(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれコイルが巻き付いている第１の支脚および第２の支脚を有するＵ字型磁気ヨークと、
コイルに電気的に接続され、交番パルスを発生し、Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚の端面に交番磁極を発生させる制御ユニットと、
支点回りで揺動可能なスイングアームであって、Ｕ字型磁気ヨークの端面方向から外へ伸び、かつ支点を境として、Ｕ字型磁気ヨークに近い一端が内側アームとなり、Ｕ字型磁気ヨークから離れた一端が外側アームとなるスイングアームと、
内側アームのＵ字型磁気ヨークに近い一端に取り付けられている第２の磁気ヨークと、
第２の磁気ヨークに装着して固定される４つの永久磁石であって、第１の永久磁石、第２の永久磁石、第３の永久磁石および第４の永久磁石の配置順に並列分布し、前記第１の永久磁石と第４の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第２の永久磁石と第３の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第１の永久磁石の外端面と第２の永久磁石外端面は逆極性であり、かつ第１の支脚の端面に対応して設けられ、前記第３の永久磁石の外端面と第４の永久磁石の外端面は逆極性であり、かつ第２の支脚の端面に対応して設けられ、前記永久磁石の端面とその対応する支脚の端面にはエアギャップがあり、前記Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚が発生する交番磁極によって、永久磁石、第２の磁気ヨークおよびスイングアームが往復揺動する永久磁石と、を含む揺動モータに使用される制御方法であって、
パルスパラメータを設定することと、
前記制御ユニットは、設定されたパルスパラメータに従って、スイングアームが前記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力することと、前記揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成される、を含み、
前記フルスイングモードは、前記スイングアームの振幅が最大振幅で往復揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力し、前記第１の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下であり、
前記セカンダリスイングモードは、前記スイングアームの振幅が中心対称で前記フルスイングモードよりも小さく揺動し、かつ最大振幅まで押してそれ自体で中心対称に戻って揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力し、前記第２の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）であり、
前記インサイチュシェイクモードは、前記スイングアームの振幅が最大振幅まで押してそれ自体で中心に戻ることができず、その場で僅かに揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力し、前記第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である、ことを特徴とする揺動モータに使用される制御方法。
【請求項２】
前記制御ユニットは、スイングアームが往復揺動する周波数を加速するように、出力される第１の交番パルスの周波数を増やすことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記制御ユニットは、スイングアームの揺動の振幅が減少するように、出力される第２の交番パルスの周波数を増やすことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項４】
揺動モータの給電電圧が小さくなるか、揺動モータのアクチュエーターが大きくなると、制御ユニットから出力される交番パルスのパルス幅を増やすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御方法。
【請求項５】
前記制御ユニットは、スイングアームの揺動の振幅が増加するように、出力される第３の交番パルスのパルス幅を増やすことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項６】
前記制御ユニットは、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力し、
前記第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、
前記第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）であり、
前記第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で前記複合交番パルスを形成することを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項７】
前記パルスパラメータの設定は、
ユーザの心拍周波数信号を検出および／または受信することと、
前記心拍周波数信号に従って、交番パルスの周波数を心拍周波数に対応させるように、パルスパラメータを設定することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項８】
それぞれコイルが巻き付いている第１の支脚および第２の支脚を有するＵ字型磁気ヨークと、
コイルに電気的に接続され、交番パルスを発生し、Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚の端面に交番磁極を発生させる制御ユニットと、
支点回りで揺動可能なスイングアームであって、Ｕ字型磁気ヨークの端面から外へ伸び、かつ支点を境として、Ｕ字型磁気ヨークに近い一端が内側アームとなり、Ｕ字型磁気ヨークから離れた一端が外側アームとなるスイングアームと、
内側アームのＵ字型磁気ヨークに近い一端に取り付けられている第２の磁気ヨークと、
第２の磁気ヨークに装着して固定される４つの永久磁石であって、第１の永久磁石、第２の永久磁石、第３の永久磁石および第４の永久磁石の配置順に並列分布し、前記第１の永久磁石と第４の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第２の永久磁石と第３の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第１の永久磁石の外端面と第２の永久磁石外端面は逆極性であり、かつ第１の支脚の端面に対応して設けられ、前記第３の永久磁石の外端面と第４の永久磁石の外端面は逆極性であり、かつ第２の支脚の端面に対応して設けられ、前記永久磁石の端面とその対応する支脚の端面にはエアギャップがあり、前記Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚が発生する交番磁極によって、永久磁石、第２の磁気ヨークおよびスイングアームが往復揺動する永久磁石と、を含む揺動モータであって、
前記制御ユニットはさらに、スイングアームがパルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、設定されたパルスパラメータを記憶し、設定されたパルスパラメータに従って、対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力し、前記揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、
前記フルスイングモードは、前記スイングアームの振幅が最大振幅で往復揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力し、前記第１の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下であり、
前記セカンダリスイングモードは、前記スイングアームの振幅が中心対称で前記フルスイングモードよりも小さく揺動し、かつ最大振幅まで押してそれ自体で中心対称に戻って揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力し、前記第２の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）であり、
前記インサイチュシェイクモードは、前記スイングアームの振幅が最大振幅まで押してそれ自体で中心に戻ることができず、その場で僅かに揺動するモードであり、前記制御ユニットは、スイングアームがインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力し、前記第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である、ことを特徴とする揺動モータ。
【請求項９】
前記制御ユニットは、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力し、前記第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）であり、前記第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で前記複合交番パルスを形成する、ことを特徴とする請求項８に記載の揺動モータ。
【請求項１０】
ユーザの心拍周波数信号を受信するための受信ユニットと、前記心拍周波数信号に従って、交番パルスの周波数を心拍周波数に対応させるように、パルスパラメータを設定するための設定ユニットと、をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の揺動モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの分野に関し、特に、揺動モータに使用される制御方法および揺動モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、公開番号１０７０３５９（永久磁石式電動クリッパー）や、公開番号２０３３５７４７８Ｕ（電動クリッパー用揺動ロッド）などの特許に記載された従来の揺動モータの場合、十分なモーメントを確保するには、コイルに２２０Ｖの交流電力を通過させ、その電力を８−１２ワットに達させるとともに、２２０Ｖの交流電力の固定周波数でスイングアームを揺動させ、共振スプリングによって往復揺動できる。
【０００３】
さらに、例えば、ＪＰ２００１２７５３３２Ａに記載された振動ドライバーの場合、その駆動は共振時に振幅が最大になる共振スプリングにも依存し、この周波数から逸脱すると、振幅が減少し、モーメントも不安定になる。異なるパルス幅のパルスでそれが一端まで揺動するように駆動されると、安定した位置にならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この２種類の揺動モータはいずれも、共振スプリングによって揺動アセンブリを中間位置に支持し、固定周波数の交番信号でスプリングと共振するように駆動され、即ち、スイング周波数を大きく変えることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、主に揺動モータに使用される制御方法および揺動モータを提供する。
第１態様によれば、一実施例では、 
それぞれコイルが巻き付いている第１の支脚および第２の支脚を有するＵ字型磁気ヨークと、
コイルに電気的に接続され、交番パルスを発生し、Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚の端面に交番磁極を発生させる制御ユニットと、
支点回りで揺動可能なスイングアームであって、Ｕ字型磁気ヨークの端面から外へ伸び、かつ支点を境として、Ｕ字型磁気ヨークに近い一端が内側アームとなり、Ｕ字型磁気ヨークから離れた一端が外側アームとなるスイングアームと、
内側アームのＵ字型磁気ヨークに近い一端に取り付けられている第２の磁気ヨークと、
第２の磁気ヨークに装着して固定される４つの永久磁石であって、第１の永久磁石、第２の永久磁石、第３の永久磁石および第４の永久磁石の配置順に並列分布し、前記第１の永久磁石と第４の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第２の永久磁石と第３の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第１の永久磁石の外端面と第２の永久磁石外端面は逆極性であり、かつ第１の支脚の端面に対応して設けられ、前記第３の永久磁石の外端面と第４の永久磁石の外端面は逆極性であり、かつ第２の支脚の端面に対応して設けられ、前記永久磁石の端面とその対応する支脚の端面にはエアギャップがあり、前記Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚が発生する交番磁極によって、永久磁石、第２の磁気ヨークおよびスイングアームが往復揺動する永久磁石と、を含む揺動モータに使用される制御方法であって、
パルスパラメータを設定することと、
前記制御ユニットは、設定されたパルスパラメータに従って、スイングアームが前記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力することと、前記揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードの少なくとも１つを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成されることとを含む揺動モータに使用される制御方法。
【０００６】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力し、前記第１の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下である。
【０００７】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームが往復揺動する周波数を加速するように、出力される第１の交番パルスの周波数を増やす。
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力し、前記第２の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）である。
【０００８】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームの揺動の振幅が減少するように、出力される第２の交番パルスの周波数を増やす。
一実施例では、揺動モータの給電電圧が小さくなるか、揺動モータのアクチュエーターが大きくなると、制御ユニットから出力される交番パルスのパルス幅を増やす。
【０００９】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力し、前記第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。
【００１０】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームの揺動の振幅が増加するように、出力される第３の交番パルスのパルス幅を増やす。
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力し、
前記第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、
前記第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）であり、
前記第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で前記複合交番パルスを形成する。
【００１１】
第２態様によれば、一実施例では、
それぞれコイルが巻き付いている第１の支脚および第２の支脚を有するＵ字型磁気ヨークと、
コイルに電気的に接続され、交番パルスを発生し、Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚の端面に交番磁極を発生させる制御ユニットと、
支点回りで揺動可能なスイングアームであって、Ｕ字型磁気ヨークの端面から外へ伸び、かつ支点を境として、Ｕ字型磁気ヨークに近い一端が内側アームとなり、Ｕ字型磁気ヨークから離れた一端が外側アームとなるスイングアームと、
内側アームのＵ字型磁気ヨークに近い一端に取り付けられている第２の磁気ヨークと、
第２の磁気ヨークに装着して固定される４つの永久磁石であって、第１の永久磁石、第２の永久磁石、第３の永久磁石および第４の永久磁石の配置順に並列分布し、前記第１の永久磁石と第４の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第２の永久磁石と第３の永久磁石の外端面は同極性であり、前記第１の永久磁石の外端面と第２の永久磁石外端面は逆極性であり、かつ第１の支脚の端面に対応して設けられ、前記第３の永久磁石の外端面と第４の永久磁石の外端面は逆極性であり、かつ第２の支脚の端面に対応して設けられ、前記永久磁石の端面とその対応する支脚の端面にはエアギャップがあり、前記Ｕ字型磁気ヨークの２つの支脚が発生する交番磁極によって、永久磁石、第２の磁気ヨークおよびスイングアームを往復揺動させる永久磁石と、を含む揺動モータであって、
前記制御ユニットはさらに、スイングアームが前記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、設定されたパルスパラメータを記憶し、設定されたパルスパラメータに従って、対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力し、前記揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードの少なくとも１つを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成される。
【００１２】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力し、前記第１の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下である。
【００１３】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力し、前記第２の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）である。
【００１４】
一実施例では、前記制御ユニットは、スイングアームがインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力し、前記第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。
【００１５】
一実施例では、
前記制御ユニットは、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力し、前記第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上であり、前記第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上であり、前記第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）であり、前記第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で前記複合交番パルスを形成する。
【発明の効果】
【００１６】
上記実施例に係る揺動モータに使用される制御方法および揺動モータによれば、前記制御ユニットは、スイングアームが前記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力し、前記揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードの少なくとも１つを含むため、応用シーンによって、揺動モータは、異なる揺動モードを提供し、多目的機能を実現できる。
フルスイングの場合、０−Ｆａ周波数で両端まで駆動されると安定した位置がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の揺動モータの一実施例の構造概略図である。
【図２】図１に示す実施例における永久磁石とＵ字型磁気ヨークの支脚の嵌め合い概略図である。
【図３】図１に示す実施例の通電状態での概略図である。
【図４】図１に示す実施例の図３とは逆方向の通電状態での概略図である。
【図５】図１に示す実施例における４つの永久磁石の径方向端面の第１の展開概略図である。
【図６】図１に示す実施例における４つの永久磁石の径方向端面の第２の展開概略図である。
【図７】図１に示す実施例における４つの永久磁石の径方向端面の第３の展開を示す図である。
【図８】図１に示す実施例におけるスイングアームの出力部分の他の実施例の構造概略図である。
【図９】本発明の一実施例による揺動モータに使用される制御方法のフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例においてパルスパラメータを設定するフロー概略図である。
【図１１】本発明の他の実施例による揺動モータの構造ブロック図である。
【図１２】（ａ）は一実施例の心電図の例であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、図１２（ａ）に示される心電図によって設定できる揺動モータに使用されるいくつかの交番パルスの例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、特定の実施形態によって添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。ここで、異なる実施形態における類似の要素は、関連する類似の要素番号を使用する。以下の実施形態において、本出願をよりよく理解するために、多くの詳細が提供されている。しかしながら、当業者であれば、その一部の特徴が異なる状況で省略されたり、他の要素、材料、方法によって置き換えられたりすることを容易に理解できる。場合によって、本出願の中核部分があまりにも多くの説明に圧倒されるのを回避するために、本出願に関連するいくつかの操作は明細書に示されておらず省略されるが、当業者であれば、これらの関連操作に対する詳細な説明を必要とせず、明細書における記述および本分野の一般的な技術知識に従って、関連操作を完全に理解できる。
【００１９】
また、明細書で説明される特性、操作または特徴は、様々な実施形態を形成するために、任意の適切な方法で組み合わされてもよい。同時に、方法の説明における各ステップまたは動作は、当業者にとって自明な方法で順序を変更または調整することもできる。従って、明細書および図面における様々な順序は、単に一実施例を明確に説明するためのものであり、特定の順序に従う必要がない限り、必要な順序であることを意図しない。
【００２０】
本文において、「第１」、「第２」などの部品に付与される番号自体は、説明される対象を区別するためにのみ使用され、順序や技術的な意味を有しない。本出願で使用される「接続」、「結合」は、特に説明されない限り、いずれも直接および間接の両方の接続（結合）を含む。
本発明は、揺動モータに使用される制御方法および揺動モータを提供し、本発明をより明確に説明するために、以下、実施例一を例に挙げて、まず本発明による揺動モータの基本構造を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本実施例で開示した揺動モータは、往復揺動運動を出力することができ、その基本構造は図１および図２に示すとおりであり、本実施例による揺動モータは、Ｕ字型磁気ヨーク１００、制御ユニット３００、スイングアーム４００、第２の磁気ヨーク５００および４つの永久磁石（第１の永久磁石６１０、第２の永久磁石６２０、第３の永久磁石６３０および第４の永久磁石６４０）を含み、以下詳細に説明する。
【００２２】
Ｕ字型磁気ヨーク１００は、第１の支脚１１０および第２の支脚１２０を有し、第１の支脚１１０および第２の支脚１２０にはそれぞれコイル２００が巻き付いている。
制御ユニット３００は、コイル２００に電気的に接続され、交番パルスを発生し、Ｕ字型磁気ヨーク１００の２つの支脚の端面１１１、１２１に交番磁極を発生させる。
支点回りで揺動可能なスイングアーム４００は、Ｕ字型磁気ヨーク１００の端面１１１、１２１から外へ伸び、かつ支点を境として、スイングアーム４００のＵ字型磁気ヨーク１００に近い一端が内側アーム４２０となり、スイングアーム４００のＵ字型磁気ヨーク１００から離れた一端が外側アーム４３０となる。
【００２３】
第２の磁気ヨーク５００（Ｕ字型磁気ヨーク１００と区別するために、第２の磁気ヨーク５００と呼ぶ）は、内側アーム４２０のＵ字型磁気ヨーク１００に近い一端に取り付けられる。
４つの永久磁石は、第２の磁気ヨーク５００に装着して固定されている（例えば接着固定されている）。４つの永久磁石は、支点を円心とした同一円周上に順に分布し、かつ第１の永久磁石６１０、第２の永久磁石６２０、第３の永久磁石６３０および第４の永久磁石６４０が順に配置される。第１の永久磁石６１０と第４の永久磁石６４０の径方向端面６１１、６４１は同極性であり、第２の永久磁石６２０と第３の永久磁石６３０の径方向端面６２１、６３１は同極性であり、第１の永久磁石６１０の径方向端面６１１と第２の永久磁石６２０の径方向端面６２１とは逆極性であり、かつ第１の支脚１１０の端面１１１に対応して設けられ、第３の永久磁石６３０の径方向端面６３１と第４の永久磁石６４０の径方向端面６４１とは逆極性であり、かつ第２の支脚１２０の端面１２１に対応して設けられ、４つの永久磁石の端面とその対応する支脚の端面にはエアギャップがある。
【００２４】
ここで、４つの永久磁石が支点を円心とした同一円周上に順に分布することは、これら４つの永久磁石から支点までの半径がほぼ等しく、即ち、揺動中心線に沿って径方向に分布することを意味する。
このＵ字型磁気ヨーク１００、スイングアーム４００、第２の磁気ヨーク５００および永久磁石は、ハウジング７００内に収容され、スイングアーム４００の支点が揺動軸４１０ｂであり、この揺動軸４１０ｂはハウジング７００上に装着して固定され、スイングアーム４００がこの揺動軸４１０ｂに嵌着する。ここで言及されるハウジング７００は、このモータ専用のハウジングであってもよく、このモータを用いた電気器具のハウジングであってもよい。
【００２５】
コイル２００に通電すると、４つの永久磁石は、それぞれ、同じ回転方向のモーメントを発生する。通電した後、第１および第３の永久磁石６１０、６３０がＵ字型磁気ヨーク１００に対して同じ強さの磁気吸引力を発生していれば、第２および第４の永久磁石６２０、６４０は、Ｕ字型磁気ヨーク１００に対して同じ強さの磁気反発力を発生する。逆方向に通電した後、第１および第３の永久磁石６１０、６３０はＵ字型磁気ヨーク１００に対して同じ強さの磁気反発力を発生していれば、第２および第４の永久磁石６２０、６４０は、Ｕ字型磁気ヨーク１００に対して同じ強さの磁気吸引力を発生する。Ｕ字型磁気ヨークの各支脚は２つの永久磁石に対応し、このような永久磁石の冗長設計は、従来技術とは異なる磁気回路設計であるため、この揺動モータは、同じ電力の既存のモータよりも大きなモーメントを持ち、作用する磁束が大きく、これに応じて、駆動電力が小さくなる。
【００２６】
これらの４つの永久磁石は、同時にＵ字型磁気ヨーク１００から同じ揺動方向の作用力を受け、スイングアーム４００が外力に頼らず往復揺動プロセス全体を確保することができる。
具体的には、図１、２、３を参照し、第１の永久磁石６１０および第４の永久磁石６４０の端面がＮ極であり、第２の永久磁石６２０および第３の永久磁石６３０の端面がＳ極であることが想定される。コイル２００に通電すると、この場合、第１の支脚１１０の端面がＮ極であり、第２の支脚１２０の端面がＳ極であれば、第１の支脚１１０のＮ極は、第２の永久磁石６２０のＳ極に対して吸引力を発生し、第１の永久磁石６１０のＮ極に対して反発力を発生する。同様に、第２の支脚１２０のＳ極は、第４の永久磁石６４０のＮ極に対して吸引力を発生し、第３の永久磁石６３０のＳ極に対して反発力を発生することにより、スイングアーム４００を図１に示す位置から図３に示す位置まで揺動させ、１回目の揺動となる。
【００２７】
コイル２００内の電流方向を変え、図４に示すように、この場合、第１の支脚１１０の端面がＳ極であり、第２の支脚１２０の端面がＮ極であれば、第１の支脚１１０のＳ極は、第２の永久磁石６２０のＳ極に対して反発力を発生し、第１の永久磁石６１０のＮ極に対して吸引力を発生する。同様に、第２の支脚１２０のＮ極は、第４の永久磁石６４０のＮ極に対して反発力を発生し、第３の永久磁石６３０のＳ極に対して吸引力を発生することにより、スイングアーム４００を図３に示す位置から図４に示す位置まで揺動させ、２回目の揺動となる。これは、フルスイング位置として定義されてもよく、４つの永久磁石を分離して、揺動距離を増やすことができ、４つの永久磁石は、取り付け方向を除いて同じであるため、厚さと幅に応じて磁気誘導強度を簡単に設定でき、対応するＵ字型磁気ヨーク１００の支脚の幅は永久磁石に対応し、揺動距離を増やすために支脚の幅を広げる必要がなく、Ｕ字型磁気ヨーク１００の磁気誘導強度を高めることにも役立ち、また、非作用のＵ字型磁気ヨークの支脚に対する中央の２つの永久磁石の影響は極めて小さい。
【００２８】
上述したように、コイル２００は制御ユニット３００に接続され、制御ユニット３００はパルス幅の調整が可能な交番パルスを発生して、Ｕ字型磁気ヨーク１００の端面に交番する磁極を発生させ、永久磁石に吸引力モーメントおよび反発力モーメント、または反発力モーメントおよび吸引力モーメントを発生させ、スイングアーム４００が揺動するように駆動することにより、スイングアーム４００によって対応する揺動しようとする機械ユニットを駆動する。即ち、この揺動モータは、制御ユニット３００の交番パルスに従って揺動する。
【００２９】
さらに、図２に示すように、第１の永久磁石６１０と第２の永久磁石６２０との間のギャップを第１の支脚１１０の端面１１１の幅よりも小さく、第３の永久磁石６３０と第４の永久磁石６４０との間のギャップを第２の支脚１２０の端面１２１の幅よりも小さくすることができ、これにより、Ｕ字型磁気ヨーク１００の支脚が各永久磁石に対して十分な作用力を持つことを確保する。
【００３０】
各永久磁石の幅とＵ字型磁気ヨーク１００の支脚の端面の幅は、同じであっても、異なってもよい。ここで言及される幅とは、図２における矢印で示される方向における幅である。
エアギャップを小さくするために、図２に示すように、第１の支脚１１０と第２の支脚１２０の端面１１１、１２１が、永久磁石が揺動する時に対応する円周にマッチングする円弧面を有し、即ち、第１の支脚１１０と第２の支脚１２０の端面１１１、１２１のなす円弧面と、永久磁石の揺動時に形成された円周の一部の円弧面とは、エアギャップだけの間隔を有するようにすることができる。
【００３１】
ここで、図５を参照し、４つの永久磁石の径方向端面は、図５に示すように配置され、略矩形をなしている。なお、永久磁石の径方向端面は、他の形状に設けられてもよく、図６に示すように、第１の永久磁石６１０ａと第２の永久磁石６２０ａの径方向端面は、隣接する１辺が傾斜しかつ互いに平行であるように設けられ、第３の永久磁石６３０ａと第４の永久磁石６４０ａの径方向端面は、隣接する１辺が傾斜しかつ互い平行であるように設けられ、即ち、第２の永久磁石６２０ａと第４の永久磁石６４０ａは、ほぼ同じ方向に設けられた直角台形であり、第１の永久磁石６１０ａと第３の永久磁石６３０ａも同じ形状の直角台形であるが、その方向が第２の永久磁石６２０ａと第４の永久磁石６４０ａとは逆である。または、図７に示すように、４つの永久磁石の径方向端面は、いずれも傾斜しかつ互いに平行であるように設けられ、いずれも略平行四辺形である。
【００３２】
以上に示す永久磁石の配置図において、永久磁石が交互に分布し、出力モーメント曲線を改善し、出力モーメントを安定させることができる。
さらに、図１を参照し、外側アーム４３０は、力出力部４３１を有し、力出力部４３１は、対応するアクチュエーターを取り付けるために使用され、例えば、力出力部４３１は円弧形の外壁を有し、この円弧形の外壁は、適応したアクチュエーターに作用することができ、アクチュエーターが揺動するように駆動する。
【００３３】
スイングアーム４００の外側アーム４３０が出力アームであり、外側モーメントアームが内側モーメントアームよりも小さく、内側モーメントアームの距離は、永久磁石の径方向端面から揺動軸４１０ｂの中心までの距離であり、外側モーメントアームの距離は、揺動軸４１０ｂの中心から外側アーム４３０の力出力部４３１の中心までの距離である。ここで、揺動振幅のニーズに応じて内側アームと外側アームの長さの比を設定してもよい。
【００３４】
なお、図８を参照し、外側アーム４３０および／または内側アーム４２０には、力を出力するための揺動レバー４３２、４２１が設けられてもよく、この揺動レバー４３２、４２１は、スイングアーム４００の揺動平面に垂直（この垂直は、略垂直な角度をなすような場合を含む）であり、スイングアーム４００が揺動する際に、揺動レバー４３２、４２１および揺動レバー４３２、４２１に取り付けられたアクチュエーター４４０が揺動するように動かす。
【００３５】
揺動するたびに、４つの永久磁石は、実際には、それぞれ、同じ方向に向かって揺動する作用力を受け、出力モーメント＝出力力×外側モーメントアーム＝（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４）×内側モーメントアームであり、ただし、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、Ｕ字型磁気ヨーク１００が４つの永久磁石のそれぞれに加える作用力である。
【００３６】
図１を参照し、この揺動モータは、電源オフ状態では、第１および第２の永久磁石６１０、６２０と第１の支脚１１０とでエアギャップを介して閉磁路が形成され、第３および第４の永久磁石６３０、６４０と第２の支脚１２０とでエアギャップを介して閉磁路が形成され、磁気漏れを回避することができる。そして、永久磁石および第２の磁気ヨーク５００がスイングアーム４００に取り付けられているため、スイングアーム４００の他の部分が磁界に影響を及ぼすことがない。
【００３７】
なお、図１を参照し、充電電池３１０と充電モジュール３２０をさらに含んでもよく、前記充電電池３１０は、給電するために使用され、充電モジュール３２０は、制御ユニットに接続され、充電電池３１０を充電するために使用される。
制御ユニットは、状態指示モジュール３３０とスイッチをさらに含んでもよく、状態指示モジュール３３０は、モータの動作状態を指示するために使用され、スイッチは、トリガー信号を制御ユニットに与えて、モータの開閉を制御するために使用される。
さらに、制御ユニット３００は、コイルへの通電パルスをカウントすることで、機械の揺動回数を判定することができ、出力信号によって機械ユニットの運転状況について対応する指示を与える。
【００３８】
この揺動モータのスイングアームが支点回りで揺動し、支点がスイングアームに嵌め合う構造の寿命は、このモータの寿命であり、例えば、スイングアームが軸受けを介して揺動軸に取り付けられていれば、この軸受けの寿命はモータの寿命であるため、このモータの寿命が非常に長く、既存のブラシ付きＤＣモータはその比べものにはならない。またはいは、スイングアームは、直接に揺動軸に嵌着してもよく、この場合、この嵌着構造の寿命がモータの寿命となる。
【００３９】
本実施例に示される揺動モータは、電動クリッパーを動かすことができる他、往復運動が必要としかつ運動距離が大きくない様々な機械ユニットを動かすこともできる。この揺動モータは、カム機構または偏心リンク構造を必要とせず、騒音が小さく、電流が安定し、ロック時に電流が大きく変化することがなく、揺動周波数は、抵抗に伴って変化することがない。
【実施例２】
【００４０】
本実施例２は、揺動モータに使用される制御方法（以下制御方法と略称する）を提供し、この揺動モータは、実施例１で開示した揺動モータであってもよい。以下は、まず、本発明の制御方法の発明概念について説明する。
揺動モータの場合、特定の場合に応用されるか、特定の電気器具にされると、その動作電圧、永久磁石（例えば、第１の永久磁石６１０、第２の永久磁石６２０、第３の永久磁石６３０および第４の永久磁石６４０）、スイングアーム４００およびアクチュエーターも一般的に決定される。
【００４１】
出願人は、揺動モータのスイングアームによって最終的にアクチュエーターを揺動させる運動を観察する際に、スイングアームがいくつかの異なる揺動形式を有することが分かり、具体的には、フルスイングや、セカンダリスイング、インサイチュシェイクなどに分けられ、以下に詳しく説明する。
【００４２】
フルスイング：揺動モータまたはスイングアーム４００が最大振幅で往復揺動することを指し、例えば、実施例１における揺動モータ、図３においてスイングアーム４００が一方向に最大振幅の位置まで揺動し、図４においてスイングアーム４００が反対方向に最大振幅の位置まで揺動する。
セカンダリスイング：揺動モータまたはスイングアーム４００が最大振幅より小さい振幅で往復揺動することを指す。出願人の研究によると、これは、周波数が高すぎると、揺動臂が最大振幅に到達せず、逆方向のパルスを受けてスイングバックするからである。周波数が低下してフルスイングとなる。
【００４３】
上記の２種類の揺動は、アクチュエーター、電圧や制御パルス周波数などの条件が一定の場合、その振幅が中心対称である。
インサイチュシェイク：揺動モータまたはスイングアーム４００が安定した位置で小さな振幅で往復揺動することを指す。実際のプロセスでは、インサイチュシェイクとセカンダリスイングを区別するために、振幅が中心対称でフルスイングよりも小さく揺動し、かつ最大振幅まで押してそれ自体で中心対称に戻って揺動することは、セカンダリスイングとして定義する。最大振幅まで押してそれ自体で中心に戻ることができず、その場で僅かに揺動することは、インサイチュシェイクとして定義する。これは、駆動エネルギーが小さく、周波数に関係なくフルスイングできないからである。
【００４４】
出願人は、揺動モータのスイングアームの上記の揺動形式を発見した後、さらに研究し、これは、制御ユニット３００によって発生される交番パルスの差によって引き起こされることを発見した。出願人は、さらに考えて、揺動モータが特定の場合に応用されるか、特定の電気器具にされると、その動作電圧、永久磁石（例えば、第１の永久磁石６１０、第２の永久磁石６２０、第３の永久磁石６３０および第４の永久磁石６４０）、スイングアーム４００およびアクチュエーターも一般的に決定され、この時点で、交番パルスに対していくつかの意味のあるパラメータ、即ち、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂおよびその対応する周波数Ｆｂ、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ、スイングの最小パルス幅Ｔｄおよびその対応する周波数Ｆｄ、があることを発見した。これらのパラメータについて以下のように説明する。
【００４５】
交番パルスは、正方向パルスと対応する逆方向パルスで構成され、交番パルスのパルス幅とは、その正方向パルスまたは逆方向パルスの幅を指す。例えば、一つの交番パルスに関して、最初に２ｍｓの正レベル、次に３ｍｓのゼロレベル、２ｍｓの負レベル、次に３ｍｓのゼロレベルが続くことによって、完全な交番パルスが形成され、交番パルスのパルス幅は、その正方向パルスまたは逆方向パルスの幅、即ち２ｍｓである。
【００４６】
スイングアーム４００が最大振幅位置まで揺動できるように、制御ユニット３００がコイル２００に正方向パルスまたは逆方向パルスを与えると、最小のパルス幅があり、交番パルスにおける正方向パルス／逆方向パルスのパルス幅がこの最小のパルス幅以上である場合のみ、スイングアーム４００は最大振幅位置に駆動できる。そうでなければ、スイングアーム４００は最大振幅位置に駆動できず、この最小のパルス幅は、上記フルスイングの最小パルス幅Ｔｂとして定義される。フルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂとは、交番パルスのデューティ比が１００％である場合、フルスイングしかつ正方向パルス／逆方向パルスのパルス幅がフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに等しくなる周波数を指し、、１００％の交番パルスのデューティ比は、正方向パルス／逆方向パルスのデューティ比が１００％であることを意味するため、この時の交番パルスの周期を２＊Ｔｂとして算出し、それによって、この時の交番パルスの周波数Ｆｂは、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）である。
【００４７】
制御ユニット３００はコイル２００に対してフルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上のパルス幅を有する交番パルスを与えると、スイングアーム４００が往復揺動するたびに最大振幅位置まで揺動することに加え、交番パルスの周波数が増加する時、次の状況が発生する恐れもあり、つまり、スイングアーム４００は、正方向パルスによって最大振幅位置への揺動中に最大振幅位置に到達せず、この時点で逆方向パルスによってスイングアーム４００が最大振幅位置に達することなく逆揺動する。この時、交番パルスの最大周波数があり、この時点の交番パルスの周波数がこの最大周波数以下である場合、スイングアーム４００は、最大振幅位置まで円滑に往復揺動することができ、交番パルスの周波数がこの最大周波数よりも大きい場合、スイングアーム４００は、最大振幅位置まで往復揺動できず、即ち、スイングアームは最大振幅位置まで揺動しておらず、逆揺動し始め、つまり、最大振幅よりも小さい振幅で往復揺動し、このような最大周波数は、上記のフルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａとして定義される。
【００４８】
要約すると、交番パルスのパルス幅≧フルスイングの最小パルス幅Ｔｂの場合、０＜交番パルスの周波数≦フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａであれば、スイングアーム４００は、フルスイングの形式で往復揺動する。フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ＜交番パルスの周波数≦周波数Ｆｂであれば、スイングアーム４００は、セカンダリスイングの形式で往復揺動する。どちらの場合でも、交番パルスのパルス幅が変化しなければ、その出力モーメントは周波数に関係なく安定できる。
【００４９】
以上は、交番パルスのパルス幅≧フルスイングの最小パルス幅Ｔｂの場合であり、交番パルスのパルス幅＜フルスイングの最小パルス幅Ｔｂの場合については後述する。
交番パルスのパルス幅＜フルスイングの最小パルス幅Ｔｂの場合、交番パルスによってコイル２００を駆動して発生した電磁力が、スイングアーム４００を最大振幅位置に揺動させるのに不十分であり、同時に、スイングアーム４００を揺動できる最小パルス幅があり、交番パルスのパルス幅がこの揺動可能な最小パルス幅よりも大きい場合のみ、スイングアーム４００は揺動するように駆動することができる。そうでなければ、交番パルスによってコイル２００を駆動して発生した電磁力が、スイングアーム４００を揺動させるのに不十分であるため、スイングアーム４００は元の位置で停止し、この揺動可能な最小パルス幅は上記のスイングの最小パルス幅Ｔｄとして定義される。それに対応して、交番パルスのデューティ比が１００％である場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄを算出することができ、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。
【００５０】
スイングの最小パルス幅Ｔｄ＜交番パルスのパルス幅＜フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ、かつ０＜交番パルスの周波数≦周波数Ｆｄの場合、スイングアーム４００は、非常に小さな振幅で元の停止位置で往復揺動し、これは、スイングアームがインサイチュシェイクの形式で往復揺動することである。
【００５１】
従って、揺動モータに使用される交番パルスのルールは、以下の表（１）に示すとおりである。
0006853542.tif 000002
出願人は、上記のルールを検討し把握した後、揺動モータに使用される制御方法を提案し、この揺動モータは、実施例１および２で開示した揺動モータであってもよい。図９を参照し、本実施例の制御方法は、以下に詳しく説明されるステップＳ１０〜Ｓ３０を含んでもよい。
【００５２】
ステップＳ１０：パルスパラメータを設定し、例えば、特定の用途に従ってパルスパラメータを設定する。パルスパラメータは、揺動モータ（応用が決定される時）（出荷時）で事前設定されてもよく、またはユーザが手動で設定するか、検出信号を受信して設定（有線またはリモートで設定、またはセンサ信号によって設定）してもよく、さらに揺動モータがアクチュエーターによって自動的に設定してもよい。一実施例では、図１０を参照し、ステップＳ１０は、ステップＳ１２およびステップＳ１３を含み、一実施例では、さらにステップＳ１１を含んでもよい。
【００５３】
ステップＳ１１：ユーザの心拍周波数信号を検出する。例えば、スポーツブレスレットなどによってユーザの心拍周波数信号を検出する。
ステップＳ１２：ユーザの心拍周波数信号を受信する。
ステップＳ１３：交番パルスの周波数を心拍周波数と対応させるように、前記心拍周波数信号に従ってパルスパラメータを設定する。例えば、対応関係は整数倍の関係、即ち、交番パルスの周波数が心拍周波数の整数倍であってもよい。
本発明は、心拍感知信号に従って、揺動モータの揺動周波数を心拍周波数に対応させ、心拍の変化に追従させることができるため、揺動を人体や生体により良く適用し、または人や生物に揺動の作用をより良く感じさせることができる。
【００５４】
ステップＳ３０：制御ユニット３００は、設定されたパルスパラメータに従って、パルスパラメータに対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力し、それによってスイングアーム４００が上記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動する。ここで、揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードの少なくとも１つを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成される。
【００５５】
一実施例では、制御ユニット３００はステップＳ３０において、スイングアーム４００がフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力する。ここで、第１の交番パルスのパルス幅はフルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下である。一実施例では、制御ユニット３００は、出力される第１の交番パルスの周波数を増やし、それによって、スイングアーム４００が往復揺動する周波数を加速し、かつモーメントが安定している。
【００５６】
一実施例では、制御ユニット３００はステップＳ３０において、スイングアーム４００がセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力する。ここで、第２の交番パルスのパルス幅はフルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）である。一実施例では、制御ユニット３００は、出力される第２の交番パルスの周波数を増やし、それによって、スイングアーム４００の揺動の振幅が減少するが、モーメントの変化が極めて小さく、即ち、基本的に安定している。
【００５７】
一実施例では、制御ユニット３００はステップＳ３０において、第１の交番パルスまたは第２の交番パルスを出力する時、揺動モータの給電電圧が小さくなるか、揺動モータのアクチュエーターが大きくなると、制御ユニット３００から出力される交番パルスのパルス幅を増やし、揺動モータのモーメントまたは振幅の安定性を維持するのに役立つ。
【００５８】
一実施例では、制御ユニット３００はステップＳ３０において、スイングアーム４００がインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力する。ここで、第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上である。第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。一実施例では、制御ユニット３００は、出力される第３の交番パルスのパルス幅を増やし、それによって、スイングアーム４００揺動の振幅が増加する。
【００５９】
一実施例では、制御ユニット３００はステップＳ３０において、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力する。ここで、第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上である。第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で上記複合交番パルスを形成する。これが示すのは、第４の交番パルスの正逆方向パルスの中央に第５の交番パルスが追加され、第５の交番パルスが第４の交番パルスの正逆方向パルスと時系列で互いに重複する領域を有さない、ということである。複合波形を図１２（ｃ）に示す。
【実施例３】
【００６０】
本実施例は、実施例２に対して揺動モータをさらに提供し、この揺動モータの基本構造は実施例１で開示した揺動モータであってもよく、実施例１で開示した揺動モータの制御ユニット３００を改善し、以下に詳しく説明する。
実施例３における制御ユニット３００はさらに、スイングアームが前記パルスパラメータに対応する揺動モードで揺動するように、設定されたパルスパラメータを記憶し、設定されたパルスパラメータに従って、パルスパラメータに対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力するために使用される。ここで、揺動モードは、フルスイングモード、セカンダリスイングモード、インサイチュシェイクモードおよび複合揺動モードの少なくとも１つを含み、前記複合揺動モードは、フルスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成され、または、セカンダリスイングモードとインサイチュシェイクモードを重ね合わせることによって生成される。
【００６１】
ここで設定されたパルスパラメータは、特定の用途に従って設定できる。パルスパラメータは、揺動モータ（応用が決定される時）（出荷時）で事前設定されてもよく、またはユーザが手動で設定するか、検出信号を受信して設定（有線またはリモートで設定、またはセンサ信号によって設定）してもよく、さらに揺動モータがアクチュエーターによって自動的に設定してもよい。一実施例では、図１１を参照し、揺動モータは、受信ユニット３００ａと設定ユニット３００ｂをさらに含んでもよい。受信ユニット３００ａは、ユーザの心拍周波数信号を受信するために使用される。一実施例では、揺動モータは、ユーザの心拍周波数信号を検出するためのユニット、例えばスポーツブレスレットなどをさらに含んでもよい。設定ユニット３００ｂは、交番パルスの周波数を心拍周波数と対応させるように、前記心拍周波数信号に従ってパルスパラメータを設定するために使用される。例えば、対応関係は整数倍の関係、即ち、交番パルスの周波数が心拍周波数の整数倍であってもよい。心拍低倍数周波数と心拍高倍数周波数を組み合わせた複合周波数信号を使用でき、つまり、心拍低倍数周波数による揺動と心拍高倍数周波数によるインサイチュシェイクの両方がある。本発明は、心拍感知信号に従って、揺動モータの揺動周波数を心拍周波数に対応させ、心拍の変化に追従させることができるため、揺動を人体や生体により良く適用し、または人や生物に揺動の作用をより良く感じさせることができる。
【００６２】
一実施例では、制御ユニット３００は、スイングアーム４００がフルスイングモードで往復揺動するように、第１の交番パルスを出力するために使用される。ここで、第１の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第１の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａ以下である。一実施例では、制御ユニット３００は出力される第１の交番パルスの周波数を増やし、それによって、スイングアーム４００が往復揺動する周波数を加速し、かつモーメントが安定している。
【００６３】
一実施例では、制御ユニット３００は、スイングアーム４００がセカンダリスイングモードで往復揺動するように、第２の交番パルスを出力するために使用される。ここで、第２の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第２の交番パルスの周波数は、フルスイングの最大交番パルス周波数Ｆａよりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のフルスイングの最小パルス幅Ｔｂに対応する周波数Ｆｂ以下であり、Ｆｂ＝１／（２＊Ｔｂ）である。一実施例では、制御ユニット３００は、出力される第２の交番パルスの周波数を増やし、それによって、スイングアーム４００の揺動の振幅が減少するが、モーメントの変化が極めて小さく、即ち、基本的に安定している。
【００６４】
一実施例では、制御ユニット３００は、第１の交番パルスまたは第２の交番パルスを出力する時、揺動モータの給電電圧が小さくなるか、揺動モータのアクチュエーターが大きくなると、制御ユニット３００から出力される交番パルスのパルス幅を増やし、揺動モータのモーメントおよび振幅の安定性を維持するのに役立つ。
【００６５】
一実施例では、制御ユニット３００は、スイングアーム４００がインサイチュシェイクモードで揺動するように、第３の交番パルスを出力するために使用される。ここで、第３の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上である。第３の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。一実施例では、制御ユニット３００は、出力される第３の交番パルスのパルス幅を増やし、それによって、スイングアーム４００の揺動の振幅が増加する。
【００６６】
一実施例では、制御ユニット３００は、スイングアームが複合揺動モードで往復揺動するように、第４の交番パルスと第５の交番パルスによって形成される複合交番パルスを出力するために使用される。ここで、第４の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂ以上である。第５の交番パルスのパルス幅は、フルスイングの最小パルス幅Ｔｂよりも小さく、最初のスイングの最小パルス幅Ｔｄ以上である。第５の交番パルスの周波数は、０よりも大きく、交番パルスのデューティ比が１００％の場合のスイングの最小パルス幅Ｔｄに対応する周波数Ｆｄ以下であり、Ｆｄ＝１／（２＊Ｔｄ）である。第４の交番パルスと第５の交番パルスは、正レベルと負レベルが時系列で互いに重ならない形で上記複合交番パルスを形成する。これが示すのは、第４の交番パルスの正逆方向パルスの中央に第５の交番パルスが追加され、第５の交番パルスが第４の交番パルスの正逆方向パルスと時系列で互いに重複する領域を有さない、ということである。複合波形を図１２（ｃ）に示す。
【００６７】
本発明で開示する揺動モータの制御方法および揺動モータは、幅広く応用される。
例えば、本発明は生物学的方面のシミュレーションに適用可能である。例えば、本発明は、鳥、蚊やゴキブリなどの生物の翼の揺動をシミュレートするために応用され得る。揺動モータがフルスイングモードまたはセカンダリスイングモードで動作するため、スイング周波数を迅速に変更できる一方で、モーメントが安定しており、位置の迅速な変更が実現される。従って、具体的に応用する場合、赤外線、超音波、マイクロ波などの信号を検出するための検出センサを揺動モータにさらに導入でき、制御ユニット３００は、検出センサに従ってそのパルスパラメータを変更し、パルスパラメータに対応するパルス幅および周波数を有する交番パルスを出力することによって、スイング周波数を迅速に変更し、位置変更を実現し、揺動モータがセカンダリスイングモードで動作する場合、スイング周波数が高くなり、その振幅も自然に小さくなるが、モーメントが安定している。本発明は、生物の翼をシミュレートするための最も迫真の方法であり、これは、揺動モータによって直接駆動されるため、回転モータのように偏心リンクで揺動に変換する必要がなく、しかも回転モータが定格回転速度を持っているため、その揺動変化の範囲が極めて小さく、生物の翼の動き状態と一致しない。偏心ホイールによる回転モータを用いて、方向なしで揺動せずに振動し、モータの定格速度にのみ関連し、回転速度の変化範囲が極めて小さいという既存のシミュレーション生物とは異なり、本発明はさらに、生体をシミュレートするために応用可能であり、心拍低倍数周波数と心拍高倍数周波数を組み合わせた複合周波数信号を採用し、心拍低倍数周波数による揺動と心拍高倍数周波数によるインサイチュシェイクの両方があり、固定揺動方向を有し、心拍の感覚をもたらす。
【００６８】
例えば、本発明は、医療機器の分野でも応用できる。出願人は、人体または他の生体の状態がその心拍周波数と一定の関係があることを発見した。これは、人によって適切な漢方薬を使用するという事実とも一致している。即ち、各個人には違いがあり、同じ個人にも異なる時間に違いがある。心拍は人によって異なり、同じ人の心拍も状態によって異なる。他の生物も同様である。本発明は、心拍感知信号に従って、揺動モータの揺動周波数を心拍周波数に対応させ、心拍の変化に追従させることができるため、揺動を人体または生体により良く適用し、または人または生物に揺動の作用をより良く感じさせることができる。例えば、図１２（ａ）は、検出された心電図であり、揺動モータの揺動周波数を、図１２（ｂ）に示すような一倍心拍数揺動周波数の交番パルスに設定してもよく、または１２（ｄ）に示すような二倍心拍数揺動周波数の交番パルスに設定してもよく、または図１２（ｃ）に示すような複合交番パルスに設定してもよく、図１２（ｃ）の複合交番パルスは、一倍心拍数揺動周波数であり、モータをフルスイングまたはセカンダリスイングさせることを可能にするパルス幅の交番パルスと、モータをインサイチュシェイクさせるいくつかの交番パルスとによって構成される。特定の応用場面を考慮すると、本発明はパルス式洗浄機に適用され、揺動モータは、心拍に対応する周波数を採用し、ダイアフラムポンプに作用し、歯茎、傷口、キャビティなどを洗浄することができる。本発明はマッサージ装置に適用され、揺動モータは、マッサージヘッドに作用し、心拍に対応する周波数を採用し、皮膚または経穴（つぼ）に効果を与え、心拍の感覚をもたらす。本発明は鍼治療コントローラに適用され、鍼治療中の針の揺れとビートの制御は、心拍に対応する周波数を採用し、経穴に効果を与える。
【００６９】
以上、具体例を用いて本発明を説明したが、本発明を理解してもらうためのものに過ぎず、本発明を制限することは意図していない。当業者であれば、本発明の精神に基づいて上述した具体的な実施形態に対する変化が可能である。
【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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