(57)【要約】【課題】  リニア振動モータ１００の駆動装置１０１ａにおいて、リニア振動モータの可動子の位置を算出する位置演算に用いるモータ推力定数αを、個々のリニア振動モータに対応した正確な値として、上記位置演算の精度を向上させる。【解決手段】  リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加するモータドライバ１ａと、該リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを検出する推力検出部３ａとを備え、該推力検出部３ａにより検出された可動子の推力Ｆthrを、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの値で除算する演算により、リニア振動モータ１００の推力定数αを算出する。【選択図】      図１
2004274997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するリニア振動モータを駆動するモータ駆動装置であって、
上記リニア振動モータにその運転が行われるよう駆動電圧を印加する運転モードと、上記リニア振動モータにその可動子の推力が発生するよう直流電圧を印加する非運転モードとを有するモータドライバと、
上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を示す推力情報を出力する推力情報出力部と、
上記推力情報が示す推力を、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加によりリニア振動モータに供給される直流電流で除算する演算を行って、上記リニア振動モータのモータ推力定数を算出する推力定数算出部と、
上記算出されたモータ推力定数に基づいて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行う可動子位置演算部とを備えた、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により上記可動子が移動した距離を検出する移動距離検出部を備え、
上記推力情報出力部は、
上記移動距離検出部により検出された可動子の移動距離と、上記バネ部材のバネ定数とを乗算する演算により、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を決定し、決定した可動子の推力を示す推力情報を出力するものである、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載のモータ駆動装置において、
上記可動子が、該可動子に上記バネ部材のバネ力が作用しない中立位置から所定距離離れた定位置に到達したとき、上記可動子が該定位置に達したことを示す検知信号を出力する可動子位置検知部を備え、
上記推力情報出力部は、上記検知信号を受けたとき、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生し、かつ上記定位置に位置している可動子に作用するバネ部材のバネ力と釣り合う可動子の推力を示す推力情報を出力するものである、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、
上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、該運転の開始時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものである、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、
上記可動子位置演算部は、リニア振動モータの運転中に、前回の運転の終了時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものである、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、
上記推力定数算出部により算出されたモータ推力定数及び上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記可動子の位置を算出するリニア振動モータ運転中の位置演算で用いるモータ推力定数を推定するモータ推力定数推定部を備え、
上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時あるいは運転終了時に、またはその運転開始時及び運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、
上記モータ推力定数推定部は、
上記リニア振動モータの非運転時には、上記非運転モードにて算出されたモータ推力定数と、該モータ推力定数が算出されたときに上記温度検出部により検出された温度とに基づいて、上記リニア振動モータの温度とそのモータ推力定数の関係を導き、
上記リニア振動モータの運転時には、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記リニア振動モータの温度とモータ推力定数の関係から、上記リニア振動モータの運転状態でのモータ推力定数を推定するものであり、
上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、上記推定されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものである、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項７】
シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた空気調和機であって、
往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、
該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、
該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、
ことを特徴とする空気調和機。
【請求項８】
シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた冷蔵庫であって、
往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、
該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、
該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、
ことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項９】
シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた極低温冷凍機であって、
往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、
該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、
該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、
ことを特徴とする極低温冷凍機。
【請求項１０】
シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた給湯器であって、
往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、
該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、
該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、
ことを特徴とする給湯器。
【請求項１１】
振動を発生するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備えた携帯電話であって、
上記リニア振動モータは、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するものであり、
上記モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、
ことを特徴とする携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置に関し、特に、可動子及びこれを支持するバネ部材を有するリニア振動モータを駆動するモータ駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からリニア振動モータを用いた機器には、携帯電話などの、機械的振動によって着信を伝える振動発生器や、気体もしくは液体を圧縮循環させるコンプレッサあるいは往復式電気かみそりがあり、コンプレッサや往復式電気かみそりでは、その駆動源に上記リニア振動モータが用いられている。
【０００３】
リニア振動モータの代表的なものは、単相同期モータの構造、つまり永久磁石からなる可動子と鉄心にコイルと巻回してなる固定子とを有し、上記コイルへの交流電圧の印加により可動子が往復運動するようにしたものである。
【０００４】
このように可動子の往復運動により振動を発生させる場合、強い電磁力が必要であるが、リニア振動モータでは、可動子をバネ部材により支持して上記可動子を含むバネ振動系を形成することにより、その駆動に必要なエネルギーを小さく抑えることができる。つまり、上記可動子をバネ部材により支持したリニア振動モータでは、可動子を含むバネ振動系をその固有振動数（共振周波数）で振動させることにより、リニア振動モータを小さいエネルギーで駆動可能である。
【０００５】
ところが、リニア振動モータでは、可動子のストローク長が一定の許容値以上に大きくなると、可動子とモータ筐体との衝突やバネ部材の破損といった問題が生ずることから、可動子の位置を検知し制御する必要がある。
【０００６】
そこで、特開平１１−３２４９１１号公報には、リニア振動モータを駆動する駆動装置において、リニア振動モータの可動子の位置を検知する位置センサなどの検出部を備え、可動子のストローク長が一定の許容値以上に大きくなると、リニア振動モータの出力を抑制し、つまりリニア振動モータへの印加電圧もしくは印加電流の振幅値を減少させ、これにより、可動子がモータ筐体等と衝突したり、バネ部材が限界値以上に伸びたりして、リニア振動モータが破壊するのを防止するものが開示されている。（特許文献１参照。）
【０００７】
上記のような位置検知部としては、リニア振動モータにおける可動子と非接触で、可動子中立位置などの可動子基準位置に対する可動子の程度（可動子変位量）を検出可能なセンサ、例えば、渦電流方式を用いた変位計、差動トランスを用いた変位計などが用いられる。
【０００８】
ところが、このようなセンサを用いると、リニア振動モータの製造コストが増大するだけでなく、センサを装着するスペースが必要となり、リニア振動モータの筐体が大きくなってしまう。また、リニア振動モータのアプリケーションとして圧縮機を考えた場合、このようなセンサは、高温かつ高圧のガスにさらされた状態で使用される可能性があるため、センサ自体の信頼性の問題、言い換えると、このようなセンサとしては、高温高圧の雰囲気の下で信頼して使用できるものが要求されるという問題も生じる。
【０００９】
そこで、可動子の位置を検出する方法として、可動子の位置検出を、リニア振動モータ内部に配置される位置センサにより行うという方法ではなく、リニア振動モータに供給される駆動電流及び駆動電圧を直接測定し、その測定値に基づいて可動子の位置を導出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）
【００１０】
以下、この公報記載の、リニア振動モータの可動子位置検知方法について説明する。なお、この公報記載のリニア振動モータは、リニア圧縮機に適用したものであり、従って、この公報では、上記リニア圧縮機を構成するシリンダ内のガスが圧縮されるよう該シリンダ内で往復運動する可動子がシリンダヘッドに衝突するのを防止する場合が示されている。
【００１１】
図１３は、可動子が往復運動するリニア振動モータの等価回路を示す図である。
図中、Ｌはリニア振動モータを構成する巻線の等価インダクタンス［Ｈ］であり、Ｒは上記巻線の等価抵抗［Ω］である。また、Ｖはリニア振動モータに印加される瞬時電圧［Ｖ］であり、Ｉはリニア振動モータに供給される電流［Ａ］である。α×ｖはリニア振動モータの駆動により生じる誘導起電圧［Ｖ］であり、αはリニア振動モータの推力定数［Ｎ／Ａ］、ｖはリニア振動モータの瞬時速度［ｍ／ｓ］である。
【００１２】
ここで、リニア振動モータの推力定数αは、リニア振動モータに単位電流［Ａ］を流したときに生じる力［Ｎ］を示している。また、推力定数αの単位は［Ｎ／Ａ］により表しているが、この単位は、［Ｗｂ／ｍ］、［Ｖ・ｓ／ｍ］と同等である。
【００１３】
図１３に示す等価回路は、キルヒホッフの法則から導出されるものであり、この等価回路から、リニア振動モータでの可動子の瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］が求められる。
【００１４】
つまり、リニア振動モータが駆動されている状態では、リニア振動モータに対する印加電圧（Ｖ）が、リニア振動モータの巻線の等価抵抗による降下電圧（Ｉ×Ｒ）［Ｖ］と、上記巻線の等価インダクタンスによる降下電圧（Ｌ・ｄＩ／ｄｔ）［Ｖ］と、リニア振動モータの駆動により生じる誘導起電圧（α×ｖ）［Ｖ］との和と釣り合うこととなり、下記の（１）式が成立する。
【数１】
2004274997.tif 000003
【００１５】
上記（１）式で用いられている係数α［Ｎ／Ａ］，Ｒ［Ω］，Ｌ［Ｈ］は、モータ固有の定数であり、既知の値となっている。従って、これらの定数と、測定された印加電圧Ｖ［Ｖ］及び印加電流Ｉ［Ａ］から、上記（１）式に基づいて、瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］が求められる。
【００１６】
また、可動子変位量（不定の基準位置から可動子までの距離）ｘ［ｍ］は、下記の（２）式に示すように、瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］の時間積分により求められる。なお、（２）式における定数Ｃｏｎｓｔ．は、積分開始時の可動子変位量である。
【数２】
2004274997.tif 000004
【００１７】
このように上記公報記載の可動子位置検知方法では、リニア振動モータに対する印加電圧の測定値Ｖ及び供給電流の測定値Ｉに対して、上記（１）式に基づいて微分処理を含む演算処理を施して、可動子の瞬時速度ｖを求め、さらにこの瞬時速度ｖに対して、上記（２）式に基づいた積分処理を含む演算処理を施して、可動子変位量ｘを算出することができる。
【００１８】
但し、このように上記（１）式及び（２）式に基づく演算により得られる可動子変位量ｘは、可動子軸線上のある位置を基準とする変位量であり、この変位量ｘから直接、可動子が衝突する可能性のあるシリンダヘッドから可動子上死点位置までの距離を求めることはできない。
【００１９】
つまり、リニア振動モータを適用している圧縮機に、負荷がかかっている状態では、可動子往復運動における可動子中心位置（可動子振幅中心位置）は、冷媒ガスの圧力により、可動子中立位置（つまり圧縮室内の圧力が背面圧力に等しい場合の可動子振幅中心位置）に対してオフセットされることとなり、可動子はオフセットされた可動子振幅中心位置を中心として往復動することとなる。言い換えると、（２）式により得られる可動子変位量ｘは、上記オフセットの程度に応じた平均成分を含むものとなる。
【００２０】
ところが、実際のアナログ積分器またはディジタル積分器はすべて、定数またはＤＣ入力に対して完全な応答信号を出力する理想的な積分処理を行うものではなく、ＤＣ入力に対する応答を制限したものとなっているため、実際の積分器では、上記可動子変位量ｘに対してその平均成分を反映した積分演算処理を施すことができない。なお、このように実際の積分器をＤＣ応答を制限したものとしているのは、入力信号における避けることのできないＤＣ成分によってその出力が飽和するのを回避するためである。
【００２１】
この結果、実際の積分器にて上記（２）式に基づく積分処理により求められる可動子変位量ｘ［ｍ］は、この変位量から、可動子と筐体の間の実際の距離を直接求めることができるものではなく、単に、可動子軸線上のある地点を基準とした可動子位置を示すものである。
【００２２】
このため、上記（２）式から得られる可動子変位量ｘ［ｍ］は、可動子振幅中心位置に対する可動子位置を示す可動子変位量ｘ’に変換され、さらにこの変換された可動子変位量ｘ’を用いて、可動子振幅中心位置を示す、シリンダヘッドを基準とする可動子変位量を求める演算処理が行われる。
【００２３】
以下、これらの演算処理について詳述する。
図１４は、上記リニア振動モータ内での可動子位置を模式的に示す図である。
まず、図１４に示される３つの座標系、つまり第１の座標系Ｘ，第２の座標系Ｘ’，第３の座標系Ｘ”について簡単に説明する。
【００２４】
第１の座標系Ｘは、上記可動子変位量ｘを表す座標系であり、可動子軸線上のある地点Ｐaruを原点（ｘ＝０）としている。従って、変位量ｘの絶対値は、上記地点Ｐaruから可動子先端位置Ｐまでの距離を示す。
【００２５】
第２の座標系Ｘ’は、上記可動子変位量ｘ’を表す座標系であり、可動子振幅中心位置Ｐavを原点（ｘ’＝０）としている。従って、変位量ｘ’の絶対値は、上記振幅中心位置Ｐavから可動子先端位置Ｐまでの距離を表す。
【００２６】
第３の座標系Ｘ”は、上記可動子変位量ｘ”を表す座標系であり、可動子軸線上のシリンダヘッドの位置Ｐshを原点（ｘ”＝０）としている。従って、変位量ｘ”の絶対値は、シリンダヘッド位置Ｐｓｈから可動子先端位置Ｐまでの距離を表す。
【００２７】
次に、可動子変位量ｘ”を求める演算について説明する。
最も可動子がシリンダヘッドに近づいたときの可動子位置（可動子上死点位置）Ｐtdは、上記第１の座標系Ｘ上では変位量ｘtdにより示され、最も可動子がシリンダヘッドから遠ざかったときの可動子位置（可動子下死点位置）Ｐｂｄは、上記第１の座標系Ｘ上では、変位量ｘbdにより示される。そして、上記第１の座標系Ｘ上での、可動子上死点位置Ｐtdに相当する変位量ｘtdと、上記第１の座標系Ｘ上での、可動子下死点位置Ｐbdに相当する変位量ｘbdとの差から、可動子ストロークＬps［ｍ］が求められる。
【００２８】
また、可動子が往復動している状態での可動子振幅中心位置Ｐavは、最も可動子がシリンダヘッドに近づいたときの可動子位置（可動子上死点位置）Ｐtdの変位量ｘtdから、可動子ストロークＬps［ｍ］の半分の長さ（Ｌps／２）だけシリンダヘッドから遠ざかった位置である。従って、可動子振幅中心位置Ｐavは、上記第１の座標系Ｘ上では、変位量ｘav（＝（ｘbd−ｘtd）／２）により示される。
【００２９】
さらに、（２）式の定数Ｃonst．を０とすることにより、可動子振幅中心位置Ｐavを基準（原点）として、言い換えると第２の座標系Ｘ’上にて、可動子先端位置Ｐを可動子変位量ｘ’［ｍ］により示す新たな関数が導出される。
続いて、シリンダヘッド位置Ｐshを原点とする第３の座標系Ｘ”にて、シリンダヘッド位置Ｐshから可動子振幅中心位置Ｐavまでの距離を示す可動子変位量ｘav”を求める方法について説明する。
【００３０】
リニア圧縮機が冷媒ガスを吸入している状態（吸入状態）では、つまり、吸入弁が開いている状態では、圧縮室内部の圧力と可動子背面の圧力とは共に冷媒の吸入圧となって等しくなる。これは、リニア圧縮機が、吸入弁が開いた状態では差分圧が０となる構造となっているためである。この状態では、冷媒ガスの圧力が可動子に作用する力を無視することができる。つまりこの状態では、可動子に作用する力は、支持バネがたわむことにより生じるバネの反発力と、リニア振動モータに電流を流すことにより生じる電磁力のみである。ニュートンの力学運動法則より、これらの力の和は、運動を行っている可動部材の全質量とその加速度の積に等しくなる。
【００３１】
従って、この状態では、可動部材に関する運動方程式として下記の（３）式が成立する。
【数３】
2004274997.tif 000005
（３）式において、ｍは往復運動を行っている可動部材の全質量［ｋｇ］、ａは上記可動部材の瞬時加速度［ｍ／ｓ／ｓ］、ｋはリニア振動モータを構成する支持バネのバネ定数［Ｎ／ｍ］である。また、ｘav”は、上述した、可動子振幅中心位置を示す第３の座標系Ｘ”での変位量であり、この変位量ｘav”は、その絶対値が、シリンダヘッド位置Ｐshから可動子振幅中心位置Ｐavまでの距離を表すものである。さらに、ｘini”は、可動子中立位置Ｐiniを示す第３の座標系Ｘ”での変位量であり、この変位量ｘini”は、その絶対値が、上記可動子中立位置（上記支持バネが変形していない状態での可動子の位置）Ｐiniとシリンダヘッド位置Ｐshとの間の距離［ｍ］を表すものである。
【００３２】
ここで、瞬時加速度ａ［ｍ／ｓ／ｓ］は、（１）式で表される瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］を微分することによって、下記の（４）式に示すように求めることができる。
【数４】
2004274997.tif 000006
また、可動子振幅中心位置Ｐavからの可動子先端位置Ｐまでの距離を示す、第２の座標系Ｘ’の変位量ｘ’［ｍ］は、（２）式の定数Ｃonst．を０とすることにより求められる。
【００３３】
さらに、可動部材の全質量ｍ［ｋｇ］、支持バネのバネ定数ｋ［Ｎ／ｍ］、シリンダヘッド位置Ｐshから可動子中立位置Ｐiniまでの距離を表す、第３の座標系Ｘ”の変位量ｘini”［ｍ］は既知の値であり、駆動電流Ｉは測定値を用いることができる。
【００３４】
従って、（３）式を用いて、シリンダヘッド位置Ｐshから可動子振幅中心位置Ｐavまでの距離を示す、第３の座標系Ｘ”の変位量ｘav”を算出することができる。
【００３５】
また、可動子の上死点位置（可動子がシリンダヘッドに最も近づく位置）Ｐtdを示す、第３の座標系Ｘ”の変位量ｘtd”［ｍ］は、上記（３）式により求めた第３の座標系Ｘ”の変位量ｘav”（シリンダヘッド位置Ｐｓｈから可動子振幅中心位置Ｐavまでの距離）から、既に求めた可動子ストローク長Ｌps［ｍ］の半分（Ｌps／２）の距離だけシリンダヘッド側へ遠ざかった位置の変位量として求められる。
【００３６】
このようにして、リニア振動モータに印加される電流Ｉ及び電圧Ｖから可動子のストローク長Ｌps［ｍ］と、可動子上死点位置Ｐtdを、シリンダヘッド位置Ｐshからの距離として示す、第３座標系Ｘ”の変位量ｘtd”［ｍ］とが算出される。
【特許文献１】特開平１１−３２４９１１号公報
【特許文献２】特表平８−５０８５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
しかしながら、上記演算に使用するモータ推力定数αは、リニア振動モータに使用するマグネットの特性によって決まるものであるため、単体バラツキや経時変化、さらには熱による変化等により、上記演算結果に誤差を生じさせる。
【００３８】
具体的には、モータ推力定数αが１０％ばらつくと、算出される可動子のストロークは１０％以上ばらつく。これでは、上記各式を用いた演算により得られた該可動子の位置に基づいて、可動子とシリンダヘッドとの衝突を回避しようとすると、可動子とシリンダヘッドとのクリアランスに１０％以上の余裕を見なければいけないため、可動子のストロークを、可動子が、演算により得られる可動子の衝突限界位置（つまり可動子がシリンダヘッドに接触する位置）に近接するまで大きくすることができない。
【００３９】
本発明は、上記このような従来の課題を解決するためになされたもので、動作状態に基づいてモータ推力定数を算出することができ、これにより、高い精度で可動子の位置検知を行うことができるモータ駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本願請求項１に係る発明は、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するリニア振動モータを駆動するモータ駆動装置であって、上記リニア振動モータにその運転が行われるよう駆動電圧を印加する運転モードと、上記リニア振動モータにその可動子の推力が発生するよう直流電圧を印加する非運転モードとを有するモータドライバと、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を示す推力情報を出力する推力情報出力部と、上記推力情報が示す推力を、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加によりリニア振動モータに供給される直流電流で除算する演算を行って、上記リニア振動モータのモータ推力定数を算出する推力定数算出部と、上記算出されたモータ推力定数に基づいて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行う可動子位置演算部とを備えたことを特徴とするものである。
【００４１】
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のモータ駆動装置において、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により上記可動子が移動した距離を検出する移動距離検出部を備え、上記推力情報出力部は、上記移動距離検出部により検出された可動子の移動距離と、上記バネ部材のバネ定数とを乗算する演算により、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を決定し、決定した可動子の推力を示す推力情報を出力するものであることを特徴とするものである。
【００４２】
本願請求項３に係る発明は、請求項１記載のモータ駆動装置において、上記可動子が、該可動子に上記バネ部材のバネ力が作用しない中立位置から所定距離離れた定位置に到達したとき、上記可動子が該定位置に達したことを示す検知信号を出力する可動子位置検知部を備え、上記推力情報出力部は、上記検知信号を受けたとき、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生し、かつ上記定位置に位置している可動子に作用するバネ部材のバネ力と釣り合う可動子の推力を示す推力情報を出力するものであることを特徴とするものである。
【００４３】
本願請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、該運転の開始時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするものである。
【００４４】
本願請求項５に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記可動子位置演算部は、リニア振動モータの運転中に、前回の運転の終了時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするものである。
【００４５】
本願請求項６に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記推力定数算出部により算出されたモータ推力定数及び上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記可動子の位置を算出するリニア振動モータ運転中の位置演算で用いるモータ推力定数を推定するモータ推力定数推定部を備え、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時あるいは運転終了時に、またはその運転開始時及び運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記モータ推力定数推定部は、上記リニア振動モータの非運転時には、上記非運転モードにて算出されたモータ推力定数と、該モータ推力定数が算出されたときに上記温度検出部により検出された温度とに基づいて、上記リニア振動モータの温度とそのモータ推力定数の関係を導き、上記リニア振動モータの運転時には、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記リニア振動モータの温度とモータ推力定数の関係から、上記リニア振動モータの運転状態でのモータ推力定数を推定するものであり、上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、上記推定されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするものである。
【００４６】
本願請求項７に係る発明は、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた空気調和機であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするものである。
【００４７】
本願請求項８に係る発明は、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた冷蔵庫であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするものである。
【００４８】
本願請求項９に係る発明は、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた極低温冷凍機であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするものである。
【００４９】
本願請求項１０に係る発明は、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの往復運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた給湯器であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを往復運動させるリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするものである。
【００５０】
本願請求項１１に係る発明は、振動を発生するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動するモータ駆動装置とを備えた携帯電話であって、上記リニア振動モータは、復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するものであり、上記モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００５１】
本願請求項１に係る発明によれば、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するリニア振動モータを駆動するモータ駆動装置であって、上記リニア振動モータにその運転が行われるよう駆動電圧を印加する運転モードと、上記リニア振動モータにその可動子の推力が発生するよう直流電圧を印加する非運転モードとを有するモータドライバと、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を示す推力情報を出力する推力情報出力部と、上記推力情報が示す推力を、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加によりリニア振動モータに供給される直流電流で除算する演算を行って、上記リニア振動モータのモータ推力定数を算出する推力定数算出部と、上記算出されたモータ推力定数に基づいて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行う可動子位置演算部とを備えたことを特徴とするので、正確なモータ推力定数を用いて、可動子の位置を算出する演算を精度良く行うことができる効果がある。
【００５２】
つまり、上記可動子の位置を算出する位置演算に使用するモータ推力定数を、固定の値とする従来の方法では、個々のリニア振動モータの間での推力定数のバラツキの影響により、上記位置演算により算出される可動子の位置の精度が低いものとなっていたが、本発明では、リニア振動モータ毎にモータ推力定数が算出されるため、上記位置演算は、個々のリニア振動モータの間での推力定数のバラツキの影響を受けることなく行われる。つまり、上記位置演算に使用するモータ推力定数を、個々のリニア振動モータに対応した正確な値とすることができ、上記位置演算の精度を向上させることができる。
【００５３】
また、本発明では、上記モータ推力定数を算出する処理は、リニア振動モータの組み立て後に行われることとなるので、上記モータ推力定数の算出を、リニア振動モータの組み立て時に行う場合と比べると、以下のような効果もある。
【００５４】
つまり、上記可動子の位置演算に使用するモータ推力定数を、リニア振動モータの組み立て時に決定する方法では、組み立て時にモータ推力定数を補正する複雑な工程が増えるだけではなく、推力定数が決定されたリニア振動モータに、該決定された推力定数に対応するよう調整された駆動装置が組み合わせられることとなり、この結果、モータもしくは駆動装置のどちらか一方が故障した場合、両方の交換が必要となる。
【００５５】
これに対し、本発明では、モータ推力定数を算出する処理は、リニア振動モータの組み立て後に行われるので、組み立て時の、モータ推力定数を補正する工程を必要とせず、さらにはリニア振動モータに駆動装置が組み合わせられた状態で、モータ推力定数が決定されるため、リニア振動モータと駆動装置の一方が故障した場合でも、故障したものを交換した後に推力定数の決定が可能であり、故障した部分の交換だけで済むという効果もある。
【００５６】
本願請求項２に係る発明によれば、請求項１記載のモータ駆動装置において、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により上記可動子が移動した距離を検出する移動距離検出部を備え、上記推力情報出力部は、上記移動距離検出部により検出された可動子の移動距離と、上記バネ部材のバネ定数とを乗算する演算により、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生する可動子の推力を決定し、決定した可動子の推力を示す推力情報を出力するものであることを特徴とするので、可動子の移動距離を検出するだけで、モータ推力定数の算出が可能となり、モータ推力定数の算出を簡単な構成により行うことができる効果がある。
【００５７】
また、可動子の位置検出は可動子がほぼ静止している状態で行われるため、使用する位置センサは周波数特性のそれほど高くない簡易的なものを用いることができるという効果もある。
【００５８】
本願請求項３に係る発明によれば、請求項１記載のモータ駆動装置において、上記可動子が、該可動子に上記バネ部材のバネ力が作用しない中立位置から所定距離離れた定位置に到達したとき、上記可動子が該定位置に達したことを示す検知信号を出力する可動子位置検知部を備え、上記推力情報出力部は、上記検知信号を受けたとき、上記リニア振動モータへの直流電圧の印加により発生し、かつ上記定位置に位置している可動子に作用するバネ部材のバネ力と釣り合う可動子の推力を示す推力情報を出力するものであることを特徴とするので、リニア振動モータへの直流電圧の印加により可動子が所定位置に到達したことを検出するだけで、モータ推力定数の算出が可能となり、推力定数の算出を簡単な構成により行うことができる効果がある。
【００５９】
また、この発明では、検出の対象となる可動子の状態は、可動子が所定位置に位置しているか否かであり、言い換えると検知対象が０か１かの状態量であるため、上記所定位置到達検知部を簡易的なセンサで実現できるという効果もある。
【００６０】
本願請求項４に係る発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、該運転の開始時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするので、可動子の位置の演算には、個々のリニア振動モータに対応した正確な値のモータ推力定数が用いられることとなり、可動子の位置算出の精度を向上させることできる効果がある。
【００６１】
また、この発明では、リニア振動モータの運転前にモータ推力定数を算出する処理が行われるため、常に最新のリニア振動モータの状態でのモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出する演算が行われることとなり、このため、時間経過とともにモータ推力定数が変化しても、精度の高い位置演算を行うことができるという効果もある。
【００６２】
本願請求項５に係る発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記可動子位置演算部は、リニア振動モータの運転中に、前回の運転の終了時の非運転モードにて算出されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするので、リニア振動モータの運転終了の直後にモータ推力定数を算出する処理が行われることとなる。つまり、常に最新のリニア振動モータの状態でのモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出する位置演算が行われることとなり、このため時間経過とともにモータ推力定数が変化しても、精度の高い位置演算を行うことができるという効果がある。
【００６３】
また、この発明では、モータ推力定数の演算は、リニア振動モータの運転終了直後に行われるため、モータ温度が実際のリニア振動モータの運転時の温度とほぼ同等である状態でモータ推力定数が算出されることとなる。つまり、モータ推力定数は温度により変化するが、実際にモータが動作するときの温度で推力定数を算出することにより、リニア振動モータの運転時の正確なモータ推力定数を取得することができ、可動子の位置を算出する位置演算をより高い精度で行うことができるという効果がある。
【００６４】
さらに、この発明では、モータ推力定数の算出をリニア振動モータの運転停止後に行うため、リニア振動モータの動作を妨げることなく、モータ推力定数を算出することができるという効果もある。
【００６５】
本願請求項６に係る発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記推力定数算出部により算出されたモータ推力定数及び上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記可動子の位置を算出するリニア振動モータ運転中の位置演算で用いるモータ推力定数を推定するモータ推力定数推定部を備え、上記モータドライバは、上記リニア振動モータの運転開始時あるいは運転終了時に、またはその運転開始時及び運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記非運転モードとなるものであり、上記モータ推力定数推定部は、上記リニア振動モータの非運転時には、上記非運転モードにて算出されたモータ推力定数と、該モータ推力定数が算出されたときに上記温度検出部により検出された温度とに基づいて、上記リニア振動モータの温度とそのモータ推力定数の関係を導き、上記リニア振動モータの運転時には、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記リニア振動モータの温度とモータ推力定数の関係から、上記リニア振動モータの運転状態でのモータ推力定数を推定するものであり、上記可動子位置演算部は、上記リニア振動モータの運転中に、上記推定されたモータ推力定数を用いて、上記可動子の位置を算出する位置演算を行うものであることを特徴とするので、リニア振動モータの運転状態で行われる可動子の位置演算には、正確なモータ推力定数が用いられることとなり、可動子の位置の演算の精度を向上させることできる効果がある。
【００６６】
また、この発明では、実際にリニア振動モータが動作しているときのモータ温度から、運転状態でのリニア振動モータのモータ推力定数を推定しているので、リニア振動モータの温度変化の大きい状態でも正確な推力定数を用いて、可動子の位置演算を高い精度で行うことができるという効果がある。
【００６７】
本願請求項７に係る発明によれば、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた空気調和機であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを駆動するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動制御するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするので、従来の回転型モータに比べて、摩擦損が低減でき、さらには冷媒の高圧と低圧とのシール性が上昇し圧縮機効率が上昇する。さらに、摩擦損が低減できることから、回転型モータでは必要不可欠であった潤滑用オイルを大幅に低減することができ、リサイクル性が高まるだけではなく、オイルに溶け込む冷媒量が減ることから、圧縮機に充填する冷媒量を削減でき、地球環境の保全にも貢献できる。また、モータ駆動装置は、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機の運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては空気調和機の小型化を図ることができる。
【００６８】
本願請求項８に係る発明によれば、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた冷蔵庫であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを駆動するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動制御するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするので、従来の回転型モータに比べて、摩擦損が低減でき、さらには冷媒の高圧と低圧とのシール性が上昇し圧縮機効率が上昇する。さらに、摩擦損が低減できることから、回転型モータでは必要不可欠であった潤滑用オイルを大幅に低減することができ、リサイクル性が高まるだけではなく、オイルに溶け込む冷媒量が減ることから、圧縮機に充填する冷媒量を削減でき、地球環境の保全にも貢献できる。また、モータ駆動装置は、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機の運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては冷蔵庫の小型化を図ることができる。
【００６９】
本願請求項９に係る発明によれば、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた極低温冷凍機であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを駆動するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動制御するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするので、従来の回転型モータに比べて、摩擦損が低減でき、さらには冷媒の高圧と低圧とのシール性が上昇し圧縮機効率が上昇する。さらに、摩擦損が低減できることから、回転型モータでは必要不可欠であった潤滑用オイルを大幅に低減することができ、リサイクル性が高まるだけではなく、オイルに溶け込む冷媒量が減ることから、圧縮機に充填する冷媒量を削減でき、地球環境の保全にも貢献できる。また、モータ駆動装置は、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機の運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては極低温冷凍機の小型化を図ることができる。
【００７０】
本願請求項１０に係る発明によれば、シリンダ及びピストンを有し、該ピストンの運動によりシリンダ内の流体を圧縮する圧縮機を備えた給湯器であって、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有し、上記ピストンを駆動するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動制御するモータ駆動装置とを備え、該モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするので、従来の回転型モータに比べて、摩擦損が低減でき、さらには冷媒の高圧と低圧とのシール性が上昇し圧縮機効率が上昇する。さらに、摩擦損が低減できることから、回転型モータでは必要不可欠であった潤滑用オイルを大幅に低減することができ、リサイクル性が高まるだけではなく、オイルに溶け込む冷媒量が減ることから、圧縮機に充填する冷媒量を削減でき、地球環境の保全にも貢献できる。また、モータ駆動装置は、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機の運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては給湯器の小型化を図ることができる。
【００７１】
本願請求項１１に係る発明によれば、振動を発生するリニア振動モータと、該リニア振動モータを駆動制御するモータ駆動装置とを備えた携帯電話であって、上記リニア振動モータは、往復運動可能に設けられた可動子と、上記可動子を支持するバネ部材とを有するものであり、上記モータ駆動装置は、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動装置である、ことを特徴とするので、振動数と振幅（振動）の大きさという２つの自由度で振動を外部に伝えることができ、このため、従来の回転型モータを用いて振動を発生する場合に比べて、振動のバリエーションの多彩なものとできる。さらに、モータ駆動装置は、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出するので、リニア振動モータの運転中には可動子の位置を高い精度で検知することができる。これにより、可動子とその周辺部材とのクリアランスを削減して、リニア振動モータの小型化、ひいては携帯電話の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置１０１ａを説明するためのブロック図である。
この実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａは、固定子及び可動子と、上記可動子を含むバネ振動系が形成されるよう上記可動子を支持するバネ部材とを有するリニア振動モータ１００を、要求されるモータ出力に応じた駆動周波数で駆動するものである。また、このモータ駆動装置１０１ａは、上記可動子の位置を駆動電流及び駆動電圧に基づいて算出する位置演算を、リニア振動モータ１００のモータ推力定数に基づいて行い、算出された可動子の位置に応じてリニア振動モータの駆動を制御するものである。なお、ここで、上記リニア振動モータの駆動周波数は、上記バネ振動系の振動周波数である。また、上記固定子は鉄心にコイルを巻回してなる電磁石から構成されており、上記可動子は永久磁石から構成されている。
【００７３】
すなわち、この実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａは、可動子の位置Ｘculを示す位置情報Ｉｘに基づいて上記リニア振動モータ１００を駆動制御するモータドライバ１ａを有している。このモータドライバ１ａは、上記リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧を印加する運転モードと、上記リニア振動モータ１００に上記可動子の推力が発生するよう直流電圧Ｖdcを印加する非運転モードとの２つの動作モードを有している。
【００７４】
モータ駆動装置１０１ａは、上記モータドライバ１ａから上記リニア振動モータ１００に印加される直流電圧Ｖdcにより発生する可動子の推力Ｆthrを検出し、該推力Ｆthrを示す推力情報Ｉｆを出力する推力情報出力部３ａ（以下、推力検出部３ａという。）を有している。ここで、上記可動子の推力Ｆthrは、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子に作用する電磁力に相当するものである。
【００７５】
モータ駆動装置１０１ａは、リニア振動モータ１００に供給される電流を検出する電流センサ４a1を有し、上記推力情報Ｉｆ及び該電流センサの出力Ｃsnsに基づいて、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータに供給される直流電流Ｉdcで除算する演算により、上記リニア振動モータ１００のモータ推力定数αを決定し、該決定された推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力する推力情報算出部４ａ（以下、推力定数決定部４ａという。）を有している。
【００７６】
モータ駆動装置１０１ａは、上記推力定数情報Ｉαが示すモータ推力定数αを用いて、リニア振動モータの駆動電流及び駆動電圧から可動子の位置を算出する位置演算を行う可動子位置演算部２ａを有している。
【００７７】
以下、上記モータ駆動装置１０１ａを構成するモータドライバ１ａ、可動子位置演算部２ａ、推力検出部３ａ及び推力定数決定部４ａについて詳しく説明する。
【００７８】
モータドライバ１ａは、動作モードが上記運転モードであるとき、電源電圧（図示せず）を受け、リニア振動モータ１００に駆動電圧を印加して該リニア振動モータ１００を駆動するものである。上記リニア振動モータ１００には通常、駆動電圧として交流電圧Ｖacが印加され、リニア振動モータ１００には駆動電流として交流電流Ｉacが供給される。またこのリニア振動モータ１００は、駆動電圧として交流電圧Ｖacが印加された場合には、交流電圧Ｖacの周波数と同じ周波数での可動子の往復運動が可能なものである。また、上記リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcが印加された場合には、上記可動子は一定の電磁力を受け、可動子の推力Ｆthrが発生することとなる。また、上記モータドライバ１ａは、上記可動子の位置Ｘculを示す位置信号Ｉｘに基づいて、上記駆動電圧（交流電圧）Ｖacのレベル（波高値）を決定するものである。さらに、上記モータドライバ１ａは、上記推力定数αを算出する演算処理が行われるよう上記リニア振動モータに直流電圧Ｖdcを印加する推力定数算出モード（非運転モード）と、リニア振動モータ１００の通常運転が行われるよう、リニア振動モータ１００に交流電圧Ｖacを印加する運転モードとを切り替える制御部（図示せず）を有している。
【００７９】
可動子位置演算部２ａは、リニア振動モータ１００の運転中に、つまり可動子が往復動作を行っている状態で、可動子の位置を演算により求めるものである。
【００８０】
具体的な方法としては、従来の技術の説明で示した特許文献２に記載のように、リニア振動モータ１００の運動方程式から可動子の位置を算出する方法が用いられる。このとき、可動子の位置の演算に用いられるモータ推力定数αは、推力定数決定部４ａにより決定されたものである。
【００８１】
推力検出部３ａは、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを検出するものである。ここで、該可動子の推力の検出は、具体的には、上記可動子もしくは可動子が接する部位に取り付けられた圧力センサや歪ゲージといった、力を検知するセンサにより行うことができる。
【００８２】
推力定数決定部４ａは、推力検出部３ａから出力された推力情報Ｉｆが示す推力Ｆthrを、モータドライバ１ａからリニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの値Ｉdc(1)により除算する演算を行って、リニア振動モータ１００のモータ推力定数αを決定し、該決定したモータ推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力するものである。
【００８３】
なお、上記モータ推力定数αを算出する演算に用いる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(1)は、推力検出部３ａが上記可動子の推力（可動子に作用する電磁力）Ｆthrを検出した時点での電流値である。つまり、推力検出部３ａとして、筐体等に取り付けられた圧力センサを用いる場合、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されて上記可動子が移動しても、可動子が筐体に取り付けられた圧力センサに到達するまでは、該圧力センサの出力（つまり可動子に作用する電磁力の検出出力）はゼロのままである。従って、モータ推力を算出する演算は、圧力センサの検出出力が、可動子に作用する電磁力Ｆが０以外の何らかの値であることを示すとき、言い換えると上記可動子が筐体に取り付けられた圧力センサに接触したときの電流値Ｉcont（＝Ｉdc(1)）を基準として行う必要がある。
【００８４】
また、直流電流Ｉdcを検出する方法は、例えば、非接触式の電流センサを用いる方法や、シャント抵抗を用いて検出する方法、さらにはモータドライバ１ａの出力電圧とリニア振動モータ１００の巻線抵抗値から算出する方法などが考えられる。
【００８５】
次に動作について説明する。
図２は実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にて推力定数を算出する動作のフローチャートを示している。
まず、モータドライバ１ａの推力定数算出モード（非運転モード）での動作について説明する。
【００８６】
モータドライバ１ａは、その制御部の制御により、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう直流電圧Ｖdcをリニア振動モータ１００に印加する（ステップＳ１１）。
【００８７】
推力検出部３ａは、上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(1)が維持された状態で、上記リニア振動モータの可動子に作用する電磁力（可動子の推力）Ｆthrを検知する（ステップＳ１２）。
【００８８】
推力定数決定部４ａは、上記ステップＳ１２で検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００を流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(1)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを算出し、該モータ推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを算出する（ステップＳ１３）。
【００８９】
次に、モータドライバ１ａの運転モードでの動作について説明する。
モータドライバ１ａは、リニア振動モータ１００に交流電流（駆動電流）Ｉacが供給されるよう、リニア振動モータ１００に交流電圧（駆動電圧）Ｖacを印加する。これによりリニア振動モータ１００の通常運転が行われる。
【００９０】
このとき、可動子位置演算部２ａは、モータドライバ１ａに印加される交流電流（駆動電流）Ｉac及び交流電圧（駆動電圧）Ｖacに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３により求められたモータ推力定数αを用いて行い、該算出された可動子位置Ｘculを示す可動子位置情報Ｉｘをモータドライバ１ａに出力する。
【００９１】
すると、モータドライバ１ａは、上記可動子位置情報Ｉｘに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する交流電圧Ｖacの制御を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう行う。
【００９２】
このように本実施の形態１では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ａにおいて、リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加するモータドライバ１ａと、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力を検出する推力検出部３ａとを備え、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータに供給される直流電流Ｉdc、及び推力検出部３ａにより検出された可動子の推力Ｆthrに基づいて、リニア振動モータ１００の推力定数αを算出するので、モータ推力定数を用いる位置演算により得られる可動子の位置を、精度の高いものとできる。
【００９３】
つまり、上記可動子の位置を算出する位置演算に使用するモータ推力定数を、固定の値とする従来の方法では、個々のリニア振動モータの間での推力定数のバラツキの影響により、上記位置演算により算出される可動子の位置の精度が低いものとなっていたが、本実施の形態１では、リニア振動モータ毎にモータ推力定数が算出されるため、上記位置演算は、個々のリニア振動モータの間での推力定数のバラツキの影響を受けることなく行われる。つまり、上記位置演算に使用するモータ推力定数を、個々のリニア振動モータに対応した正確な値とすることができ、上記位置演算の精度を向上させることができる。
【００９４】
これにより、リニア振動モータ運転時の可動子の位置制御を精度良く行うことができ、可動子とリニア振動モータ筐体との間のクリアランスの削減により、リニア振動モータの小型化あるいは高出力化を図ることができる効果がある。
【００９５】
また、上記実施の形態１では、上記モータ推力定数の算出（ステップＳ１１〜Ｓ１３）は、リニア振動モータにモータ駆動装置が接続されているリニア振動モータの組み立て後に行うので、上記モータ推力定数の算出を、リニア振動モータにモータ駆動装置が接続されていないリニア振動モータの組み立て時に行う場合と比べると、以下のような効果がある。
【００９６】
つまり、リニア振動モータの組み立て時にモータ推力定数を算出する場合、個々のリニア振動モータの、算出したモード推力定数の値を、それぞれのリニア振動モータと組み合わせられるモータ駆動装置に保持させる必要が生じる。
【００９７】
例えば、可動子の位置を求める演算をハードウエアにより行うモータ駆動装置では、モータ推力定数のデフォルト値は、抵抗などの能動部品のボリュームを調整することにより、組み合わせられるリニア振動モータの、算出されたモータ推力定数の値に設定される。また、可動子の位置を求める演算をソフトウエアにより行うモータ駆動装置では、マイクロコンピュータに記憶されたモータ推力定数のデフォルト値が、組み立て時に算出されたモータ推力定数の値に書き換えられる、もしくはモータ推力定数のデフォルト値が、上記のように抵抗などの能動部品のボリューム調整により、算出されたモータ推力定数の値に設定される。
【００９８】
したがって、リニア振動モータの組み立て時にモータ推力定数を算出する場合、その組み立て時に、各モータ駆動装置のモータ推力定数のデフォルト値を補正するという煩雑な工程が増えることとなる。また、この場合は、モータ駆動装置は、リニア振動モータと組み合わせる際、該モータ駆動装置のモータ推力定数のデフォルト値が、組み合わせるリニア振動モータの、算出されたモータ推力定数の値に設定されるので、モータもしくは駆動装置のどちらか一方が故障した場合でも、その両方とも交換しなければならなくなる。
【００９９】
一方、本発明の実施の形態１のように、リニア振動モータの組み立て後に、モータ推力定数を算出する場合には、組み立て時には、モータ駆動装置のモータ推力定数のデフォルト値を補正する煩雑な工程は不要となる。さらには、モータ駆動装置に保持されるモータ推力定数の値は、該モータ駆動装置がリニア振動モータに接続された状態で設定されるため、リニア振動モータと駆動装置の一方が故障した場合は、故障したものを交換した後に、モータ駆動装置のモータ推力定数を設定可能である。つまり、モータもしくは駆動装置のどちらか一方が故障した場合には、故障した方を交換するだけで済むという効果もある。
【０１００】
なお、上記実施の形態１では、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を、リニア振動モータの通常運転を開始する前に行う場合を示しているが、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は、リニア振動モータの通常運転の終了後に行ってもよく、リニア振動モータの運転が行われていない状態であれば、どのような状態で行ってもよい。具体的には、可動子が往復動作していない状態で上記ステップＳ１１〜Ｓ１３を行って、モータ推力定数を算出し、該算出した値をマイクロコンピュータに記憶させる処理等により、算出されたモータ推力定数の値を保持する。
【０１０１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置１０１ｂを説明するためのブロック図である。
この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂは、リニア振動モータへの直流電圧Ｖdcの印加により可動子が移動した移動距離Ｘmeaと、可動子を支持するバネ部材のバネ定数とに基づいてモータ推力定数αを算出し、可動子の位置を算出する位置演算を、上記算出されたモータ推力定数に基づいて行うものであり、この点のみ実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。
【０１０２】
すなわち、この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおける推力検出部３ａに代えて、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が移動する移動距離Ｘmeaを検出する移動距離検出部５ｂと、該検出された移動距離Ｘmeaと、可動子を支持するバネ部材のバネ定数ｋとに基づいて、リニア振動モータへの直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを検出する推力検出部３ｂとを備えたものである。
【０１０３】
以下、上記モータ駆動装置１０１ｂを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ａ，推力定数決定部４ａ，移動距離検出部５ｂ及び推力検出部３ｂについて詳しく説明する。
【０１０４】
この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂのモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ａ及び推力定数決定部４ａは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同等のものである。
【０１０５】
ここで、上記モータドライバ１ａは、上記推力定数算出モード（非運転モード）では、上記リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう、該モータ１００に一定レベルの直流電圧Ｖdcを印加し、上記運転モードでは、リニア振動モータ１００に交流電圧Ｖacを印加するとともに、該交流電圧Ｖacのレベル（波高値）を、上記可動子位置演算部２ａにより算出された可動子位置に応じて制御するものとしている。
【０１０６】
また、移動距離検出部５ｂは、上記リニア振動モータへの直流電圧Ｖdcの印加により可動子が移動した移動距離Ｘmeaを、ほぼ静的な状態で検出するものであり、周波数特性がそれほど高くない差動トランス等により構成可能である。
【０１０７】
例えば、このような差動トランスを用いて可動子の変位を計測する方法には、可動子の一部に磁性体を取り付け、リニア振動モータの筐体に差動トランスを取り付け、磁性体が差動トランスに最も接近した位置を、差動トランスにより可動子の変位として計測する方法が考えられる。
【０１０８】
また、可動子の変位を計測する具体的な方法は、上記のような差動トランスを用いる方法に限らず、可動子の一部に、例えば、凹凸部やテーパー部などの目印となる部位を形成し、この部位をギャップセンサーで検知して、可動子の変位を計測する方法なども考えられる。
【０１０９】
上記推力検出部３ｂは、移動距離検出部５ｂにより検出された可動子の移動距離Ｘmeaと、リニア振動モータ１００を構成するバネ部材のバネ定数ｋとを乗算する演算により、上記リニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcにより発生する可動子の推力Ｆthrを求めるものである。
【０１１０】
次に動作について説明する。
図４は、この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にて推力定数を算出する動作のフローチャートを示している。
まず、モータドライバ１ａの推力定数算出モードでの動作について説明する。
モータドライバ１ａは、その制御部の制御により、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう一定レベルの直流電圧Ｖdcをリニア振動モータ１００に印加する（ステップＳ２１）。
【０１１１】
上記移動距離検出部５ｂは、上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(2)が一定に維持された状態で、可動子が、可動子にバネ部材のバネ力が作用しない中立位置から移動した距離Ｘmeaを検出し、該検出した移動距離Ｘmeaを示す移動距離情報Ｉxmeaを出力する（ステップＳ２２）。
【０１１２】
推力検出部３ｂは、上記移動距離検出部５ｂからの移動距離情報Ｉxmeaが示す可動子の移動距離Ｘmeaと、リニア振動モータ１００を構成するバネ部材のバネ定数ｋとを乗算する演算を行って、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを算出し、該算出された推力Ｆthrを示す推力情報Ｉｆを出力する（ステップＳ２３）。
【０１１３】
そして、推力定数決定部４ａは、上記ステップＳ２３で検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの値Ｉdc(2)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを算出し、該推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力する（ステップＳ２４）。
【０１１４】
また、モータドライバ１ａの運転モードでの動作は、実施の形態１と同様に行われる。
モータドライバ１ａが、リニア振動モータ１００に駆動電圧として交流電圧Ｖacを印加すると、リニア振動モータ１００の通常運転が行われる。
【０１１５】
リニア振動モータ１００の運転中には、可動子位置演算部２ａにて可動子の位置を算出する位置演算をが、上記ステップＳ２１〜Ｓ２４により求められたモータ推力定数αを用いて行われ、モータドライバ１ａは、上記位置演算により得られた可動子位置に応じて、リニア振動モータ１００へ印加する交流電圧Ｖacの制御を行う。
【０１１６】
このように本実施の形態２では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｂにおいて、リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加するモータドライバ１ａと、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が中立位置から移動した移動距離Ｘmeaを検出する移動距離検出部５ｂと、該検出された移動距離Ｘmeaと、バネ部材のバネ定数ｋとに基づいて、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により発生する可動子の推力Ｆthrを求める推力検出部３ｂとを備え、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータに供給される直流電流Ｉdc、及び推力検出部３ｂにより求められた可動子の推力Ｆthrに基づいて、リニア振動モータ１００の推力定数αを算出するので、可動子の移動距離Ｘmeaを検出するだけで、モータ推力定数αの算出が可能となり、推力定数αの算出を簡単な構成により行うことができる効果がある。
【０１１７】
また、可動子の位置検出は可動子がほぼ静止している状態で行われるため、使用する位置センサは周波数特性のそれほど高くない簡易的なものを用いることができるという効果もある。
【０１１８】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３によるモータ駆動装置１０１ｃを説明するためのブロック図である。
この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃは、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が所定位置に達したときの直流電流Ｉdcの値Ｉdc(3)と、上記可動子をバネ部材のバネ力に抗して上記所定位置に保持するのに要する抗力とに基づいて、モータ推力定数αを算出し、可動子の位置を算出する位置演算を、上記算出されたモータ推力定数αに基づいて行うものであり、この点のみ実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。
【０１１９】
すなわち、この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様、リニア振動モータ１００の運転中に可動子の位置を算出する可動子位置演算部２ａと、該算出された可動子の位置に応じて、リニア振動モータ１００を駆動制御するモータドライバ１ａとを有している。
【０１２０】
このモータ駆動装置１０１ｃは、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が所定位置Ｐdetに到達したことを検出し、該検知信号Ｓｐを出力する可動子位置検知部（以下、所定位置到達検知部という。）６ｃと、可動子が中立位置以外の所定位置に位置するよう、上記バネ部材のバネ力に対抗して可動子を保持するのに必要な抗力を示す情報（推力情報）Ｉｆを出力する推力検出部３ｃとを有している。ここで、中立位置は、可動子にこれを支持するバネ部材のバネ力が作用しない位置である。
【０１２１】
また、このモータ駆動装置１０１ｃは、リニア振動モータ１００に供給される電流を検出する電流センサ４c1を有し、上記推力検出部３ｃからの推力情報Ｉｆ、上記所定位置到達検知部６ｃからの検知信号Ｓｐ、及び該電流センサ４c1の出力Ｃsnsに基づいて、上記リニア振動モータの推力定数αを決定して、該決定された推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを上記可動子位置演算部２ａに出力する推力定数決定部４ｃを有している。
【０１２２】
以下、上記モータ駆動装置１０１ｃを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ａ，推力検出部３ｃ，推力定数決定部４ｃ，及び所定位置到達検知部６ｃについて詳しく説明する。
この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃにおけるモータドライバ１ａ及び可動子位置演算部２ａは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同等のものである。
【０１２３】
そして、この実施の形態３の所定位置到達検知部６ｃは、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により、可動子が、その中立位置からあらかじめ定められた所定位置Ｐdecまで移動したとき、該可動子が所定位置Ｐdecに到達したことを検知するものである。この所定位置到達検知部６ｃの出力信号である検知信号Ｓｐは、可動子が上記所定位置に到達したこと、及び上記可動子が上記所定位置に達していないことのいずれかを、２値（つまり信号値〔１〕あるいは信号値〔０〕）により示す２値信号である。
【０１２４】
例えば、上記所定位置到達検知部６ｃには、その値が〔１〕あるいは〔０〕である２値信号を出力するホール素子が用いられる。また、上記所定位置到達検知部６ｃは、上記のようにホール素子を用いたものに限らず、上記可動子が所定位置に到達したとき何らかの振動を発生するよう設計したものでもよく、この場合は、推力情報決定部４ｃは、その振動を検知するものとなる。
【０１２５】
さらに、可動子がシリンダ内を往復運動する機器では、シリンダヘッドと可動子の接触により発生する振動を検出して、可動子が所定位置に達したことを検知する方法が考えられる。また、このような可動子の他の部材との接触を検出する方法は、変形可能な部材、例えば弾性をもつ針状の金属部材を、リニア振動モータの、可動子が変位しても動かない部位に取り付け、その金属部材と、可動子もしくは、可動子の動きに応じて変位するバネ部材などの部分との接触にともなう振動を検出する方法でもよい。このような変形可能な部材を用いる場合、この部材を取り付ける、リニア振動モータにおける部位は、運転時に可動子が常に到達する位置に限らず、通常運転時には到達することのない部位でもよい。このような部位に、上記変形可能な部材を取り付けることで、本発明の非運転モードで推力定数を検出するときのみ、可動子が上記変形可能な部材と接触することとなるので、この変形可能な部材の、接触による劣化を抑えてその信頼性を高めることができる。ここで、可動子と変形可能な部材との接触により発生する振動を検出するセンサとしては、一般的な振動センサが使用できる。
【０１２６】
なお、上述した、可動子が所定位置に達したことを検知する方法は、可動子と変形可能な部材との接触により発生する振動を検出するものであるが、これは、可動子と他の部材との接触により発生する電気的な信号を検出するものでもよく、具体的な構成としては、可動子と他の部材との接触により接点が閉じるようなスイッチなどが考えられる。
【０１２７】
また、推力検出部３ｃは、可動子を、これを支持するバネ部材のバネ力に対抗して、中立位置以外の所定位置に保持するのに必要なあらかじめ算出された抗力を可動子の推力Ｆthrとして示す推力情報Ｉｆを出力するものである。具体的には、推力検出部３ｃからの推力情報Ｉｆが示す推力は、中立位置（リニア振動モータに何も力を加えないときの可動子の位置）から所定位置Ｐdecまでの距離と、リニア振動モータ１００を構成する上記支持バネのバネ定数ｋとの積である。
【０１２８】
上記推力定数決定部４ｃは、所定位置到達検知部６ｃから可動子が所定位置に到達したという検知信号Ｓｐが入力されたときの、リニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの値Ｉdc(3)を検出し、推力検出部３ｃから出力された推力情報Ｉｆが示す可動子の推力Ｆthrを上記電流値Ｉdc(3)により除算する演算を行って、モータ推力定数αを決定し、該モータ推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力するものである。
【０１２９】
次に動作について説明する。
図６は、この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にて推力定数を算出する動作のフローチャートを示している。
まず、モータドライバ１ａの推力定数算出モード（非運転モード）での動作について説明する。
【０１３０】
モータドライバ１ａは、その制御部の制御により、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう該リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する（ステップＳ３１）。このとき、上記リニア振動モータ１００に供給する直流電流Ｉdcのレベルは徐々に段階的に増加させる。
【０１３１】
そして、所定位置到達検知部６ｃは、上記直流電圧Ｖdcの印加により可動子が、あらかじめ決めていた所定位置Ｐdetに到達すると、該位置に可動子が到達したことを示す２値信号、つまりその信号値が〔１〕である検知信号Ｓｐを出力する（ステップＳ３２）。
【０１３２】
次に、上記推力検出部３ｃは、可動子をこれを支持するバネ部材のバネ力に対抗して所定位置に保持するのに要する、予め算出された抗力を、可動子の推力Ｆthrとして示す推力情報Ｉｆを出力する（ステップＳ３３）。
【０１３３】
さらに、上記推力定数決定部４ｃは、所定位置到達検知部６ｃからの検知信号Ｓｐが入力されたときの、リニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの電流値Ｉdc(3)を検出し、推力検出部３ｃからの推力情報Ｉｆが示す推力Ｆthrを上記電流値Ｉdc(3)により除算する演算を行って、モータ推力定数αを決定し、該推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力する（ステップＳ３４）。
【０１３４】
また、モータドライバ１ａの運転モードでの動作は、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様に行われる。
つまり、モータドライバ１ａが、リニア振動モータ１００に駆動電圧として交流電圧Ｖacを印加すると、リニア振動モータ１００の通常運転が行われる。
【０１３５】
リニア振動モータ１００の運転中には、可動子位置演算部２ａにて可動子の位置を算出する位置演算が、上記ステップＳ３１〜Ｓ３４により求められたモータ推力定数αを用いて行われ、モータドライバ１ａは、上記位置演算により得られた可動子位置に応じて、リニア振動モータ１００へ印加する交流電圧Ｖacの制御を行う。
【０１３６】
このように本実施の形態３では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｃにおいて、リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加するモータドライバ１ａと、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が所定位置Ｐdecに到達したことを検出して検知信号Ｓｐを出力する所定位置到達検知部６ｃと、可動子を、バネ部材のバネ力に対抗して上記所定位置Ｐdecに保持するのに必要な抗力を可動子の推力Ｆthrとして示す情報（推力情報）Ｉｆを出力する推力検出部３ｃとを備え、上記リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータに供給される直流電流Ｉdc、及び推力検出部３ｃからの推力情報Ｉｆが示す可動子の推力に基づいて、リニア振動モータの推力定数αを算出するので、リニア振動モータ１００への直流電圧Ｖdcの印加により可動子が所定位置に到達したことを検出するだけで、モータ推力定数αの算出が可能となり、推力定数の算出を簡単な構成により行うことができる効果がある。
【０１３７】
また、このモータ駆動装置１０１ｃでは、検出の対象となる可動子の状態は、可動子が所定位置Ｐdecに位置しているか否かであり、言い換えると検知対象が０か１かの状態量であるため、上記所定位置到達検知部６ｃを簡易的なセンサで実現できるという効果もある。
【０１３８】
（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４によるモータ駆動装置１０１ｄを説明するためのブロック図である。
この実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄは、リニア振動モータ１００の推力定数αをリニア振動モータの運転直前に算出し、リニア振動モータ１００の運転中は、可動子の位置を算出する位置演算を、上記運転直前に算出されたモータ推力定数αに基づいて行うものであり、この点のみ実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。
【０１３９】
すなわち、この実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるモータドライバ１ａに代えて、上記リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧（交流電圧）Ｖacを印加する運転モードと、上記リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する推力定数算出モード（非運転モード）との２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１を検知し、リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数αの算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数算出モードとなるモータドライバ１ｄを備えたものである。また、このモータ駆動装置１０１ｄは、ユーザの操作に応じてリニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１を出力する制御部（図示せず）を有している。
そして、このモータ駆動装置１０１ｄにおけるその他の構成は、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同一である。
【０１４０】
次に動作について説明する。
図８は実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にてモータ推力定数αを算出する動作のフローチャートを示している。
上記モータドライバ１ｄは、リニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１を検知し、つまり可動子の往復運動開始を示す情報を検知し、その動作モードが一時的に推力定数算出モードとなり、リニア振動モータを一時停止状態となるよう制御する（ステップＳ４１）。
【０１４１】
次に、モータドライバ１ｄは、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう、リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する（ステップＳ４２）。
すると、推力検出部３ａは、上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に流れる直流電流Ｉdcの値Idc(4)が維持された状態で、リニア振動モータの可動子に作用する電磁力（可動子の推力）Ｆthrを検知する（ステップＳ４３）。
【０１４２】
さらに、推力定数決定部４ａは、上記ステップＳ４３で検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００を流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(4)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを算出する（ステップＳ４４）。
【０１４３】
その後、モータドライバ１ｄの動作モードは推力定数算出モードから運転モードとなり、モータドライバ１ｄは、リニア振動モータ１００に駆動電圧として交流電圧Ｖacを印加する。これによりリニア振動モータの可動子の往復動作が開始し、リニア振動モータの通常運転が行われる（ステップＳ４５）。
【０１４４】
このリニア振動モータの運転状態で、可動子位置演算部２ａは、リニア振動モータ１００に印加される交流駆動電圧Ｖac及び交流駆動電流Ｉacから可動子の位置を算出する演算を、上記算出されたモータ推力定数αに基づいて行い、モータドライバ１ａは、算出された可動子位置に基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する交流電圧Ｖacの制御を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう行う。
【０１４５】
このように本実施の形態４では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｄにおいて、上記リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧Ｖacを印加する運転モードと、上記リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する推力定数算出モードとの２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１を検知し、リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数算出モードとなるモータドライバ１ｄを備え、運転直前にリニア振動モータのモータ推力定数を算出するので、可動子の位置の演算には、個々のリニア振動モータに対応した正確な値のモータ推力定数が用いられることとなり、可動子の位置算出の精度を向上させることができる効果がある。
【０１４６】
また、この実施の形態４では、リニア振動モータの運転直前にモータ推力定数を算出する処理が行われるため、常に最新のリニア振動モータの状態でのモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出する演算が行われることとなり、このため、時間経過とともにモータ推力定数が変化しても、精度の高い位置演算を行うことができるという効果もある。
【０１４７】
なお、この実施の形態４では、モータ駆動装置１０１ｄとして、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるモータドライバ１ａに代えて、運転モード及び推力定数決定モードの２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の起動命令を検知し、リニア振動モータの運転開始時に、上記モータ推力定数αの算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数決定モードとなるモータドライバ１ｄを備えたものを示したが、上記モータ駆動装置１０１ｄは、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｃあるいは実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃにおけるモータドライバ１ａに代えて、上記モータドライバ１ｄを備えたものであってもよい。
【０１４８】
（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５によるモータ駆動装置１０１ｅを説明するためのブロック図である。
この実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅは、リニア振動モータ１００の推力定数αをリニア振動モータ１００の運転直後に算出し、リニア振動モータ１００の運転中には、可動子の位置を算出する位置演算を、前回の運転の終了直後に算出されたモータ推力定数αを用いて行うものであり、この点のみ実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。
【０１４９】
すなわち、この実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるモータドライバ１ａに代えて、上記リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧（交流電圧）Ｖacを印加する運転モードと、上記リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する推力定数算出モード（非運転モード）との２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の停止命令Ｏｄ２を検知し、上記リニア振動モータ１００の運転終了直後に上記モータ推力定数αの算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数算出モードとなるモータドライバ１ｅを備えたものである。また、このモータ駆動装置１０１ｅは、ユーザの操作に応じてリニア振動モータ１００の停止命令Ｏｄ２を出力する制御部（図示せず）を有している。
【０１５０】
また、この実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅの可動子位置演算部２ａは、リニア振動モータの運転終了直後に算出されたモータ推力定数を、次回のリニア振動モータの運転中に可動子の位置を算出する演算で用いるものである。
そして、本実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅにおけるその他の構成は、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同一である。
【０１５１】
次に動作について説明する。
図１０は実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にてモータ推力定数αを算出する動作のフローチャートを示している。
【０１５２】
上記モータドライバ１ｅは、リニア振動モータの運転停止を示す停止指令Ｏｄ２を検知すると（ステップＳ５１）、リニア振動モータへの駆動電圧（交流電圧）Ｖacの印加を停止する。
【０１５３】
そして、上記モータドライバ１ｅは、リニア振動モータ１００の可動子の運動が完全に停止すると、その動作モードが一時的に推力定数算出モードとなって、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう直流電圧Ｖdcを印加する（ステップＳ５２）。
【０１５４】
すると、推力検出部３ａは、上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に流れる直流電流Ｉdcの値Idc(5)が維持された状態で、リニア振動モータの可動子に作用する電磁力（可動子の推力）Ｆthrを検知する（ステップＳ５３）。
【０１５５】
さらに、推力定数決定部４ａは、上記ステップＳ５３で検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００を流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(5)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを算出する（ステップＳ５４）。
【０１５６】
そして、その後、モータドライバ１ｅは、リニア振動モータ１００の起動命令を検知すると、リニア振動モータ１００に駆動電圧として交流電圧Ｖacを印加する。これによりリニア振動モータ１００の通常運転が行われることとなる。
【０１５７】
このリニア振動モータ１００の運転中には、可動子位置演算部２ａにて可動子の位置を算出する位置演算が、前回の運転の終了後に、上記ステップＳ５１〜Ｓ５４により求められたモータ推力定数αを用いて行われ、モータドライバ１ｅは、上記位置演算により得られた可動子位置に応じて、リニア振動モータ１００へ印加する交流電圧Ｖacの制御を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう行う。
【０１５８】
このように本実施の形態５では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｅにおいて、上記リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧Ｖacを印加する運転モードと、上記リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する推力定数算出モードとの２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の停止命令Ｏｄ２を検知し、リニア振動モータの運転終了時に、上記モータ推力定数の算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数算出モードとなるモータドライバ１ｅを備え、リニア振動モータの運転終了直後にリニア振動モータのモータ推力定数を算出し、該算出されたモータ推力定数を、次回のリニア振動モータの運転中に可動子の位置を算出する位置演算に用いるので、可動子の位置演算には、個々のリニア振動モータに対応した正確な値のモータ推力定数が用いられることとなり、可動子の位置算出の精度を向上させることできる効果がある。
【０１５９】
また、この実施の形態５では、リニア振動モータの運転終了の直後にモータ推力定数を算出する処理が行われるため、常に最新のリニア振動モータの状態でのモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出する位置演算が行われることとなり、このため時間経過とともにモータ推力定数が変化しても、精度の高い位置演算を行うことができるという効果がある。
【０１６０】
また、モータ推力定数の演算は、リニア振動モータの運転終了直後に行われるため、モータ温度が実際のリニア振動モータの運転時の温度とほぼ同等である状態でモータ推力定数が算出されることとなる。つまり、モータ推力定数は温度により変化するが、実際にモータが動作するときの温度で推力定数を算出することにより、リニア振動モータの運転時の正確なモータ推力定数を取得することができ、可動子の位置を算出する位置演算をより高い精度で行うことができるという効果がある。
【０１６１】
さらに、モータ推力定数の算出をリニア振動モータの運転停止後に行うため、リニア振動モータの動作を妨げることなく、モータ推力定数を算出することができるという効果もある。
【０１６２】
なお、この実施の形態５では、モータ駆動装置１０１ｅとして、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるモータドライバ１ａに代えて、運転モード及び推力定数算出モードの２つの動作モードを有し、上記リニア振動モータ１００の運転終了直後に上記モータ推力定数αの算出が行われるよう、その動作モードが一時的に上記推力定数算出モードとなるモータドライバ１ｅを備えたものを示したが、上記モータ駆動装置１０１ｅは、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｃあるいは実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃにおけるモータドライバ１ａに代えて、上記モータドライバ１ｅを備えたものであってもよい。
【０１６３】
（実施の形態６）
図１１は、本発明の実施の形態６によるモータ駆動装置１０１ｆを説明するためのブロック図である。
この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の非運転状態で、リニア振動モータの推力定数αとモータ温度Ｔとの関係（推力定数温度関数）Ｑを導出し、リニア振動モータ１００の運転状態には、検出したモータ温度Ｔ(d)から、上記推力定数温度関数Ｑに基づいてリニア振動モータ１００の運転状態でのモータ推力定数α(d)を推定し、可動子の位置を算出する位置演算を、該推定されたモータ推力定数α(d)を用いて行うものであり、この点のみ実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。
【０１６４】
すなわち、この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の運転が行われるよう該リニア振動モータ１００に駆動電圧を印加する運転モードと、リニア振動モータ１００の可動子の推力Ｆthrが発生するよう該リニア振動モータ１００に直流電圧Ｖdcを印加する非運転モード（推力定数算出モード）とを有し、リニア振動モータ１００の運転開始時及び運転終了時には、該リニア振動モータ１００が動作していない状態で、一時的に動作モードが非運転モードとなるモータドライバ１ｆを有している。また、このモータ駆動装置１０１ｆは、一定時間毎、例えば３０分毎あるいは１時間毎にタイミング信号Ｔｓを発生するとともに、ユーザの操作に応じてリニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１及び停止命令Ｏｄ２を出力する制御部（図示せず）と、タイミング信号Ｔｓ、起動命令Ｏｄ１、及び停止命令Ｏｄ２のいずれかを検出したとき、リニア振動モータ１００が動作しているか否か、つまり可動子が運動状態であるか停止状態であるかを判定する動作判定部（図示せず）とを有している。
【０１６５】
具体的には、モータドライバ１ｆでは、リニア振動モータ１００に駆動電圧（例えば交流電圧Ｖac）が印加されていない状態で、外部からのリニア振動モータ１００の起動命令Ｏｄ１が検出されたとき、リニア振動モータが停止している場合は、動作モードが一時的に非運転モードとなり、リニア振動モータが停止していない場合は、リニア振動モータが停止した後、動作モードが一時的に非運転モードとなる。また、このモータドライバ１ｆでは、リニア振動モータ１００に駆動電圧Ｖacが印加されている状態で、外部からのリニア振動モータ１００の停止命令Ｏｄ２が検出されたとき、リニア振動モータが停止した後、動作モードが一時的に非運転モードとなる。また、上記モータドライバ１ｆは、上記タイミング信号Ｔｓが検出されたときにリニア振動モータが停止している場合は、動作モードが一時的に非運転モードとなり、上記タイミング信号を検出したときにリニア振動モータが停止していない場合は、リニア振動モータの動作が停止した後、動作モードが一時的に非運転モードとなる。
【０１６６】
ここでは、モータドライバ１ｆは、上記のように、その動作モードがリニア振動モータ１００の運転開始時にも運転終了時にも一時的に非運転モードとなるものとしているが、モータドライバ１ｆは、リニア振動モータ１００の運転開始時及び運転終了時のいずれか一方の時点で、動作モードが一時的に非運転モードとなるものであってもよい。
【０１６７】
モータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の温度（モータ温度）Ｔを検出して、検出したモータ温度Ｔを示す温度情報Ｉｔを出力する温度検出部７ｆを有している。上記温度検出部７ｆは、リニア振動モータ１００に取り付けられた温度センサなどからなる。
【０１６８】
モータ駆動装置１０１ｆは、上記リニア振動モータ１００に印加される直流電圧Ｖdcにより発生する可動子の推力Ｆthrを検出し、該可動子の推力Ｆthrを示す情報（推力情報）Ｉｆを出力する推力検出部３ａと、上記検出された可動子の推力Ｆthr及び上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcに基づいて、リニア振動モータ１００の推力定数αを決定する推力定数決定部４ｆとを有している。
【０１６９】
ここで、上記推力検出部３ａは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同一のものである。また、上記推力定数決定部４ｆは、推力検出部３ａにより検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcの電流値Ｉdc(6)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを決定し、決定したモータ推力定数αを示す推力定数情報Ｉαを出力するものである。
【０１７０】
モータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の非運転状態で、上記推力定数決定部４ｆからの推力定数情報Ｉαと、上記温度検出部７ｆからのモータ温度情報Ｉｔとに基づいて、モータ推力定数αと該モータ推力定数αの算出時に検出されたモータ温度Ｔとの関係（推力定数温度関数）Ｑを導出し、リニア振動モータ１００の運転状態では、運転状態で検出されたモータ温度Ｔ(d)に基づいて、上記導出した推力定数温度関数Ｑから運転状態のモータ推力定数α(d)を推定する推力定数推定部８ｆと、リニア振動モータ１００の運転中に上記可動子の位置Ｘculを算出する演算を、上記推力定数推定部８ｆでの処理により得られたモータ推力定数α(d)を用いて行う可動子位置算出部２ｆとを有している。
【０１７１】
ここで、上記推力定数温度関数Ｑは、算出されたモータ推力定数αと、検出されたモータ温度Ｔとを変数とする１次関数であっても、モータ推力定数αとモータ温度Ｔとの対応関係を表す２次元のマトリックスであってもよい。
【０１７２】
また、上記可動子位置演算部２ｆは、リニア振動モータ１００の運転状態で、可動子の位置を演算により求めるものである。具体的な方法としては、従来の技術の説明で示した特表平８−５０８５５８号公報に記載のように、リニア振動モータ１００の運動方程式から可動子の位置を算出する方法が用いられる。但し、この可動子位置演算部２ｆでは、可動子の位置の演算に用いられる推力定数は、モータ推力定数推定部８ｆにより求められた運転状態でのモータ推力定数α(d)である。
【０１７３】
次に動作について説明する。
図１２は実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの動作を説明する図であり、該モータ駆動装置にて、上記推力定数温度関数Ｑの導出及びモータ推力定数の推定を行う動作のフローチャートを示している。このモータ駆動装置１０１ｆでは、タイミング信号，リニア振動モータ１００の起動命令及び停止命令のいずれかが検出されたとき、上記推力定数温度関数Ｑを導出する処理、及び運転状態のモータ推力定数α(d)を推定する処理のいずれか一方が、リニア振動モータ１００が動作しているか否かに応じて行われる。
【０１７４】
すなわち、このモータ駆動装置１０１ｆにおける動作判定部（図示せず）は、上記タイミング信号，リニア振動モータ１００の起動命令及び停止命令のいずれかを検出したとき、リニア振動モータ１００が動作しているか否かを判定する（ステップＳ６１）。
【０１７５】
上記ステップＳ６１にて、上記リニア振動モータ１００が動作していないと判定されたときは、モータドライバ１ｆは、その動作モードが非運転モードとなり、リニア振動モータ１００に直流電流Ｉdcが供給されるよう、直流電圧Ｖdcを印加する（ステップＳ６２）。
【０１７６】
次に、上記直流電圧Ｖdcの印加によりリニア振動モータ１００に流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(6)が維持された状態で、推力検出部３ａが、リニア振動モータ１００の可動子に作用する電磁力（可動子の推力）Ｆthrを検知する（ステップＳ６３）。
【０１７７】
続いて、推力定数決定部４ｆは、上記ステップＳ６３で検出された可動子の推力Ｆthrを、リニア振動モータ１００を流れる直流電流Ｉdcの値Ｉdc(6)で除算する演算を行って、モータ推力定数αを算出する（ステップＳ６４）。
【０１７８】
そして、温度検出部７ｆは非運転状態でのモータ温度Ｔ(s)を検出し、推力定数推定部８ｆは、該モータ温度Ｔ(s)を示す温度情報Ｉｔと、推力定数決定部４ｆからの推力定数情報Ｉαとに基づいて、モータ温度Ｔとモータ推力定数αの対応関係（推力定数温度関数）Ｑを作成する（ステップＳ６５）。
【０１７９】
一方、上記ステップＳ６１にて、上記リニア振動モータ１００が動作していると判定されたときは、温度検出部７ｆは、運転中のリニア振動モータ１００の温度Ｔ(d)を検出し（ステップＳ６６）、推力定数推定部８ｆは、ステップＳ６５で求めたモータ温度Ｔとモータ推力定数αの関係（推力定数温度関数）Ｑと、ステップＳ６６で測定した運転状態でのモータ温度Ｔ(d)とに基づいて、運転中のリニア振動モータのモータ推力定数α(d)を推定し、該推定したモータ推力定数を示す情報Ｉα(d)を、可動子位置演算部２ｆに出力する（ステップＳ６７）。
【０１８０】
そして、可動子位置演算部２ｆは、リニア振動モータの１００の運転状態では、リニア振動モータ１００に印加される駆動電流及び駆動電圧から可動子の位置を算出する位置演算を、上記ステップＳ６１〜Ｓ６７により得られた運転状態のモータ推力定数α(d)を用いて行って、該算出された可動子位置Ｘculを示す可動子位置情報Ｉｘをモータドライバ１ｆに出力する。すると、モータドライバ１ｆは、この可動子位置情報Ｉｘに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する駆動電圧の制御を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう行う。
【０１８１】
このように本実施の形態６では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｆにおいて、リニア振動モータ１００に印加される直流電圧Ｖdcにより発生する可動子の推力Ｆthrを検出する推力検出部３ａと、上記検出された可動子の推力Ｆthr及びリニア振動モータ１００に供給される直流電流Ｉdcに基づいてモータ推力定数αを決定する推力定数決定部４ｆと、リニア振動モータの温度を検出する温度検出部７ｆと、リニア振動モータの非運転状態では、上記検出されたモータ温度Ｔと上記決定されたモータ推力定数αとに基づいて、モータ推力定数αとモータ温度Ｔとの関係Ｑを導出し、リニア振動モータの運転状態では、運転状態でのモータ推力定数α(d)を、運転状態で検出されたモータ温度Ｔ(d)に基づいて、推力定数温度関数Ｑから推定する推力定数推定部８ｆとを備えたので、リニア振動モータの運転状態で行われる可動子の位置演算には、正確なモータ推力定数が用いられることとなり、可動子の位置の演算の精度を向上させることできる効果がある。
【０１８２】
また、この実施の形態６では、リニア振動モータの運転直前及び運転終了直後にモータ推力定数を算出する処理が行われるため、常に最新のリニア振動モータの状態でのモータ推力定数に基づいて位置演算が行われることとなり、このため時間経過とともにモータ推力定数が変化しても、精度の高い可動子の位置演算を行うことができるという効果がある。
【０１８３】
また、実際に動作しているときのモータ温度Ｔ(d)から、運転状態でのリニア振動モータのモータ推力定数α(d)を推定していることから、リニア振動モータの温度変化の大きい状態でも正確な推力定数を用いて、可動子の位置演算を高い精度で行うことができるという効果がある。
【０１８４】
なお、上記実施の形態６では、モータ駆動装置１０１ｆとして、その推力検出部３ａが実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａのものと同一であるものを示したが、この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆは、上記推力検出部３ａに代えて、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂの移動距離検出部５ｂ及び推力検出部３ｂを備えたものでもよい。さらに、この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆは、上記推力検出部３ａに代えて、実施の形態３の所定位置到達検知部６ｃ及び推力検出部３ｃを備え、上記推力定数決定部４ｆを、上記リニア振動モータの推力定数αの決定を実施の形態３の推力定数決定部４ｃと同様に行うものとしてもよい。
【０１８５】
また、上記実施の形態６では、推力定数推定部８ｆは、上記運転状態のモータ推力定数α(d)を推定する処理を、タイミング信号、起動命令及び停止命令のいずれかが検出されたときに行うものとしているが、上記推力定数推定部８ｆは、上記運転状態のモータ推力定数α(d)を推定する処理を、タイミング信号が検出されたときのみ行うものであってもよい。
【０１８６】
（実施の形態７）
図１５は、本発明の実施の形態７による圧縮機駆動装置を説明する模式図である。
この実施の形態７の圧縮機駆動装置２０７は、空気やガスなどを圧縮する圧縮機４０を駆動するものである。ここで、該圧縮機４０の動力源は、リニア振動モータ４６であり、これは実施の形態１のリニア振動モータ１００と同じものである。また、上記圧縮機駆動装置２０７は、該リニア振動モータ４６を駆動するモータ駆動装置であり、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同じ構成を有している。なお、以下、この実施の形態７の圧縮機４０はリニア圧縮機と呼び、このリニア圧縮機４０について簡単に説明する。
【０１８７】
このリニア圧縮機４０は、所定の軸線に沿って並ぶシリンダ部４１ａと、モータ部４１ｂとを有している。該シリンダ部４１ａ内には、上記軸線方向に沿って摺動自在に支持されたピストン４２が配置されている。シリンダ部４１ａとモータ部４１ｂとにまたがって、その一端がピストン４２の背面側に固定されたピストンロッド４２ａが配置され、ピストンロッド４２ａの他端側には、該ピストンロッド４２ａを軸線方向に付勢する支持ばね４３が設けられている。
【０１８８】
また、上記ピストンロッド４２ａには、マグネット４４が取り付けられており、上記モータ部４１ｂの、マグネット４４に対向する部分には、アウターヨーク４５ａとこれに埋設されたステータコイル４５ｂとからなる電磁石４５が取り付けられている。このリニア圧縮機４０では、電磁石４５と、上記ピストンロッド４２ａに取り付けられたマグネット４４とによりリニア振動モータ４６が構成されている。従って、このリニア圧縮機４０では、この電磁石４５とマグネット４４との間で発生する電磁力及び上記ばね４３の弾性力により、上記ピストン４２がその軸線方向に沿って往復運動する。
【０１８９】
さらに、シリンダ部４１ａ内には、シリンダ上部内面４７ａ、ピストン圧縮面４２ｂ、及びシリンダ周壁面４７ｂにより囲まれた密閉空間である圧縮室４８が形成されている。シリンダ上部内面４７ａには、圧縮室４８に低圧ガスＬｇを吸入するための吸入管４０ａの一端が開口している。また、上記シリンダ上部内面４７ａには、上記圧縮室４８から高圧ガスＨｇを吐出するための吐出管４０ｂの一端が開口している。上記吸入管４０ａ及び吐出管４０ｂには、ガスの逆流を防止する吸入弁４９ａ及び吐出弁４９ｂが取り付けられている。
【０１９０】
このような構成のリニア圧縮機４０では、モータ駆動装置２０７からリニア振動モータ４６への駆動電圧の印加により、ピストン４２がその軸線方向に往復動し、圧縮室４８への低圧ガスＬｇの吸入、圧縮室４８でのガスの圧縮、及び圧縮された高圧ガスＨｇの圧縮室４８からの排出が繰り返し行われる。
【０１９１】
本実施の形態７のリニア圧縮機４０では、モータ駆動装置２０７は、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機４０の運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機を小型化することができる。
【０１９２】
（実施の形態８）
図１６は本発明の実施の形態８による空気調和機を説明するブロック図である。
この実施の形態８の空気調和機２０８は、室内機５５及び室外機５６を有し、冷暖房を行う空気調和機である。この空気調和機２０８は、冷媒を室内機５５と室外機５６の間で循環させるリニア圧縮機５０ａと、該リニア圧縮機５０ａを駆動する圧縮機駆動装置５０ｂとを有している。ここで、上記圧縮機５０ａは、上記実施の形態７の、リニア振動モータ４６を有するリニア圧縮機４０と同一のものである。また、圧縮機駆動装置５０ｂは、該リニア圧縮機５０ａのリニア振動モータに駆動電圧Ｖｄを印加するモータ駆動部で、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同一の構成を有している。
【０１９３】
以下詳述すると、実施の形態８の空気調和機２０８は、冷媒循環経路を形成するリニア圧縮機５０ａ，四方弁５４，絞り装置（膨張弁）５３，室内側熱交換器５１及び室外側熱交換器５２を有するとともに、該リニア圧縮機５０ａの駆動源であるリニア振動モータを駆動するモータ駆動部５０ｂを有している。
【０１９４】
ここで、室内側熱交換器５１は上記室内機５５を構成しており、絞り装置５３，室外側熱交換器５２，リニア圧縮機５０ａ，四方弁５４及びモータ駆動部５０ｂは上記室外機５６を構成している。
【０１９５】
上記室内側熱交換器５１は、熱交換の能力を上げるための送風機５１ａと、該熱交換器５１の温度もしくはその周辺温度を測定する温度センサ５１ｂとを有している。上記室外側熱交換器５２は、熱交換の能力を上げるための送風機５２ａと、該熱交換器５２の温度もしくはその周辺温度を測定する温度センサ５２ｂとを有している。
【０１９６】
そして、この実施の形態８では、上記室内側熱交換器５１と室外側熱交換器５２との間の冷媒経路には、リニア圧縮機５０ａ及び四方弁５４が配置されている。つまりこの空気調和機２０８は、冷媒が矢印Ａの方向に流れ、室外側熱交換器５２を通過した冷媒がリニア圧縮機５０ａに吸入され、該リニア圧縮機５０ａから吐出された冷媒が室内側熱交換器５１へ供給される状態と、冷媒が矢印Ｂの方向に流れ、室内側熱交換器５１を通過した冷媒がリニア圧縮機５０ａに吸入され、リニア圧縮機５０ａから吐出された冷媒が室外側熱交換器５２へ供給される状態とが、上記四方弁５４により切り替えられるものである。
【０１９７】
また、上記絞り装置５３は、循環する冷媒の流量を絞る絞り作用と、冷媒の流量を自動調整する弁の作用とをあわせ持つものである。つまり、絞り装置５３は、冷媒が冷媒循環経路を循環している状態で、凝縮器から蒸発器へ送り出された液冷媒の流量を絞って該液冷媒を膨張させるとともに、蒸発器に必要とされる量の冷媒を過不足なく供給するものである。
【０１９８】
なお、上記室内側熱交換器５１は暖房運転では凝縮器として、冷房運転では蒸発器として動作するものであり、上記室外側熱交換器５２は、暖房運転では蒸発器として、冷房運転では凝縮器として動作するものである。凝縮器では、内部を流れる高温高圧の冷媒ガスは、送り込まれる空気により熱を奪われて徐々に液化し、凝縮器の出口付近では高圧の液冷媒となる。これは、冷媒が大気中に熱を放熱して液化することと等しい。また、蒸発器には絞り装置５３で低温低圧となった液冷媒が流れ込む。この状態で蒸発器に部屋の空気が送り込まれると、液冷媒は空気から大量の熱を奪って蒸発し、低温低圧のガス冷媒に変化する。蒸発器にて大量の熱を奪われた空気は空調機の吹きだし口から冷風となって放出される。
【０１９９】
そして、この空気調和機２０８では、モータ駆動部５０ｂは、空気調和機の運転状態、つまり空気調和機に対して設定された目標温度、実際の室温及び外気温に基づいて、リニア圧縮機５０ａのリニア振動モータの出力を制御する。
【０２００】
次に動作について説明する。
この実施の形態８の空気調和機２０８では、モータ駆動部５０ｂからリニア圧縮機５０ａに駆動電圧Ｖｄが印加されると、冷媒循環経路内で冷媒が循環し、室内機５５の熱交換器５１及び室外機５６の熱交換器５２にて熱交換が行われる。つまり、上記空気調和機２０８では、冷媒の循環閉路に封入された冷媒をリニア圧縮機５０ａにより循環させることにより、冷媒の循環閉路内に周知のヒートポンプサイクルが形成される。これにより、室内の暖房あるいは冷房が行われる。
【０２０１】
例えば、空気調和機２０８の暖房運転を行う場合、ユーザの操作により、上記四方弁５４は、冷媒が矢印Ａで示す方向に流れるよう設定される。この場合、室内側熱交換器５１は凝縮器として動作し、上記冷媒循環経路での冷媒の循環により熱を放出する。これにより室内が暖められる。
【０２０２】
逆に、空気調和機２０８の冷房運転を行う場合、ユーザの操作により、上記四方弁５４は、冷媒が矢印Ｂで示す方向に流れるよう設定される。この場合、室内側熱交換器５１は蒸発器として動作し、上記冷媒循環経路での冷媒の循環により周辺空気の熱を吸収する。これにより室内が冷やされる。
【０２０３】
ここで、空気調和機２０８では、モータ駆動部５０ｂにより、空気調和機に対して設定された目標温度、実際の室温及び外気温に基づいて、リニア圧縮機５０ａのリニア振動モータの出力が制御される。これにより、空気調和機２０８では、快適な冷暖房が行われる。
【０２０４】
このように本実施の形態８の空気調和機２０８では、冷媒の圧縮及び循環を行う圧縮機には、リニア振動モータを動力源とする圧縮機（リニア圧縮機）５０ａを用いているので、回転型モータを動力源とする圧縮機を用いた空気調和機に比べて、圧縮機での摩擦損が低減し、さらには圧縮機の、高圧冷媒と低圧冷媒とをシールするシール性が高まることとなり、圧縮機効率の向上を図ることができる。
【０２０５】
さらに、本実施の形態８のリニア振動モータを用いた圧縮機５０ａでは、摩擦損が低減されることから、回転型モータを用いた圧縮機で必要不可欠であった潤滑用オイルの使用量を大幅に低減することができる。これにより、リサイクル処理などが必要なる廃油の発生量を少なく抑えることができるだけでなく、オイルに溶け込む冷媒量が減ることから圧縮機に充填する冷媒量を削減することができ、これにより地球環境の保全にも貢献することができる。
【０２０６】
また、本実施の形態８の空気調和機２０８では、モータ駆動部５０ｂは、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機５０ａの運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては空気調和機の小型化を図ることができる。
【０２０７】
（実施の形態９）
図１７は本発明の実施の形態９による冷蔵庫を説明するブロック図である。
この実施の形態９の冷蔵庫２０９は、リニア圧縮機６０ａ，圧縮機駆動装置６０ｂ，凝縮器６１，冷蔵室蒸発器６２，及び絞り装置６３から構成されている。
【０２０８】
ここで、リニア圧縮機６０ａ，凝縮器６１，絞り装置６３，及び冷蔵室蒸発器６２は、冷媒循環経路を形成するものであり、圧縮機駆動装置６０ｂは、上記リニア圧縮機６０ａの駆動源であるリニア振動モータを駆動するモータ駆動部である。なお、上記リニア圧縮機６０ａ及びモータ駆動部６０ｂはそれぞれ、上記実施の形態７のリニア圧縮機４０及びモータ駆動装置２０７と同一のものである。
【０２０９】
絞り装置６３は、上記実施の形態８の空気調和機２０８の絞り装置５３と同様、冷媒が冷媒循環経路を循環している状態で、凝縮器６１から送り出された液冷媒の流量を絞って該液冷媒を膨張させるとともに、冷蔵室蒸発器６２に、必要とされる量の冷媒を過不足なく供給するものである。
【０２１０】
凝縮器６１は、内部を流れる高温高圧の冷媒ガスを凝縮させて、冷媒の熱を外気に放出するものである。該凝縮器６１に送り込まれた冷媒ガスは、外気により熱を奪われて徐々に液化し、凝縮器の出口付近では高圧の液冷媒となる。
【０２１１】
冷蔵室蒸発器６２は、低温の冷媒液を蒸発させて冷蔵庫内の冷却を行うものである。この冷蔵室蒸発器６２は、熱交換の効率を上げるための送風機６２ａと、庫内の温度を検出する温度センサ６２ｂとを有している。
【０２１２】
そして、この冷蔵庫２０９では、モータ駆動部６０ｂは、冷蔵庫の運転状態、つまり冷蔵庫に対して設定された目標温度、及び冷蔵庫内の温度に基づいて、リニア圧縮機６０ａのリニア振動モータの出力を制御する。
【０２１３】
次に動作について説明する。
この実施の形態９の冷蔵庫２０９では、モータ駆動部６０ｂからリニア圧縮機６０ａのリニア振動モータに駆動電圧Ｖｄが印加されると、リニア圧縮機６０ａが駆動して冷媒循環経路内で冷媒が矢印Ｃの方向に循環し、凝縮器６１及び冷蔵室蒸発器６２にて熱交換が行われる。これにより、冷蔵庫内が冷却される。
【０２１４】
つまり、凝縮器６１で液状となった冷媒は、絞り装置６３にてその流量が絞られることにより膨張して、低温の冷媒液となる。そして、冷蔵室蒸発器６２へ低温の液冷媒が送り込まれると、冷蔵室蒸発器６２では、低温の冷媒液が蒸発して、冷蔵庫内の冷却が行われる。このとき、冷蔵室蒸発器６２には、送風機６２ａにより強制的に冷蔵室内の空気が送り込まれており、冷蔵室蒸発器６２では、効率よく熱交換が行われる。
【０２１５】
また、この実施の形態９の冷蔵庫２０９では、モータ駆動部６０ｂにより、該冷蔵庫２０９に対して設定された目標温度及び冷蔵庫内の室温に基づいて、リニア圧縮機６０ａのリニア振動モータの出力が制御される。これにより、冷蔵庫２０９では、冷蔵庫内の温度が目標温度に維持される。
【０２１６】
このように本実施の形態９の冷蔵庫２０９では、冷媒の圧縮及び循環を行う圧縮機には、リニア振動モータを動力源とするリニア圧縮機６０ａを用いているので、実施の形態８の空気調和機２０８と同様、回転型モータを駆動源とする圧縮機に比べて、圧縮機での摩擦損が低減し、さらには圧縮機の冷媒をシールするシール性が向上して、圧縮機の動作効率を高めることができる。
【０２１７】
さらに、本実施の形態９の冷蔵庫２０９では、圧縮機での摩擦損が低減できることから、上記実施の形態８の空気調和機２０８と同様に、使用済み潤滑オイルである廃油の発生量や圧縮機に充填する冷媒の量が削減されることとなる。このため、地球環境の保全に貢献することができるという効果もある。
【０２１８】
また、本実施の形態９の冷蔵庫２０９では、モータ駆動部６０ｂは、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機６０ａの運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては冷蔵庫の小型化を図ることができる。
【０２１９】
（実施の形態１０）
図１８は本発明の実施の形態１０による極低温冷凍機を説明するブロック図である。
この実施の形態１０の極低温冷凍機２１０は、冷凍室（図示せず）を有し、該冷凍室内部を極低温状態（−５０°Ｃ以下）となるよう冷却するものである。この極低温冷凍機２１０を用いて冷却する冷却対象物には、超電導素子として用いる抵抗，コイル，磁石などの電気磁気回路素子、赤外線センサ用の低温参照部などの電子部品、血液や内臓といった医療用のもの、さらに、冷凍マグロなど冷凍食品がある。
【０２２０】
電子部品を極低温状態にするのは、動作効率アップ，あるいは熱雑音の除去による感度アップのためであり、食料品などでは、生鮮食品を輸送したり、鮮度維持や乾燥を行ったりするためである。
【０２２１】
また、冷凍温度は用途により異なるが、−５０度以下、特に、超伝導の用途などでは０〜１００Ｋ（ケルビン）の広い範囲にわたっている。例えば、この極低温冷凍機の冷却温度は、高温超電導の用途では、５０から１００Ｋ程度に、通常の超電導の用途では、０〜５０Ｋ程度の極低温状態に設定される。また、食品などの生鮮維持に用いられる場合は、この極低温冷凍装置の冷却温度は−５０°Ｃ弱に設定される。
【０２２２】
以下、具体的に説明する。
この実施の形態１０の極低温冷凍機２１０は、リニア圧縮機７０ａ，圧縮機駆動装置７０ｂ，放熱器７１，蓄冷器７２，及び絞り装置７３から構成されている。
【０２２３】
ここで、リニア圧縮機７０ａ，放熱器７１，絞り装置７３，及び蓄冷器７２は、冷媒循環経路を形成する。圧縮機駆動装置７０ｂは、上記リニア圧縮機７０ａの駆動源であるリニア振動モータを駆動制御するモータ駆動部である。なお、上記リニア圧縮機７０ａ及びモータ駆動部７０ｂはそれぞれ、上記実施の形態７のリニア圧縮機４０及びモータ駆動装置２０７と同一のものである。
【０２２４】
絞り装置７３は、上記実施の形態８の絞り装置５３と同様、放熱器７１から蓄冷器７２へ送り出された液冷媒を絞り膨張させる装置である。
放熱器７１は、上記実施の形態９の冷蔵庫２０９の凝縮器６１と同様、内部を流れる高温高圧の冷媒ガスを凝縮させて、冷媒の熱を外気に放出するものである。
【０２２５】
蓄冷器７２は、上記実施の形態９の冷蔵室蒸発器６２と同様、低温の冷媒液を蒸発させて冷凍室内の冷却を行い、冷却対象物を極低温状態とするものであり、冷却対象物の温度を検出する温度センサ７２ｂを備えている。なお、蓄冷器７２は、図１８に示すように、熱交換の効率を上げるための送風機７２ａを有するものであってもよい。
【０２２６】
そして、この極低温冷凍機２１０では、モータ駆動部７０ｂは、極低温冷凍機の運転状態、つまり極低温冷凍機に対して設定された目標温度、及び冷凍対象物の温度に基づいて、リニア圧縮機７０ａのリニア振動モータの出力を制御する。
【０２２７】
この実施の形態１０の極低温冷凍機２１０では、モータ駆動部７０ｂからリニア圧縮機７０ａのリニア振動モータに交流電圧Ｖｄが印加されると、リニア圧縮機７０ａが駆動して冷媒循環経路内で冷媒が矢印Ｄの方向に循環し、放熱器７１及び蓄冷器７２にて熱交換が行われる。これにより、冷凍室内の冷却が行われ、その内部の冷却対象物が冷却される。
【０２２８】
つまり、放熱器７１で液状となった冷媒は、絞り装置７３にてその流量が絞られることにより膨張して、低温の冷媒液となる。そして、蓄冷器７２へ低温の液冷媒が送り込まれると、蓄冷器７２では、低温の冷媒液が蒸発して、冷凍室の冷却が行われる。
【０２２９】
また、この実施の形態１０の極低温冷凍機２１０では、モータ駆動部７０ｂにより、該極低温冷凍機２１０に対して設定された目標温度及び冷凍対象物の温度に基づいて、リニア圧縮機７０ａのリニア振動モータの出力が制御される。これにより、極低温冷凍機２１０では、冷凍対象物の温度が目標温度に維持される。
【０２３０】
このように本実施の形態１０の極低温冷凍機２１０では、冷媒の圧縮及び循環を行う圧縮機には、リニア振動モータを動力源とするリニア圧縮機７０ａを用いているので、実施の形態８の空気調和機２０８と同様、回転型モータを駆動源とする圧縮機に比べて、圧縮機での摩擦損が低減し、さらには圧縮機の冷媒をシールするシール性が向上して、圧縮機の動作効率を高めることができる。
【０２３１】
さらに、本実施の形態１０の極低温冷凍機２１０では、圧縮機での摩擦損が低減できることから、上記実施の形態８の空気調和機２０８と同様に、使用済み潤滑オイルである廃油の発生量や圧縮機に充填する冷媒量が削減されることとなる。このため、地球環境の保全に貢献することができるという効果もある。
【０２３２】
また、本実施の形態１０の極低温冷凍機２１０では、モータ駆動部７０ｂは、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機７０ａの運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては極低温冷凍機の小型化を図ることができる。
【０２３３】
（実施の形態１１）
図１９は本発明の実施の形態１１による給湯器を説明するブロック図である。
この実施の形態１１の給湯器２１１は、供給された水を加熱して温水を排出する冷凍サイクル装置８１ａと、冷凍サイクル装置８１ａから排出された温水を貯める貯湯槽８１ｂと、これらを連結する水配管８６ａ，８６ｂ，８７ａ，及び８７ｂとを有している。
【０２３４】
上記冷凍サイクル装置８１ａは、リニア圧縮機８０ａ，圧縮機駆動装置８０ｂ，空気熱交換器８２，絞り装置８３，及び水熱交換器８５を有している。
ここで、リニア圧縮機８０ａ，空気熱交換器８２，絞り装置８３，及び水熱交換器８５は、冷媒循環経路を形成している。
【０２３５】
圧縮機駆動装置８０ｂは、上記リニア圧縮機８０ａの駆動源であるリニア振動モータ（図示せず）を駆動するものである。なお、上記リニア圧縮機８０ａは、上記実施の形態７の、リニア振動モータ４６を有するリニア圧縮機４０と同一のものである。また、圧縮機駆動装置８０ｂは、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同一の構成を有するモータ駆動部である。
【０２３６】
絞り装置８３は、上記実施の形態８の空気調和機２０８の絞り装置５３と同様、水熱交換器８５から空気熱交換器８２へ送り出された液冷媒の流量を絞って、該液冷媒を膨張させるものである。
【０２３７】
水熱交換器８５は、冷凍サイクル装置８１ａに供給された水を加熱する凝縮器であり、加熱された水の温度を検出する温度センサ８５ａを有している。空気熱交換器８２は、周辺雰囲気から熱を吸収する蒸発器であり、熱交換の能力を上げるための送風機８２ａと、該周辺温度を検出する温度センサ８２ｂとを有している。
【０２３８】
なお、図中、８４は、上記冷媒を、リニア圧縮機８０ａ，水熱交換器８５，絞り装置８３，及び空気熱交換器８２により形成される冷媒循環経路に沿って循環させる冷媒配管である。該冷媒配管８４には、リニア圧縮機８０ａから吐出された冷媒を、水熱交換器８５及び絞り装置８３をバイパスして空気熱交換器８２に供給する除霜バイパス管８４ａが接続されており、該バイパス管８４ａの一部には除霜バイパス弁８４ｂが設けられている。
【０２３９】
上記貯湯槽８１ｂは、水あるいは温水を貯める貯湯タンク８８を有している。該貯湯タンク８８の受水口８８c1には、該貯湯タンク８８内へ水を外部から供給する給水配管８８ｃが接続され、上記貯湯タンク８８の湯出口８８d1には、該貯湯タンク８８から浴槽へ湯を供給する浴槽給湯管８８ｄが接続されている。また、上記貯湯タンク８８の水出入口８８ａには、該タンク８８に貯められた湯を外部に供給する給湯管８９が接続されている。
【０２４０】
上記貯湯タンク８８と冷凍サイクル装置８１ａの水熱交換器８５とは、配管８６ａ，８６ｂ，８７ａ，及び８７ｂにより接続されており、貯湯タンク８８と水熱交換器８５との間には水の循環路が形成されている。
【０２４１】
ここで、水配管８６ｂは、水を貯湯タンク８８から水熱交換器８５へ供給する配管であり、その一端は、貯湯タンク８８の水出口８８ｂに接続され、その他端は、ジョイント部分８７b1を介して、水熱交換器８５の入水側配管８７ｂに接続されている。また、この水配管８６ｂの一端側には、貯湯タンク８８内の水あるいは温水を排出するための排水弁８８b1が取り付けられている。上記水配管８６ａは、水を水熱交換器８５から貯湯タンク８８へ戻す配管であり、その一端は、貯湯タンク８８の水出入口８８ａに接続され、その他端は、ジョイント部分８７a1を介して水熱交換器８５の排出側配管８７ａに接続されている。
【０２４２】
そして、水熱交換器８５の入水側配管８７ｂの一部には、上記水循環路内で水を循環させるポンプ８７が設けられている。
さらに、この給湯器２１１では、モータ駆動部８０ｂは、給湯器の運転状態、つまり給湯器に対して設定された温水の目標温度、貯湯槽８１ｂから冷凍サイクル装置８１ａの水熱交換器８５に供給される水の温度、及び外気温に基づいて、リニア圧縮機８０ａのリニア振動モータに要求されるモータ出力を決定する。
【０２４３】
次に動作について説明する。
リニア圧縮機８０ａのリニア振動モータ（図示せず）にモータ駆動部８０ｂから交流電圧Ｖｄが印加され、リニア圧縮機８０ａが駆動すると、リニア圧縮機８０ａにより圧縮された高温冷媒は、矢印Ｅが示す方向に循環し、つまり冷媒配管８４を通り、水熱交換器８５に供給される。また、水循環路のポンプ８７が駆動すると、貯湯タンク８８から水が水熱交換器８５に供給される。
【０２４４】
すると、水熱交換器８５では、冷媒と貯湯タンク８８から供給された水との間で熱交換が行われ、熱が冷媒から水へ移動する。つまり供給された水が加熱され、加熱された水は、貯湯タンク８８へ供給される。このとき、加熱された水の温度は凝縮温度センサ８５ａにて監視されている。
【０２４５】
また、水熱交換器８５では、冷媒は上記熱交換により凝縮し、凝縮した液冷媒は、その流量が絞り装置８３により絞られることにより膨張し、空気熱交換器８２に送り込まれる。この給湯器２１１では、該空気熱交換器８２は、蒸発器として働く。つまり、該空気熱交換器８２は、送風機８２ｂにより送り込まれた外気から熱を吸収し、低温の冷媒液を蒸発させる。このとき、上記空気熱交換器８２の周辺雰囲気の温度は温度センサ８２ｂにより監視されている。
【０２４６】
また、冷凍サイクル装置８１ａでは、空気熱交換器８２に霜がついた場合は、除霜バイパス弁８４ｂが開き、高温の冷媒が除霜バイパス路８４ａを介して空気熱交換器８２に供給される。これにより空気熱交換器８２の除霜が行われる。
【０２４７】
一方、貯湯槽８１ｂには、冷凍サイクル装置８１ａの水熱交換器８５から温水が配管８７ａ及び８６ａを介して供給され、供給された温水が貯湯タンク８８に貯められる。貯湯タンク８８内の温水は、必要に応じて、給湯管８９を通して外部に供給される。特に、浴槽へ給湯する場合は、貯湯タンク内の温水は浴槽用給湯管８８ｄを通して浴槽に供給される。
また、貯湯タンク８８内の水あるいは温水の貯蓄量が一定量以下となった場合には、外部から給水管８８ｃを介して水が補給される。
【０２４８】
そして、この実施の形態１１の給湯器２１１では、モータ駆動部８０ｂにより、該給湯器２１１に対して設定された温水の目標温度、水熱交換機８５ａに供給される水の温度、及び外気温に基づいて、リニア圧縮機８０ａのリニア振動モータの出力が制御される。これにより、給湯器２１１では、目標温度の温水の供給が行われる。
【０２４９】
このように本実施の形態１１の給湯器２１１では、冷凍サイクル装置８１ａにて冷媒の圧縮及び循環を行う圧縮機には、リニア振動モータを動力源とするリニア圧縮機８０ａを用いているので、実施の形態８の空気調和機２０８と同様、回転型モータを動力源とする圧縮機に比べて、圧縮機での摩擦損が低減し、さらには圧縮機の冷媒をシールするシール性が向上して、圧縮機の動作効率を高めることができる。
【０２５０】
さらに、本実施の形態１１の給湯器２１１では、圧縮機での摩擦損が低減できることから、上記実施の形態８の空気調和機２０８と同様に、使用済み潤滑オイルである廃油の発生量や圧縮機に充填される冷媒の量が削減されることとなる。このため、地球環境の保全に貢献することができるという効果もある。
【０２５１】
また、本実施の形態１１の給湯器２１１では、モータ駆動部８０ｂは、実施の形態７のモータ駆動装置２０７と同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いてリニア振動モータの可動子の位置を算出するので、リニア圧縮機８０ａの運転中にはピストンの位置を高い精度で検知することができる。これにより、ピストンとシリンダヘッドとのクリアランスを削減して、リニア圧縮機の小型化、ひいては給湯器の小型化を図ることができる。
【０２５２】
（実施の形態１２）
図２０は本発明の実施の形態１２による携帯電話を説明するブロック図である。
この実施の形態１２の携帯電話２１２は、機械的に振動する振動器９０ａと、該振動部９０ａを駆動する駆動装置９０ｂとを有し、着信等を振動によりユーザに伝えるものである。
【０２５３】
ここで、上記振動器９０ａは、そのケース９１内に配置され、バネ部材９２により振動可能に支持された重り部材９３と、該重り部材９３の一部に固着されたマグネット９３ａと、上記ケース９１内に上記重り部材９３のマグネット９３ａに対向するよう配置され、コイル９４ａが埋め込まれたステータ９４とを有している。そして、上記重り部材９３に取り付けられたマグネット９３ａと、上記ステータ９４に埋め込まれたコイル９４ａとから、リニア振動モータ９５が構成されており、このリニア振動モータ９５の可動子は、重り部材９３及びマグネット９３ａにより構成されている。このリニア振動モータ９５では、このコイル９４ａとマグネット９３ａとの間で発生する電磁力及び上記ばね部材９２の弾性力により、上記重り部材９３がバネ部材９２の伸縮方向に沿って往復運動する。
【０２５４】
そして、この実施の形態１２の駆動装置９０ｂは、携帯電話２１２に搭載されたバッテリー（図示せず）を電源とし、上記振動器９０ａのリニア振動モータ９５を駆動するモータ駆動部９０ｂであり、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同じ構成を有している。
【０２５５】
このような構成の携帯電話２１２では、着信時には、モータ駆動部９０ｂから振動器９０ａのリニア振動モータ９５への通電により、重り部材９３がバネ部材９２の伸縮方向に往復動し、振動器９０ａが振動する。
【０２５６】
つまり、コイル９４ａに交流電圧Ｖｄが印加されると、ステータ９４には交流の磁界が発生し、この磁界にマグネット９３ａが引き付けられ、マグネット９３ａと、マグネット９３ａが固着されている重り部材９３が往復運動を開始する。
【０２５７】
このように本実施の形態１２の携帯電話２１２では、機械的な振動をリニア振動モータ９５により発生するので、回転型モータにより振動を発生させる場合に比べて、機械的な振動を、振動数と振幅の大きさという２つの自由度でもって変化させることができ、振動により着信等をユーザに知らせる振動器９１を、振動のバリエーションの多彩なものとできる。
【０２５８】
また、本実施の形態１２の携帯電話２１２では、モータ駆動部９０ｂは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様、リニア振動モータの非運転モードでモータ推力定数を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したモータ推力定数を用いて可動子の位置を算出するので、リニア振動モータ９５の運転中には、可動子の位置を高い精度で検知することができる。これにより、可動子とケースとのクリアランスを削減して、リニア振動モータの小型化、ひいては携帯電話の小型化を図ることができる。
【０２５９】
なお、上記実施の形態１２では、実施の形態１のリニア振動モータ及びその駆動装置を、携帯電話における着信を振動により知らせる振動器及びその駆動制御部として用いた場合を示したが、実施の形態１のリニア振動モータ及びその駆動装置は、往復式電気かみそりの動力源及びその駆動部として用いることができることは言うまでもない。
【０２６０】
さらに、上記実施の形態７〜１２では、モータ駆動部は、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同一の構成を有しているが、実施の形態７〜１２のモータ駆動部は、実施の形態２ないし６のモータ駆動装置１０１ｂないし１０１ｆと同一の構成を有するものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２６１】
本発明に係るモータ駆動装置は、動作状態に基づいてモータ推力定数を算出し、これによりモータ推力定数を用いて算出される可動子の位置の精度を高めて可動子とモータ筐体とのクリアランスを削減することができるものであり、リニア振動モータの小型化を図る上で極めて有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【０２６２】
【図１】本発明の実施の形態１によるモータ駆動装置１０１ａを説明するブロック図である。
【図２】上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態２によるモータ駆動装置１０１ｂを説明するブロック図である。
【図４】上記実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態３によるモータ駆動装置１０１ｃを説明するブロック図である。
【図６】上記実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態４によるモータ駆動装置１０１ｄを説明するブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態４によるモータ駆動装置１０１ｄの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態５によるモータ駆動装置１０１ｅを説明するブロック図である。
【図１０】上記実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態６によるモータ駆動装置１０１ｆを説明するブロック図である。
【図１２】上記実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの動作をフローチャートにより説明する図である。
【図１３】本発明及び従来のリニア振動モータの等価回路を示す図である。
【図１４】上記リニア振動モータの可動子位置を運動方程式を用いて算出する処理を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態７のモータ駆動装置２０７を説明する模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態８による空気調和機２０８を説明する模式図である。
【図１７】本発明の実施の形態９による冷蔵庫２０９を説明する模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態１０による極低温冷凍機２１０を説明する模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態１１による給湯器２１１を説明する模式図である。
【図２０】本発明の実施の形態１２による携帯電話２１２を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０２６３】
１ａ，１ｄ，１ｆ  モータドライバ
２ａ，２ｆ  可動子位置演算部
３ａ，３ｂ，３ｃ  推力検出部
４ａ，４ｃ，４ｆ  推力定数決定部
５ｂ  移動距離検出部
６ｃ  所定位置到達検知部
７ｆ  温度検出部
８ｆ  推力定数推定部
４０，５０ａ，６０ａ，７０ａ，８０ａ  リニア圧縮機
４１ａ  シリンダ部
４１ｂ  モータ部
４２  ピストン
４３，９２  支持ばね
４４  マグネット
４５  電磁石
４６，９５，１００  リニア振動モータ
５０ｂ，６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ，９０ｂ  モータ駆動部
５１  室内側熱交換器
５１ｂ，５２ｂ，６２ｂ，７２ｂ，８２ｂ，８５ａ  温度センサ
５２  室外側熱交換器
５３，６３，７３，８３  絞り装置
５４  四方弁
５５  室内機
５６  室外機
６１  凝縮器
６２  冷蔵室蒸発器
７１  放熱器
７２  蓄冷器
８１ａ  冷凍サイクル装置
８１ｂ  貯湯槽
８２  空気熱交換器
８５  水熱交換器
８７  ポンプ
８８  貯湯タンク
９０ａ  振動器
９１  ケース
９３  重り部材
９３ａ  マグネット
９４  ステータ
９４ａ  コイル
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ，２０７  モータ駆動装置
２０８  空気調和機
２０９  冷蔵庫
２１０  極低温冷凍機
２１１  給湯器
２１２  携帯電話
α  モータ推力定数
Ｃsns  電流センサ出力
Ｆthr  可動子の推力
Ｉα(d)  モータ推力定数情報（運転中）
Ｉac  交流電流
Ｉdc  直流電流
Ｉｆ  可動子推力情報
Ｉｔ  モータ温度情報
Ｉｘ  可動子位置情報
Ｉxmea  移動距離情報
Ｌ  巻線の等価インダクタンス
Ｌps  可動子ストローク
Ｐ  可動子先端位置
Ｐaru  ある地点
Ｐav  可動子振幅中心位置
Ｐini  可動子中立位置
Ｐsh  シリンダヘッドの位置
Ｐbd  下死点位置
Ｐtd  上死点位置
Ｒ  巻線の等価抵抗
Ｓｐ  到達検知信号
Ｖac  交流電圧
Ｖdc  直流電圧
Ｘ，Ｘ’，Ｘ”  座標系
ｘ，ｘ’，ｘ”  可動子変位量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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