KR100626899B1 - 모터 구동 장치, 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기,급탕기, 및 휴대 전화기 - Google Patents

Abstract

가동자를 포함하는 스프링 진동계가 형성되도록 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 장치(101a)에서, 운전중인 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 이용하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)를, 별개의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 하여, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킨다.

리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 자유 진동하는 가동자가 어느 고정점(상대 위치)을 통과한 타이밍을 검출하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 검출부(4a)의 출력 정보(Dpr)에 기초하여 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 구비하고, 상기 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정한다.

Description

모터 구동 장치, 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기, 급탕기, 및 휴대 전화기{MOTOR DRIVING APPARATUS, AIR CONDITIONER, REFRIGERATOR, CRYOGENIC FREEZER, HOT WATER SUPPLIER, AND HANDY PHONE}

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 모터 구동 장치(101a)를 설명하는 블록도,

도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 모터 구동 장치(101b)를 설명하는 블록도,

도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 모터 구동 장치(101c)를 설명하는 블록도,

도 4는 본 발명의 실시 형태 4에 의한 모터 구동 장치(101d)를 설명하는 블록도,

도 5는 본 발명의 실시 형태 5에 의한 모터 구동 장치(101e)를 설명하는 블록도,

도 6은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 모터 구동 장치(101f)를 설명하는 블록도,

도 7은 본 발명의 실시 형태 7에 의한 모터 구동 장치(101g)를 설명하는 블 록도,

도 8은 본 발명의 실시 형태 8에 의한 모터 구동 장치(101h)를 설명하는 블록도,

도 9는 본 발명의 실시 형태 9에 의한 모터 구동 장치(101i)를 설명하는 블록도,

도 10은 본 발명의 실시 형태 10에 의한 모터 구동 장치(101j)를 설명하는 블록도,

도 11은 종래의 리니어 압축기로 사용되고 있는 리니어 진동 모터의 등가 회로를 나타내는 도면,

도 12는 상기 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 나타내는 좌표계를 설명하는 도면,

도 13은 본 발명의 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)를 설명하는 모식도,

도 14는 본 발명의 실시 형태 12에 의한 공기 조화기(212)를 설명하는 모식도,

도 15는 본 발명의 실시 형태 13에 의한 냉장고(213)를 설명하는 모식도,

도 16은 본 발명의 실시 형태 14에 의한 극저온 냉동기(214)를 설명하는 모식도,

도 17은 본 발명의 실시 형태 15에 의한 급탕기(215)를 설명하는 모식도,

도 18은 본 발명의 실시 형태 16에 의한 휴대 전화기(216)를 설명하는 모식도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1a, 1d : 모터 드라이버 3a : 가동자 강제 진동부

4a : 상대 위치 검출부 5a : 고유 진동 주파수 검지부

5b : 고유 각진동수 검지부 5c : 고유 진동 주기 검지부

212 : 공기 조화기 213 : 냉장고

214 : 극저온 냉동기 215 : 급탕기

216 : 휴대 전화기

본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것으로, 특히 가동자 및 이것을 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 관한 것이다.

종래부터 리니어 진동 모터를 사용한 기기에는 휴대 전화기 등의 기계적 진동에 의해 착신을 전달하는 진동 발생기나, 기체 또는 액체를 압축 순환시키는 압축기 혹은 왕복식 전기 면도기가 있고, 압축기나 왕복식 전기 면도기로는 그 구동원으로 상기 리니어 진동 모터가 사용되고 있다.

리니어 진동 모터의 대표적인 것은 단상 동기 모터의 구조, 즉 영구 자석으로 이루어지는 가동자와 철심에 코일을 권회하여 이루어지는 고정자를 갖고, 상기 코일로의 교류 전압의 인가에 의해 가동자가 왕복 운동하도록 한 것이다.

이와 같이 가동자의 왕복 운동에 의해 진동을 발생시키는 경우, 강한 전자력이 필요하지만, 리니어 진동 모터에서는 가동자를 스프링 부재에 의해 지지하여 상기 가동자를 포함하는 스프링 진동계를 형성함으로써, 그 구동에 필요한 에너지를 작게 억제할 수 있다. 즉, 상기 가동자를 스프링 부재에 의해 지지한 리니어 진동 모터에서는 가동자를 포함하는 스프링 진동계를 그 고유 진동수(공진 주파수)로 진동시킴으로써, 리니어 진동 모터를 작은 에너지로 구동 가능하다.

그런데, 리니어 진동 모터에서는 가동자의 스트로크 길이가 일정한 허용치 이상으로 커지면, 가동자와 모터 하우징의 충돌이나 지지 스프링의 파손이라는 문제가 생기기 때문에, 가동자의 위치를 검지하여 제어할 필요가 있다.

따라서, 일본 특허 공개 제 1999-324911 호 공보에는 리니어 진동 모터를 구동하는 구동 장치에 있어서, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 검지하는 위치 센서 등의 검출부를 구비하고, 가동자의 스트로크 길이가 일정한 허용치 이상으로 커지면, 리니어 진동 모터의 출력을 억제하여, 즉 리니어 진동 모터로의 인가 전압 또는 인가 전류의 진폭값을 감소시켜, 이로써 가동자가 모터 개체 등과 충돌하거나, 지지 스프링이 한계값 이상으로 신장되기도 하여, 리니어 진동 모터가 파괴되는 것을 방지하는 것이 개시되어 있다.

상기와 같은 위치 검지부에서는 리니어 진동 모터에 있어서의 가동자와 비접촉으로, 가동자 중립 위치 등의 가동자 기준 위치에 대한 가동자의 변위의 정도(가동자 변위량)를 검출 가능한 센서, 예컨대 와전류 방식을 사용한 변위계, 차동 트랜스를 사용한 변위계 등이 사용된다.

그런데, 이러한 센서를 사용하면, 리니어 진동 모터의 제조 비용이 증대할 뿐만 아니라, 센서를 장착할 공간이 필요하게 되어, 리니어 진동 모터의 하우징이 커진다. 또한, 리니어 진동 모터의 적용으로서 압축기를 생각한 경우, 이러한 센서는 고온 또한 고압의 가스에 노출된 상태로 사용될 가능성이 있기 때문에, 센서 자체의 신뢰성의 문제, 바꿔 말하면 이러한 센서로는 고온 고압의 분위기하에서 신뢰하여 사용할 수 있을 것이 요구된다는 문제도 생긴다.

따라서, 가동자의 위치를 검출하는 방법으로서, 가동자의 위치 검출을, 리니어 진동 모터 내부에 배치되는 위치 센서에 의해 실행하는 방법이 아니라, 리니어 진동 모터에 공급되는 구동 전류 및 구동 전압을 직접 측정하고, 그 측정값에 기초하여 가동자의 위치를 도출하는 방법에 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 공표 제 1996-508558 호 공보 참조).

이하, 이 공보에 기재된 리니어 진동 모터의 가동자 위치 검지 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이 공보에서는 리니어 진동 모터를 리니어 압축기에 적용하고 있어, 상기 가동자를 리니어 압축기를 구성하는 실린더내에서 가스를 압축하기 위해서 왕복 운동하고 있기 때문에, 충돌을 방지하는 대상으로 실린더 헤드를 사용하여 설명을 한다.

도 11은 가동자를 구동하는 리니어 진동 모터의 등가 회로를 나타내는 도면이다.

도면 중, L은 리니어 진동 모터를 구성하는 코일의 등가 인덕턴스[H]이고, R은 상기 코일의 등가 저항[Ω]이다. 또한, V는 리니어 진동 모터에 인가되는 순간 전압[V]이고, I는 리니어 진동 모터에 공급되는 전류[A]이다. α×v는 리니어 진동 모터의 구동에 의해 생기는 유기 전압[V]이고, α는 리니어 진동 모터의 추력 정수[N/A], v는 리니어 진동[m/s]이다.

여기서, 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)는 리니어 진동 모터에 단위 전류[A]를 흘렸을 때에 생기는 힘[Ｎ]을 나타내고 있다. 또한, 추력 정수(α)의 단위는 [N/A]에 의해 표시하고 있지만, 이 단위는 [Wb/m], [V·s/m]와 동등하다.

도 11에 나타내는 등가 회로는 키르히호프의 법칙으로부터 도출되는 것으로, 이 등가 회로로부터, 리니어 진동 모터의 순간 속도(v)[m/s]가 구해진다.

즉, 리니어 진동 모터에 구동 전압이 인가된 상태에서는 리니어 진동 모터에 대한 인가 전압(V)이 리니어 진동 모터의 권선의 등가 저항에 의한 강하 전압(I×R)[V]과, 상기 권선의 등가 인덕턴스에 의한 강하 전압(L·dI／dt)[V]과, 리니어 진동 모터의 구동에 의해 생기는 유기 전압(α×v)[V]의 합과 균형을 이루게 되어, 하기 수학식 1이 성립한다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서 사용되는 계수(α)[N/A], R[Ω], L[H]은 모터 고유의 정수이고, 기지의 값으로 되어 있다. 따라서, 이러한 정수와, 측정된 인가 전압(V)[V] 및 인가 전류(I)[A]로부터, 수학식 1에 기초하여, 순간 속도(v)[m/s]가 구해진다.

또한, 가동자 변위량(부정의 기준 위치로부터 가동자까지의 거리)(x)[m]은, 하기 수학식 2에 나타내는 바와 같이, 순간 속도(v)[m/s]의 순간 적분에 의해 구해진다. 또한, 수학식 2에 있어서의 정수 Const.는 적분 개시시의 가동자 변위량이다.

[수학식 2]

x = ∫vdt + Const.

이와 같이 상기 공보에 기재된 가동자 변위 검지 방법에서는 리니어 진동 모터에 대한 인가 전압의 측정값(V) 및 공급 전류의 측정값(I)에 대하여, 상기 수학식 1에 기초하여 미분 처리를 포함하는 연산 처리를 실시하여, 가동자의 순간 속도(v)를 구하고, 또한 이 순간 속도(v)에 대하여, 상기 수학식 2에 기초하여 적분 처리를 포함하는 연산 처리를 실시하여, 가동자 변위량(x)을 산출할 수 있다.

단, 이와 같이 상기 수학식 1 및 수학식 2에 기초한 연산에 의해 구해지는 가동자 변위량(x)은 가동자 축선상의 어느 위치를 기준으로 하는 변위량이고, 이 변위량(x)으로부터 직접, 가동자가 충돌할 가능성이 있는 실린더 헤드로부터 가동자 상사점 위치까지의 거리를 구할 수 없다.

즉, 리니어 진동 모터를 적용하고 있는 압축기에, 부하가 걸려 있는 상태에서는 가동자 왕복 운동에 있어서의 가동자 중심 위치(가동자 진폭 중심 위치)는 냉매 가스의 압력에 의해, 가동자 중립 위치(즉 압축실내의 압력이 배면 압력과 동일한 경우의 가동자 진폭 중심 위치)에 대하여 오프셋되게 되고, 가동자는 오프셋된 가동자 진폭 중심 위치를 중심으로 하여 왕복 운동하게 된다. 바꾸어 말하면, 수 학식 2에 의해 얻어진 가동자 변위량(x)은 평균 성분을 포함하는 것으로 된다.

그런데, 실제의 아날로그 적분기 또는 디지털 전분기는 모두, 정수 또는 DC 입력에 대하여 완전한 응답 신호를 출력하는 이상적인 적분 처리를 실행하는 것이 아니고, DC 입력에 대하여 응답을 제한한 것으로 되어 있기 때문에, 실제 적분기에서는 상기 가동자 변위량(x)에 대하여 그 평균 성분을 반영한 적분 연산 처리를 실시할 수 없다. 또한, 이와 같이 실제 적분기를 DC 응답을 제한한 것으로 하고 있는 것은 입력 신호에 있어서의 피할 수 없는 DC 성분에 의해 그 출력이 포화하는 것을 회피하기 위해서이다.

이 결과, 실제의 적분기에 의한 상기 수학식 2에 기초한 적분 처리에 의해 구해지는 가동자 변위량(x)[m]은 이 변위량으로부터 가동자와 하우징의 사이의 실제의 거리를 직접 구할 수 있는 것이 아니고, 간단히 가동자 축선상의 어느 지점을 기준으로 한 가동자 위치를 나타내는 것이다.

이 때문에, 수학식 2로부터 구해지는 가동자 변위량(x)[m]은 가동자 진폭 중심 위치에 대한 가동자 위치를 나타내는 가동자 변위량(x')으로 변환되고, 또한 이 변환된 가동자 변위량(x')를 이용하여, 가동자 진폭 중심 위치를 나타내는 실린더 헤드를 기준으로 하는 가동자 변위량(xav")을 구하는 연산 처리가 실행된다.

이하, 이러한 연산 처리에 대하여 상세히 설명한다.

도 12는 상기 리니어 진동 모터의 하우징(여기서는 실린더)내에서의 가동자 위치를 모식적으로 나타내는 도면이다.

또한, 도면 중, Me는 가동자, Mc는 상기 가동자를 수용하는 리니어 진동 모 터 하우징의 내벽면(실린더 내면)을 나타내고 있다.

우선, 도 12에 도시되는 3개의 좌표계, 즉 제 1 좌료계(X), 제 2 좌표계(X'), 제 3 좌표계(X")에 대하여 간단히 설명한다.

제 1 좌표계(X)는 상기 가동자 변위량(x)을 나타내는 좌표계이고, 가동자 축선상의 어느 지점(Paru)을 원점(x=0)으로 하고 있다. 따라서, 변위량(x)의 절대값은 상기 지점(Paru)로부터 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타낸다.

제 2 좌표계(X')는 상기 가동자 변위량(x')을 나타내는 좌표계이고, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)를 원점(x'=0)으로 하고 있다. 따라서, 변위량(x")의 절대값은 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타낸다.

다음에, 가동자 변위량(x")을 구하는 연산에 대하여 설명한다.

가장 가동자와 실린더 헤드에 근접했을 때의 가동자 위치(가동사 상사점 위치)(Ptd)는 상기 제 1 좌표계(X)상에는 변위량(Xtd)에 의해 나타내어지고, 가장 가동자가 실린더 헤드로부터 멀어졌을 때의 가동자 위치(가동자 상사점 위치)(Pbd)는 상기 제 1 좌표계(X)상에서는 변위량(Xbd)에 의해 나타내어진다. 그리고, 상기 제 1 좌표계(X)상에서의, 가동자 상사점 위치(Pbd)에 상당하는 변위량(xbd)의 차로부터, 가동자 스트로크(Lps)[m]가 구해진다.

또한, 가동자가 왕복 운동하고 있는 상태에서의 가동자 진폭 중심 위치(Pav)는 가장 가동자가 실린사 더 헤드에 근접했을 때의 가동자 위치(가동자 상사점 위치)(Ptd)의 변위량(xtd)으로부터, 가동자 스트로크(Lps)[m]의 절반 길이(Lps/2)만큼 실린더 헤드로부터 멀어진 위치이다. 따라서, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)는 상기 제 1 좌표계(X)상에서는 변위량(xav)(=(xbd-xtd)/2)에 의해 나타내어진다.

또한, 수학식 2의 정수(Const.)를 0으로 함으로써, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)를 기준(원점)으로 하여, 바꿔 말하면 제 2 좌표계(X')상에, 가동자 선단 위치(P)를 가동자 변위량(x')[m]에 의해 나타내는 새로운 함수가 도출된다.

계속해서, 실린더 헤드 위치(Psh)를 원점으로 하는 제 3 좌표계(X")로, 실린더 헤드(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 가동자 변위량(xav")를 나타내는 방법에 대하여 설명한다.

리니어 압축기가 냉매 가스를 흡입하고 있는 상태(흡입 상태)에서는 즉 흡입 밸브가 개방되어 있는 상태에서는 압축실 내부의 압력과 가동자 배면의 압력은 모두 냉매의 흡입압으로 되어 동일해진다. 이것은, 리니어 압축기가 흡입 밸브가 개방된 상태에서는 차분압(差分壓)이 0으로 되는 구조로 되어 있기 때문이다. 이 상태에서는 냉매 가스의 압력이 가동자에 작용하는 힘을 무시할 수 있다. 즉 이 상태에서는 가동자에 작용하는 힘은, 지지 스프링이 휘어짐으로써 생기는 스프링의 반발력과, 리니어 진동 모터에 전류를 흘림으로써 생기는 전자력만이다. 뉴튼의 역학 운동 법칙에 의해, 이러한 힘의 합은, 운동을 실행하고 있는 가동 부재의 전체 질량과 그 가속도의 적과 동일해진다.

따라서, 이 상태에서는 가동 부재에 관한 운동 방정식으로서 하기 수학식 3이 성립한다.

[수학식 3]

m ×a = α ×I - k(x' + x_av" - x_ini")

수학식 3에 있어서, m은 왕복 운동을 하고 있는 가동 부재의 전체 질량[kg], a는 상기 가동 부재의 순간 가속도[m/s/s], k는 리니어 진동 모터를 구성하는 지지 스프링의 스프링 정수[N/m]이다. 또한, x_av"는 상술한 가동자 진폭 중심 위치를 나타내는 제 3 좌표계(X")에서의 변위량이고, 이 변위량(x_av")은 그 절대값이 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 것이다. 또한, x_ini"는 가동자 중립 위치(Pini)를 나타내는 제 3 좌표계(X")에서의 변위량이고, 이 변위량 (x_ini")은 그 절대값이 상기 가동자 중립 위치(상기 지지 스프링이 변형되지 않는 상태에서의 가동자의 위치)(Pini)와 실린더 헤드 위치(Psh)의 사이의 거리[m]를 나타내는 것이다.

여기서, 순간 가속도(a)[m/s/s]는 수학식 1로 표시되는 순간 속도(v)[m/s]를 미분함으로써, 하기 수학식 4에 나타내는 바와 같이 구할 수 있다.

[수학식 4]

또한, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)로부터의 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타내는 제 2 좌표계 X'의 변위량 x'[m]은 수학식 2의 정수(Const.)를 0으로 함으로써 구해진다.

또한, 가동 부재의 전체 질량(m)[kg], 지지 스프링의 스프링 정수(k)[N/m], 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 중립 위치 (Pini)까지의 거리를 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xini")[m]은 기지의 값이고, 구동 전류(I)는 측정값을 사용할 수 있다.

따라서, 수학식 3을 이용하여, 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 제 3 좌표계 (X")의 변위량(xav")을 산출할 수 있다.

또한, 가동자의 상사점 위치(가동자가 실린더 헤드에 가장 근접한 위치)(Ptd)를 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량 (xtd")[m]은 상기 수학식 3에 의해 구한 제 3 좌표계(X")의 변위량 (xav")[실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심, 위치 (Pav)까지의 거리]으로부터, 이미 구한 가동자 스트로크 길이(Lps)[m]의 절반(Lps/2)의 거리만큼 실린더 헤드측으로 멀어진 위치의 변위량으로서 구해진다.

이렇게 하여, 리니어 진동 모터에 인가되는 전류(I) 및 전압(V)로부터 가동자의 스트로크 길이(Lps)[m]와, 가동자 상사점 위치(Ptd)를 실린더 헤드 위치(Psh)로부터의 거리로서 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xtd")[m]이 산출된다.

또한, 본건 발명자는 가동자의 위치를 위치 센서 없이 검출하는 방법으로서, 상기한 바와 같이 스프링 정수(k)를 사용하는 방법과는 달리, 질량 스프링비(m/k)를 사용하는 방법을 제안하고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제 2002-354864 호 공보 참조).

그러나, 상술한 바와 같이, 상기 리니어 진동 모터의 구동 전류 및 구동 전압의 측정값에 기초한 위치 연산에 의해 가동자의 위치를 도출하는 방법으로는 상기 위치 연산에 사용하는 스프링 정수(k)나 질량 스프링비(m/k)의 개체 사이에서의 분산, 경시 변화, 또한 열에 의한 변화 등에 기인하여, 그 연산 결과에 오차가 생긴다는 문제가 있다.

구체적으로는 스프링 정수(k)나 질량 스프링비(m/k)의 값이 10% 흩어지면, 산출되는 가동자의 절대 위치는 10% 이상 분산된다. 이것으로는 상기 연산에 의해 얻어진 상기 가동자의 위치에 기초하여, 가동자와 실린더 헤드의 충돌을 회피하고자 하면, 가동자와 실린더 헤드의 간극에 10% 이상의 여유를 보지 않으면 안되고, 가동자의 스트로크를, 가동자가 연산에 의해 얻어지는 가동자의 충돌 한계 위치(즉 가동자가 실린더 헤드에 접촉하는 위치)에 근접할 때까지 크게 할 수 없다.

또한, 지지 스프링의 신축의 크기가 상기 지지 스프링에 대하여 상정되어 있는 신축 범위(상정 신축 범위)를 넘지 않는 정도의 가동자의 왕복 운동은 큰 경시 변화를 초래하는 것이 아니지만, 리니어 진동 모터의 운전의 장해시 등, 가동자의 거동이 지지 스프링의 신축의 크기가 상정 신축 범위를 초과하도록 되었을 때에는 스프링 정수(k)나 질량 스프링비(m/k)가 크게 변화되는 경우도 있다고 사료된다.

이러한 경우에는 리니어 진동 모터를 그 모터 구동 장치마다 교환하는 것이 필요해진다. 그러면, 리니어 진동 모터의 구동 장치로서의 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있다.

또한, 상기 지지 스프링을 크게 하여 리니어 진동 모터의 운전의 장해시에도 지지 스프링의 신축의 크기가 상정 범위를 초과하지 않도록 하는 것이 사료되지만, 이렇게 하면, 리니어 진동 모터의 외형이 커질 뿐만 아니라, 비용 상승으로 이어진다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해서 실시된 것으로, 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 진동 주파수로부터 얻어지는 스프링 정수 혹은 질량 스프링비에 기초하여, 높은 정밀도로 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본원 청구항 1에 따른 발명은 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와, 상기 취득된 고유 진동 파라미터를 사용하여, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와, 상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 2에 따른 발명은 상기 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주 파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원주율의 2배를 승산(乘算)하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 3에 따른 발명은 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하고, 상기 고유 각진동수의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하며, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 4에 따른 발명은 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산(除算)하고, 그 제산 결과를 제곱하고, 상기 제산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량의 역수를 승산하고, 상기 승산 결과의 역수를 구하고, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 5에 따른 발명은 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가 동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치이고, 상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와, 상기 공진 주파수 검출부에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하고, 상기 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와, 상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 6에 따른 발명은 청구항 1 내지 4 중 어느 것에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 7에 따른 발명은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 8에 따른 발명은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록, 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 9에 따른 발명은 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 10에 따른 발명은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 개시전의 연산 모드에서, 상기 스프링 정수를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서 상기 부하의 운전의 개시전에 산출한 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 11에 따른 발명은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 종료후에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 종료후의 연산 모드에서, 상기 스프링 정수를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서 최근 설정된 연산 모드에서 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 12에 따른 발명은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부와, 상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하는 스프링 정수 추정부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한 시점에서, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 추정부는 상기 연산 모드에서 상기 산출된 스프링 정수와, 상기 스프링 정수가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 스프링 정수의 관계를 유도하고, 상기 운전 모드에서 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 스프링 정수의 관계로부터, 상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하며, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서 상기 추정된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 13에 따른 발명은 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치이고, 상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와, 상기 취득된 고유 진동 파라미터를 사용하여, 상기 가동자의 질량과 상기 스프링 부재의 스프링 정수의 비의 값인 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와, 상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 14에 따른 발명은 상기 청구항 13 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대적 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 15에 따른 발명은 청구항 13에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수 를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하고, 상기 고유 각진동수의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역산을 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 16에 따른 발명은 청구항 13 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산하고, 그 제산 결과를 제곱하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 17에 따른 발명은 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와, 상기 공진 주파수 검출부에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와, 상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 18에 따른 발명은 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 19에 따른 발명은 청구항 13 내지 16 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부와, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 20에 따른 발명은 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록, 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 21에 따른 발명은 청구항 13 내지 16 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 22에 따른 발명은 청구항 13 내지 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상 기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전 개시전의 연산 모드에서, 상기 질량 스프링비를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 부하의 운전 개시전에 산출된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 23에 따른 발명은 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 종료후에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전의 종료후의 연산 모드에서 상기 질량 스프링비를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서 최근 설정된 연산 모드에서 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 24에 따른 발명은 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부와, 상기 리니어 진동 모터 의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하는 질량 스프링비 추정부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한 시점에서 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 수 추정부는 상기 연산 모드에서, 상기 산출된 질량 스프링비와, 상기 질량 스프링비가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 질량 스프링비의 관계를 유도하고, 상기 운전 모드에서, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 질량 스프링비의 관계로부터, 상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 추정된 질량 스프링비를 이용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 25에 따른 발명은 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기이고, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 26에 따른 발명은 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고이고, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 27에 따른 발명은 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기이고, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17의 어느 한항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다. 본원 청구항 28에 따른 발명은 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 급탕기이고, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17의 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다. 본원 청구항 29에 따른 발명은 진동을 발생하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화기이고, 상기 리니어 진동 모터는 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본원 청구항 1에 따른 발명에 의하면, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치이고, 상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와, 상기 취득된 고유진동 파라미터를 사용하여, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와, 상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하기 때문에, 정확한 스프링 정수를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 정밀도 양호하게 실행할 수 있는 효과가 있다.

즉, 리니어 진동 모터의 구동중에 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 사용하는 스프링 정수를, 고정의 값으로 하는 종래의 방법으로는 개개의 리니어 진동 모터의 사이에서의 스프링 정수의 분산의 영향에 의해, 상기 위치 연산에 의해 산출되는 가동자의 위치의 정밀도가 낮은 것으로 되어 있었지만, 본 발명에서는 리니어 진동 모터마다 스프링 정수가 산출되기 때문에, 상기 위치 연산은 개개의 리니어 진동 모터의 사이에서의 스프링 정수의 분산의 영향을 받지 않고 실행된다. 즉, 상기 위치 연산에 사용하는 스프링 정수를, 개개의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 할 수 있고, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는 상기 스프링 정수를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되게 되므로, 상기 스프링 정수의 산출을, 리니어 진동 모터가 조립할 때에 실 행하는 경우와 비교하면, 이하와 같은 효과도 있다. 즉, 상기 가동자의 위치 연산에 사용하는 스프링 정수를, 리니어 진동 모터가 조립할 때에 결정하는 방법으로는 조립할 때에 스프링 정수를 보정하는 복잡한 공정이 증가할 뿐만 아니라, 스프링 정수가 결정된 리니어 진동 모터에, 상기 결정된 스프링 정수에 대응하도록 조정된 모터 구동 장치가 조합됨게 되어, 이 결과, 리니어 진동 모터 또는 모터 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우, 양쪽의 교환이 필요하게 된다.

이에 대하여, 본 발명에서는 스프링 정수를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되기 때문에, 조립시의 스프링 정수를 보정하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 조합된 상태에서, 스프링 정수가 결정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치의 한쪽이 고장난 경우에도, 고장난 것을 교환한 후에 스프링 정수의 결정이 가능하고, 고장난 부분의 교환하기만 해도 된다는 효과도 있다.

본원 청구항 2에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 개개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고 유 진동 주파수에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 스프링 정수를 구할 수 있다.

본원 청구항 3에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하고, 상기 고유 각진동수의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 개개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 각진동수에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 스프링 정수를 구할 수 있다.

본원 청구항 4에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위칭 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고, 상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산하고, 그 제산 결과를 제곱하고, 상기 제산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량의 역수를 승산하고, 상기 승산 결과의 역수를 구하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 개개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 진동 주기에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 스프링 정수를 구할 수 있다.

본원 청구항 5에 따른 발명에 의하면, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와, 상기 공진 주파수 검출부에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와, 상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 정확한 스프링 정수를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 정밀도 양호하게 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 스프링 정수를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행하는 것이 가능하기 때문에, 상기 스프링 정수의 산출을, 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우와 비교하면, 조립시의 스프링 정수를 보정하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 조립된 상태에서, 스프링 정수가 결정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치의 한쪽 이 고장난 경우에도, 고장난 것을 교환한 후에 스프링 정수의 결정이 가능하여, 고장난 부분을 교환하기만 해도 된다는 효과도 있다.

본원 청구항 6에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 4 중 어느 한항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유ㅗ 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 자유 진동하는 가동자의 고유 진동 주기 등을, 전용의 위치 센서를 이용하지 않고, 기존의 전압 검출기 등의 부품을 이용하여 산출 가능해지고, 그 결과, 부품 점수가 줄고, 사이즈나 비용을 작게 억제할 수 있는 효과가 있다.

본원 청구항 7에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 4 중 어느 한항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하기 때문에, 상기 가동자 강제 진동부를 간단한 기구에 의해 실현할 수 있다.

본원 청구항 8에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록, 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하기 때문에, 상기 가동자 강제 진동부로서 전용의 부품을 이용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터 드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있고, 그 결과, 부품 점수가 경감되고, 사이즈나 비용을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 리니어 진동 모터가 밀폐되어 있고, 예컨대 내부의 가동자에 기계적으로 힘을 인가할 수 없는 경우, 본 발명의 가동자를 자유 진동시키는 방식이 유효하다는 것은 물론이다.

본원 청구항 9에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하기 때문에, 상기 가동자 강제 진동부로서 진용의 부품을 사용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터 드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있고, 그 결과, 부품 점수가 경감하고, 사이즈나 비용을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 리니어 진동 모터가 밀폐되어 있고, 예컨대 내부의 가동자에 기게적으로 힘을 인가할 수 없는 경우, 본 발명의 가동자를 자유 진동시키는 방식이 유효한 것은 물론이다.

본원 청구항 10에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 개시전의 연산 모드에서, 상기 스프링 정수를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 부하의 운전의 개시전에 산출한 스프링 정수를 사용하여 상기 가동 자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 항상 리니어 진동 모터의 최신 상태에서의 스프링 정수를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에 시간 경과와 함께 스프링 정수가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있는 효과가 있다.

본원 청구항 11에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전 종료후에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 종료후의 연산 모드에서, 상기 스프링 정수를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서, 최근 설정된 연산 모드에서 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 항상 리니어 진동 모터의 최신 상태에서의 스프링 정수를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에, 시간 경과와 함께 스프링 정수가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 이 발명에서는 스프링 정수의 산출은 리니어 진동 모터의 운전 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제로 동작하고 있을 때와 거의 동등한 상태에서 스프링 정수가 산출되게 된다. 즉, 스프링 정수는 온도에 의해 변화하지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 스프링 정수를 산출함으로써, 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 스프링 정수를 취득할 수 있고, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 발명에서는 스프링 정수의 산출을 운전 종료후에 실행하기 때문에, 스프링 정수를 산출하는 동작이 리니어 진동 모터의 구동을 방해하지 않는다는 효과도 있다.

본원 청구항 12에 따른 발명에 의하면, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 동작 모드를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부와, 상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하는 스프링 정수 추정부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한쪽 시점에서, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 스프링 정수 추정부는 상기 연산 모드에서, 상기 산출된 스프링 정수와, 상기 스프링 정수가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 스프링 정수의 관계를 유도하고, 상기 운전 모드에서, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 스프링 정수의 관계로부터, 상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 추정된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서 실행되는 가동자의 위치 연산에는 항상 정확한 스프링 정수가 사용되게 되어, 가동자의 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 이 발명에서는 실제로 리니어 진동 모터의 운전이 실행되고 있을 때의 온도로부터, 운전 상태에서의 리니의 진동 모터의 스프링 정수를 추정하고 있기 때문에, 리니어 진동 모터의 온도 변화가 큰 상태에서도 정확한 스프링 정수를 사용하여, 가동자의 위치 연산을 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

본원 청구항 13에 따른 발명에 의하면, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와, 상기 취득된 고유 진동 파라미터를 사용하여, 상기 가동자의 질량과 상기 스프링 부재의 스프링 정수의 비의 값인 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와, 상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하기 때문에, 정확한 질량 스프링비를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 정밀도 양호하게 실행할 수 있는 효과가 있다.

즉, 리니어 진동 모터의 구동중에 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 사용하는 질량 스프링비를, 고정의 값으로 하는 종래의 방법에서는 별개의 리니어 진동 모터의 사이에서의 질량 스프링비의 분산의 영향에 의해, 상기 위치 연산에 의해 산출되는 가동자의 위치의 정밀도가 낮은 것으로 되어 있었지만, 본 발명에서는 리니어 진동 모터마다 질량 스프링비가 산출되기 때문에, 상기 위치 연산은 별개의 리니어 진동 모터마다 질량 스프링비가 산출되기 때문에, 상기 위치 연산은 별개의 리니어 진동 모터의 사이에서의 질량 스프링비의 분산의 영향을 받지 않게 실행된다. 즉, 상기 위치 연산에 사용하는 질량 스프링비를, 별개의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 할 수 있고, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 질량 스프링비를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되게 되므로, 상기 질량 스프링비의 산출을, 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우와 비교하면, 이하와 같은 효과도 있다.

즉, 상기 가동자의 위치 연산에 사용하는 질량 스프링비를, 리니어 진동 모터의 조립시에 결정하는 방법에서는 조립시에 질량 스프링비를 보정하는 복잡한 공정이 증가할 뿐만 아니라, 질량 스프링비가 결정된 리니어 진동 모터에, 상기 결정된 질량 스프링비에 대응하도록 조정된 모터 구동 장치가 조립되게 되어, 그 결과, 리니어 진동 모터 혹은 모터 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우, 양쪽 교환이 필요해진다.

이에 반해, 본 발명에서는 질량 스프링비를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되기 때문에, 조립시의 질량 스프링비를 보정하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 조립된 상태에서, 질량 스프링비가 결정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치의 한쪽이 고장난 경우에도, 고장난 것을 교환한 후에 질량 스프링비의 결정이 가능하고, 고장난 부분을 교환하기만 해도 된다는 효과도 있다.

본원 청구항 14에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 13에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원수율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 별개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 진동 주파수에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 질량 스프링비를 구할 수 있다.

본원 청구항 15에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하고, 상기 고유 각진동수의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 별개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 각진동수에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 질량 스프링비를 구할 수 있다.

본원 청구항 16에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 기재의 모터 구동 장치에 있어서, 상기 진동 파라미터 취득부는 자유 진동하는 가동자가 그 진동 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와, 상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고, 상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산하고, 그 제산 결과를 제곱하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 별개의 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 진동 주기에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 질량 스프링비를 구할 수 있다.

본원 청구항 17에 따른 발명에 의하면, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출기와, 상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와, 상기 공진 주파수 검출기에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와, 상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 간출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하기 때문에, 정확한 질량 스프링 비를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 정밀도 양호하게 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 질량 스프링비를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되게 되므로, 상기 질량 스프링비의 산출을, 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우와 비교하면, 조립시의 질량 스프링비를 보정하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 조립된 상태에서, 질량 스프링비가 결정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치의 한쪽이 고장난 경우에도, 고장난 것과 교환한 후에 질량 스프링비의 결정이 가능하고, 고장난 부분을 교환하기만 해도 된다는 효과도 있다.

본원 청구항 18에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 자유 진동하는 가동자의 고유 진동 주기 등을, 전용의 위치 센서를 이용하지 않고, 기존의 전압 검출기 등의 부품을 사용하여 산출 가능하게 되어, 그 결과, 부품 점수가 줄고, 사이즈나 비용을 작게 억제할 수 있는 효과가 있다.

본원 청구항 19에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 구동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하고 있기 때 문에, 상기 가동자 강제 진동부를 간단한 기구에 의해 실현할 수 있다.

본원 청구항 20에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록, 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 가동자 강제 진동부로서 전용의 부품을 사용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터 드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있고, 그 결과 부품 점수가 줄고, 사이즈나 비용을 억제할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 리니어 진동 모터가 밀폐되어 있고, 예컨대 내부의 가동자에 기계적으로 힘을 인가할 수 없는 경우, 본 발명의 가동자를 자유 진동시키는 방식이 유효하다는 것은 물론이다.

본원 청구항 21에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 상기 가동자 강제 진동부로서 전용의 부품을 사용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터 드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있어, 그 결과, 부품 점수가 줄고, 사이즈나 비용을 억제할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 리니어 진동 모터가 밀폐되어 있고, 예컨대 내부의 가동자에 기계적으로 힘을 인가할 수 없는 경우, 본 발명의 가동자를 자유 진동시키는 방식이 유효하다는 것은 물론이다.

본원 청구항 22에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전 개시전에 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전의 개시전의 연산 모드에서, 상기 질량 스프링비를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 부하의 운전 개시전에 산출한 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 항상 리니어 진동 모터의 최신 상태에서의 질량 스프링비를 사용하여, 가동자 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과가 있다.

본원 청구항 23에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전 종료후에, 일시적으로 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전 종료후의 연산 모드에서, 상기 질량 스프링비를 산출하고, 상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서, 최신 설정된 연산 모드에서 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하기 때문에, 항상 리니어 진동 모터의 최신 상태에서의 질량 스프 링비를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 질량 스프링비의 산출은 리니어 진동 모터의 운전 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제로 동작하고 있을 때와 거의 동등한 상태에서 질량 스프링비가 산출되게 된다. 즉, 질량 스프링비는 온도에 따라 변화하지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 질량 스프링비를 산출하게 되어, 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 질량 스프링비를 취득할 수 있고, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 질량 스프링비의 산출을 운전 정지후에 실행하기 때문에, 질량 스프링비를 산출하는 동작이 리니어 진동 모터의 구동을 방해하지 않는 효과도 있다.

본원 청구항 24에 따른 발명에 의하면, 청구항 13 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 동작 모드를 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 한 모드로 설정하는 제어부와, 상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하는 질량 스프링비 추정부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 부하의 운전 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한 시점에서, 일시적으로, 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고, 상기 질량 스프링비 추정부는 상기 연산 모드에서 상기 산출된 질량 스프링비와, 상기 질량 스프링비가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 질량 스프링비의 관계를 유도하며, 상기 운전 모드에서 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 질량 스프링비의 관계로부터, 상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하고, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서, 상기 추정된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하고 있기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서 실행되는 가동자의 위치 연산에는 항상 정확한 질량 스프링비가 사용되게 되어, 가동자의 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는 실제로 리니어 진동 모터의 운전이 실행되고 있을 때의 온도로부터, 운전 상태에서의 리니어 진동 모터의 질량 스프링비를 추정하고 있기 때문에, 리니어 진동 모터의 온도 변화가 큰 상태에서도 정확한 질량 스프링비를 사용하여 가동자의 위치 연산을 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

본원 청구항 25에 따른 발명에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터의 비운전 모드에서 스프링 정수 혹은 질량 스프링비가 산출되고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는 상기 산출된 스프링 정수 혹은 질량 스프링비를 사용한 연산에 의해, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치가 산출되게 된다. 이 때문에, 리니어 진동 모터가 밀폐 용기 중에 수용되고, 온도와 압력의 변화가 급격한 환경에서 사용되는 공기 조화기에서는 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를, 위치 센서를 사용하지 않고, 스프링 정수 혹은 질량 스프링비를 사용한 연산에 의해, 높은 정밀도로 산출하는 것이 가능하게 되고, 이로써 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 압축기의 소형화, 나아가서는 공기 조화기의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 이 공기 조화기에서는 압축기의 피스톤을 리니어 진동 모터에 의해 구동하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 의해 압축기의 피스톤을 구동하는 것에 비해, 마찰 손상의 저감, 또한 냉매의 고압과 저압의 밀봉성의 향상에 의해 압축기 효율을 높일 수 있다. 게다가, 마찰 손상의 저감에 의해 회전형 모터로는 필요 불가결했던 윤활용 오일을 대폭으로 저감할 수 있다. 이로써, 재활성이 높아질 뿐만 아니라, 오일에 녹아 들어가는 냉매의 양이 저감하기 때문에, 압축기에 충전하는 냉매의 양이 적어져서, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

본원 청구항 27에 따른 발명에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터가 밀폐 용기내에 수용되고, 온도와 압력의 변화가 급격한 환경에서 사용되는 극저온 냉동기에서는 상기 공기 조화기와 마찬가지로, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 위치 센서를 이용하지 않고, 스프링 정수 혹은 질량 스프링비를 사용한 연산에 의해, 높은 정밀도로 산출하는 것이 가능해진다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 압축기의 소형화, 나아가서는 극저온 냉동기의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 이 극저온 냉동기에서는 압축기의 피스톤을 리니어 진동 모터에 의해 구동하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 의해 압축기의 피스톤을 구동하는 것에 비해, 마찰 손상의 저감이나, 밀봉성의 향상에 의해 압축기 효율을 높일 수 있고, 게다가 마찰 손상의 저감에 의한 윤활용 오일의 대폭의 저감에 의해, 재활용성이 높아지는 동시에 압축기의 냉매 충전량이 적어져, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

본원 청구항 29에 따른 발명에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 급탕기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터가 밀폐 용기내에 수용되고, 온도와 압력의 변화가 급격한 환경에서 사용되는 급 탕기로는 상기 공기 조화기와 마찬가지로, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 위치 센서를 이용하지 않고, 스프링 정수 혹은 질량 스프링비를 사용한 연산에 의해, 높은 정밀도로 산출하는 것이 가능해진다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 압축기의 소형화, 나아가서는 급탕기의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 이 급탕기로는 압축기의 피스톤을 리니어 진동 모터에 의해 구동하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 의해 압축기의 피스톤을 구동하는 것에 비해, 마찰 손상의 저감이나 밀봉성의 향상에 의해 압축기 효율을 높일 수 있고, 게다가 마찰 손상의 저감에 의한 윤활용 오일의 대폭의 삭감에 의해, 재활용성이 높아지는 동시에 압축기의 냉매 충전량이 적어져, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

본원 청구항 29에 따른 발명에 의하면, 진동을 발생하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화기로서, 상기 리니어 진동 모터는 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1, 5, 13, 17 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 진동수와 진폭(진동)의 크기라는 2개의 자유도로 진동을 외부로 전달할 수 있고, 이 때문에, 종래의 회전형 모터를 이용하여 진동을 발생하는 것에 비해, 진동의 변화가 다채로운 것으로 할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터의 비운전 모드에서 스프링 정수인 질량 스프링비를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는 상기 산출된 스프링 정수인 질량 스프링비를 사용하여 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 중에는 가동자의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 가동자와 그 주변 부재의 간극을 삭감하여, 리니어 진동 모터의 소형화, 나아가서는 휴대 전화기의 소형화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터를 동작시키는 2개의 동작 모드를 갖고 있다. 하나의 동작 모드는 리니어 진동 모터(100)를 요구되는 모터 출력에 따른 구동 전압 혹은 구동 전류에 의해 구동하여, 리니어 진동 모터(100)에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드이다. 이 운전 모드에서 모터 구동 장치(101a)는 상기 부하의 운전을 하는 동시에, 상기 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 상기 구동 전압 및 구동 전류에 기초하여 산출하고, 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터의 구동을 제어한다. 또한 하나의 동작 모드는 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시켜, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 구하는 연산을 실행하는 연산 모드이다.

구체적으로는 이 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터(100)를, 그 가동자의 위치(Px)를 나타내는 위치 정보(Dpc)에 기초하여 구동 제어하는 모터 드라이버(1a)와, 상기 가동자의 위치(Px)를 산출하는 위치 연산을, 상기 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)에 기초하여 실행하는 가동자 위치 산출부(2a)를 갖고 있다.

상기 모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터(100)의 가동자가 자유 진동하도록 일시적으로 힘(강제 진동력)(Ffv)을 인가하는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 가동자의 자유 진동 상태로, 상기 가동자가 그 진동 중심 등의 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치(Pr)를 통과한 타이밍을 검출하여, 상기 검출한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 상대 위치 검출부(4a)에서의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)와, 상기 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하며, 상기 결정한 스프링 정수를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 상기 가동자 위치 검출부(2a)에 출력하는 스프링 정수 결정부(6a)를 갖는 것이다. 또한, 상기 고유 진동 주파수(f)는 엄밀하게는 가동자를 포함하는 스프링 진동계의 고유 진동 주파수이다.

상기 모터 구동 장치(101a)는 사용자 조작에 따른 조작 신호 등에 기초하여, 상기 모터 구동 장치(101a)의 각 부(1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a)를 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 갖고 있고, 리니어 진동 모터의 운전 개시 직전에는 상기 제어부의 제어에 의해, 이 모터 구동 장치(101a)의 동작 모드가 일단, 상기 스프링 정수를 산출하는 연산 모드로 되고, 그 후 부하의 운전을 실행하는 운전 모드로 되는 것이다.

이하, 상기 리니어 진동 모터(100), 및 상기 모터 구동 장치(101a)를 구성하 는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주파수 검지부(5a) 및 스프링 정수 결정부(6a)에 대하여 상세히 설명한다.

리니어 진동 모터(100)는 고정자 및 가동자와, 상기 가동자를 포함하는 스프링 진동계가 형성되도록 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이고, 상기 리니어 진동 모터의 구동 주파수는 상기 가동자의 왕복 운동의 공진 주파수, 즉 스프링 진동계의 공진 진동 주파수, 혹은 그 근방의 진동 주파수이다. 또한, 상기 고정자는 철심에 코일을 권회하여 이루어지는 전자석으로 구성되어 있고, 상기 가동자는 영구 자석으로 구성되어 있다.

모터 드라이버(1a)는 전원 전압을 받고 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압(Vdr)를 인가하여 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 것이다. 상기 리니어 진동 모터(100)에는 통상 구동 전압 (Vdr)으로서 교류 전압이 인가되고, 리니어 진동 모터(100)에는 구동 전류(Cdr)로서 교류 전류가 공급된다. 이 모터 드라이버(1a)는 구동 전압(Vdr)으로서 교류 전압을 리니어 진동 모터(100)에 인가함으로써, 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자를, 상기 교류 전압의 주파수와 동일한 같은 주파수로 왕복 운동시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압이 인가된 경우에는 상기 가동자는 일정한 전자력을 받게 된다. 또한, 상기 모터 드라이버(1a)는 가동자 위치 연산부(2a)에서의 연산에 의해 얻어진 상기 가동자의 위치(Px)를 나타내는 위치 정보 (Dpc)에 기초하여, 상기 구동 전압(교류 전압)(Vdr)의 레벨(파동 최고값)을 결정하는 것이다.

가동자 위치 연산부(2a)는 리니어 진동 모터(100)의 운전중에, 즉 가동자가 왕복 동작을 하고 있는 상태에서, 가동자의 위치 (Px)를 연산에 의해 구하고, 상기 가동자의 위치를 나타내는 위치 정보(Dpc)를 상기 모터 드라이버(1a)에 출력하는 것이다.

구체적인 연산으로는 배경 기술의 설명에서 든 일본 특허 공표 제 1996-508558 호 공보에 기재된 바와 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운동 방정식으로부터 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 사용된다. 이 때, 가동자의 위치의 연산에 사용되는 스프링 정수(k)는 상기 스프링 정수 결정부(6a)에 의해 결정된 것이다.

가동자 강제 진동부(3a)는 상기 강제 진동력(Ffv)을, 리니어 진동 모터의 외부로부터 가동자에 기계적으로 인가하는 것으로, 상기 강제 진동력(Ffv)이 가동자에 인가되면, 가동자는 자유 진동한다. 이러한 가동자 강제 진동부(3a)는 간단한 기구에 의해 실현된다.

단, 리니어 진동 모터(100)의 하우징(모터 하우징)이 밀폐되어 있고, 모터 하우징의 외부로부터, 그 내부의 가동자에 직접 힘이 부가되지 않는 경우가 사료된다. 그와 같은 경우에는 가동자 강제 진동부(3a)는 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류에 의해, 가동자에 전자력을 부여하는 것으로 한다. 가동자에 전자력을 부여하는 구체적인 방법은 예컨대 모터 드라이버(1a)로부터 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류를 순간적으로 정지하는 방법이 사료된다. 즉, 모터 드라이버(1a)로부터 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류가 순간적으로 정지되 면, 스프링 부재에 지지된 가동자는 자유 진동하게 된다. 이러한 가동자 강제 진동부는 전용의 부품을 사용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터·드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있어, 그 결과 부품 점수가 줄어, 사이즈나 비용을 억제할 수 있다.

또한, 이와 같이 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류를 순간적으로 정지하는 것은 리니어 진동 모터(100)의 통상의 구동 상태, 즉 가동자가 왕복 운동하고 있는 상태에서 실행해도 무방하지만, 정지하고 있는 리니어 진동 모터(100)에 모터 드라이버(1a)로부터 직류 전류를 공급하여 가동자에 전자력을 인가한 상태에서, 상기 직류 전류의 공급을 정지해도 무방하다. 이 경우, 리니어 진동 모터(100)는 운전 상태가 아니기 때문에, 즉 리니어 진동 모터(100)에 부하가 걸리지 않기 때문에, 가동자의 자유 진동을, 부하의 영향을 받지 않는 소망하는 진폭의 진동으로 할 수 있다.

또한, 상기 가동자 강제 진동부(3a)는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것일 수도 있다. 이 경우, 가동자 강제 진동부(3a)는 전용의 부품을 사용하지 않고, 기존의 부품, 예컨대 모터 드라이버 등을 사용하여 실현할 수 있어, 그 결과, 부품 점수가 줄고, 사이즈나 비용을 억제할 수 있다. 또한, 이와 같이 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를 차단함으로써 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)는 리니어 진동 모터가 밀폐되어 있고, 에컨대 내부의 가동자에 기계적으로 힘을 인가할 수 없는 경우에 유효한 것이라는 것은 물론이다.

상개 위치 검출부(4a)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자가 자유 진동하고 있는 상태에서, 상기 가동자가 그 진동 중심 등의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치(Pr)를 통과한 타이밍을 검출하고, 상기 검출한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 검출하는 것이다. 구체적으로는 이 상대 위치 검출부(4a)에는 홀 소자 등을 이용한 위치 센서를 사용할 것이 사료된다. 단, 이 상대 위치 검출부(4a)는 그 출력인 타이밍 정보(Dpr)로부터 상기 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 구할 수 있는 것이면, 어떤 것이어도 무방하다. 바꿔 말하면, 이 상대 위치 검출부(4a)에 이용되는 위치 센서는 간이한 것이 아니고, 타이밍 검출 정밀도나 주파수 응답성이 그 정도로 높은 것이 아니어도 충분하다는 것이다.

또한, 자유 진동하는 가동자가 상기 상대 위치를 통과한 것을 검출하는 방법은 상기 위치 센서를 이용하는 방법 대신에, 리니어 진동 모터(100)의 유도기 전압을 이용하는 등의 방법도 고려된다. 그 구체적인 방법은 모터 드라이버(1a)의 출력을 오픈으로 한 상태에서, 즉 모터 드라이버(1a)와 리니어 진동 모터를 비접속으로 한 상태에서, 가동자의 자유 진동에 수반하여, 리니어 진동 모터(100)에 접속된 배선, 즉 전자석을 구성하는 권선에 발생하는 유기 전압을 측정하는 방법이다.

고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상대 위치 검출부(4a)로부터 출력된 타이밍 정보(Dpr)로부터, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 것이다. 이 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 구체적으로는 상대 위치 검출부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 자유 진동하는 가동자가 어느 고정점(즉 상기 상대 위치)을 단위 시간당 통과하는 회수를 검출하는 것이다. 일반적으로는 상기 상대 위치(Pr) 로서, 가동자의 진동 중심점이 선택된다.

즉, 이 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상기 가동자가 어느 고정점(상대 위치)을 일정 시간내에 몇회 통과했는지를 검지하여, 상기 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지한다. 또한, 이 일정 시간을 크게 함으로써, 고유 진동 주파수의 검지 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 이 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상기 가동자가 상대 위치(어느 고정점)를 통과하고, 그 후 다시 상기 상대 위치를 통과하기까지의 시간을 계측하며, 상기 계측한 시간(계측 시간)으로부터 고유 진동의 주기를 구하고, 그 역수를 고유 진동 주파수로서 구하는 것일 수도 있다. 이 경우도, 가동자가 상기 상대 위치를 2회 이상, 예컨대 10회 혹은 20회라는 많은 횟수만큼 통과하는 데 필요한 시간을 계측함으로써, 고유 진동 주파수의 검지 정밀도를 높일 수 있다.

스프링 정수 결정부(6a)는 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 스프링 정수(k)를 결정하는 것이다. 여기서, 상기 스프링 정수 결정부(6a)는 구체적으로는 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하는 연산 처리를 실행하여, 상기 스프링 정수(k)를 산출하는 것이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)에서는 사용자 조작에 따라, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 상기 모터 구동 장치(101a)의 각 부(1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101a)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 상기 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 우선, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

가동자 강제 진동부(3a)는 연산 모드, 즉 리니어 진동 모터(100)의 비운전 상태에서, 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)의 가동자에 강제 진동력(Ffv)을 일시적으로 인가하여 가동자를 자유 진동시킨다.

상대 위치 검출부(4a)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자가 자유 진동하고 있는 상태에서, 상기 가동자가 상기 상대 위치를 통과할 때에, 상기 가동자의 통과 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력한다.

고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상대 위치 검출부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지한다. 구체적으로는 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상기 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 자유 진동하는 가동자가 상기 상대 위치를 일정 시간내에 몇회 통과했는지를 검지하여, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 구하고, 상기 고유 진동 주파수(f)를 나타내는 진동수 정보(Df)를 출력한다.

스프링 정수 결정부(6a)는 고유 진동 주파수 검지부(5a)로부터의 진동수 정보(Df)가 나타내는 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하는 연 산 처리를 실행하여, 스프링 정수(k)를 산출하며, 상기 스프링 정수를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를, 상기 가동자 위치 연산부(2a)에 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101a)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터, 리니어 진동 모터를 운전하는 운전 모드로 전환된다.

이하, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 운전 모드의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(구동 전압)(Vdr)을 인사하여, 리니어 진동 모터(100)를 구동한다. 이로써 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 개시된다.

이 때, 가동자 위치 연산부(2a)는 모터 드라이버(1a)에 인가되는 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 스프링 정수 결정부(6a)에 의해 산출된 스프링 정수(k)를 사용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자의 위치(Px)를 나타내는 가동자 위치 정보(Dpc)를 모터 드라이버(1a)에 출력한다.

그러면, 모터 드라이버(1a)는 상기 위치 정보(Dpc)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)로 인가하는 구동 전압(Vdr)의 진폭값(전압 레벨)을, 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 제어한다.

이와 같이 본 실시 형태 1에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101a)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통 과한 타이밍을 검출하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 검출부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dprr)에 기초하여 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 구비하고, 상기 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하기 때문에, 상기 스프링 정수(k)를 사용하는 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.

이로써, 리니어 진동 모터 운전시의 가동자의 위치 제어를 정밀도 양호하게 실행할 수 있어, 가동자와 리니어 진동 모터 하우징의 사이의 간극을 작게 하여 리니어 진동 모터의 소형화 혹은 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 1에서는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 스프링 정수(k)를 사용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 된다. 이 때문에, 시간 경과와 함께 스프링 정수(k)가 변화해도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 이 실시 형태 1에서는 상기 스프링 정수의 산출은 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 접속되어 있는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행하게 되므로, 상기 스프링 정수의 산출을, 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 접속되어 있지 않은 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우와 비교하면, 이하와 같은 효과도 있다.

즉, 리니어 진동 모터의 조립시에, 상기 가동자의 위치 연산에 사용하는 스 프링 정수를 산출하는 경우, 별개의 리니어 진동 모터의, 산출한 스프링 정수의 값을, 각각의 리니어 진동 모터와 조합되는 모터 구동 장치에 유지시킬 필요가 생긴다.

예컨대, 가동자의 위치를 구하는 연산을 하드웨어에 의해 실행하는 모터 구동 장치에서는 스프링 정수의 디폴트값는 저항 등의 능동 부품의 볼륨을 조정함으로써, 조합되는 리니어 진동 모터의, 산출된 스프링 정수의 값으로 설정된다. 또한, 가동자의 위치를 구하는 연산을 소프트웨어에 의해 실행하는 모터 구동 장치에서는 마이크로컴퓨터에 기억된 스프링 정수의 디폴트값이 조립시에 산출된 스프링 정수의 값으로 새로 고쳐 기입된다. 또는 상기와 같은 저항 등의 능동 부품의 볼륨 조정에 의해, 산출된 스프링 정수의 값으로 설정된다.

따라서, 리니어 진동 모터의 조립시에 스프링 정수를 산출하는 경우, 그 조립시에, 각 모터의 스프링 정수의 디폴트값을 보정하는 번잡한 공정이 증가하게 된다. 또한, 이 경우는 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터와 조합시킬 때, 상기 모터 구동 장치의 스프링 정수의 디폴트값이 조합되는 리니어 진동 모터의 산출된 정수의 값으로 설정되기 때문에, 리니어 진동 모터 혹은 모터 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우에도, 양쪽 모두 교환하지 않으면 안된다.

한편, 본 발명의 실시 형태 1과 같이, 리니어 진동 모터의 조립후에, 스프링 정수를 산출하는 경우는 조립시에는 모터 구동 장치의 스프링 정수의 디폴트값을 보정하는 번잡한 공정은 불필요하게 된다. 또한, 모터 구동 장치에 유지되는 스프링 정수의 값은 상기 모터 구동 장치가 리니어 진동 모터에 접속된 상태에서 설정 되기 때문에, 리니어 진동 모터와 모터 구동 장치의 한쪽이 고장난 경우는 고장난 것을 교환한 후에, 모터 구동 장치의 스프링 정수를 설정 가능하다. 즉, 리니어 진동 모터 혹은 모터 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우에는 고장난 쪽을 교환하기만 해도 된다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 1에서는 모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)를 산출하는 것이지만, 모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료후에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 리니어 진동 모터의 운전시에는 전회의 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 산출한 스프링 정수(k)를 사용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 된다. 따라서, 이 경우도, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 스프링 정수(k)를 사용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 되고, 시간 경과와 함께 스프링 정수가 변화해도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.

또한 이 경우는 스프링 정수의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동등한 상태에서 스프링 정수가 산출되게 된다. 즉, 스프링 정수는 온도에 의해 변화하지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 스프링 정수를 산출함으로써, 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 스프링 정수를 취득할 수 있고, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 경우에는 스프링 정수의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 정지후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 스프링 정수를 산출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 1에서는 모터 구동 장치(101a)는 사용자의 조작에 의해 리니어 진동 모터의 운전 개시를 나타내는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 동작 모드가 일시적으로 연산 모드로 된 후에 운전 모드로 되는 것으로 하고 있지만, 모터 구동 장치는 이에 한정되는 것이 아니고, 예컨대 모터 구동 장치는 연산 모드의 동작 및 운전 모드의 동작이 각각 사용자 조작에 의해 발생하는 지령 신호에 기초하여 독립적으로 실행되는 것일 수도 있다.

(실시 형태 2)

도 2는 본 발명의 실시 형태 2에 의한 모터 구동 장치(101b)를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 사용하는 스프링 정수(k)를, 가동자의 고유 각진동수(w)에 기초하여 산출하는 점만, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 상이하다.

즉, 이 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 대신하는 자유 진동하는 가동자가 어느 고정점(상대 위치)을 통과하는 타이밍에 기초하여 가동자의 고유 각진동수(고유각 속도)(w)를 검출하는 고유 각진동수 검출부(5b)와, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 스프링 정수 결정부(6a)를 대신하는 상기 고유 각진동수(w)에 기초하 여 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 산출하는 스프링 정수 결정부(6b)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101b)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4b), 고유 각진동수 검지부(5b) 및 스프링 정수 결정부(6b)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a) 및 가동자 강제 진동부(3a)는 상기 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일한 것이다.

상대 위치 검출부(4b)는 상기 가동자가 그 진동 중심 등의 기준 위치에 대한 2개의 상대 위치(제 1 및 제 2 상대 위치)를 통과한 타이밍을 각각 검출하고, 상기 검출한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력하는 것이다.

고유 각진동수 검지부(5b)는 상대 위치 검출부(4b)로부터의 검출정보(Dpr)에 기초하여 가동자의 고유 각진동수(고유각 속도)(ω)를 검지하여, 상기 고유 각진동수(ω)를 나타내는 각 진동수 정보(Dω)를 출력하는 것이다. 이 고유 각진동수(ω)를 검지하는 구체적인 방법에는 가동자의 속도(Mv)의 최대값(Mv0)을 가동자의 변위(Mx)의 최대값(Mx0)으로 제산하는 제 1 방법, 가동자의 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)을 가동자의 속도(Mv)의 최대값(Mv0)으로 제산하는 제 2 방법, 가동자의 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)을 가동자의 변위(Mx)의 최대값(Mx0)으로 제산하고, 상기 제산에 의해 얻어지는 값의 평방 근을 취하는 제 3 방법 등이 있다. 단, 여기서는 상기 고유 각진동수 검지부(5b)는 상기 상대 위치 검지부(4b)로부터의 타이 밍 정보(Dpr)가 나타내는 가동자가 2개의 상대 위치를 통과한 타이밍에 기초하여, 제 1 방법에 의해, 즉 가동자의 속도(Mv)의 최대값(Mv0)과 변위(Mx)의 최대값(Mx0)을 이용하여, 가동자의 고유 각진동수(고유각 속도)(ω)를 검지하는 것으로 한다.

이하, 상기 제 1 내지 제 3 방법에 대하여 간단히 설명한다.

상기 가동자의 변위(Mx), 속도(Mv), 가속도(Ma)는 시간(t)의 함수로서, 다음 수학식 5 내지 수학식 7로 표시된다.

[수학식 5]

Mx = Mx0 ·sin(ωt)

[수학식 6]

Mv = Mv0 ·sin(ωt)

[수학식 7]

Ma = Ma0 ·sin(ωt)

또한, 속도(Mv)는 변위(Mx)의 미분에 의해 얻어짐으로써, 상기 수학식 6은 다음 수학식 8과 같이 변형된다.

[수학식 8]

Mv = (Mx)' = Mx0 ·ω·cos(ωt)

또한, 가속도(Ma)는 속도(Mv)의 미분에 의해 얻어짐으로써, 상기 수학식 7은 다음 수학식 9와 같이 변형된다.

[수학식 9]

Ma = (Mv)' = Mv0 ·ω·cos(ωt)

또한, 가속도(Ma)는 변위(Mx)의 2회의 미분에 의해 얻어짐으로써, 상기 수학식 7은 다음 수학식 10과 같이 변형된다.

[수학식 10]

Ma = ((Mx)')' = -Mx0 ·ω·ω·sin(ωt)

또한, 여기서, ()'는 미분을 나타낸다.

따라서, 상기 (8)로부터, 속도(Mv)의 최대값(Mv0)은 변위의 최대값(Mx0)과 각 진동수(ω)의 적으로 되고, 각 진동수(ω)는 가동자의 속도(Mv)의 최대값(Mv0)을 가동자의 변위(Mx)의 최대값(Mx0)으로 제산함으로써 구해진다(제 1 방법).

또한, 상기 (9)로부터, 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)은 속도의 최대값(Mv0)과 각 진동수(ω)의 적으로 되고, 각 진동수(ω)는 가동자의 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)을 가동자의 속도(Mv)의 최대값(Mv0)으로 제산함으로써 구해진다(제 2 방법).

또한, 상기 (10)으로부터, 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)은 변위의 최대값(Mx0)과 각 진동수(ω)의 제곱의 적으로 되고, 각 진동수(ω)는 가동자의 가속도(Ma)의 최대값(Ma0)을 가동자의 변위(Mx)의 최대값(Mx0)으로 제산하여, 상기 제산 결과의 평방 근을 취함으로써 구해진다(제 3 방법).

스프링 정수 결정부(6b)는 고유 각진동수 검지부(5b)가 검지한 각 진동수(ω)로부터 스프링 정수를 결정하여, 상기 결정한 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력하는 것이다. 구체적으로는 스프링 정수 결정부(6b)로 스프링 정수(k)(=ω2·m)를 구하는 연산은 고유 각진동수 검지부(5b)로부터의 진동수 정보(Dω)가 나타내는 고유 각진동수(ω)를 제곱하여 상기 가동자의 질량(m)을 승산하는 연산이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 실시 형태 1과 같이 상기 모터 구동 장치(101b)의 각부(1a, 2a, 3a, 4b, 5b, 6b)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101b)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)에서는 가동자 강제 진동부(3a)는 상기 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 2에서는 상대 위치 검출부(4b)는 상기 자유 진동하는 가동자가 상기 제 1 상대 위치를 통과한 타이밍 및 가동자가 상기 제 2 상대 위치를 통과한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력한다.

고유 각진동수 검지부(5b)는 상대 위치 검출부(4b)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유각 진동 주파수(ω)를 검지하고, 상기 고유각 진동 주파수(ω)를 나타내는 각 진동수 정보(Dω)를 출력한다. 여기서는 상기 고유 각진동수 검지부(5b)는 상대 위치 검출부(4b)로부터의 타이밍 정보(Dpr)로부터 가동자의 속도의 최대값(Mv0) 및 변위의 최대값(Mx0)을 구하고, 가동자의 속도의 최대값(Mv0)을 가동자의 변위의 최대값(Mx0)으로 제산하는 연산에 의해, 이 고유 각진동수(ω)를 검지한다.

스프링 정수 결정부(6b)는 고유 각진동수 검지부(5b)로부터의 각 진동수 정보(Dω)를 받아, 상기 각 진동수 정보(Dω)가 나타내는 고유 각진동수(ω)를 제곱하여 상기 가동자의 질량(m)을 승산하는 연산을 하고, 스프링 정수(k)(=ω2·m)를 산출하여, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101b)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 전환된다.

이 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)는 운전 모드로는 실시 형태 1과 같이 동작한다.

이와 같이 본 실시 형태 2에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101b)에서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 자유 진동하는 가동자가 2개의 고정점(상대 위치)을 통과한 타이밍을 각각 검출하는 상대 위치 검출부(4b)와, 상기 상대 위치 검출부(4b)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 각진동수(ω)를 검지하는 고유 각진동수 검지부(5b)를 구비하고, 상기 검지된 고유 각진동수(ω)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하기 때문에, 상기 스프링 정수(k)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치를 정밀도가 높은 것으로 할 수 있고, 실시 형태 1과 같이 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 2에서는 실시 형태 1과 마찬가지로, 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 스프링 정수(k)가 변화되어도, 가동자의 위치를, 상기 스프링 정수(k)를 이용한 연산에 의해, 높은 정밀도로 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 2에서는 모터 구동 장치(101b)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것이지만, 모터 구동 장치(101b)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 3)

도 3은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 이용하는 스프링 정수(k)를, 가동자의 고유 진동 주기(T)에 기초하여 산출하는 점만, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)과 상이하다.

즉, 이 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 대신하여, 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통과하는 타이밍에 기초하여 가동자의 고유 진동 주기(T)를 검출하는 고유 진동 주기 검지부(5c)와, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 스프링 정수 결정부(6a)를 대신하는 상기 고유 진동 주기(T)에 기초하여 스프링 부 재의 스프링 정수(k)를 산출하는 스프링 정수 결정부(6c)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101c)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주기 검지부(5c), 및 스프링 정수 결정부(6c)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 가동자 강제 진동부(3a) 및 상대 위치 검출부(4a)는 상기 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일한 것이다.

고유 진동 주기 검지부(5c)는 상대 위치 검출부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여 가동자의 고유 진동 주기(T)를 검지하고, 상기 고유 진동 주기(T)를 나타내는 주기 정보(Dt)를 출력하는 것이다. 고유 진동 주기 검지부(5c)는 구체적으로는 상기 상대 위치 검지부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자가 있는 고정점을 통과하고, 다시 어느 고정점을 동일 방향으로 통과하기까지의 시간을 검출하는 것이다. 바꿔 말하면, 가동자가 진동 중심에 대한 일정한 상대 위치(일반적으로는 가동자의 진동 중심 그 자체를 선택함)를 통과하고, 다시 상기 상대 위치를 통과하기까지의 시간으로부터 고유 진동 주기를 구하는 것이다. 또한, 고유 진동 주기의 검지에는 가동자가 1왕복하는 시간이 아니라, 복수회 왕복하는 시간을 이용함으로써, 검지 정밀도를 향상시킬 수 있고, 또한 복수회 왕복하는 시간을 이용하는 경우에는 왕복하는 회수가 많을수록 검지 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 고유 진동 주기를 구하는 방법에는 상기한 바와 같이 가동자의 1왕복 에 필요한 시간을 직접 검출하는 방법에 한정하지 않고, 예컨대 가동자가 있는 고정점을 일정 시간에 몇회 통과하는지를 검지하여 고유 진동 주파수를 검지하고, 상기 고유 진동 주파수로부터 고유 진동 주기를 구하는 방법도 있다. 이 경우, 상기 일정 시간, 즉 고정점을 가동자가 통과하는 회수를 측정하는 시간을 길게 함으로써, 고유 진동 주기의 검지 정밀도를 높일 수 있다.

스프링 정수 결정부(6c)는 고유 진동 주기 검지부(5c)가 검지한 고유 진동 주기(T)로부터 스프링 정수(k)를 결정하고, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력하는 것이다. 구체적으로는 스프링 정수 결정부(6c)로 스프링 정수(k)(=1/(T/2π)²·(1/m))를 구하는 연산은 고유 진동 주기(T)를 원주율의 2배로 제산하고, 상기 제산 결과를 제곱하며, 또한 상기 제산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량의 역수를 승산하여, 상기 승산결과의 역수를 취하는 연산이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 실시 형태 1과 마찬가지로, 상기 모터구동 장치(101c)의 각 부(1a, 2a, 3a, 4a, 5c, 6c)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101c)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의, 스프링 정수(k)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)에서는 가동자 강제 진동부(3a) 및 상대 위치 검출부(4a)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 3에서는 고유 진동 주기 검지부(5c)는 상대 위치 검출부(4a)에서의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주기(T)를 검지하고, 상기 고유 진동 주기(T)를 나타내는 주기 정보(Dt)를 출력한다. 예컨대, 가동자가 있는 고정점을 통과하고, 다시 어느 고정점을 동일 방향으로 통과하기까지의 시간을 검출한다.

스프링 정수 결정부(6c)는 고유 진동 주기 검지부(5c)로부터의 주기 정보(Dt)를 받고, 상기 주기 정보(Dt)가 나타내는 고유 진동 주기(T)를 원주율의 2배로 제산하고, 상기 제산 결과를 제곱하며, 또한 제산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량의 역수를 승산하고, 상기 승산 결과의 역수를 취하는 연산에 의해, 스프링 정수(k)(=1/(T/2π)²·(1/m))를 산출하여, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101c)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 전환된다.

이 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)는 운전 모드로는 실시 형태 1과 같이 동작한다.

이와 같이 본 실시 형태 3에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101c)로부터, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통과하는 타이밍을 검출하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 검출 결과를 나타내는 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주기(T)를 검지하는 고유 진동 주기 검지부(5c)를 구비하고, 상기 검지된 고유 진동 주기(T)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하기 때문에, 실시 형태 1과 같이 상기 스프링 정수(k)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치를, 정밀도가 높은 것으로 할 수 있어, 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 3에서는 실시 형태 1과 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 스프링 정수(k)가 변화되어도, 가동자의 위치를, 상기 스프링 정수를 이용한 연산에 의해 높은 정밀도로 산출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 3에서는 모터 구동 장치(101c)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것을 나타내었지만, 모터 구동 장치(101c)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 4)

도 4는 본 발명의 실시 형태 4에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터를 동작시키는 2개의 동작 모드를 갖고 있다. 하나의 동작 모드는 리니어 진동 모터(100)를, 요구 되는 모터 출력에 따른 구동 전압 또는 구동 전류에 의해 구동하여, 리니어 진동 모터(100)에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드이다. 또한 하나의 동작 모드는 상기 리니어 진동 모터(100)의 구동 주파수를 조정하여 공진 주파수를 검지하고, 상기 공진 주파수로부터, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 산출하는 연산 모드이다. 상기 운전 모드로는 모터 구동 장치(101d)는 상기 부하를 운전하는 동시에, 상기 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를, 상기 산출한 스프링 정수(k), 구동 전류 및 구동 전압에 기초하여 산출하고, 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터의 구동을 제어한다.

구체적으로는 이 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터(100)를, 그 가동자의 위치(Px)를 나타내는 위치 정보(Dpc)에 기초하여 구동 제어하는 모터 드라이버(1d)와, 상기가동자의 위치(Px)를 산출하는 위치 연산을, 상기 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)에 기초하여 실행하는 가동자 위치 산출부(2a)를 갖고 있다.

또한, 상기 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 구동 전류(Cdr)를 검출하는 전류 검출부(9d)와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 구동 전압(Vdr)을 검출하는 전압 검출부(10d)와, 상기 검출된 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 모터 드라이버(1d)를 제어하고, 리니어 진동 모터(100)의 공진 구동 주파수(f')를 검지하는 공진 주파수 검지부(11d)와, 상기 검지된 공진 구동 주파수(f')에 기초하여 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하며, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 상기 가동자 위치 검출부(2a) 에 출력하는 스프링 정수 결정부(6d)를 갖고 있다.

또한, 이 실시 형태 4에서는 상기 모터 구동 장치(101dV), 사용자 조작에 따른 조작 신호 등에 기초하여, 상기 모터 구동 장치(101d)의 각 부(1d, 2a, 6d, 9d, 10d, 11d)를 제어하는 제어부(도시하지 않음)를 갖고 있고, 리니어 진동 모터의 운전개시 직전에는 상기 제어부의 제어에 의해, 이 모터 구동 장치(101d)의 동작 모드가 일단, 스프링 정수를 산출하는 연산 모드로 되고, 그 후 부하의 운전을 하는 운전 모드로 되는 것이다.

이하, 상기 리니어 진동 모터 및 상기 모터 구동 장치(101d)를 구성하는 모터 드라이버(1d), 가동자 위치 연산부(2a), 전류 검출부(9d), 전압 검출부(10d), 공진 주파수 검지부(11d), 및 스프링 정수 결정부(6d)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 상기 리니어 진동 모터(100) 및 가동자 위치 연산부(2a)는 실시 형태 1의 것과 동일하다.

모터 드라이버(1d)는 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압(Vdr)을 인가하는 동시에, 상기 구동 전압(Vdr)을 제어하는 것이고, 운전 모드로는 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 구동 전압을, 그 전압 레벨이 상기 리니어 진동 모터(100)에 요구되는 모터출력에 따른 레벨로 되도록 제어하며, 연산 모드로는 공진 주파수 검지부(11d)로부터의 구동 주파수 제어 신호(Sfc)에 따라, 리니어 진동 모터(100)의 구동 주파수가 공진 주파수로 되도록 구동 전압을 제어하는 것이다.

또한, 상기 리니어 진동 모터(100)는 상기 구동 전압으로서 교류 전압을 인가한 경우, 리니어 진동 모터(100)를 구성하는 가동자를, 인가한 전압의 주파수와 같은 주파수로 왕복 운동시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기 리니어 진동 모터(100)는 상기 구동 전압으로서 직류 전압을 인가한 경우, 상기 가동자의 일정 레벨의 추력이 발생하는 것이다.

전류 검출부(9d)는 모터 드라이버(1d)로부터 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 구동 전류(Cdr)를 검출하는 것이고, 즉 구동 전류(Cdr)를 모니터하여 얻어지는 전류 모니터 신호(Cmnt)에 따라, 상기 구동 전류를 나타내는 전류 검출 신호(Cd)를 출력하는 것이다. 구체적인 전류 검출 방법은 비접촉의 전류 센서를 이용하는 방법이나, 션트 저항을 이용하는 방법이 사료된다.

전압 검출부(10d)는 모터 드라이버(1d)로부터 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 구동 전압(Vdr)을 검출하는 전압 센서(10d1)를 갖고, 상기 센서(10d1)의 출력(센서 출력)(Vsns)에 따라, 상기 구동 전압(Vdr)을 나타내는 전압 검출 신호(Vd)를 출력하는 것이다. 여기서는 구체적인 전압 검출 방법으로는 전압 센서를 이용하는 방법을 나타내고 있지만, 구동 전압의 검출 방법에는 리니어 진동 모터에 인가되는 구동 전압을 직접 저항 분압하여 측정하는 방법이나, 모터 드라이버(1d) 내부에서 발생하는 상기구동 전압(Vdr)을 나타내는 전압 정보로부터 추정하는 방법이 사료된다.

공진 주파수 검지부(11d)는 전류 검출부(9d)의 전류 검출 신호(Cd) 및 전압 검출부(10d)의 전압 검출 신호(Vd)에 기초하여, 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수(f')를 검지하는 것이다. 구체적으로는 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 리니어 진동 모터(100)에 공급하는 구동 전류의 진폭값을 일정하게 한 상태에서, 리니 어 진동 모터의 구동 주파수가 리니어 진동 모터로의 공급 전력이 최대로 되는 주파수로 되도록, 모터 드라이버(1d)를 제어하여, 상기 공급 전력이 최대가 되는 구동 주파수로부터 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수(이하 간단히 공진 주파수라 함)(f')를 검지하여, 상기 공진 주파수(f')를 나타내는 공진 주파수 정보(Drf)를 출력하는 것으로 하고 있다.

스프링 정수 결정부(6d)는 공진 주파수 검지부(11d)에 의해 검지된 공진 주파수(f')로부터 스프링 정수(k)를 결정하여, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력하는 것이다. 구체적으로는 스프링 정수 결정부(6d)는 공진 주파수(f')에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 가동자의 질량(m)을 승산하는 연산에 의해, 스프링 정수(k)(=(f'·2π)²·m)를 산출하는 것이다.

또한, 이 스프링 정수 결정부(6d)에 의해 스프링 정수(k)를 결정하는 동작은 리니어 진동 모터(100)가 스프링적인 부하를 가질 때에 실시되는 것이 바람직하다. 즉, 부하에 스프링적 요소가 있을 때는 리니어 진동 모터의 스프링 정수와 부하의 스프링적 요소의 스프링 정수가 합성된 스프링 정수를 산출하기 때문에, 정확한 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수를 산출할 수 없다. 따라서, 여기서는 상기 스프링 정수를 산출하는 연산 모드의 동작은 무부하 상태에서 실행되는 것으로 한다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 상기 모터 구동 장치(101d)의 각 부(1d, 2a, 6d, 9d, 10d, 11d)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101d)의 동작 모드가 일단 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1d)는 제어부(도시하지 않음)으로부터의 제어 신호에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압 또는 구동 전류를 공급하여 상기 리니어 진동 모터(100)를 구동한다. 이 때, 전압 검출부(10d)는 전압 센서(10d1)로부터의 센서 출력(Vsns)에 기초하여 구동 전압(Vdr)을 검지하고, 전압 검지 신호(Vd)를 출력한다. 또한, 전류 검출부(9d)는 모터 드라이버(1d)로부터 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 구동 전류(Cdr)를 검출하여, 전류 검지 신호(Cd)를 출력한다.

공진 주파수 검지부(11d)는 상기 전압 검출부(10d)의 출력신호(Vd) 및 전류 검출부(9d)의 출력 신호(Cd)에 기초하여 모터 드라이버(1d)에 구동 주파수 제어 신호(Sfc)를 출력한다. 그러면, 상기 모터 드라이버(1d)는 리니어 진동 모터(100)의 구동 주파수가 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전력이 최대로 되는 주파수로 되도록, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압(Vdr)의 주파수를 조정하여, 상기 리니어 진동 모터로의 공급 전력이 최대로 되는 주파수인 공진 주파수(f')를 검지한다.

스프링 정수 결정부(6d)는 공진 주파수 검지부(11d)에 의해 검지된 공진 주파수(f')를 나타내는 주파수 정보(Drf)에 기초하여, 상기 공진 주파수(f')에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하는 연산을 하여, 스프링 정수(k)를 산출하고, 상기 스프링 정수를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101d)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 변경된다.

이하, 운전 모드의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1d)는 제어부(도시하지 않음)의 제어에 의해, 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(구동 전압)(Vdr)을 인가한다. 이로써, 리니어 진동 모터(100)가 구동된다.

이 때, 가동자 위치 연산부(2a)는 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 스프링 정수 결정부(6d)에 의해 산출된 스프링 정수(k)를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자 위치를 나타내는 위치 정보(Dpc)를 모터 드라이버(1d)에 출력한다.

그러면, 모터 드라이버(1d)는 상기 위치 정보(Dpc)에 따라서, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압(Vdr)의 전압 레벨을, 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 제어한다.

이와 같이 본 실시 형태 4에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구 동 장치(101d)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)의 구동 전류(Cdr)를 검출하는 전류 검출부(9d)와, 상기 리니어 진동 모터(100)의 구동 전압(Vdr)을 검출하는 전압 검출부(10d)와, 상기 검출된 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 모터 드라이버(1d)를 제어하고, 리니어 진동 모터(100)의 공진 주파수(f')를 검지하는 공진 주파수 검지부(11d)를 구비하고, 상기 검지된 공진 주파수(f')로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하기 때문에, 상기 스프링 정수(k)를 이용하는 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있어, 이로써 실시 형태 1과 같이 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 4에서는 실시 형태 1과 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 스프링 정수(k)가 변화되어도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 4에서는 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)를 산출하는 것이지만, 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수를 산출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 리니어 진동 모터의 운전시에는 전회의 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 된다. 따라서, 이 경우도, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 스프링 정수(k)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되 게 되고, 시간 경과와 함께 스프링 정수가 변화되어도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 이 경우는 스프링 정수(k)의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동등한 상태에서 스프링 정수(k)가 산출되게 된다. 즉, 스프링 정수(k)는 온도에 의해 변화되지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 스프링 정수(k)를 산출함으로써 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 스프링 정수(k)를 취득할 수 있어, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 경우에는 스프링 정수(k)의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 종료 후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 스프링 정수(k)를 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 4에서는 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 리니어 진동 모터(100)에 공급하는 구동 전류의 진폭값을 일정한 상태로, 리니어 진동 모터의 구동 주파수가 리니어 진동 모터로의 공급 전력이 최대가 되는 주파수로 되도록, 모터 드라이버(1d)를 제어하고, 상기 공급 전력이 최대로 되는 구동 주파수로부터 리니어 진동 모터의 공진 주파수(f')를 검지하는 것이지만, 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 리니어 진동 모터의 공진 상태에서의 구동 전류와 구동 전압의 위상차로부터 공진 주파수를 검지하는 것일 수도 있다.

간단히 설명하면, 구동 전류와 구동 전압의 위상차는 항상 고정이 아니라, 구동 전류의 진폭값, 구동 주파수, 유기 전압값(유기 전압의 진폭값이나 실효값)으로부터 한번에 결정되는 것이다.

따라서, 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 상기 구동 전압 및 구동 전류의 위상차가 구동 전류의 진폭값, 구동 주파수, 유기 전압값로부터 한번에 결정되는 공진 상태에서의 위상차로 되도록, 모터 드라이버(1d)로부터의 구동 전압의 주파수를 제어하여, 상기 구동 전압 및 구동 전류의 위상차가 상기 공진 상태에서의 위상차로 되었을 때의 구동 전압의 주파수를, 공진 주파수로서 결정하는 것일 수도 있다.

또한, 이 실시 형태 4에서는 상기 모터 구동 장치(101d)는 운전 모드와 연산 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 운전 모드로는 리니어 진동 모터(100)를, 요구되는 모터 출력에 따른 구동 전압값(또는 구동 전류값)으로 구동하고, 연산 모드로는 리니어 진동 모터(100)의 공진 주파수를 검지하여, 상기 공진 주파수에 기초하여 스프링 정수를 구하는 것이지만, 상기 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터의 부하를 운전하는 동작 모드(운전 모드)만을 갖고, 상기운전 모드로, 리니어 진동 모터의 공진 주파수를 검지하여, 상기 리니어 진동 모터를 공진 주파수로 구동하는 동시에, 상기 검지된 공진 주파수에 기초하여 스프링 정수(k)를 결정하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 5)

도 5는 본 발명의 실시 형태 5에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터를 동작시키는 2 개의 동작 모드를 갖고 있다. 하나의 동작 모드는 리니어 진동 모터(100)를, 모터 출력에 따른 구동 전압 또는 구동 전류로 구동하여, 리니어 진동 모터의 부하를 운전하는 운전 모드이다. 또 하나의 동작 모드는 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 산출하여, 상기 스프링 정수(k)와 모터 온도(T)의 관계(스프링 정수 온도 함수)(Qa)를 도출하는 연산 모드이다. 여기서, 상기 모터 구동 장치(101e)는 상기 운전 모드로는 모터 온도(Tm)에 기초하여 상기 스프링 정수 온도 함수 (Qa)에 의해 운전 모드로의 리니어 진동 모터의 스프링 정수를 추정하고, 추정된 스프링 정수(k)(t)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하고, 상기 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터(100)의 구동을 제어한다.

또한, 상기 리니어 진동 모터(100)는 실시 형태 1의 것과 동일하다.

즉, 이 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터(100)를, 그 가동자의 위치(Px)를 나타내는 위치 정보(Dpc)에 기초하여 구동 제어하는 모터 드라이버(1a)와, 상기 가동자의 위치(Px)를 산출하는 위치 연산을, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전 모드로 추정된 스프링 정수(k)(t)에 기초하여 실행하는 가동자 위치 산출부(2e)를 갖고 있다.

여기서, 상기 모터 드라이버(1a)는 실시 형태 1의 것과 동일하다. 또한, 상기 가동자 위치 연산부(2e)는 실시 형태 1의 가동자 위치 연산부(2a)와 같이 리니어 진동 모터(100)가 왕복동작을 하고 있을 때의 가동자의 위치(Px)를 위치 연산에 의해 구하는 것으로, 구체적인 위치 연산은 실시 형태 1 또는 종래의 기술에서 설명한 바와 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운동 방정식으로부터 가동자의 위치(Px) 를 산출하는 것이다. 단, 이 실시 형태 5의 가동자 위치 산출부(2e)에서는 상기 위치 연산에는 스프링 정수로서, 모터 온도(Tm)로부터 추정된 추정 스프링 정수(k)(t)가 사용된다.

모터 구동 장치(101e)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자에 강제 진동력(Ffv)를 인가하여, 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 리니어 진동 모터(100)의 가동자가 자유 진동하고 있는 상태에서, 상기 가동자가 그 진동 중심 등의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과한 타이밍을 검출하고, 상기 검출한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 상기 스프링 진동계의 고유 진동 주파수(fpv)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 갖고 있다. 여기서, 상기 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 및 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상기 실시 형태 1의 것과 동일한 것이다.

모터 구동 장치(101e)는 상기 검지된 고유 진동 주파수(fpv)로부터 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하고, 상기 스프링 정수를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력하는 스프링 정수 결정부(6a)와, 상기 리니어 진동 모터(100)의 모터 온도(Tm)를 검출하고, 상기 검출한 모터 온도(Tm)를 나타내는 온도 정보(Dtm)를 출력하는 온도 검출부(12e)와, 스프링 정수 정보(Dk)와 온도 정보(Dtm)에 기초하여 운전중인 리니어 진동 모터의 스프링 부재의 스프링 정수를 추정하는 스프링 정수 추정부(13e)를 갖고 있다.

여기서, 상기 온도 검출부(12e)는 리니어 진동 모터(100)에 부착되고, 상기 모터 온도(Tm)를 모니터하는 온도 센서로 구성되어 있다. 또한, 스프링 정수 결정부(6a)는 실시 형태 1의 것과 동일한 것으로, 구체적으로는 상기 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 고유 진동 주파수(fpv)에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하는 연산에 의해, 상기 스프링 정수(k)를 결정하고, 상기 스프링 정수(k)를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 출력하는 것이다. 또한, 스프링 정수 추정부(13e)는 상기연산 모드로는 스프링 정수 정보(Dk)와 온도 정보(Dtm)에 기초하여, 상기 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 관계를 나타내는 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하고, 상기 운전 모드로는 검출된 모터 온도(Tm)로부터, 상기 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 이용하여, 부하 운전중인 리니어 진동 모터의 스프링 정수를 추정하며, 상기 추정에 의해 수득된 스프링 정수(추정 스프링 정수)(k)(t)를 나타내는 추정 스프링 정수 정보(Dk)(t)를 출력하는 것이다. 여기서, 스프링 정수 추정부(13e)는 스프링 정수 온도 함수(Qa)의 도출을, 온도 변화에 대한 스프링 정수의 변화의 비율을 나타내는 스프링 부재의 온도 계수(αk)에 기초하여 실행하는 것이다. 즉, 스프링 정수 추정부(13e)는 스프링 부재에 따른 온도 계수(αk)를 그 내부 메모리에 유지하고 있고, 연산 모드로 스프링 정수 결정부(6a)에 의해 결정된 스프링 부재의 스프링 정수(k)와, 연산 모드로 온도 검출부(12e)에 의해 검출된 모터 온도(Tm)와, 내부 메모리에 유지되어 있는 스프링 부재의 온도 계수(αk)로부터, 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 대응 관계를 나타내는 일차 함수인 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하는 것이다.

또한, 상기 스프링 정수 온도 함수(Qa)는 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 대응 관계를 나타내는 일차 함수에 한정되는 것이 아니고, 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 대응 관계를 나타내는 2차원의 매트릭스이어도 무방하다.

이와 같이 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)는 운전 모드로는 리니어 진동 모터의 스프링 정수(k)(t)를 모터 온도(Tm)로부터 추정하고, 추정된 스프링 정수(k)(t)로부터 가동자의 위치를 산출하며, 상기 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터의 구동을 제어하는 것이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 상기 모터 구동 장치(101e)의 각 부(1a, 2e, 3a, 4a, 5a, 6a, 12e, 13e)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101e)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

가동자 강제 진동부(3a)는 연산 모드, 즉 리니어 진동 모터(100)의 비운전 상태로, 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)의 가동자에 강제 진동력(Ffv)을 일시적으로 인가하여, 가동자를 자유 진동시킨다.

상대 위치 검출부(4a)는 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통과하는 타이밍을 검출하고, 상기 검출한 타이밍을 나타내는 타이밍 정보(Dpr)를 출력한다.

고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상대 위치 검출부(4a)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 스프링 진동계의 고유 진동 주파수(f)를 검지한다. 구체적으로는 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 자유 진동하는 가동자가 어떤 고정점(일반적으로는 가동자의 진동 중심점)을 일정 시간에 몇번 통과하는지를 검지하여, 고유 진동 주파수(f)를 나타내는 진동수 정보(Df)를 출력한다.

스프링 정수 결정부(6a)는 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 고유 진동 주파수(f)를 이용하여, 상기 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하는 연산에 의해, 스프링 정수(k)를 산출하여, 상기 스프링 정수를 나타내는 스프링 정수 정보(Dk)를 스프링 정수 추정부(13e)에 출력한다.

또한, 이 때, 온도 검출부(12e)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 모터 온도(Tm)를 검출하고, 상기 모터 온도를 나타내는 온도 정보(Dtm)를 스프링 정수 추정부(13e)에 출력한다.

그러면, 스프링 정수 추정부(13e)는 그 내부 메모리에 유지되어 있는 스프링 부재의 온도 계수(αk)와, 상기 스프링 정수 정보(Dk) 및 온도 정보(Dtm)에 기초하여, 상기 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 관계를 나타내는 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하고, 상기 함수(Qa)의 데이터를 내부 메모리에 유지한다.

그 후, 모터 구동 장치(101e)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모 드로 전환된다.

이하, 운전 모드의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)가 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(구동 전압)(Vdr)을 인가하면, 리니어 진동 모터(100)가 구동되어, 리니어 진동 모터에 접속된 부하의 운전이 개시된다.

이 때, 상기 스프링 정수 추정부(13e)에는 상기 온도 검출부(12e)에 의해 검출된 모터 온도(Tm)를 나타내는 온도 정보(Dtm)가 입력되어 있고, 상기 스프링 정수 추정부(13e)는 상기 검출된 모터 온도(Tm)에 기초하여, 상기 스프링 정수 온도 함수(Qa)로부터, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하고, 상기 추정된 스프링 정수(k)(t)를 나타내는 추정 스프링 정수정보(Dk)(t)를 가동자 위치 연산부(2e)에 출력한다.

그러면, 상기 가동자 위치 연산부(2e)는 모터 드라이버(1a)에 인가되는 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 추정 스프링 정수 정보(Dk)(t)가 나타내는 추정 스프링 정수(k)(t)를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자 위치(Px)를 나타내는 위치 정보(Dpc)를 모터 드라이버(1a)에 출력한다.

그러면, 모터 드라이버(1a)는 상기 위치 정보(Dpc)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압(Vdr)의 레벨을, 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 제어한다.

이와 같이 본 실시 형태 5에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구 동 장치(101e)에서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)와, 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 스프링 정수(k)를 결정하는 스프링 정수 결정부(6a)와, 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부(12e)를 구비하고, 연산 모드로는 스프링 정수의 온도 계수(αk)와, 상기 검출된 모터 온도(Tm)와, 상기 결정된 스프링 정수(k)에 기초하여, 스프링 정수(k)와 모터 온도(Tm)의 관계(Qa)를 도출하고, 운전 모드로는 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수(k)(t)를, 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 이용하여, 운전 상태에서 검출된 모터 온도(Tm)로부터 추정하기 때문에, 모터의 운전 상태에서는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 모터 온도(Tm)에 따른 추정 스프링 정수(k)(t)를 이용하여 실행되게 되어, 모터의 운전 상태에서 가동자의 위치를 보다 높은 정밀도로 산출할 수 있다.

이로써, 모터 운전시의 가동자의 위치 제어를 보다 정밀도 양호하게 실행할 수 있고, 가동자와 리니어 진동 모터 하우징의 사이의 간극를 보다 작게 하여 리니어 진동 모터의 가일층의 소형화 또는 고출력화를 도몰할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 5에서는 리니어 진동 모터(100)의 운전개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 정수를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 리니어 진동 모터의 스프링 정수가 변화되어도, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 5에서는 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)의 산출 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하여, 상기 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하고, 운전시에는 운전 개시 직전에 도출한 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 이용하여 모터 온도(Tm)로부터 스프링 정수(k)(t)를 추정하는 것이지만, 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)의 산출 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하고 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하며, 운전시에는 전회의 운전 종료시에 도출한 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 이용하여 모터 온도(Tm)로부터 스프링 정수(k)(t)를 추정하는 것일 수도 있다.

또한, 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전 및 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)의 산출 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하여 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 운전 모드로 가동자의 위치를 구하는 연산은 금회의 운전 개시 직전에 도출한 스프링 정수 온도 함수(Qa)로부터 얻어지는 스프링 정수와, 전회의 운전 종료 직후에 도출한 스프링 정수 온도 함수(Qa)로부터 얻어지는 스프링 정수와의 평균값을 이용하여 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시 형태 5에서는 스프링 정수 추정부(13e)는 미리 그 내부 메모리에 유지되어 있는 스프링 부재의 온도 계수(αk)를 이용하여 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하는 것이지만, 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하는 방법은 스 프링 부재의 온도 계수(αk)를 이용하는 방법에 한정되는 것이 아니다.

예컨대, 스프링 정수 추정부(13e)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)의 산출, 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하고, 또한 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 정수(k)의 산출, 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하며, 다른 모터 온도에서의 스프링 정수로부터 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 도출하고, 다음회의 운전시에는 상기 도출한 스프링 정수 온도 함수(Qa)를 이용하여, 모터 온도로부터 스프링 정수를 추정하는 것일 수도 있다.

또한, 스프링 정수 추정부(13e)는 새로운 온도 조건으로 스프링 정수를 산출할 때에, 스프링 정수 온도 함수를 갱신하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태 5에서는 모터 구동 장치(101e)는 실시 형태 1과 같이, 스프링 정수(k)를 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 결정하는 것이지만, 모터 구동 장치는 실시 형태 2와 같이, 스프링 정수(k)를 고유 각진동수(ω)에 기초하여 결정하는 것, 또는 실시 형태 3과 같이, 스프링 정수(k)를 고유 진동 주기(T)에 기초하여 결정하는 것일 수도 있고, 또한 모터 구동 장치(101e)는 실시 형태 4와 같이, 스프링 정수(k)를, 검출된 구동 전압 및 구동 전류로부터 수득된 공진 주파수에 기초하여 결정하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 6)

도 6은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터(100)를 가동자의 위치에 따라 구동 제어하는 것으로, 상기 실시 형태 1과는 가동자의 위치를 구하는 위치 연산을, 상기 가동자의 질량과 스프링 부재의 스프링 정수의 비의 값인 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하는 점만 상이하다.

즉, 이 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)는 상기 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 스프링 정수 결정부(6a)를 대신하는 가동자의 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14f)와, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 가동자 위치 연산부(2a)를 대신하는 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)에 기초하여 가동자의 위치를 구하는 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2f)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101f)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2f), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주파수 검지부(5a), 및 질량 스프링비결정부(14f)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 및 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 상기 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)의 것과 동일한 것이다.

질량 스프링비 결정부(14f)는 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 가동자의 고유 진동 주파수(f)로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하고, 상기 결정한 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Drmk)를 출력하는 것이다. 여 기서 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 구체적인 연산은 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 취하는 것이다.

가동자 위치 연산부(2f)는 상기 실시 형태 1의 가동자 위치 연산부(2a)와 같이 리니어 진동 모터(100)의 가동자가 왕복 동작을 실행하고 있을 때의 가동자의 위치(Px)를, 리니어 진동 모터(100)의 운동 방정식을 이용하여 연산에 의해 구하는 것이고, 이 실시 형태 6의 가동자 위치 연산부(2f)는 상기 가동자의 위치를 구하는 연산에, 질량 스프링비 결정부(14f)에 의해 결정된 질량 스프링비(m/k)를 이용하는 점에서, 상기 실시 형태 1의 가동자 위치 연산부(2a)와 상이하다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 실시 형태 1과 같이 상기 모터 구동 장치(101f)의 각 부(1a, 2f, 3a, 4a, 5a, 14f)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101f)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의, 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)에서는 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 및 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 6에서는 질량 스프링비 결정부(14f)가 고유 진동 주파수 검지부(5a)로부터의 주파수 정보(Df)에 기초하여, 상기 주파수 정보(Df)가 나타내는 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산결과의 제곱에 의해 수득된 값의 역수를 구하는 연산에 의해, 질량 스프링비(rmk)(=1/(f·2π)²=m/k)를 산출하여, 상기 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101f)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 전환된다.

이 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)의 운전 모드로는 실시 형태 1과 같이 모터 드라이버(1a)가 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(구동 전압)(Vdr)을 인가하여, 리니어 진동 모터(100)를 구동한다.

이 때, 가동자 위치 연산부(2f)는 모터 드라이버(1a)의 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 질량 스프링비 결정부(14f)에 의해 결정된 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자 위치(Px)를 나타내는 위치 정보(Dpc)를 모터 드라이버(1a)에 출력한다.

그렇게 하니, 모터 드라이버(1a)는 상기 위치 정보(Dpc)에 따라서, 리니어 진동 모터(100)로(에) 인가하는 구동 전압(Vdr)의 레벨을, 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 제어한다.

이와 같이 본 실시 형태 6에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101f)에서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통과한 타이밍을 검출하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 검출부의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)를 구비하고, 상기 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하기 때문에, 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치를, 정밀도가 높은 것으로 할 수 있고, 실시 형태 1과 같이, 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 6에서는 실시 형태 1과 같이 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 질량 스프링비(rmk)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 가동자의 위치(Px)를 산출하는 연산이 실행되게 되고, 이 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비가 변화되어도, 가동자의 위치를, 상기 질량 스프링비(rmk)를 이용한 연산에 의해 높은 정밀도로 산출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 6에서는 모터 구동 장치(101f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하는 것이지만, 모터 구동 장치(101f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산 출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 리니어 진동 모터의 운전시에는 전회의 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 산출한 질량 스프링비(rmk)를 이용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 된다. 따라서, 이 경우도, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 되고, 시간 경과와 함께 리니어 진동 모터의 스프링 부재의 질량 스프링비가 변화되어도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 이 경우는 질량 스프링비의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실시되기 때문에, 모터 온도가 실제의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동등한 상태에서 질량 스프링비가 산출되게 된다. 즉, 질량 스프링비는 온도에 따라 변화되지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 질량 스프링비를 산출함으로써 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 질량 스프링비를 취득할 수 있어, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기의 경우에는 질량 스프링비의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 종료 후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 질량 스프링비를 산출할 수 있다는 효과도 있다.

(실시 형태 7)

도 7은 본 발명의 실시 형태 7에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록 도이다.

이 실시 형태 7의 모터 구동 장치(101g)는 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)와 마찬가지로, 리니어 진동 모터(100)를 가동자의 위치에 따라 구동 제어하는 것이고, 상기 실시 형태 2와는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하는 점만 상이하다.

즉, 이 실시 형태 7의 모터 구동 장치(101g)는 상기 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)의 스프링 정수 결정부(6b)를 대신하는 가동자의 고유 각진동수(각속도)(ω)에 기초하여 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14g)와, 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)의 가동자 위치 연산부(2a)를 대신하는 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)에 기초하여 가동자의 위치를 구하는 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2g)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101g)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2g), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4b), 고유 각진동수 검지부(5b), 및 질량 스프링비 결정부(14g)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4b), 및 고유 각진동수 검지부(5b)는 상기 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)에서의 것과 동일한 것이고, 상기 가동자 위치 연산부(2g)는 상기 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)의 가동자 위치 연산부(2f)와 동일하다.

질량 스프링비 결정부(14g)는 고유 각진동수 검지부(5b)에 의해 검지된 고유 각진동수(ω)로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하고, 상기 결정한 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력하는 것이다. 질량 스프링비 결정부(14g)로 질량 스프링비(rmk)(=1/ω2)를 구하는 연산은 구체적으로는 고유 각진동수(ω)를 제곱하고, 또한 이 승산 결과의 역수를 취하는 것이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 7의 모터 구동 장치(101g)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 실시 형태 2와 같이 상기 모터 구동 장치(101g)의 각 부(1a, 2g, 3a, 4b, 5b, 14g)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101g)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 우선, 리니어 진동 모터(100)의, 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 7의 모터 구동 장치(101g)에서는 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4b), 고유 각진동수 검지부(5b)는 실시 형태 2의 모터 구동 장치(101b)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 7에서는 질량 스프링비 결정부(14g)는 고유 각진동수 검지부(5b)로부터의 진동수 정보(Dω)에 기초하여, 상기 진동수 정보(Dω)가 나타내는 고유 각진동수(ω)를 제곱하고, 상기 승산 결과의 역수를 취하는 연산에 의해, 질량 스프링비(rmk)(=1/ω2)를 산출하고, 상기 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101g)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 변경된다.

이 실시 형태 7의 모터 구동 장치(101g)는 운전 모드로는 실시 형태 2와 같이 동작한다.

이와 같이 본 실시 형태 7에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101g)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 자유 진동하는 가동자가 2개의 고정점(상대 위치)을 통과한 타이밍을 각각 검출하는 상대 위치 검출부(4b)와, 상기 상대 위치 검출부(4b)로부터의 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 각진동수(ω)를 검지하는 고유 각진동수 검지부(5b)를 구비하고, 상기 검지된 고유 각진동수(ω)로부터 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하기 때문에, 상기 질량 스프링비(rmk)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치(Px)를, 정밀도가 높은 것으로 할 수 있고, 실시 형태 6과 같이 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 7에서는 실시 형태 6과 같이 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비(rmk)가 변화되어도, 가동자의 위치를, 상기 질량 스프링비(rmk)를 이용한 연산에 의해, 높은 정밀도로 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 7에서는 모터 구동 장치(101g)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하는 것을 나타내었지만, 모터 구동 장치(101g)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 8)

도 8은 본 발명의 실시 형태 8에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 8의 모터 구동 장치(101h)는 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)와 같이 리니어 진동 모터(100)를 가동자의 위치에 따라 구동 제어하는 것이고, 상기 실시 형태 3과는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하는 점만 상이하다.

즉, 이 실시 형태 8의 모터 구동 장치(101h)는 상기 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)의 스프링 정수 결정부(6c)을 대신하는 가동자(스프링 진동계)의 고유 진동 주기(T)에 기초하여, 상기 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14h)와, 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)의 가동자 위치 연산부(2a)를 대신하는 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)에 기초하여 가동자의 위치(Px)를 구하는 위치 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2h)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101h)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위 치 연산부(2h), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주기 검지부(5c), 및 질량 스프링비 결정부(14h)에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 및 고유 진동 주기 검지부(5c)는 상기 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)에서의 것과 동일한 것이고, 상기 가동자 위치 연산부(2h)는 상기 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)의 가동자 위치 연산부(2f)와 동일하다.

질량 스프링비 결정부(14h)는 고유 진동 주기 검지부(5c)에 의해 검지된 가동자의 고유 진동 주기(T)로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하고, 상기 결정한 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력하는 것이다. 이 질량 스프링비 결정부(14h)로 질량 스프링비(rmk)(=(T/2π)²)를 구하는 연산은 구체적으로는 고유 진동 주기(T)를 원주율의 2배로 제산하고, 그 결과를 제곱하는 것이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 8의 모터 구동 장치(101h)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 실시 형태 3와 같이 모터 구동 장치(101h)의 각 부(1a, 2h, 3a, 4a, 5c, 14h)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 리니어 진동 모터의 운전 개시시에는 이 모터 구동 장치(101h)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 상기 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 먼저, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 8의 모터 구동 장치(101h)에서는 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주기 검지부(5c)는 실시 형태 3의 모터 구동 장치(101c)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 8에서는 스프링 정수 결정부(14h)가 고유 진동 주기 검지부(5c)로부터의 주기 정보(Dt)에 기초하여, 상기 주기 정보(Dt)가 나타내는 고유 진동 주기(T)를 원주율의 2배로 제산하고, 그 결과를 제곱하는 연산을 하고, 질량 스프링비(rmk)(=(2π/T)²)를 산출하고, 상기 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101h)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 변경된다.

이 실시 형태 8의 모터 구동 장치(101h)에서는 운전 모드로서는 실시 형태 3과 같이 동작한다.

이와 같이 본 실시 형태 8에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101h)에서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 자유 진동하는 가동자가 있는 고정점(상대 위치)을 통과하는 타이밍을 검출하는 상대 위치 검출부(4a)와, 상기 검출 결과를 나타내는 타이밍 정보(Dpr)에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주기(T)를 검지하는 고유 진동 주기 검 지부(5c)를 구비하고, 상기 검지된 고유 진동 주기(T)로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하기 때문에, 상기 질량 스프링비(rmk)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치(Px)를, 정밀도가 높은 것으로 할 수 있고, 실시 형태 6과 같이 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 8에서는 실시 형태 6과 같이 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비가 변화되어도, 가동자의 위치를, 상기 질량 스프링비를 이용한 연산에 의해 높은 정밀도로 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 8에서는 모터 구동 장치(101h)는 리니어 진동 모터(100)의 구동 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비를 산출하는 것을 나타내었지만, 모터 구동 장치(101h)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비를 산출하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 9)

도 9는 본 발명의 실시 형태 9에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 9의 모터 구동 장치(101i)는 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)와 같이 리니어 진동 모터(100)를 가동자의 위치에 따라 구동 제어하는 것이고, 상기 실시 형태 4는 가동자의 위치를 구하는 위치 연산을, 상기 리니어 진 동 모터(100)의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하는 점만 상이하다.

즉, 이 실시 형태 9의 모터 구동 장치(101i)는 상기 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)의 스프링 정수 결정부(6d)를 대신하는 공진 상태의 스프링 진동계의 공진 주파수(f')에 기초하여 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14i)와, 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)의 가동자 위치 연산부(2a)를 대신하는 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)에 기초하여, 가동자의 위치를 구하는 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2i)를 구비하고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101i)를 구성하는 모터 드라이버(1d), 가동자 위치 연산부(2i), 전류 검출부(9d), 전압 검출부(10d), 공진 주파수 검출부(11d), 및 질량 스프링비 결정부(14i) 에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1d), 전류 검출부(9d), 전압 검출부(10d), 공진 주파수 검출부(11d)는 상기 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)에서의 것과 동일한 것이고, 상기 가동자 위치 연산부(2i)는 상기 실시 형태 6의 모터 구동 장치(101f)의 가동자 위치 연산부(2f)와 동일한 것이다.

질량 스프링비 결정부(14i)는 상기 공진 주파수 검지부(11d)에 의해 검지된 공진 주파수(f')로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하고, 상기 결정한 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력하는 것이다. 여기서, 상기 질량 스프링비 결정부(14i)로 질량 스프링비(=1/(f'·2π)²)를 구하는 연산은 공진 주파수(f')에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 취하는 것이다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 9의 모터 구동 장치(101i)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 상기 모터 구동 장치(101i)의 각 부(1d, 2i, 9d, 10d, 11d, 14i)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101i)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 우선, 리니어 진동 모터(100)의, 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 9의 모터 구동 장치(101i)에는 모터 드라이버(1d), 전류 검출부(9d), 전압 검출부(10d), 및 공진 주파수 검지부(11d)는 상기 실시 형태 4의 모터 구동 장치(101d)와 같이 동작한다.

그리고 이 실시 형태 9에서는 질량 스프링비 결정부(14i)가 공진 주파수 검지부(11d)에 의해 검지된 공진 주파수(f')를 나타내는 주파수 정보(Drf)에 기초하여, 상기 공진 주파수(f')에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 또한 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하는 연산을 실행하고, 질량 스프링비(rmk)를 산출하며, 상기 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력한다.

그 후, 모터 구동 장치(101i)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모 드로 변경된다.

이 실시 형태 9의 모터 구동 장치(101i)는 운전 모드로는 실시 형태 4와 같이 동작한다.

이와 같이 본 실시 형태 9에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101i)에서, 리니어 진동 모터(100)의 구동 전류(Cdr)를 검출하는 전류 검출부(9d)와, 상기 리니어 진동 모터(100)의 구동 전압(Vdr)를 검출하는 전압 검출부(10d)와, 상기 검출된 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 모터 드라이버(1d)를 제어하고, 리니어 진동 모터(100)의 공진 주파수(f')를 검지하는 공진 주파수 검지부(11d)를 구비하고, 상기 검지된 공진 주파수(f')로부터 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하기 때문에, 실시 형태 6과 같이 상기 질량 스프링비(rmk)를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치(Px)를, 정밀도가 높은 것으로 할 수 있고, 리니어 진동 모터의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 9에서는 리니어 진동 모터(100)의 운전개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 질량 스프링비(rmk)가 변화되어도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 9에서는 모터 구동 장치(101i)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하는 것이지만, 모터 구동 장치(101i)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터의 질량 스프링비(rmk)를 산출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 리니어 진동 모터의 운전시에는 전회의 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 산출한 질량 스프링비(rmk)를 이용하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 된다. 따라서, 이 경우도, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 되고, 시간 경과와 함께 질량 스프링비(rmk)가 변화되어도, 상기 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 경우는 질량 스프링비(rmk)의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제로의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동등한 상태로 질량 스프링비(rmk)가 산출되게 된다. 즉, 질량 스프링비(rmk)는 온도에 의해 변화되지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 질량 스프링비(rmk)를 산출함으로써 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 질량 스프링비(rmk)를 취득할 수 있고, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 경우에는 질량 스프링비(rmk)의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 종료 후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 질량 스프링비(rmk)를 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 9에서는 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 리니어 진동 모터(100)에 공급하는 구동 전류의 진폭값을 일정하게 한 상태에서, 리니어 진동 모터의 구동 주파수가 리니어 진동 모터로의 공급 전력이 최대가 되는 주파수로 되도록, 모터 드라이버(1d)를 제어하고, 상기 공급 전력이 최대로 되는 구동 주파수로부터 리니어 진동 모터의 공진 주파수(f)를 검지하는 것으로 하고 있지만, 상기 공진 주파수 검지부(11d)는 실시 형태4와 같이 리니어 진동 모터의 공진 상태에서의 구동 전류와 구동전압의 위상차로부터 공진 주파수를 검지하는 것일 수도 있다.

또한, 이 실시 형태 9에서는 상기 모터 구동 장치(101i)는 운전 모드와 연산 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 운전 모드로는 리니어 진동 모터(100)를, 요구되는 모터 출력에 따른 구동 주파수로 구동하고, 연산 모드로는 공진 주파수 검지부(11d)로부터의 구동 주파수 제어 신호(Sfc)에 따라, 리니어 진동 모터(100)를 공진 주파수로 구동하는 것으로 하고 있지만, 상기 모터 구동 장치(101i)는 실시 형태 4로 나타낸 바와 같이, 리니어 진동 모터의 부하를 운전하는 동작 모드(운전 모드)만을 갖고, 상기 운전 모드로, 리니어 진동 모터의 공진 주파수를 검지하며, 상기 리니어 진동 모터를 공진 주파수로 구동하는 동시에, 상기 검지된 공진 주파수에 기초하여 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 것일 수도 있다.

(실시 형태 10)

도 10은 본 발명의 실시 형태 10에 의한 모터 구동 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

이 실시 형태 10의 모터 구동 장치(101j)는 상기 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)와 같이 리니어 진동 모터(100)를 가동자의 위치에 따라 구동 제어하는 것이고, 상기 실시 형태 5와는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 스프 링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 이용하여 실행하는 점만 상이하다.

즉, 이 실시 형태 10의 모터 구동 장치(101j)는 상기 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)의 스프링 정수 결정부(6a)를 대신하는 스프링 진동계의 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14j)와, 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)의 스프링 정수 추정부(13e)를 대신하는 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)와 모터 온도(Tm)에 기초하여, 가동 상태의 모터의 질량 스프링비(rmk)(t)를 추정하는 질량 스프링비 추정부(15j)와, 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)의 가동자 위치 연산부(2e)를 대신하는 상기 추정된 질량 스프링비(rmk)(t)에 기초하여, 가동자의 위치(Px)를 구하는 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2j)를 구비하고 있다.

바꿔 말하면, 상기 모터 구동 장치(101j)는 연산 모드로는 스프링 진동계의 고유 진동 주파수(f)에 기초하여, 스프링 진동계의 질량 스프링비(rmk)를 산출하고, 검출된 모터 온도(Tm)와, 상기 산출된 질량 스프링비(rmk)로부터 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 구하고, 운전 모드로는 모터 온도(Tm)에 기초하여, 상기 질량 스프링비 온도 함수(Qb)에 의해 구동중인 리니어 진동 모터의 질량 스프링비를 추정하며, 추정된 질량 스프링비(rmk)(t)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하고, 상기 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터(100)의 구동을 제어하는 것이다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101j)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2j), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주파수 검지부(5a), 온도 검출부(12e), 질량 스프링비 결정부(14j) 및 질량 스프링비 추정부(15j) 에 대하여 상세히 설명한다.

여기서, 모터 드라이버(1a), 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 고유 진동 주파수 검지부(5a), 및 온도 검출부(12e)는 상기 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)에서의 것과 동일한 것이다.

질량 스프링비 결정부(14j)는 상기 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 고유 진동 주파수(f)로부터 질량 스프링비(rmk)를 결정하고, 상기 결정한 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 출력하는 것이다. 여기서, 질량 스프링비(rmk)를 구하는 구체적인 연산은 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 그 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 취하는 것이다.

질량 스프링비 추정부(15j)는 연산 모드로는 질량 스프링비 결정부(14j)에 의해 결정된 질량 스프링비(rmk)와, 온도 검출부(12e)에 의해 검출된 모터 온도(Tm)로부터, 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하고, 운전 모드로는 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있을 때의 질량 스프링비를, 검출된 모터 온도(Tm)에 기초하여, 상기 질량 스프링비 온도 함수(Qb)로부터 추정하고, 상기 추정한 질량 스프링비(추정 질량 스프링비)(rmk)(t)를 나타내는 추정 질량 스프링비 정보(Dmk)(t)를 출력하는 것이다.

여기서, 상기 질량 스프링비 온도 함수(Qb)는 질량 스프링비(rmk)와 모터 온도(Tm)의 관계를 나타내는 일차 함수이어도, 또는 2차원의 매트릭스이어도 무방하 다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 10의 모터 구동 장치(101j)에서는 사용자 조작에 의해, 리니어 진동 모터의 운전 개시를 지령하는 지령 신호가 제어부에 입력되면, 상기 모터 구동 장치(101j)의 각 부(1a, 2j, 3a, 4a, 5a, 12e, 14j, 15j)는 제어부(도시하지 않음)로부터의 제어 신호에 기초하여, 이 모터 구동 장치(101j)의 동작 모드가 일단, 연산 모드로 되고, 그 후 운전 모드로 되도록 제어된다.

이하 우선, 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재의 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 연산 모드의 동작에 대하여 설명한다. 이 실시 형태 10의 모터 구동 장치(101j)에서는 가동자 강제 진동부(3a), 상대 위치 검출부(4a), 및 고유 진동 주파수 검지부(5a)는 실시 형태 5의 모터 구동 장치(101e)와 같이 동작한다.

그리고, 이 실시 형태 10에서는 질량 스프링비 결정부(14j)는 고유 진동 주파수 검지부(5a)에 의해 검지된 고유 진동 주파수(f)를 이용하여, 상기 고유 진동 주파수(f)에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하고, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하는 연산을 실행하고, 질량 스프링비(rmk)를 산출하고, 상기 질량 스프링비(rmk)를 나타내는 질량 스프링비 정보(Dmk)를 질량 스프링비 추정부(15j)에 출력한다.

또한, 이 때, 온도 검출부(12e)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 온도(모터 온도)(Tm)를 검출하고, 상기 검출 온도를 나타내는 온도 정보(Dtm)를 질량 스프링비 추정부(15j)에 출력한다.

그러면, 질량 스프링비 추정부(15j)는 질량 스프링비 정보 (Drmk) 및 온도 정보(Dtm)에 기초하여, 상기 질량 스프링비(rmk)와 모터 온도(Tm)의 관계를 나타내는 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하고, 상기 질량 스프링비 온도 함수(Qb)의 데이터를 내부 메모리에 유지한다.

그 후, 모터 구동 장치(101j)의 동작 모드는 상기 연산 모드로부터 운전 모드로 변경된다.

이하, 운전 모드의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(구동 전압)(Vdr)을 인가하여 리니어 진동 모터(100)를 구동한다.

이 때, 상기 질량 스프링비 추정부(15j)에는 상기 온도 검출부(12e)에 의해 검출된 모터 온도(Tm)를 나타내는 온도 정보(Dtm)가 입력되어 있고, 상기 질량 스프링비 추정부(15j)는 상기검출된 모터 온도(Tm)에 기초하여 상기 질량 스프링비 온도 함수(Qb)로부터, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하고, 상기 추정된 질량 스프링비(rmk)(t)를 나타내는 추정 질량 스프링비 정보(Dmk)(t)를 가동자 위치 연산부(2j)에 출력한다.

그러면, 상기 가동자 위치 연산부(2j)는 모터 드라이버(1a)에 인가되는 구동 전류(Cdr) 및 구동 전압(Vdr)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 질량 스프링비 추정부(14j)로부터의 추정 질량 스프링비 정보(Dmk)(t)가 나타내는 추정질량 스프링비(rmk)(t)를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자위치(Px)를 나타내는 가동자 위치 정보(Dpc)를 모터 드라이버(1a)에 출력한 다.

그러면, 모터 드라이버(1a)는 상기 가동자 위치 정보(Dpc)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압(Vdr)의 진폭값(전압 레벨)을, 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 제어한다.

이와 같이 본 실시 형태 10에서는 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101j)에서, 리니어 진동 모터(100)의 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부(3a)와, 상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여, 가동자의 고유 진동 주파수(f)를 검지하는 고유 진동 주파수 검지부(5a)와, 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 질량 스프링비(rmk)를 결정하는 질량 스프링비 결정부(14j)와, 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부(12e)를 구비하고, 연산 모드로는 질량 스프링비의 온도 계수(αmk)와, 상기 검출된 모터 온도(Tm)와, 상기 결정된 질량 스프링비(rmk)에 기초하여, 질량 스프링비(rmk)와 모터 온도(Tm)의 관계 (Qb)를 도출하고, 운전 모드로는 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비(rmk)(t)를, 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 이용하여, 운전 상태에서 검출된 모터 온도(Tm)로부터 추정하기 때문에, 모터의 운전 상태에서는 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 모터 온도(Tm)에 따른 추정 질량 스프링비(rmk)(t)를 이용하여 실시되게 되어, 모터의 운전 상태에서 가동자의 위치를 보다 높은 정밀도로 산출할 수 있다.

이로써, 모터 운전시의 가동자의 위치 제어를 보다 정밀도양호하게 실행할 수 있고, 가동자와 리니어 진동 모터 하우징과의 사이의 간극를 보다 작게 하여 리니어 진동 모터의 가일층의 소형화 또는 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시 형태 10에서는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터의 질량 스프링비(rmk)를 산출하도록 하고 있기 때문에, 시간 경과와 함께 리니어 진동 모터의 질량 스프링비(rmk)가 변화되어도, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 의해, 가동자의 위치를 정밀도 양호하게 산출할 수 있는 효과도 있다.

또한, 상기 실시 형태 10에서는 모터 구동 장치(101j)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에, 리니어 진동 모터(100)의 질량 스프링비(rmk)의 산출 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하여 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하고, 운전시에는 운전 개시 직전에 도출한 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 이용하여 모터 온도(Tm)로부터 질량 스프링비(rmk)(t)를 추정하는 것이지만, 모터 구동 장치(101j)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 질량 스프링비(rmk)의 산출및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하여 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하고, 운전시에는 전회의 운전 종료시에 도출한 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 이용하여 모터 온도(Tm)로부터 질량 스프링비(rmk)(t)를 추정하는 것일 수도 있다.

또한, 모터 구동 장치(101j)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전 및 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 질량 스프링비(rmk)의 산출 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하여 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하는 것일 수도 있다.

이 경우, 운전 모드로 가동자의 위치를 구하는 연산은 이번의 운전 개시 직 전에 도출한 질량 스프링비 온도 함수(Qb)로부터 얻어지는 질량 스프링비와, 전회의 운전 종료 직후에 도출한 질량 스프링비 온도 함수(Qb)로부터 얻어지는 질량 스프링비의 평균값을 이용하여 실행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실시 형태 10에서는 질량 스프링비 추정부(15j)는 그 내부 메모리에 유지되어 있는 질량 스프링비의 온도 계수(αmk)를 이용하여 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하는 것이지만, 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하는 방법은 질량 스프링비의 온도 계수(αmk)를 이용하는 방법에 한정하는 것이다.

예컨대, 질량 스프링비 추정부(15j)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시 직전에 리니어 진동 모터(100)의 질량 스프링비(rmk)의 산출, 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하고, 또한 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에, 리니어 진동 모터(100)의 질량 스프링비(rmk)의 산출, 및 모터 온도(Tm)의 검출을 실행하고, 다른 모터 온도에서의 질량 스프링비로부터 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 도출하고, 다음번의 운전시에는 상기 도출한 질량 스프링비 온도 함수(Qb)를 이용하여, 모터 온도로부터 질량 스프링비(rmk)(t) 정수를 추정하는 것일 수도 있다.

또한, 질량 스프링비 추정부(15j)는 새로운 온도 조건으로 질량 스프링비(rmk)를 산출할 때에, 질량 스프링비 온도 함수를 갱신하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태 10에서는 모터 구동 장치(101j)는 실시 형태 6과 같이 질량 스프링비(rmk)를 고유 진동 주파수(f)에 기초하여 결정하는 것이지만, 모터 구동 장치는 실시 형태 7과 같이 질량 스프링비(rmk)를, 스프링 진동계의 고유 각 진동수(ω)에 기초하여 결정하는 것, 또는 실시 형태 8과 같이, 질량 스프링비(rmk)를, 스프링 진동계의 고유 진동 주기(T)에 기초하여 결정하는 것일 수도 있고, 또한 모터 구동 장치(101j)는 실시 형태 9와 같이, 질량 스프링비(rmk)를, 검출된 구동 전압 및 구동 전류로부터 수득된 공진 주파수에 기초하여 결정하는 것일 수도 있다.

또한, 상기 각 실시 형태 1 내지 10에서 나타낸 리니어 진동 모터 및 모터 구동 장치는 상술한 바와 같이, 압축기 등의 동력부로서 사용되는 것으로, 예컨대 리니어 진동 모터가 밀폐 용기내에 수용되고, 온도와 압력의 변화가 심한 환경에서 사용되는 공기 조화기나 냉장고 등의 기기로는 유효한 것으로, 위치 센서를 사용하지 않고, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 높은 정밀도로 산출할 수 있다.

이하, 실시 형태 1의 리니어 진동 모터 및 모터 구동 장치를 이용한 압축기, 및 상기 압축기를 이용한 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기, 및 급탕기에 대하여 상세히 설명한다.

(실시 형태 11)

도 13은 본 발명의 실시 형태 11에 의한 압축기 구동 장치를 설명하는 모식도이다.

이 실시 형태 11의 압축기 구동 장치(211)는 공기나 가스등을 압축하는 압축기(40)를 구동하는 것이다. 여기서, 상기 압축기(40)의 동력원은 리니어 진동 모터(46)이고, 이것은 실시 형태 1의 리니어 진동 모터(100)와 동일한 것이다. 또한, 상기 압축기 구동 장치(211)는 상기 리니어 진동 모터(46)를 구동하는 모터 구 동 장치이며, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또한, 이하, 이 실시 형태 11의 압축기(40)는 리니어 압축기라 부르고, 이 리니어 압축기(40)에 대하여 간단히 설명한다.

이 리니어 압축기(40)는 소정의 축선을 따라 나열하는 실린더부(41a)와, 모터부(41b)를 갖고 있다. 상기 실린더부(41a) 내에는 상기 축선 방향을 따라 미끄럼 가능하게 지지된 피스톤(42)이 배치되어 있다. 실린더부(41a)와 모터부(41b)에 걸쳐, 그 일단부가 피스톤(42)의 배면측에 고정된 피스톤 로드(42a)가 배치되고, 피스톤 로드(42a)의 타단측에는 상기 피스톤 로드(42a)를 축선 방향으로 가압하는 지지 스프링(43)이 설치되어 있다. 여기서, 상기 지지 스프링(43)은 상기 실시 형태 1에 나타낸 리니어 진동 모터(100)의 스프링 부재에 상당한다.

또한, 상기 피스톤 로드(42a)에는 마그넷(44)이 부착되어 있고, 상기 모터부(41b)의, 마그넷(44)에 대향하는 부분에는 외측 요크(45a)와 이것에 내장된 고정자 코일(45b)로 이루어지는 전자석(45)이 부착되어 있다. 이 리니어 압축기(40)에는 전자석(45)과, 상기 피스톤 로드(42a)에 부착된 마그넷(44)에 의해 리니어 진동 모터(46)가 구성되어 있다. 따라서, 이 리니어 압축기(40)에는 이 전자석(45)과 마그넷(44)의 사이에 발생하는 전자력 및 상기 스프링(43)의 탄성력에 의해, 상기 피스톤(42)이 그 축선 방향을 따라 왕복 운동한다. 여기서, 피스톤(42), 피스톤 로드(42a), 및 마그넷(44)은 상기 실시 형태 1에 나타낸 리니어 진동 모터(100)의 가동자에 상당한다.

또한, 실린더부(41a)내에는 실린더 상부 내면(47a), 피스톤 압축면(42b) 및 실린더 주벽면(47b)에 의해 둘러싸인 밀폐 공간인 압축실(48)이 형성되어 있다. 실린더 상부 내면(47a)에는 압축실(48)에 저압 가스(Lg)를 흡입하기 위한 흡입관(40a)의 일단부가 개구하고 있다. 또한, 상기 실린더 상부 내면(47a)에는 상기 압축실(48)로부터 고압 가스(Hg)를 토출하기 위한 토출관(40b)의 일단부가 개구하고 있다. 상기 흡입관(40a) 및 토출관(40b)에는 가스의 역류를 방지하는 흡입 밸브(49a) 및 토출 밸브(49b)가 부착되어 있다.

이러한 구성의 리니어 압축기(40)에는 모터 구동 장치(211)로부터 리니어 진동 모터(46)로의 구동 전압의 인가에 의해, 피스톤(42)이 그 축선 방향으로 왕복 운동하고, 압축실(48)로의 저압 가스(Lg)의 흡입, 압축실(48)에서의 가스의 압축, 및 압축된 고압 가스(Hg)의 압축실(48)로부터의 배출이 반복해서 실시된다.

본 실시 형태 11의 리니어 압축기(40)에는 모터 구동 장치(211)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터가 비운전 상태가 되는 연산 모드로, 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(40)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드와의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기를 소형화할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태 11에서는 압축기(40)를 구성하는 모터구동 장치는 실시 형태 1과 동일한 것이지만, 이 압축기(40)의 모터 구동 장치는 실시 형태 1의 것에 한정하지 않고, 실시 형태 2 내지 10 중 어느 것이어도 무방하다.

(실시 형태 12)

도 14는 본 발명의 실시 형태 12에 의한 공기 조화기를 설명하는 블록도이다.

이 실시 형태 12의 공기 조화기(212)는 실내기(55) 및 실외기(56)를 갖고, 냉난방을 실행하는 공기 조화기이다. 이 공기 조화기(212)는 냉매를 실내기(55)와 실외기(56)의 사이에서 순환시키는 리니어 압축기(50a)와, 상기 리니어 압축기(50a)를 구동하는 압축기 구동 장치(50b)를 갖고 있다. 여기서, 상기 압축기(50a)는 상기 실시 형태 11의, 리니어 진동 모터(46)를 갖는 리니어 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(50b)는 상기 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터에 구동 전압(Vd)을 인가하는 모터 구동부에서, 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 동일한 구성을 갖고 있다.

이하 상세히 설명하면, 실시 형태 12의 공기 조화기(212)는 냉매 순환 경로를 형성하는 리니어 압축기(50a), 사방 밸브(54), 스로틀 장치(팽창 밸브)(53), 실내측 열교환기(51) 및 실외측 열교환기(52)를 갖는 동시에, 상기 리니어 압축기(50a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동부(50b)를 갖고 있다.

여기서, 실내측 열교환기(51)는 상기 실내기(55)를 구성하고 있고, 스로틀 장치(53), 실외측 열교환기(52), 리니어 압축기(50a), 사방 밸브(54) 및 모터 구동부(50b)는 상기 실외기(56)를 구성하고 있다.

상기 실내측 열교환기(51)는 열교환의 능력을 높이기 위한 송풍기(51a)와, 상기 열교환기(51)의 온도 혹은 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(51b)를 갖고 있다. 상기 실외측 열교환기(52)는 열교환의 능력을 높이기 위한 송풍기(52a)와, 상기 열교환기(52)의 온도 혹은 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(52b)를 갖고 있다.

그리고, 이 실시 형태 12에서는 상기 실내측 열교환기(51)와 실외측 열교환기(52)의 사이의 냉매 경로에는 리니어 압축기(50a) 및 사방 밸브(54)가 배치되어 있다. 즉 이 공기 조화기(212)는 냉매가 화살표(A) 방향으로 흐르고, 실외측 열교환기(52)를 통과한 냉매가 리니어 압축기(50a)에 흡입되고, 상기 리니어 압축기(50a)로부터 토출된 냉매가 실외측 열교환기(52)로 공급되는 상태가 상기 사방 밸브(54)에 의해 변경되는 것이다.

또한, 상기 스로틀 장치(53)는 순환하는 냉매의 유량을 교축하는 교축 작용과, 냉매의 유량을 자동 조정하는 밸브의 작용을 함께 갖는 것이다. 즉, 스로틀 장치(53)는 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기로부터 증빌기로 송출된 액냉매의 유량을 교축하여 상기 액냉매를 팽창시키는 동시에, 증발기에 필요하게 되는 양의 냉매를 과부족 없이 공급하는 것이다.

또한, 상기 실내측 열교환기(51)는 난방 운전에는 응축기로서, 냉방 운전에는 증발기로 하여 동작하는 것이고, 상기 실외측 열교환기(52)는 난방 운전에는 증발기로서, 냉방 운전에는 응축기로서 동작하는 것이다. 응축기에는 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스는 송입되는 공기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화하고, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액냉매로 된다. 이것은 냉매가 대기중에 열을 방 열하여 액화하는 것과 동일하다. 또한, 증발기에는 스로틀 장치(53)로 저온 저압으로 된 액냉매가 흘러 들어간다. 이 상태에서 증발기에 룸의 공기가 송입되면, 액냉매는 공기로부터 대량의 열을 빼앗아 증발하고, 저온 저압의 가스 냉매로 변화된다. 증발기로 대량의 열을 빼앗긴 공기는 공기 조화기의 분출구로부터 냉풍으로 되어 방출된다.

그리고, 이 공기 조화기(212)에서는 모터 구동부(50b)는 공기 조화기의 운전 상태 즉 공기 조화기에 대하여 설정된 목표 온도, 실제로의 실온 및 외부 기온에 기초하여, 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 12의 공기 조화기(212)에서는 모터 구동부(50b)로부터 리니어 압축기(50a)로 구동 전압(Vd)이 인가되면, 냉매 순환 경로내에서 냉매가 순환하고, 실내기(55)의 열교환기(51) 및 실외기(56)의 열교환기(52)로 열교환이 실행된다. 즉, 상기 공기 조화기(212)로는 냉매의 순환 밀폐로에 봉입된 냉매를 리니어 압축기(50a)에 의해 순환시킴으로써, 냉매의 순환 밀폐로내에 주지한 히트 펌프 사이클이 형성된다. 이로써, 실내의 난방 또는 냉방이 실행된다.

예컨대, 공기 조화기(212)의 난방 운전을 실행하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방 밸브(54)는 냉매가 화살표(A)로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내측 열교환기(51)는 응축기로서 동작하고, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 열을 방출한다. 이로써 실내가 난방된다.

역으로, 공기 조화기(212)의 냉방 운전을 실행하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방 밸브(54)는 냉매가 화살표(B)로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내측 열교환기(51)는 증발기로서 동작하고, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 주변 공기의 열을 흡수한다. 이로써 실내가 냉방된다.

여기서, 공기 조화기(212)에서는 모터 구동부(50b)에 의해, 공기 조화기에 대하여 설정된 목표 온도, 실제로의 실온 및 외부 기온에 기초하여, 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이에 의해, 공기 조화기(212)로는 쾌적한 냉난방이 실행된다.

이와 같이 본 실시 형태 12의 공기 조화기(212)로는 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(리니어 압축기)(50a)를 이용하고 있기 때문에, 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기를 이용한 공기 조화기에 비해, 압축기로의 마찰 손상이 저감하고, 또한 압축기의, 고압냉매와 저압 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 높아지게 되어, 압축기 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태(12)의 리니어 진동 모터를 이용한 압축기(50a)에는 마찰 손상이 저감되기 때문에, 회전형 모터를 이용한 압축기로 필요 불가결하던 윤활용 오일의 사용량을 대폭 저감할 수 있다. 이로써, 재활용 처리 등이 필요 불가결한 폐유의 발생량을 적게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 오일에 녹아 들어가는 냉매량이 경감되기 때문에 압축기에 충전하는 냉매량을 삭감할 수 있고, 이로써 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 12의 공기 조화기(212)로는 모터 구동부(50b)는 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 같이, 리니어 진동 모터가 비운전 상태로 되는 연산 모드로, 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(50a)의 운전 중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 공기 조화기의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시 형태 13)

도 15는 본 발명의 실시 형태 13에 의한 냉장고를 설명하는 블록도이다.

이 실시 형태 13의 냉장고(213)는 리니어 압축기(60a), 압축기 구동 장치(60b), 응축기(61), 냉장실 증발기(62) 및 스로틀 장치(63)로 구성되어 있다.

여기서, 리니어 압축기(60a), 응축기(61), 스로틀 장치(63) 및 냉장실 증발기(62)는 냉매 순환 경로를 형성하는 것이고, 압축기 구동 장치(60b)는 상기 리니어 압축기(60a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동부이다. 또한, 상기 리니어 압축기(60a) 및 모터 구동부(60b)는 각각 상기 실시 형태 11의 리니어 압축기(40) 및 모터 구동 장치(211)와 동일한 것이다.

스로틀 장치(63)는 상기 실시 형태(12)의 공기 조화기(212)의 스로틀 장치(53)와 같이 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기(61)로부터 송출된 액냉매의 유량을 교축하여 상기 액냉매를 팽창시키는 동시에, 냉장실 증발기(62)에, 필요하게 되는 양의 냉매를 과부족없이 공급하는 것이다.

응축기(61)는 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜서, 냉매의 열을 외기로 방출하는 것이다. 상기 응축기(61)로 이송되어 오는 냉매 가스는 외기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화하여, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액냉매로 된다.

냉장실 증발기(62)는 저온의 냉매액을 증발시켜 냉장고내의 냉각을 실행하는 것이다. 이 냉장실 증발기(62)는 열교환의 효율을 높이기 위한 송풍기(62a)와, 냉장고내의 온도를 검출하는 온도 센서(62b)를 갖고 있다.

그리고, 이 냉장고(213)에서는 모터 구동부(60b)는 냉장고의 운전 상태, 즉 냉장고에 대하여 설정된 목표 온도, 및 냉장고내의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

이 실시 형태 13의 냉장고(213)에는 모터 구동부(60b)로부터 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터에 구동 전압(Vd)이 인가되면, 리니어 압축기(60a)가 구동하여 냉매 순환 경로내에서 냉매가 화살표(C)의 방향으로 순환하여, 응축기(61) 및 냉장실 증발기(62)로 열교환이 실행된다. 이로써, 냉장고내가 냉각된다.

즉, 응축기(61)로 액상으로 된 냉매는 스로틀 장치(63)로 그 유량이 교축됨으로써 팽창하여, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 냉장실 증발기(62)로 저온의 액냉매가 이송되어 오면, 냉장실 증발기(62)에서는 저온의 냉매액이 증발하여, 냉 장고내의 냉각이 실행된다. 이 때, 냉장실 증발기(62)에는 송풍기(62a)에 의해 강제적으로 냉장실내의 공기가 이송되어 들어오고, 냉장실 증발기(62)에서는 효율적으로 열교환이 실행된다.

또한, 이 실시 형태(13)의 냉장고(213)에서는 모터 구동부(60b)에 의해, 상기 냉장고(213)에 대하여 설정된 목표 온도 및 냉장고내의 실온에 기초하여, 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 냉장고(213)에는 냉장고내의 온도가 목표 온도로 유지된다. 이와 같이 본 실시 형태 13의 냉장고(213)에서는 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(60a)를 이용하고 있기 때문에, 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기에 비해, 압축기로의 마찰 손상이 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태(13)의 냉장고(213)에서는 압축실에서의 마찰 손상이 저감될 수 있기 때문에, 상기 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이, 사용이 종료한 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축실에 충전하는 냉매의 양이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 실시 형태 13의 냉장고(213)에는 모터 구동부(60 b)는 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 같이 리니어 진동 모터가 비운전 상태로 되는 연산 모드로, 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(60a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 냉장고의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시 형태 14)

도 16은 본 발명의 실시 형태 14에 의한 극저온 냉동기를 설명하는 블록도이다. 이 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214)는 냉동실(도시하지 않음)을 갖고, 상기 냉동실 내부를 극저온 상태(-50℃ 이하)로 되도록 냉각하는 것이다. 이 극저온 냉동기(214)를 이용하여 냉각하는 냉각 대상물에는 초전도 소자로서 이용하는 저항, 코일, 자석 등의 전기 자기 회로 소자, 적외선 센서용의 저온 참조부 등의 전자 부품, 혈액이나 내장이라는 의료용의 것, 또한, 냉동 다랑어 등 냉동 식품이 있다.

전자 부품을 극저온 상태로 하는 것은 동작 효율 향상, 또는 열 잡음의 제거에 의한 감도 상승을 위해서이고, 식료품 등으로는 생선 식품을 수송하거나, 신선도 유지나 건조를 실행하거나 하기 때문이다.

또한, 냉동 온도는 용도에 따라 다르지만, -50도 이하, 특별히, 초전도의 용도 등으로는 0 내지 100K(켈빈)의 광범위에 걸쳐 있다. 예컨대, 이 극저온 냉동기의 냉각 온도는 고온 초전도의 용도로는 50 내지 100K 정도로, 통상의 초전도의 용도로는 0 내지 50K 정도의 극저온 상태로 설정된다. 또한, 식품 등의 신선도 유지에 사용되는 경우는 이 극저온 냉동 장치의 냉각 온도는 -50℃ 남짓으로 설정된다.

이하, 구체적으로 설명한다.

이 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214)는 리니어 압축기(70a), 압축기 구동 장치(70b), 방열기(71), 축냉기(72) 및 스로틀 장치(73)로 구성되어 있다.

여기서, 리니어 압축기(70a), 방열기(71), 스로틀 장치(73), 및 축냉기(72)는 냉매 순환 경로를 형성한다. 압축기 구동 장치(70b)는 상기 리니어 압축기(70a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동부이다. 또한, 상기 리니어 압축기(70a) 및 모터 구동부(70b)는 각각 상기 실시 형태 11의 리니어 압축기(40) 및 모터 구동 장치(211)와 동일한 것이다.

스로틀 장치(73)는 상기 실시 형태 12의 스로틀 장치(53)와 같이 방열기(71)로부터 축냉기(72)로 송출된 액냉매를 교축 팽창시키는 장치이다.

방열기(71)는 상기 실시 형태 13의 냉장고(213)의 응축기(61)와 같이 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜, 냉매의 열을 외기에 방출하는 것이다.

축냉기(72)는 상기 실시 형태 13의 냉장실 증발기(62)와 같이 저온의 냉매액을 증발시켜 냉동실내의 냉각을 실행하고, 냉각 대상물을 극저온 상태로 하는 것으로, 냉각 대상물의 온도를 검출하는 온도 센서(72b)를 구비하고 있다. 또한, 축냉기(72)는 도 16에 나타낸 바와 같이, 열교환의 효율을 높이기 위한 송풍기(72a)를 갖는 것일 수도 있다.

그리고, 이 극저온 냉동기(214)로는 모터 구동부(70b)는 극저온 냉동기의 운전 상태, 즉 극저온 냉동기에 대하여 설정된 목표 온도, 및 냉동 대상물의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

이 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214)에는 모터 구동부(70b)로부터 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터에 교류 전압 (Vd)이 인가되면, 리니어 압축기(70a)가 구동하여 냉매 순환 경로내에서 냉매가 화살표(D)의 방향으로 순환하여, 방열기(71) 및 축냉기(72)로 열교환이 실행된다. 이로써, 냉동실내의 냉각이 실행되고, 그 내부의 냉각 대상물이 냉각된다.

즉, 방열기(71)로 액상으로 된 냉매는 스로틀 장치(73)로 그 유량이 교축됨으로써 팽창하고, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 축냉기(72)로 저온의 액냉매가 이송되어 들어오면, 축냉기(72)에서는 저온의 냉매액이 증발하여, 냉동실의 냉각이 실행된다.

또한, 이 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214)에는 모터 구동부(70b)에 의해, 상기 극저온 냉동기(214)에 대하여 설정된 목표 온도 및 냉동 대상물의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 극저온 냉동기(214)에서는 냉동 대상물의 온도가 목표 온도로 유지된다.

이와 같이 본 실시 형태(14)의 극저온 냉동기(214)에서는 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(70a)를 이용하고 있기 때문에, 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기에 비해, 압축기에서의 마찰 손상의 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214)에서는 압축기에서의 마찰 손해가 저감할 수 있기 때문에, 상기 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이, 사용이 종료한 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전하는 냉매량이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 실시 형태 14의 극저온 냉동기(214))에서는 모터 구동부(70b)는 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 같이 리니어 진동 모터가 비운전 상태로 되는 연산 모드로, 스프링 정수(k)를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(70a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 극저온 냉동기의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시 형태 15)

도 17은 본 발명의 실시 형태 15에 의한 급탕기를 설명하는 블록도이다.

이 실시 형태 15의 급탕기(215)는 공급된 물을 가열하여 온수를 배출하는 냉동 사이클 장치(81a)와, 냉동 사이클 장치(81a)로부터 배출된 온수를 저장하는 저유조(81b)와, 이들을 연결하는 물 배관(86a, 86b, 87a, 87b)을 갖고 있다.

상기 냉동 사이클 장치(81a)는 리니어 압축기(80a), 압축기구동 장치(80b), 공기 열교환기(82), 스로틀 장치(83) 및 물 열교환기(85)를 갖고 있다. 여기서, 리니어 압축기(80a), 공기 열교환기(82), 스로틀 장치(83) 및 물 열교환기(85)는 냉매 순환 경로를 형성하고 있다.

압축기 구동 장치(80b)는 상기 리니어 압축기(80a)의 구동원인 리니어 진동 모터(도시하지 않음)를 구동하는 것이다. 또한, 상기 리니어 압축기(80a)는 상기 실시 형태 11의, 리니어 진동 모터(46)를 갖는 리니어 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(80b)는 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 동일한 구성을 갖는 모터 구동부이다.

스로틀 장치(83)는 상기 실시 형태 12의 공기 조화기(212)의 스로틀 장치(53)와 같이 물 열교환기(85)로부터 공기 열교환기(82)로 송출된 액냉매의 유량을 교축하여, 상기 액냉매를 팽창시키는 것이다.

물 열교환기(85)는 냉동 사이클 장치(81a)에 공급된 물을 가열하는 응축기로서, 가열된 물의 온도를 검출하는 온도 센서(85a)를 갖고 있다. 공기 열교환기(82)는 주변 분위기로부터 열을 흡수하는 증발기이고, 열교환의 능력을 높이기 위한 송풍기(82a)와, 상기 주변 온도를 검출하는 온도 센서(82b)를 갖고 있다.

또한, 도면 중 84는 상기 냉매를, 리니어 압축기(80a), 물 열교환기(85), 스로틀 장치(83) 및 공기 열교환기(82)에 의해 형성되는 냉매 순환 경로를 따라 순환시키는 냉매 배관이다. 상기 냉매 배관(84)에는 리니어 압축기(80a)로부터 토출된 냉매를, 물 열교환기(85) 및 스로틀 장치(83)를 우회하여 공기 열교환기(82)로 공급하는 서리 제거 바이패스관(84a)이 접속되어 있고, 상기 바이패스관(84a)의 일부에는 서리 제거 바이패스 밸브(84b)가 설치되어 있다.

상기 저유조(81b)는 물 또는 온수를 저장하는 저유 탱크(88)를 갖고 있다. 상기 저유 탱크(88)의 물받이구(88c1)에는 상기 저유 탱크(88)내로 물을 외부에서 공급하는 급수 배관(88c)이 접속되고, 상기 저유 탱크(88)의 온수 출구(88d1)에는 상기 저유 탱크(88)로부터 욕조로 온수를 공급하는 욕조 급탕관(88d)이 접속되어 있다. 또한, 상기 저유 탱크(88)의 물 출입구(88a)에는 상기 탱크(88)에 저장된 온수를 외부로 공급하는 급탕관(89)이 접속되어 있다.

상기 저유 탱크(88)와 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)는 배관(86a, 86b, 87a, 87b)에 의해 접속되어 있고, 저유 탱크(88)와 물 열교환기(85)의 사이에는 물의 순환로가 형성되어 있다.

여기서, 물 배관(86b)은 물을 저유 탱크(88)로부터 물 열교환기(85)로 공급하는 배관이고, 그 일단부는 저유 탱크(88)의 물 출구(88 에)에 접속되고, 그 타단은 접합 부분(87b1)을 통해, 물 열교환기(85)의 입수측 배관(87b)에 접속되어 있다. 또한, 이 물 배관(86b)의 일단부측에는 저유 탱크(88)내의 물 또는 온수를 배출하기 위한 배수 밸브(88b1)가 부착되어 있다. 상기 물 배관(86a)은 물을 물 열교환기(85)로부터 저유 탱크(88)로 복귀시키는 배관이고, 그 일단부는 저유 탱크(88)의 물 출입구(88a)에 접속되고, 그 타단은 접합 부분(87a1)을 통해 물 열교환기(85)의 배출측 배관(87a)에 접속되어 있다.

그리고, 물 열교환기(85)의 입수측 배관(87b)의 일부에는 상기 물 순환로내에서 물을 순환시키는 펌프(87)가 설치되어 있다.

또한, 이 급탕기(215)에는 모터 구동부(80b)는 급탕기의 운전 상태, 즉 급탕기에 대하여 설정된 온수의 목표 온도, 저유조(81b)로부터 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)로 공급되는 물의 온도, 및 외부 기온에 기초하여, 리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터에 요구되는 모터 출력을 결정한다.

다음으로 동작에 대하여 설명한다.

리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터(도시하지 않음)에 모터 구동부(80b)로부터 교류 전압(Vd)이 인가되고, 리니어 압축기(80a)가 구동하면, 리니어 압축기(80a)에 의해 압축된 고온 냉매는 화살표(E)가 나타내는 방향으로 순환하여, 즉 냉매 배관(84)을 통해, 물 열교환기(85)에 공급된다. 또한, 물 순환로의 펌프(87)가 구동하면, 저유 탱크(88)로부터 물이 물 열교환기(85)에 공급된다.

그러면, 물 열교환기(85)에서는 냉매와 저유 탱크(88)로부터 공급된 물의 사이에서 열교환이 실행되어, 열이 냉매로부터 물로 이동한다. 즉 공급된 물이 가열되고, 가열된 물은 저유 탱크(88)로 공급된다. 이 때, 가열된 물의 온도는 응축 온도 센서(85a)로 감시되어 있다.

또한, 물 열교환기(85)에서는 냉매는 상기 열교환에 의해 응축하여, 응축된 액냉매는 그 유량이 스로틀 장치(83)에 의해 교축됨으로써 팽창하고, 공기 열교환기(82)로 이송된다. 이 급탕기(215)에서는 상기 공기 열교환기(82)는 증발기로서 작동한다. 즉, 상기 공기 열교환기(82)는 송풍기(82b)에 의해 이송된 외기로부터 열을 흡수하여, 저온의 냉매액을 증발시킨다. 이 때, 상기 공기 열교환기(82)의 주변 분위기의 온도는 온도 센서(82b)에 의해 감시되고 있다.

또한, 냉동 사이클 장치(81a)에서는 공기 열교환기(82)에 서리가 생긴 경우는 서리 제거 바이패스 밸브(84b)가 개방하고, 고온의 냉매가 서리 제거 바이패스로(84a)를 통해 공기 열교환기(82)에 공급된다. 이로써 공기 열교환기(82)의 서리 제거가 실행된다.

한편, 저유조(81b)에서는 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)로부터 온수가 배관(87a, 86a)을 통해 공급되고, 공급된 온수가 저유 탱크(88)에 저장된다. 저유 탱크(88)내의 온수는 필요에 따라, 급탕관(89)을 통해 외부로 공급된다. 특별히, 욕조로 급탕하는 경우는 저유 탱크내의 온수는 욕조용 급탕관(88d)을 통해 욕조로 공급된다.

또한, 저유 탱크(88)내의 물 또는 온수의 저축량이 일정량이하로 된 경우에는 외부로부터 급수관(88c)을 거쳐 물이 보급된다.

그리고, 이 실시 형태 15의 급탕기(215)에서는 모터 구동부(80b)에 의해, 상기 급탕기(215)에 대하여 설정된 온수의 목표 온도, 물 열교환기(85)로 공급되는 물의 온도 및 외부 기온에 기초하여, 리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 급탕기(215)에서는 목표 온도의 온수의 공급이 실행된다.

이와 같이 본 실시 형태 15의 급탕기(215)에서는 냉동 사이클 장치(81a)로 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(80a)를 이용하고 있기 때문에, 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기에 비해, 압축기에서의 마찰 손상이 저감하고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태 15의 급탕기(215)에서는 압축기에서의 마찰 손해를 저감할 수 있기 때문에, 상기 실시 형태 12의 공기 조화기(212)와 같이, 사용이 종료한 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전되는 냉매의 양이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 실시 형태 15의 급탕기(215)에서는 모터 구동부(80b)는 실시 형태 11의 모터 구동 장치(211)와 같이 리니어 진동 모터가 비운전 상태로 되는 연산 모드로 스프링 정수(k)를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(80a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 급탕기의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기 및 급탕기의 동력원으로서 이용하는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동장치는 실시 형태 1의 것에 한정하지 않고, 실시 형태 2 내지 10 중 어느 것이어도 무방하다.

(실시 형태 16)

도 18은 본 발명의 실시 형태 16에 의한 휴대 전화기를 설명하는 블록도이다.

이 실시 형태 16의 휴대 전화기(216)는 기계적으로 진동하는 진동기(90a)와, 상기 진동부(90a)를 구동하는 구동 장치(90b)를 갖고, 착신 등을 진동에 의해 사용자에게 전달하는 것이다.

여기서, 상기 진동기(90a)는 그 케이스(91)내에 배치되고, 스프링 부재(92)에 의해 진동 가능하게 지지된 추 부재(93)와, 상기 추 부재(93)의 일부에 고착된 마그넷(93a)과, 상기 케이스(91)내에 상기 추 부재(93)의 마그넷(93a)에 대향하도 록 배치되고, 코일(94a)이 설치된 고정자(94)를 갖고 있다. 그리고, 상기 추 부재(93)에 부착된 마그넷(93a)과, 상기 고정자(94)에 설치된 코일(94a)로 리니어 진동 모터(95)가 구성되어 있고, 이 리니어 진동 모터(95)의 가동자는 추 부재(93) 및 마그넷(93a)에 의해 구성되어 있다. 이 리니어 진동 모터(95)로는 이 코일(94a)과 마그넷(93a)의 사이에서 발생하는 전자력 및 상기 스프링 부재(92)의 탄성력에 의해, 상기 추 부재(93)가 스프링 부재(92)의 신축 방향을 따라 왕복 운동한다.

그리고, 이 실시 형태(16)의 구동 장치(90b)는 휴대 전화기(216)에 탑재된 배터리(도시하지 않음)를 전원으로 하고, 상기 진동기(90a)의 리니어 진동 모터(95)를 구동하는 모터 구동부(90b) 이며, 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 동일한 구성을 갖고 있다.

이러한 구성의 휴대 전화기(216)에서는 착신시에는 모터 구동부(90b)로부터 진동기(90a)의 리니어 진동 모터(95)로의 통전에 의해, 추 부재(93)가 스프링 부재(92)의 신축 방향으로 왕복 운동하고, 진동기(90a)가 진동한다.

즉, 코일(94a)에 교류 전압(Vd)이 인가되면, 고정자(94)에는 교류의 자계가 발생하고, 이 자계에 마그넷(93a)이 끌어당겨지고, 마그넷(93a)과, 마그넷(93a)이 고착되어 있는 추 부재(93)가 왕복운동을 개시한다.

이와 같이 본 실시 형태 16의 휴대 전화기(216)에서는 기계적인 진동을 리니어 진동 모터(95)에 의해 발생하기 때문에, 회전형 모터에 의해 진동을 발생시키는 경우에 비해, 기계적인 진동을, 진동수와 진폭의 크기라는 2개의 자유도로 변화시 킬 수 있고, 진동에 의해 착신 등을 사용자에 알리는 진동기(91)를, 진동의 변화가 다채로운 것으로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태 16의 휴대 전화기(216)에서는 모터 구동부(90b)는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터가 비운전 상태로 되는 연산 모드로 스프링 정수(k)를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되는 운전 모드로는 상기 산출한 스프링 정수(k)를 이용하여 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 진동 모터(95)의 운전중에는 가동자의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 가동자와 케이스의 간극을 삭감하여, 리니어 진동 모터의 소형화, 나아가서는 휴대 전화기의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태 16에서는 모터 구동부(90b)에는 실시 형태 1의 모터 구동 장치(101a)를 이용했지만, 이 모터 구동부에는 실시 형태 2 내지 10의 모터 구동 장치(101b) 내지 (101j)를 이용할 수도 있다.

또한, 상기 실시 형태 16에서는 실시 형태 1의 리니어 진동 모터 및 그 구동 장치를, 휴대 전화기에 있어서의 착신을 진동에 의해 알리는 진동기 및 그 구동 제어부로서 이용한 경우를 나타내었지만, 이 실시 형태 1의 리니어 진동 모터 및 그 구동 장치는 왕복식 전기 면도기의 동력원 및 그 구동부에도 이용할 수 있고, 또한 실시 형태 2 내지 10의 모터 구동 장치(101b) 내지 (101j)는 왕복식 전기 면도기의 구동부로서 이용할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명에 관한 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터의 가동자의 고유 진동 주파수로부터 스프링 정수 또는 질량 스프링비를 산출하고, 이로써 스프링 정수 또는 질량 스프링비를 이용하여 산출되는 가동자의 위치의 정밀도를 높여 가동자와 모터 하우징의 간극을 삭감할 수 있는 것으로, 리니어 진동 모터의 소형화를 도모하는데 있어서 매우 유용한 것이다.

Claims (29)

1. 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 있어서,

   상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와,

   상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와,

   상기 취득된 고유 진동 파라미터를 사용하여, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와,

   상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동 파라미터 취득부는

   자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

   상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고,

   상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동 파라미터 취득부는

   자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

   상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고,

   상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하며, 상기 고유 각진동수의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동 파라미터 취득부는

   자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

   상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터 인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고,

   상기 스프링 정수 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산하고, 그 제산 결과를 제곱하고, 상기 제산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량의 역수를 승산하며, 상기 승산 결과의 역수를 구하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
5. 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 있어서,

   상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와,

   상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출부와,

   상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와,

   상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와,

   상기 공진 주파수 검출부에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 상기 가동자의 질량을 승산하여, 상기 스프링 정수를 산출하는 스프링 정수 결정부와,

   상기 스프링 정수 결정부에 의해 산출된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동 자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부를 갖고,

    상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전에, 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고,

    상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 개시전의 연산 모드에서 상기 스프링 정수를 산출하며,

    상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서 상기 부하의 운전의 개시전에 산출된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부를 갖고,

    상기 제어부는 상기 부하의 운전의 종료후에, 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이며,

    상기 스프링 정수 산출부는 상기 부하의 운전의 종료후의 연산 모드에서 상기 스프링 정수를 산출하고,

    상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서 최근 설정된 연산 모드에서 산출된 스프링 정수를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부와,

    상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와,

    상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하는 스프링 정수 추정부를 구비하고,

    상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한 시점에서, 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고,

    상기 스프링 정수 추정부는

    상기 연산 모드에서 상기 산출된 스프링 정수와, 상기 스프링 정수가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 스프링 정수의 관계를 유도하고,

    상기 운전 모드에서 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 스프링 정수의 관계로부터, 상기 부하의 운전 상태에서의 스프링 정수를 추정하며,

    상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서 상기 추정된 스프링 정수를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
13. 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 있어서,

    상기 가동자를 자유 진동시키는 가동자 강제 진동부와,

    상기 가동자의 자유 진동 상태에 기초하여 상기 가동자의 고유 진동을 나타내는 고유 진동 파라미터를 취득하는 진동 파라미터 취득부와,

    상기 취득된 고유 진동 파라미터를 사용하여, 상기 가동자의 질량과 상기 스프링 부재의 스프링 정수의 비의 값인 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와,

    상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 진동 파라미터 취득부는

    자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

    상기 타이밍 검출부의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주파수를 검지하는 고유 주파수 검지부를 갖고,

    상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 진동 파라미터 취득부는

    자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

    상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 각진동수를 검지하는 고유 각진동수 검지부를 갖고,

    상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 각진동수를 제곱하며, 상기 고유 각진동수의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 진동 파라미터 취득부는

    자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 타이밍 검출부와,

    상기 타이밍 검출기의 출력에 기초하여, 상기 가동자의 고유 진동 파라미터인 고유 진동 주기를 검지하는 고유 진동 주기 검지부를 갖고,

    상기 질량 스프링비 결정부는 상기 검지된 고유 진동 주기를 원주율의 2배로 제산하고, 그 제산 결과를 제곱하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
17. 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터에 구동 전압을 인가하는 모터 드라이버와,

    상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전류를 검출하 는 전류 검출부와,

    상기 모터 드라이버로부터 상기 리니어 진동 모터에 공급되는 전압을 검출하는 전압 검출부와,

    상기 검출된 전류와 상기 검출된 전압으로부터, 상기 리니어 진동 모터의 공진 구동 주파수를 검출하는 공진 주파수 검출부와,

    상기 공진 주파수 검출부에 의해 검출된 공진 구동 주파수에 원주율의 2배를 승산하고, 상기 승산 결과를 제곱하며, 상기 승산 결과의 제곱에 의해 얻어지는 값의 역수를 구하여, 상기 질량 스프링비를 산출하는 질량 스프링비 결정부와,

    상기 질량 스프링비 결정부에 의해 산출된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
18. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 타이밍 검출부는 상기 가동자의 자유 진동에 의해 상기 리니어 진동 모터의 권선에 발생하는 유기 전압을 이용하여, 자유 진동하는 가동자가 그 진동의 기준 위치에 대한 일정한 상대 위치를 통과하는 타이밍을 검출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
19. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 가동자에 기계적으로 힘을 인가하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
20. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가동자 강제 진동부는 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터에 공급되어 있는 전류를 일시적으로 차단하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
21. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 가동자 강제 진동부는 상기 리니어 진동 모터에 접속되어 있는 부하를, 상기 가동자가 자유 진동하도록 상기 리니어 진동 모터로부터 차단하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
22. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부를 갖고,

    상기 제어부는 상기 부하의 운전의 개시전에, 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고,

    상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전의 개시전의 연산 모드에서 상기 질량 스프링비를 산출하며,

    상기 가동자 위치 연산부는 상기 운전 모드에서 상기 부하의 운전의 개시전에 산출된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
23. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부를 갖고,

    상기 제어부는 상기 부하의 운전의 종료후에, 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고,

    상기 질량 스프링비 산출부는 상기 부하의 운전의 종료후의 연산 모드에서 상기 질량 스프링비를 산출하며,

    상기 가동자 위치 연산부는 운전 모드에서 최근 설정된 연산 모드에서 산출된 질량 스프링비를 사용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
24. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를, 상기 리니어 진동 모터를 구동하여 상기 리니어 진동 모터에 접속된 부하를 운전하는 운전 모드와, 상기 질량 스프링비를 산출하는 연산 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 제어부와,

    상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와,

    상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하는 질량 스프링비 추정부를 구비하고,

    상기 제어부는, 상기 부하의 운전의 개시전 혹은 종료후의 적어도 어느 한 시점에서 일시적으로 상기 리니어 진동 모터의 동작 모드를 연산 모드로 하는 것이고,

    상기 질량 스프링비 추정부는

    상기 연산 모드에서 상기 산출된 질량 스프링비와, 상기 질량 스프링비가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 질량 스프링비의 관계를 유도하고,

    상기 운전 모드에서 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 온도와 질량 스프링비의 관계로부터 상기 부하의 운전 상태에서의 질량 스프링비를 추정하며,

    상기 가동자 위치 연산부는, 상기 운전 모드에서 상기 추정된 질량 스프링비를 사용하여 상기 가동자의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는

    모터 구동 장치.
25. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기에 있어서,

    왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 이 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

    상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항, 제 5 항, 제 13 항, 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    공기 조화기.
26. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서,

    왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 이 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

    상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

    상기 모터 구동 장치는 재 1 항, 제 5 항, 제 13 항, 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    냉장고.
27. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기에 있어서,

    왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 이 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

    상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하며,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항, 제 5 항, 제 13 항, 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    극저온 냉동기.
28. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 갖춘 급탕기에 있어서,

    왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 이 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

    상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항, 제 5 항, 제 13 항, 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    급탕기.
29. 진동을 발생하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화기에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터는 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이고,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항, 제 5 항, 제 13 항, 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    휴대 전화기.

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