１及び第２の回転子の公転
に伴って当該回転軸が回動する偏心支持手段とを備えた
可変空隙型駆動装置。
【請求項６】上記電機子の各磁極に対応するように上
記回転子の円周方向に分割して磁極を持たせ、上記電機
子から上記回転子に対して発生する電磁吸引力が作用す
る部分に対して対角線方向にある部分に電磁反発力が発
生するように、上記電機子に配置したコイルに電流を流
すことを特徴とする請求項２または請求項３記載の可変
空隙型駆動装置。
【請求項７】複数の方向に交番する磁界を発生する電
機子と、上記電機子の内側に配置され、その電機子から
発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力よって
公転する回転子と、一端が基台に支持され、上記回転子
の自転を拘束するようにその回転子を支持する弾性支持
手段と、回転軸が上記基台に回動自在に支持されるとと
もに、偏心軸の外側が上記回転子の内側に支持され、そ
の回転子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持
手段とを備えた可変空隙型駆動装置。
【請求項８】複数の方向に交番する磁界を発生する電
機子と、上記電機子の外側に配置され、その電機子から
発生される磁界による電磁吸引力及び電磁反発力よって
公転する回転子と、一端が基台に支持され、上記回転子
の自転を拘束するようにその回転子を支持する弾性支持
手段と、回転軸が上記基台に回動自在に支持されるとと
もに、偏心軸の外側が上記回転子の内側に支持され、そ
の回転子の公転に伴って当該回転軸が回動する偏心支持
手段とを備えた可変空隙型駆動装置。
【請求項９】上記電機子が構成する磁気回路の内側に
コイルを配置したことを特徴とする請求項７または請求
項８記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１０】軸方向に対して異なる磁極を有する回
転子と、上記回転子を介して互いに対向配置され、その
回転子に対して互いに逆方向の磁界を発生することによ
り電磁吸引力を発生する複数の電機子対と、一端が基台
に支持され、上記回転子の自転を拘束するようにその回
転子を支持する弾性支持手段と、回転軸が上記基台に回
動自在に支持されるとともに、偏心軸の外側が上記回転
子の内側に支持され、その回転子の公転に伴って当該回
転軸が回動する偏心支持手段とを備えた可変空隙型駆動
装置。
【請求項１１】上記弾性支持手段を複数の平行棒ばね
を用いて構成したことを特徴とする請求項１から請求項
１０のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１２】上記弾性支持手段を上記回転子の公転
軸に直行する平面内の移動のみ許容する曲げ加工板ばね
を用いて構成したことを特徴とする請求項１から請求項
１０のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１３】上記弾性支持手段をダイヤフラム状の
板ばねを用いて構成し、上記回転子がみそすり運転する
ようにその回転子を支持することを特徴とする請求項１
から請求項１０のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆
動装置。
【請求項１４】上記弾性支持手段を複数の円筒状の弾
性体を用いて構成したことを特徴とする請求項１から請
求項１０のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装
置。
【請求項１５】上記弾性支持手段を円環状の弾性体を
用いて構成したことを特徴とする請求項１から請求項１
０のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１６】上記基台に回動自在に支持された第１
の歯車と、上記回転子に連結され、その回転子の公転に
伴って上記第１の歯車の内側を公転することにより、そ
の第１の歯車を回動させる第２の歯車とを備え、上記偏
心支持手段の偏心軸は上記第２の歯車を介して上記回転
子に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項１
５のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１７】上記偏心支持手段は位相の異なる複数
の偏心軸を有するとともに、上記第２の歯車をその複数
の偏心軸のそれぞれに独立して設けたことを特徴とする
請求項１６記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１８】上記第２の歯車の軸方向の移動を拘束
して半径方向の移動を許容する弾性支持手段を設けるこ
とにより、上記偏心支持手段を削除したことを特徴とす
る請求項１６記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項１９】上記偏心支持手段の中心部にねじを設
けるとともに、上記偏心支持手段のねじと噛合して直動
運動する直動機構をその偏心支持手段と同一軸上に設け
たことを特徴とする請求項１６記載の可変空隙型駆動装
置。
【請求項２０】上記回転子の内周面にねじを設けると
ともに、上記回転子のねじと噛合して直動運動する直動
機構をその回転子の公転軸と同一軸上に設けたことを特
徴とする請求項１から請求項１５のうちいずれか１項記
載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２１】電機子から発生される電磁吸引力よっ
て公転する回転子と、一端が基台に支持され、上記回転
子の自転を拘束するようにその回転子を支持する弾性支
持手段とを備えた可変空隙型駆動装置において、上記回
転子の中心部に偏心環を設けるとともに、上記回転子の
公転に伴ってその回転子の円周面に施された内歯と噛合
することにより回動する歯車を設けたことを特徴とする
可変空隙型駆動装置。
【請求項２２】上記基台に回動自在に支持され、外周
面に外歯あるいは内歯を有する第１の歯車と、上記回転
子に連結され、中心部からずれた位置に内歯あるいは外
歯を有するとともに、その中心部からずれた位置を中心
にその回転子の公転に伴って公転することにより、その
内歯あるいは外歯が上記第１の歯車の外歯あるいは内歯
と噛合してその第１の歯車を回動させる第２の歯車とを
備えたことを特徴とする請求項１から請求項１５のうち
いずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２３】上記回転子の回転角を所定の回転角に
設定すべく、その回転角に見合った指令信号を発生する
指令信号発生器と、上記指令信号発生器により発生され
た指令信号に基づいて上記電機子における各コイルに対
して印加すべき電圧または電流の値を示す波形信号を発
生する波形発生器と、上記波形発生器により発生された
波形信号に応じた電圧または電流を上記各コイルに与え
る制御電源とを備えたことを特徴とする請求項１から請
求項２２のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装
置。
【請求項２４】上記回転子の公転速度を所定の公転速
度に設定すべく、その公転速度に見合った速度指令信号
を発生する速度指令信号発生器と、上記速度指令信号発
生器により発生された速度指令信号に基づいて上記電機
子における各コイルに対して印加すべき電圧または電流
の値を示す波形信号を発生する波形発生器と、上記波形
発生器により発生された波形信号に応じた電圧または電
流を上記各コイルに与える制御電源とを備えたことを特
徴とする請求項１から請求項２２のうちいずれか１項記
載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２５】上記電機子における各コイルのうち対
角線方向にある一対のコイル間に配置され、上記電機子
と上記回転子間の空隙長を検出する空隙長検出器と、上
記空隙長検出器の検出信号を矩形波に整形する波形整形
回路と、上記波形整形回路により整形された矩形波が所
定値よりハイレベルにあるとき、上記一対のコイルの一
方に電圧を印加し、その矩形波が所定値よりローレベル
にあるとき、上記一対のコイルの他方に電圧を印加する
スイッチング素子とを備えたことを特徴とする請求項１
から請求項２２のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆
動装置。
【請求項２６】上記電機子における各コイルのうち対
角線方向にある一対のコイル間に配置され、上記電機子
と上記回転子間の空隙長を検出する空隙長検出器と、上
記空隙長検出器の検出信号に対して上記一対のコイルに
流す電流の振幅値を指令する電流振幅指令値を乗算した
後、その乗算結果から上記一対のコイルの各々に対する
電流指令値を抽出する指令値抽出回路と、上記一対のコ
イルにそれぞれ流れる電流値を検出する電流検出器と、
上記電流検出器により検出された電流値が上記指令値抽
出回路により抽出された電流指令値に一致するように、
その電流値とその電流指令値の偏差に基づいて上記一対
のコイルに電圧をそれぞれ印加する電圧出力回路とを備
えたことを特徴とする請求項１から請求項２２のうちい
ずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２７】上記電機子における各コイルのうち対
角線方向にある一対のコイル間に配置され、上記電機子
と上記回転子間の空隙長を検出する空隙長検出器と、上
記空隙長検出器の検出信号に対して上記一対のコイルに
印加する電圧の振幅値を指令する電圧振幅指令値を乗算
した後、その乗算結果から上記一対のコイルの各々に対
する電圧指令値を抽出する指令値抽出回路と、上記指令
値抽出回路により抽出された電圧指令値に基づいて上記
一対のコイルに電圧をそれぞれ印加する電圧出力回路と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項２２のう
ちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２８】上記一対のコイルに印加する電圧の値
を上記電圧振幅指令値に一致させる制御電源を設けたこ
とを特徴とする請求項２５記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項２９】上記電機子の各コイルに流れる総合電
流値を検出する電流検出器と、上記電流検出器により検
出された総合電流値が上記電流振幅指令値に一致するよ
うに、その総合電流値とその電流振幅指令値の偏差に基
づいて上記一対のコイルに印加する電圧を制御する制御
電源とを備えたことを特徴とする請求項２５記載の可変
空隙型駆動装置。
【請求項３０】上記電機子のコイルが通電されること
によってそのコイルに蓄積されたエネルギーを非通電時
に還流ダイオードを介して蓄積するコンデンサと、上記
コンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときそのコ
ンデンサに蓄積されたエネルギーを上記コイルの電源に
回生する回生回路とを備えたことを特徴とする請求項２
５から請求項２９のうちいずれか１項記載の可変空隙型
駆動装置。
【請求項３１】倍電圧整流回路で構成された駆動電源
の直流出力間に上記スイッチング素子を２個直列接続す
るとともに、還流ダイオードを各スイッチング素子と並
列接続し、また、上記一対のコイルのそれぞれに互いに
極性の異なる逆阻止ダイオードを直列接続して二つの直
列回路を構成するとともに、その二つの直列回路の一端
を上記駆動電源の中間電圧点に接続し、他端を上記２個
のスイッチングの中間点に接続したことを特徴とする請
求項２５記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項３２】上記空隙長検出器を上記電機子と同一
軸上に配置された上記基台の突出軸部に設置し、上記突
出軸部と上記回転子間の空隙長を検出することを特徴と
する請求項２５から請求項３１のうちいずれか１項記載
の可変空隙型駆動装置。
【請求項３３】少なくとも一つ以上のコイルに電圧を
印加することにより上記回転子を任意の回転角に静止さ
せ、その静止位置を検出する場合、その任意の回転角の
対角線方向に位置するコイルに上記回転子の駆動に影響
の与えない微弱な交流電圧を印加して、そのコイルの両
隣にあるコイルに電圧を誘起し、その電圧差によって静
止位置を検出することを特徴とする請求項１から請求項
２２のうちいずれか１項記載の可変空隙型駆動装置。
【請求項３４】上記回転子の公転速度を検出する速度
検出回路と、上記コイルに係る電圧・電流の位相差と上
記回転子の公転速度との関係を予め設定され、上記速度
検出回路により検出された公転速度に応じた位相差だけ
上記波形整形回路の出力を進ませる位相制御回路とを備
えたことを特徴とする請求項２５記載の可変空隙型駆動
装置。
【請求項３５】上記回転子の公転速度を検出する速度
検出回路と、上記速度検出回路により検出された公転速
度が上記回転子の速度指令に一致するように上記一対の
コイルに印加する電圧の値を制御する制御電源と、上記
電機子の各コイルに流れる総合電流値を検出する電流検
出器と、上記コイルに係る電圧・電流の位相差と総合電
流値との関係を予め設定され、その総合電流値に応じた
位相差だけ上記波形整形回路の出力を進ませる位相制御
回路とを備えたことを特徴とする請求項２５記載の可変
空隙型駆動装置。