(57)【要約】  本発明の装置（１）は−静止磁極（４８）を有するフレーム（４２）と、−前記フレーム（４２）に対する可動部材（４４）であって、前記可動部材（４４）の複数の位置に磁気的に結合する動磁極（４６）と前記静止磁極（４８）を有する前記可動部材（４４）と、前記動磁極（４６）と静止磁極（４８）の間の磁気カップリングに起因する力に反応するピエゾ感応素子（５０）と、前記可動部材（４４）の位置及び/又は速度及び/又は方向を決めるのに使う電気信号を前記ピエゾ感応素子（５０）から出力するための手段（５２、５４、５６、５８）と、を有する。【選択図】図２
2007524021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−静止磁極（４８，８２、１００、２０２）を有するフレーム（４２、８４、１０６、２０１）と、
−前記フレーム（４２、８４、１０６、２０１）に対する可動部材（４４、７４、１１４、４００）であって、前記可動部材（４４，７４、１１４，１１４，４００）の複数の位置に磁気的に結合する動磁極（４６，８０，１０２，２０９，２１０）と前記静止磁極（４８，８２，１００，２０２）を有する前記可動部材（４４、７４、１１４、４００）と、
−前記動磁極（４６，８０，１０２，２０９，２１０）と前記静止磁極（４８、８２，１００，２０２）の間の磁気カップリングに起因する力に反応するピエゾ感応素子（５０，７８，１０８，３００，２３２）と、
−前記可動部材（４４、７４，１０２）の位置及び/又は速度及び/又は方向を決めるのに使う電気信号を前記ピエゾ感応素子（５０）から出力するための手段（５２、５４、５６、５８）と、
を有する装置（１、２、３，４）。
【請求項２】
前記ピエゾ感応素子（５０、７８，１０８，３００）はフレーム（４２，８４，１０６，２０１）に固定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記静止磁極は磁石（４８，８２，１００）であることを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項４】
前記フレームはモータ（３２）のハウジング（４２）であり、前記可動部材はモータ（３２）のロータ（４４）であり、前記動磁極はロータ（４４）の極（４６）であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記フレームはハウジング（８２）であり、前記可動部材はモータ（７０）のロータ（７２）に結合された軸（７４）であり、前記動磁極（８０）は前記軸（７４）に設けられることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記フレームはハウジング（１０６）であり、前記可動部材はモータ（１０４）のロータであり、前記動磁極は前記ロータの極（１０２）であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の装置。
【請求項７】
−第１の静止磁極と第１のピエゾ感応素子と、
−第２の静止磁極と第２のピエゾ感応素子と、を有する装置であって、
前記動磁極と静止磁極との間の磁気カップリングに起因する力が前記ピエゾ感応素子に応力を与えるように前記静止磁極はピエゾ感応素子を介してフレームに固定される請求項４又は５に記載の装置。
但し、これら磁極は１８０°とは異なる角オフセットで配置される。
【請求項８】
前記角オフセットは約９０°であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記フレームはスイッチング フラックス リニアモータのステータチューブ（２０１）であり、前記可動部材は前記スイッチング フラックス リニアモータのスライディング要素であり、前記静止磁極は強磁性体材料から構成されるパッド（２０２）であり、前記動磁極は磁化要素（２０９，２１０）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ピエゾ感応素子（３００）はフレーム（２０１）に固定されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記動磁極（２１０）は永久磁石（２３１）と、一片の強磁性体材料（２３０ａ）と、前記永久磁石（２３１）と前記一片の強磁性体材料（２３０ａ）に挟まれた前記ピエゾ感応素子（２３２）と、を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記フレームは回転ブラシュレスモータのステータフレームであり、前記可動部材は前記回転ブラシュレスモータのロータであり、前記静止磁極はステータフレーム上に固定された強磁性体材料から構成されるパッドであり、前記回転ブラシュレスモータは少なくとも動磁極である永久磁石を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ピエゾ感応素子は前記静止磁極と前記ステータフレームとの間に挟まれることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ピエゾ感応素子は永久磁石と一片の強磁性体材料との間に挟まれることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記ピエゾ感応素子からの電気信号を出力する手段はリード（５２、５４）、アンプ（５６）及び処理回路（５８）を有することを特徴とする請求項１ないし１４の何れか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記ピエゾ感応素子はピエゾ電気素子であることを特徴とする請求項１ないし１５の何れか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記ピエゾ感応素子は抵抗であることを特徴とする請求項１ないし１６の何れか一項に記載の装置。
【請求項１８】
−ウインドウ カバリング、ローラーブラインド、遮蔽物、スカイライト カバリング、カーテン及びスクリーンからなる群から選択され、第１の構成と第２の構成の間を動くことのできる対象（１６）と、
−装置の可動要素は機械的に前記対象（１６）に結合する、請求項１ないし１４の何れか一項に記載の装置と、
を有する電動アセンブリ（１０）。
【請求項１９】
モータの要素に対する電力供給をコントロールするための請求項１ないし１７の何れか一項に記載の装置からの電気信号出力の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータで動くウインドウ カバリング(window covering)、遮蔽物(awnings)、セキュリティ スクリーン、プロジェクション スクリーン等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本譲受人（assignee）は、ハンドヘルドのリモコン又は他のコントロール装置で、ウインドウ カバリングを揚げたり下げたりするための、又、開位置、閉位置の間をカバーするウインドウのスラッツ（sluts）を移動するための、複数システムを提供してきた。これらシステムはギアを介して駆動機構をカバーするウインドウに結合するモータを有している。モータがユーザのコマンド信号に応答して動作する時、駆動機構はウインドウ カバリングを動作させる。この種のアセンブリは米国特許6,433,498（引例として本書に組み込まれる）に開示されている。
【０００３】
本譲受人はカウンティングモータパルスに基づいてウインドウ カバリングの位置を決めるための、又、動作していない時チューニングからモータにブレーキをかけるためのシステムを提供してきた。ウインドウ カバリングの位置を知ることにより、ウインドウ カバリングをプリセット位置に自動的に再配置するような特徴が提供される。これらシステムは欠点を持っている。信号振幅はモータ速度に依存している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、可動要素の動き(movement)の特徴を決めるための装置を提供することである。これにより前記の欠点を克服し、公知の装置に関し改良を行う。特に、本発明は動きと振幅の特徴を決める信号を出力するもので、それはモータ速度と実質的に独立である。本発明は電動アセンブリ(powered assembly)に関係する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の要約
この目的は請求項1に係るモータの可動部材の位置及び/又は速度及び/又は方向を決定するための装置により達成される。
【０００６】
装置の複数の実施例は請求項２ないし１７に規定される。
【０００７】
本発明による動力を備えたアセンブリは独立請求項１８に規定される。
【０００８】
モータの構成要素の電力供給をコントロールするために前記装置からの電気信号出力を使用する。これは請求項１９で規定される。
【０００９】
別のアスペクトにおいて、電動アセンブリは第１の構成と第２の構成の間を移動できる対象(object)を有しても良い。その対象はウインドウ カバリング、遮蔽物、スカイライト カバリング（skylight covering）、カーテン及びスクリーンからなる群から選択することができる。モータが設けられ、モータに動力が与えられるときに、アクチュエータがモータと対象に結合され、対象を移動させる。モータは回転部材を回転させる。少なくとも１つのマグネットが回転部材と併置され、磁気的にそれに結合する。又、回転部材が回転するときに、少なくとも１つのピエゾ感応素子（piezosensitive element）は磁石と協働して信号を出力する。モータの少なくとも１つの位置、回転速度を決定するのに、前記信号は有効である。有利なことには、モータに電力が供給されなくなったとき、磁石は回転部材の回転にブレーキを掛ける。
【００１０】
好ましい実施例において、モータの回転方向が例えば、“ＯＰＥＮ”又は“ＣＬＯＳＥ”のユーザコマンド信号からアプリオリに知られない時、アセンブリは回転部材と第２磁石の間に配置され、第１ピエゾ感応素子と90度の方向に向いた第２磁石と第２ピエゾ感応素子を有することができる。別の実施例では、長い（elongated）非対称の強磁性体のシャフトがダンピング部材を介してモータのロータに接合することができる。ピエゾ感応素子はシャフトと併置され、従ってモータの振動から遮蔽される。
【００１１】
別のアスペクトにおいて、ロッドを有する可動対象のための駆動アセンブリは電気的にエネルギーを与えられる駆動構造体（drive structure）を有する。この構造体は、前記ロッドに結合され、駆動アセンブリが駆動されるとき、前記対象を移動させる。前記駆動構造体は回転部材を有している。少なくとも１つのブレーキング磁石は回転部材と近接しており、ピエゾ感応素子は回転部材が磁石を通り過ぎる時に信号を生成するために磁石と併置される。前記信号は少なくとも回転部材の位置を表わすものである。少なくとも回転部材の一部が強磁性体材料を有することが好ましい。
【００１２】
更に別のアスペクトにおいて、第１の構成と第２の構成の間を動く対象を操作するために方法が開示される。その対象はウインドウ カバリング、遮蔽物、スカイライト カバリング、カーテン及びスクリーンからなる群から選択される。前記方法は駆動構造体を設け、前記駆動構造体にエネルギーが与えられるとき対象が動くように前記駆動構造体を対象に結合し、前記駆動構造体と少なくとも１つの磁石を併置することを含む。この方法は、駆動構造体がエネルギーを与えられなくなったとき駆動構造体にブレーキをかけるように磁石を使い、駆動構造体が磁石を過ぎて回転し、少なくとも１つの駆動構造体の位置及び駆動構造体の速度を決めるときにピエゾ感応して信号を生成することを含む。
【００１３】
駆動構造体の位置の決定は、少なくとも部分的にピエゾ感応素子からの信号の振幅に基づいて行うことができる。
【００１４】
駆動構造体の回転速度の決定は、少なくとも部分的にピエゾ感応素子からの信号の周波数に基づいて行うことが出来る。
【００１５】
この方法は２つのピエゾ感応素子を設け、それぞれ信号を出力し、駆動構造体の回転方向を決めるためにそれら信号を使用することを含む。
【００１６】
この方法はピエゾ感応素子に送出されるモータの振動を減衰させることを含む。
【００１７】
この方法は少なくとも１つの主要なＤＣバッテリーのみを使って、対象に電力を供給することを含む。
【００１８】
本発明の詳細は、構成及び動作に関しても、添付の図面を参照しながら理解できる。図面において同一数字は同一のパーツを指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１には電動ウインドウ カバリングが示されており、符号１０で示す。これはウインドウ カバリング１４の回転可能なロッド１２のようなアクチュエータを有している。しかし、このアクチュエータは上げたり（ローリングアップにより）、下げたり（ローリングダウンする又はアンローリングする）シェード１６を有するシェードアセンブリに限定されるものではない。図のように、チルトロッド１２はウインドウ カバリング１４のヘッドレール２０にブロック１８を介して回転可能に設けられている。
【００２０】
ロールアップシェードが示されるが、本発明の原理は広範囲のウインドウ カバリング及びモータにより移動される別の対象物に適用される。例えば、本発明は上下できる襞の有るシェード及び“Silhouette””Shangri-La”という商品名で共通に市場に出されている、セルラーシェード（cellular shade；目の粗いシェード)及び、上下できるプロジェクタのスクリーン、遮蔽物等に適用される。更に、水平ブラインドのような傾く板（tilting slats）のみを必要とする応用では余り必要のないものであるが、本発明はこれらシステムにも応用できる。例えば、ロッド１２はシェードのローリングアップロッド、遮蔽物又はプロジェクタ スクリーン又は水平（又は垂直）ブラインド、又は他の同様な操作子（operator）であってよい。従って、本発明の原理は広範囲のウインドウ カバリング及び次の対象に適用されるが、これに限定されるものではない。即ち、折重ね襞付きシェード（fold-up pleated shade）、ロールアップシェード、セルラーシェード、スカイライト カバー等。この種のシェードの電動バージョンはＵＳＰ6,433,498に開示されており、ここに引用されて本明細書に組み込まれる。
【００２１】
限定的に説明されるものではない実施例において、ウインドウ カバリング１４はウインドウ フレーム２２に組み込まれ、ウインドウ２４をカバーし、ロッド１２は縦軸の回りに(about its longitudinal axis)回転可能になっている。ロッド１２はユーザが操作可能なバトン（図示しない）に噛み合っている。ロッド１２が縦軸の回りに回転するときに、シェード１６は開（open）構成と閉(close)構成との間を上下する。
【００２２】
図１には、電動ウインドウ カバリング１０は制御信号受信装置を有し、好ましくはユーザ コマンド信号を受信するために信号センサ２６を有することが示されている。ユーザ コマンド信号はハンドヘルドのユーザ コマンド信号生成装置２８により生成されることが好ましい。それは赤外（IR）リモコンユニット又は無線周波数（RF）リモコンユニットであってよい。又は、ユーザ コマンド信号は例えば、操作可能な手動スイッチ２９のような周知の別の通信手段により生成されてもよい。ユーザコマンド信号はopen、close、raise、lower等を含むことができる。
【００２３】
電気回路ボード３０はヘッドレール２０に設けられ、例えば、ネジ（図示しない）又は周知の方法で固定することができる。好ましい電気回路ボード３０は制御信号を処理するためのマイクロプロセッサを有する。又、同回路ボード３０は、下記に説明するモータの位置及び/又は速度及び/又は回転方向を決めるための適当な信号条件回路を有する。
【００２４】
実際に、図１は小型、軽量の電気モータ/エンコーダ３２が、ギア エンクロージャ３４に結合していることを示す。前記モータ３２/エンコーダをギア エンクロージャ３４にボルト締めすることが好ましい。前記ギア エンクロージャ３４はロッド１２に固定されており（keyed）、ギア エンクロージャ３４のギアが回転すると、ロッド１２は回転する。
【００２５】
モータ/エンコーダ３２が回路ボード３０に電気的に結合していることは前提である。モータ/エンコーダ３２に電源を供給するために、１つ又は複数の（図１では４つ）主ＤＣバッテリ３６（例えば、タイプＡＡアルカリ電池又はリチウム電池）がヘッドレール２０に搭載され、回路ボード３０に接続される。本発明は公共送電系統から電力の供給を受ける電動シェード及び他の対象に応用されるけれども、バッテリ３６はモータの唯一の電源であることが好ましい。
【００２６】
前記米国特許に開示されているように、ユーザは信号生成器２８を操作し、信号を生成する。この信号は信号センサ２６により検知され、回路ボード３０の信号処理回路に送出される。反対に、バッテリ３４とモータ/エンコーダ３２の間の電路が閉じられ、モータ３２に電力を供給し、信号生成器２８が生成する信号に応じて、電気回路ボード３０上のプロセッサのコントロールの下でウインドウ カバリングを開閉することが出来る。以下説明するように、モータ回転すると、エンコーダの部分（encoder portion）はモータの速度、方向、位置を表わす信号を生成する。モータに電力が供給されなくなると、有利なことに、エンコーダ部分はウインドウ カバリング１４の重さの下でモータの回転にブレーキを掛ける。
【００２７】
図２及び３は１つの限定のない実施例であり、モータ/エンコーダ３２はモータハウジング４２を有し、その内側でロータ４４が回転する。ロータ４４は、例えば、３つの極４６を有する。ブレーキング磁石４８はモータと近接して併置されているので、ロータの極が磁石４８を通過して回転するときに磁場ライン（magnetic field line）がカットされる。ブレーキング磁石４８は別の固定磁石（stationary magnet）又は強磁性体（図示されない）に磁気的に結合してもよい。複数の（例えば３つの）磁石又は強磁性体が、例えば、ロータポールのように、ロータに結合してもよい。その場合、ブレーキング磁石４８とロータ４４との間の結合リラクタンスが回転と共に変化する。
【００２８】
本発明においては、ディスク形状のピエゾ感応素子のようなピエゾ感応素子５０が磁石４８とロータ４４の間に設けられる。図示する実施例において、ピエゾ感応素子５０は、モータハウジング４２の外側表面に設けられ、磁石４８はピエゾ感応素子５０の上に設けられる。ピエゾ感応素子５０はハウジング４２の内側表面に設けても良い。
【００２９】
ピエゾ感応素子とは、この素子に働きかける機械的な圧力又は機械的な力から生じる電気的信号を生成する電気的部品であることは常識である。もっとも直接的な（direct）ピエゾ感応素子は、ＰＺＴセラミックス又はＰＶＤＦのような特定ポリマが生成する直接的なピエゾ電気効果（piezoelectric effect）を使う。この直接的なピエゾ電気効果は電荷を直接生成する。しかしながら、ピエゾ感応素子は圧力又は力に依存する抵抗（pressure or force dependent resistance）を与えるように設計された抵抗器のような受動素子であってもよい。これはひずみ計（strain gauge）技術、及び、より単純に導電プレートの間に挟まれた多孔性ポリマにより実現される。受動素子の場合には、それらは電圧生成器（voltage generator）に接続され、電流が分析され、信号を提供する。
【００３０】
エレクトレットのようなキャパシタ構成がピエゾ感応素子として使用される。機械電気変換は圧縮(compression)モード、伸張（extention）モード、屈曲(flexion)モード、ねじれ（torsion）モード、曲げモード（bending）モードにより生成される。
【００３１】
図２、３で示すように、ピエゾ感応素子５０が生成する信号は、それぞれ磁石４８とハウジング４２に接続されるリード５２，５４によりピックアップされる。リード５２，５４は、例えば、アンプ５６（好ましくは電位差構成の（configured potentiometrically））及び、モータ/エンコーダ３２の角度速度と位置を決定するための後記のデジタル処理回路又はアナログ処理回路５８を含む適切な回路に接続される。望ましくは、図２で象徴的に表わしたように、第２のピエゾ感応素子６２を有する第２の磁石６０は、前記したピエゾ感応素子５０と直角に（９０度のオフセットを持って）モータに設けられ、モータの回転方向を決定する。しかしながら、しばしば回転方向はアプリオリに知られている。なぜならば、ユーザコマンド信号は、例えば、ウインドウ カバリングが開か閉かを示すことにより、所望の回転方向を表すものであるからである。
【００３２】
図２で示されるように、極４６が磁石４８の直接、下にある時、磁石４８とロータ４４の間の磁気的カップリングは最大である。これは比較的大きい矢印６４で示すとおりである。これとは対照的に、モータの２つの近接極４６が磁石４８から等距離にある時、磁石４８とロータ４４の間の磁気的カップリングは最小値となる。これは図３において比較的小さい矢印６６で示すとおりである。モータが回転するときの磁気的カップリングの変化はピエゾ感応素子５０に変化力として作用し、ピエゾ感応素子に変化する電気信号を生成させる。
【００３３】
図２と３のグラフはこれを説明するものである。図２と３に示されているように、変化する信号６８はピエゾ感応素子５０から出力される。信号６８はロータ４４の位置に対してサイン形状で変化する。特に、ロータ４４が図２で示される最大磁気カップリングの位置を取るとき、信号６８は正のピーク値70となる。又、ロータ４４が図３で示される最小磁気カップリングの位置を取るとき、信号６８は負のピーク値７２となる。従って、グラフは、実質的にモータ速度とは無関係な信号の振幅はｘ軸に沿った位置に相関することを示している。
【００３４】
従って、信号６８の1/2波はロータ４４の隣接する極４６間の角距離（angular distance）を表わす。よって、信号６８の瞬時振幅は隣接する極４６に関係する瞬時角の位置を与える。ピークの数はＵＰ又はＤＯＷＮと（回転方向に依存して）カウントされ、最初の値０からモータの全角変位(total angular displacement)を知ることができる。最初の値０はウインドウ カバリングを動かして、例えば完全に閉じることにより設定し、回路を“ゼロ”位置にリセットすることができる。モータ速度は信号６８の周波数から決定できる。毎秒当たりの回転の速度を得る１つの方法は、正のピーク値の間の時間をカウントし、３倍し、積の逆数を取ることである。回転方向を知るために、ユーザは“ＵＰ”又は“ＤＯＷＮ”（“ＯＰＥＮ”又は“ＣＬＯＳＥ”と同義）のユーザコマンド信号を使うことができる。もし回転方向を知ることが出来なければ、第２ピエゾ感応素子６２からの信号を第１ピエゾ感応素子５０からの信号と関連付けて使うことができる。
【００３５】
図４はモータの別の実施例であり、モータハウジング（これは振動することができ、ピエゾ感応素子の出力部でノイズを誘導する）にピエゾ感応素子を設ける代わりに、振動ダンピングカップリング（vibration damping coupling）７６を使ってモータのロータ７２を強磁性体軸７４に結合するものである。前記カップリング７６はシャフト７４とロータ７２を近接して取り巻くプラスチックチューブとして単純なものであってよい。前記軸７４は軟鉄又は粉体状鉄（powdered iron）から作ってもよい。ピエゾ感応性素子７８は軸と併置される。特に、ピエゾ感応素子７８は、図示されるように軸７４の追加極（additional poles）８０とブレーキング磁石８２に挟まれ、モータ７０の位置と速度を決定するために上記の原理に従って機能する。特に、軸７４を取り巻き、モータハウジングに結合していないハウジング８４の上に、ピエゾ感応素子７８が設けられる。
【００３６】
別のものとして、追加極８０はブレーキング磁石を構成し、ブレーキング磁石82は軟鉄で作られる極で置換えられる。
【００３７】
図５は更に別の実施例である。磁石１００がハウジング１０６内でモータ１０４の軸上の追加極１０２の前に設けられる。追加極は図４で符号８０で表現したものと同様である。ピエゾ感応素子１０８はハウジング１０６においてプラスチックホルダ１１０を介して磁石１００から離れている。モータ１０４はハウジング１０６においてホルダ１１２によって保持されている。ピエゾ感応素子１０８は磁石１００の力をハウジング１０６に伝達する（transfer）。磁石１００が生成する力はモータ１０４の軸の位置に依存し、軸線と一致するときに最大となる。この力はピエゾ感応素子１０８により直接感知され、その結果、前記素子１０８の出力はモータ位置（motor position）に相関し、従って、軸の回転位置を決定するのに使われる。モータが１回転すると、素子１０８は２パルスを出力する。望ましくは、第２ピエゾ感応素子を素子１０８に直角に併置し、２つの出力を得て、回転の位置、方向及び速度を決めることができる。
【００３８】
前記の実施例において、ピエゾ感応素子はカップリングにより応力を受ける。本発明はピエゾ感応素子がカップリングにより応力を受けない（distress）実施例にも応用される。
【００３９】
ブラッシュレスＤＣモータのときは、ピエゾ感応素子５０からの信号はモータを整流する（self-commute）のに使われる。いくつかの例において、磁石を使って、リニアモータのようなモータにおいて磁場を形成することができる。
【００４０】
例えば、本発明はフラックス スイッチングリニアモータに適用される。このようなリニアモータについて、図６、７、８Ａ及び８Ｂを参照して説明する。
【００４１】
前記モータはステータチューブ２０１を有する。このチューブはＵ形状の例えば、アルミニウムから構成される長方形の非磁性ガイダンス部材からなる。それは、例えば強磁性材料、軟スチールからなるパッド（pads）又は長方形状のラグ(lug)２０２から構成されるステータ極に対するサポートとしてだけ役立つ。これらパッド２０２はＵ形状部材の２つの平行した対向脚（legs）の内部面に対して固定される。少なくともこれらパッドのいくつかはピエゾ感応素子３００を介してＵ形状に固定される。前記ピエゾ感応素子は図７に示されるように、パッドとＵ形状の間に挟まれる。例えば、ピエゾ感応素子はチューブ２０１に接着され、パッドがピエゾ感応素子の上に接着される。パッド２０２は１対に配置され、１対の２つのパッドは１つが他に対面するように、チューブ２０１の軸に関して対称に配置されている。パッド２０２の連続する対は等距離で、モータのステップを規定する距離だけ離間している。その横断的壁(transversal wall)において、チューブ２０１は更に２つの溝２０５と２０６を有し、スライディング要素(sliding element)４００をガイドしている。これについては後で説明する。これら溝２０５と２０６にはスライディング要素の滑りをよくするための材料でコーティングすることができる。
【００４２】
スライディング要素４００は２位相又は３位相を有している。例えば、図６、図７に示される位相Ｐ１と位相Ｐ２で、これら位相のそれぞれは、原則的に、ステータ極２０２の面に垂直な軸を有するコイル２０７から構成されている。このコイルは電機子を構成する磁気材料から構成されるコア２０８を取囲む。コイルの軸に平行で反対方向に磁化された２つの要素２０９と２１０は、チューブ２０１の軸に沿って、コイル２０７の各サイドに配置される。２つの矩形のフランジ２１１と２１２は、コイル２０７の２つの端部に固定される。これらは非磁性体材料で、好ましくは合成材料（synthetic material）で構成され、磁化要素（magnetized element）２０９と２１０を固定するのに使われる。２位相のスライディング要素は２つの位相（併置されるＰ１のような）からなり、３位相のスライディング要素は３つの位相（併置されるＰ１のような）からなる。
【００４３】
図７から理解できるように、スライディング要素はチューブ２０１において、２つのフランジ２１１と２１２によりガイドされ、溝２０５と２０６を滑走する。磁化要素２０９と２１０との間、又はコア２０８と他のステータ極２０２との間の距離は２つのギャップｅ１とｅ２を決める。
【００４４】
図８Ａと８Ｂはチューブ２０１に対する相対的な動きにおけるスライディング要素の２つの位置を示す。
【００４５】
図８Ａで表わす第１の位置において、コア２０８は１対のステータ極２０２の間に位置している。隣接する対は、磁化された要素２０９と２１０がこれら隣接の対の間にあって、噛み合わない（not engaged）ような距離に位置する。２つの磁化された要素２０９と２１０の磁場はコア２０８の隣接するステータ極２０２を通して、及び、このコア２０８を通して閉じる。磁化要素２０９とピエゾ感応素子３００を有する極２０２は弱い磁気カップリングの位置に存在する。比較的小さい矢印３０１はこのカップリングを表わす。
【００４６】
スライディング要素の第２位置を図８Ｂで示す。コイル２０７は２つのステータ極２０２の対の間で正確に中央にある。磁化要素２０９は１対のステータ極２０２の間にあり、磁化要素２１０は隣りの１対のステータ極２０２の間にある。磁化要素２０９とピエゾ感応素子３００を持つ極２０２とは、強い磁気カップリング位置にある。比較的大きな矢印３０２はこのカップリングを表わす。
【００４７】
スライディング要素が動く際に生成される多様な磁気カップリングは、ピエゾ感応素子３００に対して変化力（changing force）を及ぼし、変化する電気信号を生成する。
【００４８】
ステータ極２０２のいくつかはピエゾ感応素子３００を備えているので（例えば、チューブ端における極）、それが複数の特別な位置（ピエゾ感応素子を備える極により決められる）にある時、スライディング要素の位置検出が可能になる。
【００４９】
別の方法として、チューブの同一ラグ（lug）に固定される全極（例えば、各第２極、又は各第３極）はピエゾ感応素子を備えてもよい。これによりスライディング要素の位置を検出し、チューブのスライディング要素の速度と方向を決めることができる。
【００５０】
別の方法として、ピエゾ感応フィルムの３つの別々の縞（stripes）が使われる。それらは軸方向に方向付けされ、Ｕ形状の全長に亘って、上位部、中位部、低位部で固定される。
【００５１】
チューブの同一ラグに固定された全極（例えば、各第２極、又は各第３極）は上位部範囲、中位部範囲、低位部範囲を備え、圧力は上位部縞にだけ、又は中位部縞又は低位部縞に及ぶようにしてもよい。
【００５２】
別の方法として、同一のピエゾ感応ポリマーフィルムを少なくとも１つのＵ形状の内部表面の全域に固定することができる。こうすることにより、モータが要求する巻き線整流周波数（windings commutation frequency）に等しい信号変化周波数を得ることができる。
【００５３】
図６に示すように、ピエゾ感応素子３００が生成する信号はピックアップすることができ、図２，３を参照して説明した方法と同一の方法で処理することが出来る。
【００５４】
各磁化要素は永久磁石２０９を有することができる。別の実施例において、スライディング要素４００の磁化要素の少なくとも１つは強磁性材料片、ピエゾ感応素子、永久磁石、強磁性材料と永久磁石の間に介在するピエゾ感応素子を含んでもよい。
【００５５】
好ましい実施例において、スライディング要素４００の磁化要素の少なくとも１つは、強磁性材料２３０ａ、２３０ｂの２つの部品、及び、強磁性材料２３０ａと２３０ｂの２つの部材の間に挟まれる永久磁石２３１を有する。それは強磁性材料２３０ａの１つの部品と永久磁石２３１との間に挟まれたピエゾ感応素子２３２を有する。
【００５６】
スライディング要素が移動する際の極２０２と磁化要素２１０との間の磁気カップリングの多様性はピエゾ感応素子２３２の上に変化力を及ぼし、変化する電気信号を生成する。この信号はスイッチング手段をコントロールし、スライディング要素のコイル２０７に供給するのに使われる。
【００５７】
本発明はどのような種類のリニア又は回転ブラッシュレスモータ、又はどのような種類のリニア又は回転フラックス スイッチングモータの電力供給に適用できる。
【００５８】
回転モータに関しては、本発明は図２ないし５で、既存のモータと個別磁石（separate magnet）を使って説明した。当業者には、リニアモータに関する上記の実施例が、モータの中に含まれる少なくとも１つの磁石を使うことにより回転モータにも応用できることは明らかである。両方において、ピエゾ感応素子は最大磁気カップリングの位置で応力がない（distressed）。
【００５９】
回転ブラシュレスモータ関して、例えば、フレームは回転ブラシュレスモータのステータフレームである。可動部材は回転ブラッシュレスモータのロータである。ロータは少なくとも動く磁極(moving magnetic pole)である永久磁石を有する。静止磁極(static pole)はステータフレーム上に固定された強磁性体材料からできたパッドである。
【００６０】
回転モータのタイプに従って、ステータ側とロータ側において信号を得ることは役に立つ。このことはリニアモータの場合で説明したとおりである。第１の場合は、ピエゾ感応素子が静止磁極とフレームとの間に挟まれた場合である（要素３００と同様である）。第２の場合は、ピエゾ感応素子がロータの中に位置して、永久磁石と強磁性材料部品との間に挟まれた場合である（要素２３２と同様である）。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ウインドウ カバリングアクチュエータの斜視図で、ヘッドレールがカットされた位置で１つの状態を示した図である。
【図２】最大磁気吸引力がロータと下向きの矢印により示されるブレーキング磁石との間に存在するときの位置におけるモータの概略的立面図である。ブレーキング磁石とピエゾ感応素子を表わし、モータが回転するときにピエゾ感応素子が生成する信号のグラフを表す。
【図３】最小磁気吸引力がロータと下向きの矢印により示されるブレーキング磁石との間に存在するときの位置におけるモータの概略的立面図である。ブレーキング磁石とピエゾ感応素子を表わし、モータが回転するときにピエゾ感応素子が生成する信号のグラフを表す。
【図４】別の実施例の図である。ピエゾ感応素子とブレーキング磁石は、振動ダンピング部材を介してモータに固定されている軸の回転を検知する。
【図５】別の実施例の側面図である。ピエゾ感応素子は磁気回路の後ろに設けられる。
【図６】本発明により装置を設けたスイッチング フラックス リニアモータの斜視図である。
【図７】スイッチング フラックス リニアモータの断面図である。
【図８】スイッチング フラックス リニアモータの概要図である。
【図１】
2007524021.tif 000003
【図２】
2007524021.tif 000004
【図３】
2007524021.tif 000005
【図４】
2007524021.tif 000006
【図５】
2007524021.tif 000007
【図６】
2007524021.tif 000008
【図７】
2007524021.tif 000009
【図８Ａ】
2007524021.tif 000010
【図８Ｂ】
2007524021.tif 000011
【国際調査報告】
2007524021.tif 000012
2007524021.tif 000013
2007524021.tif 000014