WO2010073668A1 - モータ装置、装置及び回転子の駆動方法 - Google Patents

モータ装置、装置及び回転子の駆動方法 Download PDF

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蛯原明光
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Nikon Corp
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    • H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves

Definitions

  • the present invention relates to a motor device, a device, and a method for driving a rotor.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-333925 for which it applied on December 26, 2008, and uses the content here.
  • a motor device is used as an actuator for driving a turning machine.
  • a motor device capable of generating a high torque, such as an electric motor or an ultrasonic motor, is widely known.
  • motor devices that drive more precise parts such as the joint parts of humanoid robots (devices) have been demanded.
  • Even in existing motors such as electric motors and ultrasonic motors, miniaturization, torque controllability, etc.
  • An object of the aspect of the present invention is to provide a motor device that can generate a high torque, can easily control torque, and is suitable for downsizing.
  • a motor device includes a rotor (SF), a transmission member (BT) hung on at least a part of an outer periphery of the rotor, and the transmission member connected to the transmission member.
  • a transmission unit (AC) that moves a member, and a transmission operation between the rotor and the transmission member in a rotational force transmission state and a transmission operation that moves the transmission member by a certain distance and the transmission in a state in which the rotational force transmission state is eliminated
  • CONT that causes the moving unit to perform a return operation to return the member to a predetermined position.
  • the motor device (MT2) includes a rotor (SF), a transmission member (BT) hung on the rotor, and a transmission of a vibration wave in one direction of the transmission member.
  • a control unit (CONT) is provided that rotates the rotor in a direction opposite to the one direction by causing the member to move in a wave-like manner.
  • An apparatus includes an arm unit (ARM) and the motor device (MTR, MT2) described in the present embodiment for driving the arm unit.
  • ARM arm unit
  • MTR motor device
  • the graph which shows the characteristic of a motor apparatus The figure which shows operation
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a motor device MTR according to the present embodiment.
  • the motor device MTR includes a rotor SF, a transmission member BT, a moving part AC, a support member BS, and a control part CONT.
  • the motor device MTR is in a state where the rotor SF and the moving part AC are supported by the support member BS, and a transmission member BT connected to the moving part AC is hung on the rotor SF.
  • the control unit CONT is electrically connected to the moving unit AC and can supply a control signal to the moving unit AC.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the rotor SF.
  • the rotor SF is formed in a columnar shape, and includes a shaft portion 11 and a diameter-expanded portion 12.
  • the shaft portion 11 is rotatably supported by a bearing portion 41 (see FIG. 1) of the support member BS via, for example, a bearing mechanism (not shown).
  • the enlarged diameter portion 12 is a portion formed with a larger diameter than the shaft portion 11. That is, the enlarged diameter portion 12 has a larger diameter than the shaft portion 11.
  • the shaft portion 11 and the enlarged diameter portion 12 are formed so as to have a common rotating shaft.
  • the surface of the enlarged diameter portion 12 is an outer periphery (outer surface, outer peripheral surface) on which the transmission member BT is hung.
  • the rotor SF is made of a conductive material such as aluminum. Alternatively or additionally, the rotor can be constructed using materials other than aluminum.
  • the rotor SF has a detector (not shown) that can detect the outer peripheral speed of the enlarged diameter portion 12.
  • the diameter of the enlarged diameter part 12 can be set to about 10 mm, for example.
  • the diameter of the expanded diameter portion 12 can be about 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, or 30 mm or more.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the transmission member BT.
  • the transmission member BT is formed in a band shape and is wound around the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF.
  • the illustration of the rotor SF is omitted.
  • the transmission member BT is made of a conductive material such as steel. Alternatively or additionally, the transmission member BT can be constructed using materials other than steel.
  • the transmission member BT is in a state where it is wound around the enlarged diameter portion 12 by, for example, one rotation. That is, the substantial number of turns of the transmission member BT with respect to the enlarged diameter portion 12 is about 1.0.
  • the substantial number of turns of the transmission member BT relative to the enlarged diameter portion 12 is, for example, about 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.2, 1.4, 1 .6, 1.8, or 2.0 or higher.
  • the intersecting portion 21 of the transmission member BT has a cross belt structure. Specifically, at the intersecting portion 21, the first end 22A of the transmission member BT is divided into two and the width of the second end 22B of the transmission member BT is narrow. For this reason, the transmission member BT intersects with the second end 22B disposed between the two ends of the first end 22A. The first end 22A and the second end 22B of the transmission member BT are respectively connected to the moving part AC.
  • a plurality of, for example, three such transmission members BT are provided along the axial direction of the rotor SF.
  • the three transmission members BT have the same width (dimension in the rotation axis direction).
  • the intersecting portions 21 of the three transmission members BT are arranged at positions shifted at equal angles in the circumferential direction of the rotor SF, specifically at positions shifted by 120 °.
  • the friction coefficients between the three transmission members BT and the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF are each formed to be, for example, 0.3.
  • the number of transmission members BT can be, for example, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10 or more for one rotor SF.
  • the friction coefficient between the transmission member BT and the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF is about 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5. , 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9 or higher.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the moving unit AC.
  • FIG. 4 shows a configuration in which the moving part AC is connected to the transmission member BT. At least a part of the moving part AC is provided at the intersection part 21 of the transmission member BT or in the vicinity thereof.
  • the moving part AC includes a holding member 31, an electrostrictive element 32, a connection part 33, and a spring mechanism 34.
  • the holding member 31 is formed substantially along the tangential direction of the circumference of the rotor SF at the intersecting portion 21.
  • the holding member 31 has a longitudinal direction in the tangential direction. In other words, the holding member 31 has a long axis in the tangential direction.
  • the holding member 31 has recesses 31a at both ends in the longitudinal direction. Openings 31b are provided at the bottoms of the recesses 31a. As shown in FIG. 1, each holding member 31 is fixed to the support member BS.
  • the electrostrictive element 32 is provided in each recess 31 a of the holding member 31. For this reason, a pair of electrostrictive elements 32 are provided so as to sandwich the intersecting portion 21 as a reference position.
  • Each of the pair of electrostrictive elements 32 (the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B) has a hollow cylindrical shape (cylindrical shape).
  • the pair of electrostrictive elements 32 (the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B) can be deformed in directions opposite to each other with respect to the intersecting portion 21 which is the reference position (outward with respect to the intersecting portion 21) To be extensible).
  • first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B for example, a piezoelectric element or the like is used. Alternatively or additionally, an element other than the piezoelectric element can be used as the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B.
  • the connecting portion 33 is a portion that connects the first end portion 22A of the transmission member BT and the first electrostrictive element 32A, and connects the second end portion 22B and the second electrostrictive element 32B.
  • the connection part 33 has a flange member 33a and a rod member 33b.
  • the flange member 33a is provided so as to be in contact with the end face of the first electrostrictive element 32A and the end face of the second electrostrictive element 32B, respectively.
  • the rod member 33b is provided integrally with the flange member 33a.
  • the rod member 33b passes through the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B, and is provided so as to pass through the opening 31b of the recess 31a.
  • the tip of the rod member 33b is connected to the first end 22A and the second end 22B of the transmission member BT, respectively.
  • the spring mechanism 34 is configured to press the flange member 33 a toward the intersecting portion 21.
  • the spring mechanism 34 is configured by, for example, a plate spring member 34a.
  • one end of the leaf spring member 34 a is connected to the outer surface of the flange member 33 a via a nut or the like, folded back so as to bypass the flange member 33 a, and the other end is fixed to the end surface of the holding member 31.
  • the other end side of the leaf spring member 34 a is bent so as to come into contact with the end surface of the holding member 31.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the control unit CONT.
  • the control unit CONT includes a position command unit 51, a calculation unit 52, a controller 53, and an amplifier 54.
  • the motor device MTR can detect the output value of the moving unit AC by an encoder. Based on the detected value of the encoder, the control unit CONT converts the deformation amount and deformation speed error of the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B into a thrust and sets it as a command value for the moving unit AC.
  • FIGS. 6 and 7 show the configuration of the transmission member BT in a state where it is not hung on the rotor SF.
  • the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B perform the same operation (however, the moving direction of the transmission member BT is reversed).
  • One electrostrictive element 32A will be described as a representative.
  • the flange member 33a is pressed toward the intersecting portion 21 by the spring mechanism 34.
  • the first electrostrictive element 32A is deformed so as to expand.
  • the first electrostrictive element 32 ⁇ / b> A extends outward with respect to the intersecting portion 21 with the abutting end with the holding member 31 as a fixed end.
  • the force due to the deformation acts on the direction away from the intersecting portion 21 (hereinafter referred to as “outside”). This force presses the flange member 33a outward.
  • the first electrostrictive element 32A is deformed so as to contract, and the deformation is pushed to the flange member 33a.
  • the pressure drops.
  • the flange member 33a moves in a direction approaching the reference position (hereinafter referred to as “inside”), and the rod member 33b pushes the end of the transmission member BT inward. .
  • the end of the transmission member BT moves inward.
  • Equation (2) is an equation representing effective tension using T1.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the effective winding angle ⁇ and the value of the coefficient portion when the friction coefficient ⁇ is changed.
  • the horizontal axis of the graph indicates the effective winding angle ⁇
  • the vertical axis of the graph indicates the value of the coefficient portion.
  • the value of the coefficient portion is 0.8 or more when the effective winding angle ⁇ is 300 ° or more. From this, when the friction coefficient ⁇ is 0.3, by setting the effective winding angle ⁇ to 300 ° or more, the force of 80% or more of the tension T1 by the first electrostrictive element 32A causes the torque of the rotor SF. It can be seen that it contributes to In addition to the winding angle, it is estimated from the graph of FIG. 8 that, for example, the value of the coefficient portion increases as the friction coefficient between the transmission member BT and the rotor SF increases.
  • the magnitude of the torque is uniquely determined by the tension T1 of the first electrostrictive element 32A, and is independent of, for example, the moving distance of the transmission member BT. Therefore, for example, the piezo element used for the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B can produce a force of several hundreds of newtons or more even if it is a small element of about several millimeters. Power can be granted.
  • the control unit CONT can drive the rotor SF by controlling the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B.
  • the control unit CONT can include at least a drive mode and a return mode.
  • the control unit CONT first deforms the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B so that the first end 22A and the second end 22B move outward (tension).
  • Generation operation tension generation mode
  • a tension T1 is generated on the first end 22A side of the transmission member BT
  • a tension T2 is generated on the second end 22B side of the transmission member BT. Accordingly, an effective tension (T1-T2) is generated in the transmission member BT.
  • the control unit CONT keeps the state where the effective tension is generated in the transmission member BT so that the first end 22A of the transmission member BT moves outward and the second end.
  • the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B are deformed so that the portion 22B moves inward (drive operation, drive mode).
  • the control unit CONT makes the moving distance of the first end 22A equal to the moving distance of the second end 22B.
  • the transmission member BT moves in a state where a frictional force is generated between the transmission member BT and the rotor SF, and the rotor SF rotates in the ⁇ direction in the drawing along with the movement.
  • the friction coefficient ⁇ between the transmission member BT and the rotor SF is 0.3, and the transmission member BT is wound around the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF by one rotation (360 °). . Therefore, referring to the graph of FIG. 8, a force of about 85% of the tension T1 of the first electrostrictive element 32A is transmitted to the rotor SF as a torque.
  • the controller CONT moves the first end 22A and the second end 22B by a predetermined distance, and then returns the first end 22A to the driving start position (predetermined position) as shown in FIG.
  • the first electrostrictive element 32A is deformed so that the second end 22B does not move.
  • the first end 22A moves inward, and the winding of the transmission member BT becomes loose. That is, the effective tension applied to the transmission member BT is released. In this state, no frictional force is generated between the transmission member BT and the rotor SF, and the rotor SF continues to rotate due to inertia.
  • the control unit CONT deforms the second electrostrictive element 32B so that the second end 22B returns to the driving start position (predetermined position) as shown in FIG. Let By this operation, the second end 22B of the transmission member BT returns to the drive start position (predetermined position) while the winding of the transmission member BT is loose, that is, the effective tension is not generated (return operation, Return mode).
  • the control unit CONT deforms the first electrostrictive element 32A and moves the first end 22A outward as shown in FIG. (Tension generation operation, tension generation mode).
  • tension generation operation tension generation mode
  • the tension T1 is generated on the first end 22A side
  • the tension T2 is generated on the second end 22B side almost simultaneously with the return of the second end 22B to the drive start position.
  • it will be in the state similar to the state (state of FIG. 9) which applied effective tension to transmission member BT at the time of a drive start.
  • the control unit CONT deforms the first electrostrictive element 32A so that the first end 22A of the transmission member BT moves outward, and the second end 22B is inward.
  • the second electrostrictive element 32B is deformed so as to move to (driving operation, driving mode).
  • the moving distance of the first end 22A and the moving distance of the second end 22B are made equal.
  • the transmission member BT moves in a state where a frictional force is generated between the transmission member BT and the rotor SF, and the rotor SF rotates in the ⁇ direction along with the movement.
  • control unit CONT releases the effective tension added to the transmission member BT again.
  • control unit CONT moves the first end 22A and the second end 22B of the transmission member BT so as to return to the start position (return operation, return mode).
  • the control unit CONT causes the moving unit AC to repeatedly perform the driving operation and the return operation, so that the rotor SF continues to rotate in the ⁇ direction.
  • the tension generation mode, the drive mode, and the return mode are repeated in order.
  • three combinations of the transmission member BT and the moving part AC are provided along the rotation axis direction of the rotor SF, and a three-phase structure is formed. Therefore, the three-phase transmission member BT and the moving part AC can be sequentially driven for each phase.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between tension and time when the three-phase transmission member BT and the moving part AC are alternately driven.
  • the horizontal axis of the graph indicates time, and the vertical axis of the graph indicates tension.
  • the broken line, the alternate long and short dash line, and the alternate long and two short dashes line in the graph indicate driving of each phase.
  • the solid line in the graph indicates the tension in the entire rotor SF.
  • Parts (b) to (d) of FIG. 14 show driving of each phase in part (a) of FIG.
  • the driving time for one phase is set to 0.01 seconds.
  • the vibration width of the tension is suppressed to be small, and stable driving can be performed.
  • the moving part AC performs the driving operation and the returning operation in a state where the transmission member BT is hung on at least a part of the rotor SF
  • Euler's friction belt theory is used.
  • the torque is uniquely determined by the one tension applied to the transmission member BT. Therefore, it is possible to add a high torque to the rotor SF without attaching a speed reducer or the like or even with a small moving part AC.
  • the small motor apparatus MTR which can generate a high torque can be obtained.
  • the rotor SF can be rotated with high efficiency.
  • the torque transmitted to the rotor SF can be controlled by controlling the magnitude of the tension T1 by the first electrostrictive element 32A, so that the torque control can be easily performed. it can.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the elastic deformation of the transmission member BT is used during the operation of the motor device MTR. Therefore, the configuration of the motor device MTR can be the same as that of the first embodiment except that the transmission member BT can be elastically deformed.
  • the spring constant of the transmission member BT is k.
  • the friction belt theory of Euler set the retaining force T C of the rotor SF, as shown by the following formula (3).
  • the holding force T C is the force required to reactivate AIBO rotor SF at rest.
  • the driving operation of the rotor SF will be mainly described with reference to FIGS.
  • the configuration of the motor device is schematically shown for easy understanding. Therefore, for example, the winding angle of the transmission member BT is described so as to be different from the actual configuration.
  • each position of the part 22B is defined as an origin position 0. Therefore, in a state where both the first end 22A and the second end 22B of the transmission member BT are disposed at the origin position 0, no frictional force is generated between the transmission member BT and the rotor SF.
  • the control unit CONT deforms the first electrostrictive element 32A so that the tension T1 on the first end 22A side of the transmission member BT becomes the target tension T1e .
  • the one end 22A is moved to the outside of ⁇ X 1 (in FIG. 16, the right side of the paper).
  • the control unit CONT deforms the second electrostrictive element 32B so that the second end 22B is set to the inner side of ⁇ X 2 (in FIG. 16, the tension T2 on the second end 22B side becomes the target tension T 2e .
  • torque is transmitted from the transmission member BT to the rotor SF.
  • the relationship of Expression (7) is established between ⁇ X1 and ⁇ X2.
  • the control unit CONT moves the first end 22A to the origin position 0 and the second end 22B from the origin position 0 (in FIG. 18, the left side of the page).
  • the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B are deformed at the same time so as to move to.
  • the transmission member BT becomes loosen only 2DerutaX 1, this result, a gap is generated between the transmission member BT and the rotor SF.
  • the rotor SF is in an inertial rotation state without receiving a frictional force by the transmission member BT.
  • the control unit CONT does not move the first end 22A, only the second end 22B is the origin position.
  • the second electrostrictive element 32B is deformed so as to return to zero.
  • both the first end 22A and the second end 22B return to the origin position 0.
  • the rotor SF is in an inertial rotation state without receiving frictional force by the transmission member BT.
  • the first end 22A and the second end 22B are moved to the origin position 0 in a state where the rotor SF is rotated without giving resistance to the rotor SF due to frictional force.
  • the control part CONT detects the outer peripheral speed v of the enlarged diameter part 12 by means of a detector provided in the rotor SF.
  • the control unit CONT determines the moving distance of the first end 22A and the second end 22B based on the detection result.
  • the initial position of the first end portion 22A X 1 the initial position of the second end portion 22B was set to X 2.
  • the same environment as the stationary state of the rotor SF is necessary.
  • the relative speed between the outer periphery of the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF and the transmission member BT needs to be zero.
  • the initial position of the first end 22A and the initial position of the second end 22B it is necessary to consider the moving distance per predetermined time of the outer periphery of the enlarged diameter portion 12.
  • the initial position of the first end 22A is set as X 1 + v ⁇ t
  • the initial position of the second end 22B is set as X 2 ⁇ v ⁇ t.
  • ⁇ t include a sampling time of the control unit CONT.
  • the control unit CONT deforms the first electrostrictive element 32A so that the tension T1 on the first end 22A side of the transmission member BT becomes the target tension T1e .
  • the one end 22A is moved to the outside of ⁇ X 1 (for example, on the right side of the paper surface in FIG. 20).
  • the control unit CONT deforms the second electrostrictive element 32B so that the second end 22B is set to the inner side of the second end 22B by ⁇ X 2 so that the tension T2 on the second end 22B side becomes the target tension T 2e (for example, FIG. 20).
  • ⁇ X 1 for example, on the right side of the paper surface in FIG. 20
  • the control unit CONT deforms the second electrostrictive element 32B so that the second end 22B is set to the inner side of the second end 22B by ⁇ X 2 so that the tension T2 on the second end 22B side becomes the target tension T 2e (for example, FIG. 20).
  • ⁇ X 1 for example, on the right side of the
  • the first end portion 22A is moved to the outside (for example, the right side of the page in FIG. 20) by X 1 + v ⁇ t + ⁇ X 1 with respect to the origin position 0.
  • the second end portion 22B is moved outward (for example, on the right side of the sheet in FIG. 20) by X 2 ⁇ v ⁇ t ⁇ X 1 with respect to the origin position.
  • the control unit CONT changes the first end 22A to the origin position 0 and the second end 22B to the inside of the origin position 0 (for example, the left side of the page in FIG. 18). While the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B are deformed at the same time and a gap is generated between the transmission member BT and the rotor SF, the second end without moving the first end 22A. The second electrostrictive element 32B is deformed so that only the portion 22B returns to the origin position 0. By this operation, both the first end 22A and the second end 22B return to the origin position 0. The return operation can be performed as the same operation regardless of the rotation speed of the rotor SF.
  • the rotor SF can be made by repeating the driving operation and the returning operation.
  • the driving operation and the returning operation are repeated as long as the value of X 1 + v ⁇ t + ⁇ X 1 does not exceed the maximum deformation amount of the first electrostrictive element 32A. Can continue to transmit torque.
  • FIG. 21 is a graph showing the amount of change in the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B when the drive operation and the return operation are repeated.
  • the horizontal axis of the graph indicates time, and the vertical axis of the graph indicates the amount of change.
  • the graph indicated by the solid line in the figure indicates the amount of change of the first electrostrictive element 32A, and the graph indicated by the broken line in the figure indicates the amount of change of the second electrostrictive element 32B. As shown in the figure, it can be seen that the amount of change of the first electrostrictive element 32A increases as the drive operation (1) and the return operation (2) are repeated.
  • the effective torque N e in the present embodiment includes a time t all required for performing one cycle of the drive operation and the return operation, a time t e from the start of transmission of the effective tension until the rotor SF enters an inertia state, and a target effective tension. It depends on T goal and the radius R of the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF. Specifically, it is represented by the following formula (8).
  • the effective deformation of the transmission member BT is made by using the elastic deformation of the transmission member BT and setting the relative speed between the outer periphery of the enlarged diameter portion 12 of the rotor SF and the transmission member BT to zero.
  • the rotor SF is dynamically rotated while accelerating or decelerating by repeatedly performing the driving operation transmitted to the rotor SF and the returning operation of simultaneously moving the first end 22A and the second end 22B inward. Can do. Further, even with a small moving part AC, the rotor SF can be rotated with high efficiency.
  • the motor device MT ⁇ b> 2 is configured to rotate the rotor SF by propagating a traveling wave to the transmission member BT wound around the rotor SF.
  • the transmission member BT is wound around the rotor SF in a state where no tension is applied. By not applying tension to the transmission member BT, traveling waves are easily propagated.
  • the transmission member BT has a first end 22A connected to, for example, a vibration device 61, and a second end 22B connected to, for example, a vibration suppressor 62.
  • the vibration device 61 and the vibration suppression device 62 are connected to the control unit CONT.
  • the control unit CONT controls the operations of the vibration exciting device 61 and the vibration suppressing device 62.
  • the control unit CONT drives the vibration device 61 to propagate a traveling wave (for example, 42.2 kHz) to the transmission member BT.
  • a traveling wave for example, 42.2 kHz
  • the surface of the transmission member BT performs an elliptical motion. Due to the elliptical motion, the rotor SF rotates in a direction opposite to the propagation direction of the traveling wave.
  • control unit CONT drives the vibration suppressor 62 to change the load resistance provided in the vibration suppressor 62 to obtain impedance matching and reduce the traveling wave reflection at the second end 22B.
  • standing waves propagating to the transmission member BT are suppressed.
  • the control unit CONT can reverse the rotation direction of the rotor SF by reversing the propagation direction of the traveling wave.
  • the rotor SF can be rotated by propagating the traveling wave to the transmission member BT, a small size can be used as long as the traveling wave can be propagated to the transmission member BT. Even if it is a thing, it becomes possible to add a high torque to the rotor SF. Further, according to the present embodiment, the rotor SF can be rotated with high efficiency.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration in which the motor device MTR is applied to, for example, a robot arm.
  • the motor device MTR is connected to a robot arm ARM (arm part) via a coupling CPL. Since the motor device MTR of the above embodiment is small and can output a high torque, the robot arm ARM can be driven with high accuracy.
  • the motor device MTR of the above embodiment can also be applied to a joint portion of a robot (device), a drive unit of a machine tool (device), and the like.
  • the rotor is solid.
  • the present invention is not limited to this.
  • the rotor SF may have a hollow configuration as shown in FIG. 24A, for example.
  • the rotor SF has a through portion 71 that penetrates in the direction of the rotation axis.
  • the penetrating portion 71 is provided with a cylindrical bearing 70.
  • the rotor SF is rotatable around the bearing 70.
  • wiring 72 and the like can be arranged inside the bearing 70.
  • the rotor SF as a wiring pipe.
  • the rotation transmission state has been described as a state in which the rotor SF and the transmission member BT do not slip due to frictional force, but the rotation transmission state is not limited thereto.
  • the state in which the rotor SF and the transmission member BT are engaged may be set as the rotation transmission state.
  • the rotor SF is provided with a convex portion 15
  • the transmission member BT is provided with a concave portion 25 so as to mesh with the convex portion 15.
  • the configuration may be such that the rotational force is transmitted by engaging the convex portion 15 of the rotor SF and the concave portion 25 of the transmission member BT.
  • the direction in which the convex portion 15 of the rotor SF is provided is not particularly limited, and may be a random direction, a rotation axis direction of the rotor SF, a circumferential direction of the rotor SF, or the like. Moreover, in this embodiment, it is good also as a structure which provides a recessed part in the rotor SF and provides a convex part in the transmission member BT.
  • the size of the convex portion (for example, convex portion 15) or the concave portion (for example, concave portion 25) is not particularly limited, but is small enough to allow the transmission member BT to be loosened by the moving portion AC.
  • the moving portion AC is small enough to cause a gap between the rotor SF and the transmission member BT.
  • the engagement in the present embodiment is, for example, that the convex portion 15 of the rotor SF and the concave portion 25 of the transmission member BT are engaged, and the convex portion 15 of the rotor SF and the concave portion 25 of the transmission member BT are fitted. Fitting, the convex portion 15 of the rotor SF and the concave portion 25 of the transmission member BT are joined together, and the convex portion 15 of the rotor SF and the concave portion 25 of the transmission member BT are completely connected. There is no need to engage.
  • the transmission member BT is wound around the rotor SF by 360 ° to form the closed belt structure in which the intersecting portion 21 is provided.
  • the present invention is not limited to this structure.
  • an open belt structure in which the transmission member BT is wound around the rotor SF at an angle of less than 360 ° may be employed. In this case, since the entire width of the transmission member BT can be used for torque transmission, torque can be transmitted efficiently.
  • a configuration in which a misregistration suppression unit is provided may be employed.
  • the configuration in which the surface of the rotor SF is flat has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the said embodiment demonstrated and demonstrated the structure with the flat surface of the transmission member BT as an example, it is not restricted to this, For example, as a structure by which the groove
  • An air flow path is formed between the transmission member BT and the rotor SF by at least one of the groove formed on the surface of the rotor SF and the groove formed on the surface of the transmission member BT. Therefore, the transmission member BT can be prevented from being fixed to the rotor SF, and the transmission member BT can be easily attached to and detached from the rotor SF. Further, by providing the groove as described above, dust caused by friction between the transmission member BT and the rotor SF generated during rotation can be put into the groove, and the frictional force between the transmission member BT and the rotor SF is obtained. And a stable rotation can be obtained.
  • the direction in which the groove is provided on the surface of the rotor SF is not particularly limited, and may be a random direction, a rotation axis direction of the rotor SF, a circumferential direction of the rotor SF, or the like.
  • the transmission member BT is formed in a strip shape.
  • the present invention is not limited to this, and the transmission member BT may be formed in a linear shape or a chain shape, for example.
  • the tension can be controlled by the displacement of the first electrostrictive element 32A and the second electrostrictive element 32B, the holding torque can be controlled even when the drive is stopped.
  • the moving unit AC that moves the transmission member BT is described as an example having a configuration including an electrostrictive element.
  • the present invention is not limited to this.
  • the moving unit is replaced with an electrostrictive element.
  • An electromagnet, a VCM (voice coil motor), or other actuators may be used.
  • the thrust can be increased.
  • an electromagnet is used, high thrust and long stroke drive are possible.
  • VCM is used, long stroke driving is possible, and torque control becomes easy.
  • the rotational force is transmitted from the transmission member to the rotor, and the rotor rotates.
  • the torque is uniquely determined by the tension applied to the transmission member according to Euler's friction belt theory. It can be rotated. Therefore, a high torque can be applied to the rotor even if the transmission member can generate tension, even if it is small.
  • the rotor since the rotor can be rotated by propagating the traveling wave to the transmission member, it is small if the traveling wave can be propagated to the transmission member. Even so, it is possible to add a high torque to the rotor.
  • the rotational force is transmitted from the transmission member to the rotor, and the rotor rotates.
  • the torque is uniquely determined by the tension applied to the transmission member according to Euler's friction belt theory. It can be rotated. Therefore, a high torque can be applied to the rotor even if the transmission member can generate tension, even if it is small.

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

　モータ装置は、回転子と、前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部材と、前記伝達部材に接続され、前記伝達部材を移動させる移動部と、前記回転子と前記伝達部材との間を回転力伝達状態として前記伝達部材を一定距離移動させる駆動動作及び前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部材を所定の位置に戻す復帰動作を前記移動部に行わせる制御部とを備える。

Description

モータ装置、装置及び回転子の駆動方法
　本発明は、モータ装置、装置及び回転子の駆動方法に関する。
　本願は、２００８年１２月２６日に出願された特願２００８－３３３９２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば旋回系機械を駆動させるアクチュエータとして、モータ装置が用いられている。このようなモータ装置として、例えば電動モータや超音波モータなど、高トルクを発生させることが可能なモータ装置が広く知られている。近年では、ヒューマノイドロボット（装置）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においても小型化、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。
特開平２－３１１２３７号公報
　しかしながら、電動モータや超音波モータにおいては、高トルクを発生させるためには減速機を取り付ける必要があるため、小型化には限界がある。また、超音波モータにおいては、トルクの制御が困難である。
　本発明の態様における目的は、高トルクを発生させることができ、トルク制御が容易であり、小型化に適したモータ装置を提供することにある。
　本発明の一態様に係るモータ装置（ＭＴＲ）は、回転子（ＳＦ）と、前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部材（ＢＴ）と、前記伝達部材に接続され、前記伝達部材を移動させる移動部（ＡＣ）と、前記回転子と前記伝達部材との間を回転力伝達状態として前記伝達部材を一定距離移動させる駆動動作及び前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部材を所定の位置に戻す復帰動作を前記移動部に行わせる制御部（ＣＯＮＴ）とを備えることを特徴とする。
　本発明の別の態様に係るモータ装置（ＭＴ２）は、回転子（ＳＦ）と、前記回転子に掛けられた伝達部材（ＢＴ）と、前記伝達部材の一方向へ振動波を伝播させ前記伝達部材を波状運動させることで前記回転子を前記一方向とは反対の方向へ回転させる制御部（ＣＯＮＴ）とを備えることを特徴とする。
　本発明の別の態様に係る回転子（ＳＦ）の駆動方法は、回転子と当該回転子に掛けられた伝達部材（ＢＴ）との間を回転力伝達状態として前記伝達部材を一定距離移動させる駆動ステップと、前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部材を所定の位置に戻す復帰ステップとを含むことを特徴とする。
　本発明の別の態様に係る装置は、アーム部（ＡＲＭ）と、前記アーム部を駆動させる本実施の態様に記載のモータ装置（ＭＴＲ、ＭＴ２）とを備えることを特徴とする。
　本発明のいくつかの態様によれば、高トルクを発生させることができる小型化に適したモータ装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係るモータ装置の構成を示す斜視図。 モータ装置の一部の構成を示す図。 モータ装置の一部の構成を示す図。 モータ装置の一部の構成を示す図。 モータ装置の制御部の構成を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の特性を示すグラフ。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の特性を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係るモータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の動作を示す図。 モータ装置の特性を示すグラフ。 本発明の第３実施形態に係るモータ装置の構成を示す模式図。 本発明の第４実施形態に係るモータ装置の適用例を示す模式図。 本発明に係るモータ装置の他の構成を示す図。 本発明に係るモータ装置の他の構成を示す図。 本発明に係るモータ装置の他の構成を示す図。 本発明に係るモータ装置の他の構成を示す図。
　以下、図面に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
　［第１実施形態］
　本発明の第１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。
　同図に示すように、モータ装置ＭＴＲは、回転子ＳＦと、伝達部材ＢＴと、移動部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及び移動部ＡＣが支持部材ＢＳによって支持された状態になっており、移動部ＡＣに接続された伝達部材ＢＴが回転子ＳＦに掛けられた構成になっている。制御部ＣＯＮＴは移動部ＡＣに電気的に接続されており、当該移動部ＡＣに対して制御信号を供給可能になっている。
　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。すなわち、拡径部１２は、軸部１１に比べて大きい径を有する。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、伝達部材ＢＴが掛けられる外周（外面、外周面）となる。本実施形態において、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。代替的又は追加的に、回転子は、アルミニウム以外の材料を用いて構成できる。本実施形態において、回転子ＳＦは、拡径部１２の外周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。例えば、拡径部１２の直径は、約０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、又は３０ｍｍ以上にできる。
　図３は、伝達部材ＢＴの構成を示す図である。
　同図に示すように、伝達部材ＢＴは、帯状に形成されており、回転子ＳＦの拡径部１２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。本実施形態において、伝達部材ＢＴ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。代替的又は追加的に、伝達部材ＢＴは、スチール以外の材料を用いて構成できる。本実施形態において、伝達部材ＢＴ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。すなわち、拡径部１２に対する伝達部材ＢＴの実質的な巻き数が、約１．０である。他の実施形態において、拡径部１２に対する伝達部材ＢＴの実質的な巻き数は、例えば、約０．２、０．４、０．６、０．８、１．２、１．４、１．６、１．８、又は２．０以上にできる。本実施形態において、伝達部材ＢＴの交差部分２１は、クロスベルト構造になっている。具体的には、交差部分２１において、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａが二股に分かれていると共に伝達部材ＢＴの第２端部２２Ｂの幅が狭くなっている。このため、伝達部材ＢＴ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。伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂは、それぞれ移動部ＡＣに接続されている。
　このような伝達部材ＢＴは、図１に示すように、回転子ＳＦの軸方向に沿って複数、例えば３つ設けられている。３つの伝達部材ＢＴは、それぞれ幅（回転軸方向の寸法）が等しくなっている。３つの伝達部材ＢＴの各交差部分２１は、回転子ＳＦの円周方向に等角度でずれた位置、具体的には１２０°ずつずれた位置に配置されている。３つの伝達部材ＢＴと回転子ＳＦの拡径部１２との間の摩擦係数は、それぞれ例えば０．３となるように形成されている。他の実施形態において、１つの回転子ＳＦに対して、伝達部材ＢＴの数は、例えば、１、２、４、５、６、７、８、９、又は１０以上にできる。本実施形態又は他の実施形態において、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦの拡径部１２との間の摩擦係数は、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、又は０．９以上にできる。
　図４は、移動部ＡＣの構成を示す図である。図４では、移動部ＡＣが伝達部材ＢＴに接続された構成を示している。
　移動部ＡＣの少なくとも一部は、伝達部材ＢＴの交差部分２１又はその近傍にそれぞれ設けられている。移動部ＡＣは、保持部材３１と、電歪素子３２と、接続部３３と、バネ機構３４とを有している。
　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実質的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。換言すると、保持部材３１は、当該接線方向の長軸を有する。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、各保持部材３１は、それぞれ支持部材ＢＳに固定されている。
　電歪素子３２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３２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３２（第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂ）は、それぞれ中空の円柱形状（円筒形状）である。一対の電歪素子３２（第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂ）は、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可能に（交差部分２１に対して外方に伸長可能に）設けられている。第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂとしては、例えばピエゾ素子などが用いられる。代替的又は追加的に、第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂとして、ピエゾ素子以外の素子を使用できる。
　接続部３３は、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａと第１電歪素子３２Ａとを接続すると共に、第２端部２２Ｂと第２電歪素子３２Ｂ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３２Ａの端面及び第２電歪素子３２Ｂ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３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂ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、伝達部材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。このような構成とすることで、電歪素子３２により発生する力の方向と回転子ＳＦの外周の交差部分２１における接線方向とがほぼ一致するので、電歪素子３２から伝達部材ＢＴへの力の伝達効率が高い。
　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。
　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、位置指令部５１と、演算部５２と、コントローラ５３と、アンプ５４とを有している。上記モータ装置ＭＴＲは、移動部ＡＣの出力値をエンコーダによって検出できるようになっている。制御部ＣＯＮＴは、当該エンコーダの検出値に基づき、第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変形量、変形の速度誤差を推力に変換して移動部ＡＣに対する指令値とする。
　次に、上記のように構成されたモータ装置ＭＴＲの動作を説明する。
　まず、図６及び図７を参照して、移動部ＡＣの動作を簡単に説明する。伝達部材ＢＴ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に掛けていない状態の伝達部材ＢＴの構成を示している。移動部ＡＣの動作の説明においては、第１電歪素子３２Ａと第２電歪素子３２Ｂとで同一の動作を行う（ただし、伝達部材ＢＴの移動方向が逆方向になる）ため、ここでは第１電歪素子３２Ａを代表させて説明する。
　第１電歪素子３２Ａに電気信号を供給しない状態においては、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３２Ａ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３２Ａが膨張するように変形する。第１電歪素子３２Ａは、保持部材３１との当接端部を固定端として、交差部分２１に対して外方に伸長する。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３２Ａ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が伝達部材ＢＴの端部を外側へ引っ張る。この動作により、伝達部材ＢＴの端部が外側に移動する。
　一方、この状態から第１電歪素子３２Ａ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３２Ａ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が伝達部材ＢＴの端部を内側へ押し込む。この動作により、伝達部材ＢＴの端部が内側に移動する。
　次に、回転子ＳＦの駆動動作を図８～図１３で説明する。
　本実施形態に係るモータ装置ＭＴＲにおいて、回転子ＳＦを駆動させる原理を説明する。回転子ＳＦを駆動させる際には、回転子ＳＦに巻き掛けられた伝達部材ＢＴ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。
　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材ＢＴ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、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間で摩擦力が生じ、伝達部材ＢＴが回転子ＳＦに対して滑りを生じることの無い状態（回転力伝達状態）で回転子ＳＦと共に移動する。この移動により、回転子ＳＦにトルクが伝達される。ただし、式（１）において、μは伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間の見かけ上の摩擦係数であり、θは伝達部材ＢＴの有効巻き付き角である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　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３２Ａ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、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦係数μ及び伝達部材ＢＴ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。
　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、例えば伝達部材ＢＴ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。
　このように、トルクの大きさは第１電歪素子３２Ａの張力Ｔ１によって一意に決定されることになり、例えば伝達部材ＢＴ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とても大きな回転力を付与することができる。
　このような原理に基づいて、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂを制御して回転子ＳＦを回転駆動できる。制御部ＣＯＮＴは、少なくとも駆動モード及び復帰モードを含むことができる。制御部ＣＯＮＴは、図９に示すように、まず第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂがそれぞれ外側に移動するように第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂを変形させる（張力発生動作、張力発生モード）。この動作により、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ側には張力Ｔ１が発生し、伝達部材ＢＴの第２端部２２Ｂ側には張力Ｔ２が発生する。したがって、伝達部材ＢＴに有効張力（Ｔ１－Ｔ２）が発生する。
　制御部ＣＯＮＴは、伝達部材ＢＴに有効張力を発生させた状態を保持しつつ、図１０に示すように、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａが外側に移動するように、かつ、第２端部２２Ｂが内側に移動するように第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂを変形させる（駆動動作、駆動モード）。この動作において、制御部ＣＯＮＴは、第１端部２２Ａの移動距離と第２端部２２Ｂの移動距離とを等しくさせる。この動作により、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生した状態で伝達部材ＢＴが移動し、当該移動と共に回転子ＳＦが図中θ方向に回転する。
　本実施形態では、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間の摩擦係数μが０．３であり、伝達部材ＢＴが回転子ＳＦの拡径部１２に１回転（３６０°）巻き掛けられている。したがって、図８のグラフを参照すると、第１電歪素子３２Ａの張力Ｔ１の８５％程度の力がトルクとして回転子ＳＦに伝達されることになる。
　制御部ＣＯＮＴは、第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂを所定距離だけ移動させた後、図１１に示すように、第１端部２２Ａが駆動の開始位置（所定位置）へ戻るように、かつ、第２端部２２Ｂが移動しないように、第１電歪素子３２Ａだけを変形させる。この動作により、第１端部２２Ａが内側へ移動し、伝達部材ＢＴの巻き掛けが緩んだ状態になる。つまり、伝達部材ＢＴに付加されていた有効張力が解除された状態になる。この状態においては、伝達部材ＢＴ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。
　制御部ＣＯＮＴは、伝達部材ＢＴの巻き掛けを緩ませた後、図１２に示すように、第２端部２２Ｂが駆動の開始位置（所定位置）へ戻るように第２電歪素子３２Ｂを変形させる。この動作により、伝達部材ＢＴの巻き掛けが緩んだまま、すなわち、有効張力が発生しないまま、伝達部材ＢＴの第２端部２２Ｂが駆動の開始位置（所定位置）へ戻っていく（復帰動作、復帰モード）。
　第２端部２２Ｂが駆動開始位置に戻される直前になったら、制御部ＣＯＮＴは、図１３に示すように、第１電歪素子３２Ａを変形させて第１端部２２Ａを外側へ移動させる（張力発生動作、張力発生モード）。この動作により、第２端部２２Ｂが駆動開始位置に戻されるのとほぼ同時に、第１端部２２Ａ側に張力Ｔ１が発生し、第２端部２２Ｂ側に張力Ｔ２が発生する。これにより、駆動開始時に伝達部材ＢＴに有効張力を付加させた状態（図９の状態）と同様の状態となる。
　伝達部材ＢＴに有効張力が付加された後、制御部ＣＯＮＴは、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａが外側に移動するように第１電歪素子３２Ａを変形させ、第２端部２２Ｂが内側に移動するように第２電歪素子３２Ｂを変形させる（駆動動作、駆動モード）。このとき、第１端部２２Ａの移動距離と第２端部２２Ｂの移動距離とを等しくさせる。この動作により、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力が発生した状態で伝達部材ＢＴが移動し、当該移動と共に回転子ＳＦがθ方向に回転する。
　この後、制御部ＣＯＮＴは、伝達部材ＢＴに付加されていた有効張力を再度解除させる。制御部ＣＯＮＴは、有効張力を解除させた後、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂが開始位置に戻るように移動させる（復帰動作、復帰モード）。このように制御部ＣＯＮＴが上記駆動動作と復帰動作とを移動部ＡＣに繰り返し行わせることにより、回転子ＳＦがθ方向に回転し続けることになる。換言すると、張力発生モード、駆動モード、復帰モードが順に繰り返される。
　本実施形態では、伝達部材ＢＴ及び移動部ＡＣの組み合わせが回転子ＳＦの回転軸方向に沿って３組設けられており、三相構造となっている。したがって、当該三相の伝達部材ＢＴ及び移動部ＡＣを１相毎に順に駆動させることができる。
　図１４は、三相の伝達部材ＢＴ及び移動部ＡＣを交互に駆動させたときの張力と時間との関係を示すグラフである。グラフの横軸は時間を示しており、グラフの縦軸は張力を示している。図１４の（ａ）～（ｄ）部において、グラフの破線、一点鎖線、二点鎖線は各相の駆動を示している。グラフの実線は、回転子ＳＦ全体における張力を示している。図１４の（ｂ）～（ｄ）部は、図１４の（ａ）部における各相の駆動をそれぞれ示している。なお、ここでは、一相の駆動時間を０．０１秒としている。同図に示すように、三相で交互に駆動を行った場合、張力の振動幅が小さく抑えられることになり、安定した駆動を行うことが可能であることがわかる。
　このように、本実施形態によれば、伝達部材ＢＴが回転子ＳＦの少なくとも一部に掛けられた状態で移動部ＡＣに駆動動作及び復帰動作を行わせることとしたので、オイラーの摩擦ベルト理論により、伝達部材ＢＴに付加する一方の張力によってトルクが一意に決定されることになる。したがって、減速機等を取り付けなくても、また、小型の移動部ＡＣであっても高いトルクを回転子ＳＦに付加させることが可能となる。これにより、高トルクを発生させることができる小型のモータ装置ＭＴＲを得ることができる。また、小型の移動部ＡＣであっても高効率で回転子ＳＦを回転させることが可能となる。
　また、本実施形態によれば、第１電歪素子３２Ａによる張力Ｔ１の大きさを制御することによって回転子ＳＦに伝達されるトルクを制御することができるので、トルク制御を容易に行うことができる。
　［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。
　本実施形態では、モータ装置ＭＴＲの動作の際、伝達部材ＢＴの弾性変形を利用する点で、第１実施形態とは異なっている。したがって、モータ装置ＭＴＲの構成については、伝達部材ＢＴが弾性変形可能になっている点以外は、第１実施形態と同一の構成を用いることができる。
　本実施形態では、伝達部材ＢＴのばね定数をｋとする。ここで、オイラーの摩擦ベルト理論により、回転子ＳＦの保持力ＴＣを下記式（３）のように設定する。この保持力ＴＣとは、静止している回転子ＳＦを動き出させるために必要な力である。また、第１端部２２Ａ側の目標張力をＴ１ｅ、第２端部２２Ｂ側の目標張力をＴ２ｅ、目標有効張力をＴｇｏａｌとすると、以下の式（４）及び式（５）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　以下、図１５～図２０に基づいて、回転子ＳＦの駆動動作を中心に説明する。本実施形態では、説明をわかりやすくするため、モータ装置の構成を模式的に示している。したがって、例えば伝達部材ＢＴの巻き付け角など、実際の構成とは異なるように記載されている。
　以下の説明においては、伝達部材ＢＴに張力が付加されることなく当該伝達部材ＢＴが回転子ＳＦに１回転巻き掛けられた状態となるような伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂのそれぞれの位置を原点位置０とする。したがって、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂが共に原点位置０に配置されている状態においては、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に摩擦力は発生しない。
　＜駆動動作＞
　まず、制御部ＣＯＮＴは、図１５に示すように、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａが原点位置０からＸ１だけ外側に移動するように第１電歪素子３２Ａを変形させる。また、制御部ＣＯＮＴは、伝達部材ＢＴの第２端部２２Ｂが原点位置０からＸ２だけ外側に移動するように第２電歪素子３２Ｂを変形させる。この状態を駆動動作の初期状態とする。このとき、Ｘ１及びＸ２については、下記式（６）を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　この状態から、図１６に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２Ａを変形させて、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ側の張力Ｔ１が目標張力Ｔ１ｅとなるように第１端部２２ＡをΔＸ１外側（図１６においては、紙面の右側）に移動させる。また、制御部ＣＯＮＴは、第２電歪素子３２Ｂを変形させて、第２端部２２Ｂ側の張力Ｔ２が目標張力Ｔ２ｅとなるように第２端部２２ＢをΔＸ２内側（図１６においては、紙面の左側）に移動させる。この動作により、伝達部材ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達される。このとき、ΔＸ１とΔＸ２との間には、式（７）の関係が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　伝達部材ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達されると、回転子ＳＦが回転し、伝達部材ＢＴの弾性変形が初期状態と同一の状態になる。図１７に示すように、このため伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ側の張力Ｔ１と第２端部２２Ｂ側の張力Ｔ２とが保持力ＴＣとなってつり合う。このとき有効張力については、Ｔｇｏａｌからゼロへと近似的に線形に変化するため、伝達部材ＢＴに付加されている実効的な有効張力は、Ｔｇｏａｌ／２となる。また、伝達部材ＢＴによって回転子ＳＦに伝達するトルクはゼロになる。
　＜復帰動作＞
　次に、図１８に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第１端部２２Ａが原点位置０まで移動すると共に第２端部２２Ｂが原点位置０よりも内側（図１８においては、紙面の左側）へ移動するように、第１電歪素子３２Ａと第２電歪素子３２Ｂとを同時に変形させる。第１電歪素子３２Ａと第２電歪素子３２Ｂとを同時に変形させることにより、伝達部材ＢＴが２ΔＸ１だけ緩むこととなり、この結果、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じる。回転子ＳＦは、伝達部材ＢＴによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。
　伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じている間に、図１９に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第１端部２２Ａを移動させること無く第２端部２２Ｂのみが原点位置０に戻るように第２電歪素子３２Ｂを変形させる。この動作により、第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂが共に原点位置０に戻ることになる。この状態においても、回転子ＳＦは伝達部材ＢＴによって摩擦力を受けることなく、慣性回転している状態となる。このように、復帰動作では、回転子ＳＦに摩擦力による抵抗を与えることなく、当該回転子ＳＦを回転させた状態で第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂを原点位置０まで移動させる。
　＜駆動動作（慣性回転状態）＞
　制御部ＣＯＮＴは、回転子ＳＦに設けられた検出器により、拡径部１２の外周速度ｖを検出する。制御部ＣＯＮＴは、検出結果に基づき、第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂの移動距離を決定する。回転子ＳＦが静止している状態の上記駆動動作では、第１端部２２Ａの初期位置をＸ１、第２端部２２Ｂの初期位置をＸ２とした。回転子ＳＦが慣性回転している状態で、上記同様の目標有効張力を伝達部材ＢＴに付加するには、回転子ＳＦの静止状態と同一の環境が必要である。すなわち、回転子ＳＦの拡径部１２の外周と伝達部材ＢＴとの相対速度をゼロにする必要がある。このため、第１端部２２Ａの初期位置及び第２端部２２Ｂの初期位置を決定するに当たり、拡径部１２の外周の所定時間当たりの移動距離を考慮する必要がある。具体的には、第１端部２２Ａの初期位置をＸ１＋ｖΔｔ、第２端部２２Ｂの初期位置をＸ２－ｖΔｔとして設定する。ここで、Δｔとしては、例えば制御部ＣＯＮＴのサンプリングタイムなどが挙げられる。
　この状態から、図２０に示すように、制御部ＣＯＮＴは、第１電歪素子３２Ａを変形させて、伝達部材ＢＴの第１端部２２Ａ側の張力Ｔ１が目標張力Ｔ１ｅとなるように第１端部２２ＡをΔＸ１外側（例えば、図２０においては紙面の右側）に移動させる。また、制御部ＣＯＮＴは、第２電歪素子３２Ｂを変形させて、第２端部２２Ｂ側の張力Ｔ２が目標張力Ｔ２ｅとなるように第２端部２２ＢをΔＸ２内側（例えば、図２０においては紙面の左側）に移動させる。この動作により、伝達部材ＢＴから回転子ＳＦにトルクが伝達される。このときの第１端部２２Ａは原点位置０に対してＸ１＋ｖΔｔ＋ΔＸ１だけ外側（例えば、図２０においては紙面の右側）へ移動した状態となる。また、このときの第２端部２２Ｂは原点位置に対してＸ２－ｖΔｔ－ΔＸ１だけ外側（例えば、図２０においては紙面の右側）へ移動した状態となる。
　＜復帰動作＞
　この後、制御部ＣＯＮＴは、第１端部２２Ａが原点位置０まで移動すると共に第２端部２２Ｂが原点位置０よりも内側（例えば、図１８においては紙面の左側）へ移動するように第１電歪素子３２Ａと第２電歪素子３２Ｂとを同時に変形させ、伝達部材ＢＴと回転子ＳＦとの間に隙間が生じている間に、第１端部２２Ａを移動させること無く第２端部２２Ｂのみが原点位置０に戻るように第２電歪素子３２Ｂを変形させる。この動作により、第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂが共に原点位置０に戻ることになる。復帰動作は、回転子ＳＦの回転速度によらず同一の動作として行うことができる。
　以下、駆動動作と復帰動作とを繰り返すことにより、回転子ＳＦをさせることができる。回転子ＳＦが慣性回転状態になっている場合において、上記Ｘ１＋ｖΔｔ＋ΔＸ１の値が第１電歪素子３２Ａの最大変形量を超えない限り、駆動動作及び復帰動作を繰り返すことで、回転子ＳＦにトルクを伝達させ続けることができる。
　図２１は、駆動動作及び復帰動作を繰り返したときの第１電歪素子３２Ａ及び第２電歪素子３２Ｂの変化量を示すグラフである。グラフの横軸が時間を示しており、グラフの縦軸は変化量を示している。図中実線で示すグラフは第１電歪素子３２Ａの変化量を示しており、図中破線で示すグラフは第２電歪素子３２Ｂの変化量を示している。同図に示すように、第１電歪素子３２Ａの変化量は、駆動動作（１）及び復帰動作（２）を繰り返していくにつれて大きくなっていることがわかる。
　次に、本実施形態の回転子ＳＦの駆動動作におけるトルク制御について説明する。
　本実施形態における実効トルクＮｅは、駆動動作と復帰動作とを１サイクル行うのに要する時間ｔａｌｌ、有効張力の伝達開始から回転子ＳＦが慣性状態になるまでの時間ｔｅ、目標有効張力Ｔｇｏａｌ、回転子ＳＦの拡径部１２の半径Ｒに依存する。具体的には、下記式（８）によって示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式（８）に示すように、実効トルクＮｅを制御するパラメータとしては、ｔａｌｌ、ｔｅ、Ｔｇｏａｌの３つが挙げられる。駆動動作と復帰動作の１サイクルの時間ｔａｌｌについては回転子ＳＦの駆動制御を行う上で一定に設定される場合があるため、ｔｅ、Ｔｇｏａｌの２つの値を変化させることで実効トルクＮｅの制御を行うことが好ましい。
　このように、本実施形態によれば、伝達部材ＢＴの弾性変形を利用し、回転子ＳＦの拡径部１２の外周と伝達部材ＢＴとの相対速度をゼロにして伝達部材ＢＴの有効張力を回転子ＳＦに伝達する駆動動作と、第１端部２２Ａ及び第２端部２２Ｂを同時に内側へ移動させる復帰動作とを繰り返し行うことにより、回転子ＳＦを加速あるいは減速させながらダイナミックに回転させることができる。また、小型の移動部ＡＣであっても高効率で回転子ＳＦを回転させることが可能となる。
　［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態を説明する。
　本実施形態に係るモータ装置ＭＴ２は、図２２に示すように、回転子ＳＦに巻き掛けた伝達部材ＢＴに進行波を伝播させることにより、回転子ＳＦを回転させる構成になっている。伝達部材ＢＴは、張力が付加されない状態で回転子ＳＦに巻き掛けられている。伝達部材ＢＴに張力を付加させないことにより、進行波が伝播しやすくなっている。
　当該伝達部材ＢＴは、第１端部２２Ａが例えば加振装置６１に接続されており、第２端部２２Ｂが例えば抑振装置６２に接続されている。加振装置６１及び抑振装置６２は、制御部ＣＯＮＴに接続されている。制御部ＣＯＮＴは、加振装置６１及び抑振装置６２の動作を制御する。
　制御部ＣＯＮＴは、加振装置６１を駆動させることによって伝達部材ＢＴに進行波（例えば４２．２ｋＨｚ）を伝播させる。進行波が伝播することにより、伝達部材ＢＴの表面は楕円運動をする。当該楕円運動により、回転子ＳＦは進行波の伝播方向とは逆方向に回転する。
　同時に制御部ＣＯＮＴは、抑振装置６２を駆動させることによって抑振装置６２内部に設けられた負荷抵抗を変化させ、インピーダンス整合を取り、第２端部２２Ｂでの進行波の反射を低減させる。この動作により、伝達部材ＢＴに伝播する定在波が抑制されることになる。
　制御部ＣＯＮＴは、進行波の伝播方向を逆転させることにより、回転子ＳＦの回転方向を反転させることができる。
　このように、本実施形態によれば、伝達部材ＢＴに進行波を伝播させることによって回転子ＳＦを回転させることができるため、伝達部材ＢＴに進行波を伝播させることができるものであれば小型のものであっても高いトルクを回転子ＳＦに付加させることが可能となる。また、本実施形態によれば、高効率で回転子ＳＦを回転させることが可能となる。
　［第４実施形態］
　次に、本発明の第４実施形態を説明する。
　本実施形態では、上記のモータ装置の適用例を説明する。
　図２３は、モータ装置ＭＴＲを例えばロボットアームに適用させた構成を示す図である。
　同図に示すように、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（アーム部）に接続されている。上記実施形態のモータ装置ＭＴＲは、小型で高トルクを出力可能であるため、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（装置）の関節部分や工作機械（装置）の駆動部などにも応用することができる。
　本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、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４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２４Ａ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２４Ａ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。
　また、図２４Ｂ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。
　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と伝達部材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２５に示すように、回転子ＳＦと伝達部材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材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と伝達部材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。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、伝達部材ＢＴに凸部を設ける構成としてもよい。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、移動部ＡＣによって伝達部材ＢＴを緩ませることが可能な程度に小さいこと、又は移動部ＡＣによって回転子ＳＦと伝達部材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と伝達部材ＢＴの凹部２５とが噛み合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部材ＢＴの凹部２５とが嵌め合うこと、回転子ＳＦの凸部１５と伝達部材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と伝達部材ＢＴの凹部２５とが完全に係合している必要はない。
　また、上記実施形態においては、伝達部材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２６に示すように、伝達部材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、伝達部材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。
　また、上記実施形態では、回転子ＳＦの回転軸方向に伝達部材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、伝達部材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、伝達部材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。
　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、伝達部材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、例えば伝達部材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材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、伝達部材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、伝達部材ＢＴが回転子ＳＦに固着されるのを防ぐことができ、伝達部材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材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、伝達部材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。
　上記実施形態では、伝達部材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。
　上記実施形態では、第１電歪素子３２Ａと第２電歪素子３２Ｂ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。
　上記実施形態では、伝達部材ＢＴを移動させる移動部ＡＣが電歪素子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、例えば移動部が電歪素子に代えて磁歪素子、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。
　本発明の一態様によれば、移動部が駆動動作及び復帰動作を行うことで、伝達部材から回転子に回転力が伝達され、回転子が回転することとなる。例えば、伝達部材が回転力伝達状態で回転子の少なくとも一部に掛けられた場合においては、オイラーの摩擦ベルト理論により、伝達部材に付加する張力によってトルクが一意に決定される態様で回転子を回転させることが可能となる。したがって、伝達部材に張力を発生させることができるものであれば小型のものであっても高いトルクを回転子に付加させることが可能となる。
　本発明の別の態様によれば、伝達部材に進行波を伝播させることによって回転子を回転させることができるため、伝達部材に進行波を伝播させることができるものであれば小型のものであっても高いトルクを回転子に付加させることが可能となる。
　本発明の別の態様によれば、駆動ステップと復帰ステップとを行うことで、伝達部材から回転子に回転力が伝達され、回転子が回転することとなる。例えば、伝達部材が回転力伝達状態で回転子の少なくとも一部に掛けられた場合においては、オイラーの摩擦ベルト理論により、伝達部材に付加する張力によってトルクが一意に決定される態様で回転子を回転させることが可能となる。したがって、伝達部材に張力を発生させることができるものであれば小型のものであっても高いトルクを回転子に付加させることが可能となる。
　ＭＴＲ、ＭＴ２…モータ装置　ＳＦ…回転子　ＢＴ…伝達部材　ＡＣ…移動部　ＣＯＮＴ…制御部

Claims (25)

  1. 　回転子と、
    　前記回転子の外周の少なくとも一部に掛けられた伝達部材と、
    　前記伝達部材に接続され、前記伝達部材を移動させる移動部と、
    　前記回転子と前記伝達部材との間を回転力伝達状態として前記伝達部材を一定距離移動させる駆動動作及び前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部材を所定の位置に戻す復帰動作を前記移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。
  2. 　前記移動部は、電歪素子を有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のモータ装置。
  3. 　前記伝達部材は、線状、帯状、又は鎖状を有する
    　ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ装置。
  4. 　前記伝達部材は、弾性変形可能に形成されている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  5. 　前記伝達部材は、導電性材料を含む
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  6. 　前記回転子は、回転軸方向に貫通する貫通孔を有する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  7. 　前記回転子は、前記外周に形成される溝部を有する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  8. 　前記回転子は、回転軸方向における前記伝達部材の位置ずれを抑制する位置ずれ抑制部を有する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  9. 　前記伝達部材は、実質的に１回転以上前記回転子に巻き掛けられている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  10. 　前記移動部は、基準位置を挟む位置に設けられた一対の電歪素子を有し、
    　前記電歪素子が前記伝達部材の端部にそれぞれ接続されている
    　ことを特徴とする請求項９に記載のモータ装置。
  11. 　前記移動部は、基準位置を挟む位置に設けられた一対の電歪素子を有し、
    　前記電歪素子により発生する力の方向と前記回転子の外周の前記基準位置における接線方向とが実質的に一致することを特徴とする請求項９に記載のモータ装置。
  12. 　前記伝達部材は、複数設けられている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  13. 　前記移動部は、複数の前記伝達部材ごとに設けられ、
    　複数の前記移動部は、前記回転子の回転方向にずれた位置に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１２に記載のモータ装置。
  14. 　前記回転子は、複数の前記伝達部材ごとに異なる径を有する
    　ことを特徴とする請求項１３に記載のモータ装置。
  15. 　複数の前記移動部は、前記回転子の回転方向に等角度でずれた位置に配置されている
    　ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  16. 　前記制御部は、
    　前記回転子が回転している状態において、前記回転子の回転速度よりも速い速度で前記伝達部材を移動させるように前記移動部に指示する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項１５のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  17. 　前記回転力伝達状態は、前記回転子と前記伝達部材との間に摩擦力を生じさせた状態である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項１６のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  18. 　前記回転力伝達状態は、前記回転子と前記伝達部材とを係合させた状態である
    　ことを特徴とする請求項１から請求項１６のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  19. 　回転子と、
    　前記回転子に掛けられた伝達部材と、
    　前記伝達部材の一方向へ振動波を伝播させ前記伝達部材を波状運動させることで前記回転子を前記一方向とは反対の方向へ回転させる制御部と
    　を備えることを特徴とするモータ装置。
  20. 　前記伝達部材は、張力が実質的に発生しない状態で前記回転子に掛けられる
    　ことを特徴とする請求項１９に記載のモータ装置。
  21. 　前記回転子は、中空に構成されている
    　ことを特徴とする請求項１から請求項２０のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  22. 　前記回転子は、回転軸方向に貫通する貫通部を有する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項２１のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  23. 　エンコーダを備える
    　ことを特徴とする請求項１から請求項２２のうちいずれか一項に記載のモータ装置。
  24. 　回転子と当該回転子に掛けられた伝達部材との間を回転力伝達状態として前記伝達部材を一定距離移動させることと、
    　前記回転力伝達状態を解消した状態で前記伝達部材を所定の位置に戻すことと
    　を含むことを特徴とする回転子の駆動方法。
  25. 　アーム部と、
    　前記アーム部を駆動させる請求項１から請求項２３のうちいずれか一項に記載のモータ装置と
    　を備えることを特徴とする装置。
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