(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在に支持されている可動子とを備えるリニア振動モータの駆動制御装置であって、電磁石を構成する巻線への駆動電力の供給を制御して可動子を往復振動させる制御手段と、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、検出手段での検出結果を用いて可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始することを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は、可動子の振動に伴って誘導電圧を発生する誘導電圧発生手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記誘導電圧が最大または最小となる時点から所定時間後に、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記誘導電圧が所定の電圧以下に移行する時点あるいは所定の電圧以上に移行する時点から所定時間後に、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴とする請求項２に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記誘導電圧発生手段に発生する電圧を用いて前記誘導電圧を求める誘導電圧算出手段を備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記誘導電圧算出手段は、前記誘導電圧発生手段に発生する電圧と前記巻線に流れる電流とを用いて前記誘導電圧を演算式により算出することを特徴とする請求項５に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記誘導電圧算出手段は、前記誘導電圧を算出する演算式を複数の演算式の中から前記巻線に流れる電流の状態に応じて選択することを特徴とする請求項６に記載の駆動制御装置。
【請求項８】
前記誘導電圧算出手段は、前記巻線に流れる電流が略零である期間中は、前記誘導電圧発生手段に発生する電圧から前記誘導電圧を求めることを特徴とする請求項６または７に記載の駆動制御装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記誘導電圧を正規化する正規化手段と、正規化された誘導電圧が予め設定された所定の電圧レベルに一致したタイミングを基準タイミングとして検出する基準検出手段とを備え、前記制御手段は、前記基準タイミングに基づいて電磁石への電力の供給を行なうことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の駆動制御装置。
【請求項１０】
前記誘導電圧発生手段は、前記巻線から構成されることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の駆動制御装置。
【請求項１１】
前記誘導電圧発生手段は前記巻線から構成され、前記検出手段は、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを用いて可動子の振幅を検出する振幅検出手段を備え、前記制御手段は、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、可動子の振幅が前記第１の所定値以下である場合に、所定時間継続して、可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始すると共に、供給可能な最大電力を前記巻線に供給することを特徴とする請求項１１に記載の駆動制御装置。
【請求項１３】
可動子を強駆動にするか否かを選択する駆動選択手段を備え、前記誘導電圧発生手段は前記巻線から構成され、前記制御手段は、前記駆動選択手段によって強駆動が選択された場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、可動子の振幅が第２の所定値以下である場合に、供給可能な最大電力を前記巻線に供給することを特徴とする請求項１１に記載の駆動制御装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、可動子の振幅に基づいて前記巻線に供給する電力を段階的に変更することを特徴とする請求１１に記載の駆動制御装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始すると共に、可動子の移動方向が反転する後の時点で前記巻線への電力の供給を開始する場合よりも高い周波数で前記巻線に電力を供給することを特徴とする請求項１１に記載の駆動制御装置。
【請求項１７】
可動子は、交番磁界を受けて回動すべく軸支された回転体と、前記回転体の軸を挟んで対向する位置に取り付けられ前記回転体の回転力が伝播されて互いに逆方向に往復移動可能な２本の振動体とを備えることを特徴とする請求項１〜１６に記載の駆動制御装置。
【請求項１８】
電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在に支持されている可動子とを備えるリニア振動モータの駆動制御方法であって、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出し、検出手段での検出結果を用いて可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石への電力の供給を開始することを特徴とする駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在に支持されている可動子とを備えるリニア振動モータの駆動制御装置及び駆動制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニア振動モータにおいては、特開平８−３３１８２６号公報に示すような供給電力の制御を行っていた。すなわち、リニア振動モータは、電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在にばね支持されている可動子とを備え、可動子の変位または速度または加速度のを検出する検出手段と、該検出手段の出力に応じて電磁石の巻線への供給電力を制御する制御手段とから構成される駆動制御装置において、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された移動方向に応じた方向に電流を流すことで、前記可動子の振動を妨げないように駆動制御を行っていた。この制御においては、移動方向反転時点から往復振動の中心点までの間を電力の供給開始タイミングとすることが示されている。この駆動制御方法を第１の駆動制御方法という。
【０００３】
また、特開平１０−２４３６２２号公報には、可動子の動きが検出できない場合に、予め設定された固定周波数で可動子を駆動する駆動制御方法が開示されている。なお、上記固定周波数は、可動子の動きが検出できる場合に検出されていた周波数を用いることが示されている。この駆動制御方法を第２の駆動制御方法という。
【０００４】
更に、特開２００１−１６８９２号公報には、電磁石を構成する巻線に発生する誘導電圧を検出することによって可動子の動き（変位、速度または加速度）を検出する方法が開示されている。この方法では、可動子の動きに起因する誘導電圧のみを検出するために可動子の移動方向が反転すると予測される期間において前記巻線に電流を流さない期間（オフ期間という）を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の第１の駆動制御方法では、電磁石の巻線へ電流を供給する時間幅が小さい場合には、電流供給を開始するのに最適なタイミングを選ぶことができるが、時間幅が大きい場合には、可動子の振動に対する効率特性の点から、可動子を効率良く駆動させることが困難である。
【０００６】
また、上記の第２の駆動制御方法では、可動子を駆動するタイミングを変更した場合等においては、制御手段を含めたリニア振動モータ全体の共振周波数が変化し、可動子の動きが検出できる場合に、検出されていた周波数と前記共振周波数とが異なるため、効率的な駆動が困難となる。
【０００７】
更に、上記の可動子の動きを検出する方法では、可動子の移動方向が反転すると予測される期間においてオフ期間を設けているため、オフ期間中は前記巻線に電流を流すことができず、可動子を効率良く駆動させることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、可動子の動きを検出しながらも、効率良く可動子の駆動を行うことの可能な駆動制御方法及び駆動制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の駆動制御装置は、電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在に支持されている可動子とを備えるリニア振動モータの駆動制御装置であって、電磁石を構成する巻線への駆動電力の供給を制御して可動子を往復振動させる制御手段と、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、検出手段での検出結果を用いて可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００１０】
請求項１８に記載の駆動制御方法は、電磁石（又は永久磁石）からなる固定子と、永久磁石（又は電磁石）を備えて往復振動自在に支持されている可動子とを備えるリニア振動モータの駆動制御方法であって、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出し、検出手段での検出結果を用いて可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００１１】
上記の発明によれば、可動子の移動方向反転時点以前から電流が供給されるため、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、電磁誘導により可動子の移動方向反転時点までに急激に増加される。その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。そこで可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石が強力に磁化されるため、効率の良い駆動制御が行われる。
【００１２】
請求項２に記載の駆動制御装置は、請求項１に記載の駆動制御装置であって、前記検出手段が、可動子の振動に伴って誘導電圧を発生する誘導電圧発生手段を備えることを特徴としている。
【００１３】
上記の発明によれば、誘導電圧発生手段に、可動子の振動に伴って誘導電圧が発生されるため、この誘導電圧を用いて可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の駆動制御装置は、請求項２に記載の駆動制御装置であって、前記制御手段が、前記誘導電圧が最大または最小となる時点から所定時間後に、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、可動子の移動速度が最大になるとき、電磁石を構成する巻線に発生する誘導電圧は最大（一の方向への移動）または最小（逆の方向への移動）の値をとるため、この時点から所定時間後に、固定子又は可動子の電磁石への電力の供給が開始されるため、可動子の移動方向反転時点以前から電流を供給することが実現され、効率的に駆動制御が行われる。
【００１６】
請求項４に記載の駆動制御装置は、請求項２に記載の駆動制御装置であって、前記制御手段が、前記誘導電圧が所定の電圧以下に移行する時点あるいは所定の電圧以上に移行する時点から所定時間後に、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００１７】
上記の発明によれば、電磁石を構成する巻線に発生する誘導電圧が所定の電圧以下に移行する時点あるいは所定の電圧以上に移行する時点から所定時間後に、固定子又は可動子の電磁石への電力の供給が開始されるため、可動子の移動方向反転時点以前から電流を供給することが実現され、効率的に駆動制御が行われる。さらに、可動子の振幅に応じて誘導電圧が所定の電圧以下に移行する時点あるいは所定の電圧以上に移行する時点が異なってくるが、振幅が大きい場合には移動方向の反転するタイミングに近づき、振幅が小さい場合にはこのタイミングから離れるため、電流供給開始のタイミングが変化し、前記所定の電圧と前記所定時間との値を適正に設定することによって、移動方向の反転するタイミングと電流供給開始のタイミングが適正に調整される。
【００１８】
請求項５に記載の駆動制御装置は、請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置であって、前記検出手段が、前記誘導電圧発生手段に発生する電圧を用いて前記誘導電圧を求める誘導電圧算出手段を備えることを特徴としている。
【００１９】
上記の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧発生手段に発生する電圧を用いて誘導電圧が求められるため、この誘導電圧を用いて可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の駆動制御装置は、請求項５に記載の駆動制御装置であって、前記誘導電圧算出手段が、前記誘導電圧発生手段に発生される電圧と前記巻線に流れる電流とを用いて前記誘導電圧を演算式により算出することを特徴としている。
【００２１】
上記の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧発生手段に発生される電圧と電磁石を構成する巻線に流れる電流とを用いて演算式により算出されるため、誘導電圧発生手段に発生される電圧から誘導電圧以外の成分（巻線に流れる電流に伴って発生する相互誘導電圧等）が除かれ、誘導電圧を容易に求めることが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の駆動制御装置は、請求項６に記載の駆動制御装置であって、前記誘導電圧算出手段が、前記巻線への前記誘導電圧を算出する演算式を複数の演算式の中から前記巻線に流れる電流の状態に応じて選択することを特徴としている。
【００２３】
上記の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧を算出する演算式が予め準備されている複数の演算式の中から、電磁石を構成する巻線に流れる電流の状態に応じて選択されるため、誘導電圧発生手段に発生される電圧から誘導電圧以外の成分（巻線に流れる電流に伴って発生する相互誘導電圧等）が更に正確に除かれ、誘導電圧が更に正確に求められる。
【００２４】
請求項８に記載の駆動制御装置は、請求項６または７に記載の駆動制御装置であって、前記誘導電圧算出手段が、前記巻線に流れる電流が略零である期間中は、前記誘導電圧発生手段に発生される電圧から前記誘導電圧を求めることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、電磁石を構成する巻線に流れる電流が略零である期間中は、誘導電圧発生手段に発生される電圧から誘導電圧が求められ、電磁石を構成する巻線に流れる電流が略零で無い期間中は、電磁石を構成する巻線に印加される電圧と電磁石を構成する巻線に流れる電流とを用いて誘導電圧が演算式により算出されるため、誘導電圧が更に正確に求められる。
【００２６】
請求項９に記載の駆動制御装置は、請求項５〜８のいずれかに記載の駆動制御装置であって、前記検出手段が、前記誘導電圧を正規化する正規化手段と、正規化された誘導電圧が予め設定された所定の電圧レベルに一致したタイミングを基準タイミングとして検出する基準検出手段とを備え、前記制御手段が、前記基準タイミングに基づいて電磁石への電力の供給を行なうことを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、正規化手段によって、誘導電圧が正規化され、基準検出手段によって、正規化された誘導電圧が予め設定された所定の電圧レベルに一致したタイミングが基準タイミングとして検出される。そして、制御手段によって、基準タイミングに基づいて電磁石への電力の供給が行なわれる。従って、可動子の振動の振幅の大小に拘らず、予め設定された所定の電圧によって規定される振動の所定の位相において基準タイミングが検出されるため、的確なタイミングで駆動制御が行なわれる。
【００２８】
請求項１０に記載の駆動制御装置は、請求項５〜９のいずれかに記載の駆動制御装置であって、前記前記誘導電圧発生手段は、前記巻線から構成されることを特徴としている。
【００２９】
上記の発明によれば、誘導電圧発生手段が、電磁石を構成する巻線から構成されるため、簡素な構造で誘導電圧発生手段が実現される。
【００３０】
請求項１１に記載の駆動制御装置は、請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置であって、前記誘導電圧発生手段が前記巻線から構成され、前記検出手段が、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを用いて可動子の振幅を検出する振幅検出手段を備え、前記制御手段が、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、誘導電圧発生手段が電磁石を構成する巻線から構成されるため、簡素な構造で誘導電圧発生手段が実現される。また、振幅検出手段によって、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを用いて可動子の振幅が検出され、制御手段によって、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始される。当該リニア振動モータが電気カミソリ等に適用される際には、可動子の振幅を所定の範囲に制御する必要があり、可動子の振幅が所定の振幅（第１の所定値）以下である場合には、振幅を増大させる必要がある。この場合、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されるため、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、可動子の移動方向反転時点までに急激に増加される。その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。そこで可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石が強力に磁化されるため、効率の良い駆動制御が行われ、振幅が増大される。
【００３２】
請求項１２に記載の駆動制御装置は、請求項１１に記載の駆動制御装置であって、前記制御手段が、可動子の振幅が前記第１の所定値以下である場合に、所定時間継続して、可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始すると共に、供給可能な最大電力を前記巻線に供給することを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、所定時間継続して、可動子の移動方向が反転する前の時点で電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されると共に、供給可能な最大電力が電磁石を構成する巻線に供給される。当該リニア振動モータが電気カミソリ等に適用される際には、可動子の振幅を所定の範囲に制御する必要があり、可動子の振幅が所定の振幅（第１の所定値）以下である場合には、振幅を増大させる必要がある。この場合、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されると共に供給可能な最大電力が電磁石を構成する巻線に供給されるため、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、電磁誘導により可動子の移動方向反転時点までに更に急激に増加される。
【００３４】
その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が更に強力に磁化されることになる。そこで可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石が更に強力に磁化されるため、効率の良い駆動制御が行われ、振幅が迅速に増大される。なお、上記所定時間の間に限定して供給可能な最大電力を供給することによって、検出手段による可動子の変位等の検出ができない場合であっても、振幅が過剰に増大することが防止される。
【００３５】
請求項１３に記載の駆動制御装置は、請求項２〜４のいずれかに記載の駆動制御装置であって、可動子を強駆動にするか否かを選択する駆動選択手段を備え、前記誘導電圧発生手段が前記巻線から構成され、前記制御手段が、前記駆動選択手段によって強駆動が選択された場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、前記巻線への電力の供給を開始することを特徴としている。
【００３６】
上記の発明によれば、誘導電圧発生手段が電磁石を構成する巻線から構成されるため簡素な構造で誘導電圧発生手段が実現される。駆動選択手段によって、可動子を強駆動にするか否かが選択され、制御手段によって、駆動選択手段により強駆動が選択された場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されるため、例えば駆動選択手段がユーザの操作を受け付けて可動子を強駆動にするか否かが選択される場合には、ユーザが所望する時に強駆動を選択することができ、操作性が向上される。
【００３７】
請求項１４に記載の駆動制御装置は、請求項１１に記載の駆動制御装置であって、前記制御手段が、可動子の振幅が第２の所定値以下である場合に、供給可能な最大電力を前記巻線に供給することを特徴としている。
【００３８】
上記の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅が第２の所定値以下である場合に、供給可能な最大電力が電磁石を構成する巻線に供給されるため、振幅が小さい場合に更に強力に駆動されて、振幅が更に迅速に増大される。
【００３９】
請求項１５に記載の駆動制御装置は、請求項１１に記載の駆動制御装置であって、可動子の振幅に基づいて前記巻線に供給する電力を段階的に変更することを特徴としている。
【００４０】
上記の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅に基づいて電磁石を構成する巻線に供給する電力が段階的に変更されるため、例えば、振幅が所定の範囲にあることが望ましい場合等には、振幅が小さい程巻線に供給する電力が段階的に増大され、使用者にとって違和感のない（駆動条件の変化を感じない）特性の駆動制御が行なわれる。
【００４１】
請求項１６に記載の駆動制御装置は、請求項１１に記載の駆動制御装置であって、前記制御手段が、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で前記巻線への電力の供給を開始すると共に、可動子の移動方向が反転する後の時点で前記巻線への電力の供給を開始する場合よりも高い周波数で前記巻線に電力を供給することを特徴としている。
【００４２】
上記の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されると共に、可動子の移動方向が反転する後の時点で巻線への電力の供給を開始する場合よりも高い周波数で巻線に電力が供給される。一方、可動子の移動方向が反転する前の時点で、巻線への電力の供給が開始される場合には、可動子の移動方向が反転する後の時点で巻線への電力の供給が開始される場合よりも、制御系を含めた可動子の共振周波数が増加する。そこで、この共振周波数に対応する周波数で巻線に電力が供給されるため、効率的な駆動が行なわれる。
【００４３】
請求項１７に記載の駆動制御装置は、請求項１〜１６に記載の駆動制御装置であって、可動子が、交番磁界を受けて回動すべく軸支された回転体と、前記回転体の軸を挟んで対向する位置に取り付けられ前記回転体の回転力が伝播されて互いに逆方向に往復移動可能な２本の振動体とを備えることを特徴としている。
【００４４】
上記の発明によれば、可動子が、交番磁界を受けて回動すべく軸支された回転体と、前記回転体の軸を挟んで対向する位置に取り付けられ前記回転体の回転力が伝播されて互いに逆方向に往復移動可能な２本の振動体とを備えるため、可動子を構成する回転体が交番磁界を受けて回動され、これに取り付けられた２本の振動体が回転体の軸を挟んで逆方向に往復移動されるリニア振動モータにおいて、可動子を構成する２本の振動体の移動方向反転時点以前から電流が供給されるため、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、振動体の移動方向反転時点までに急激に増加される。その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。そこで可動子を構成する２本の振動体の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石が強力に磁化されるため、効率の良い駆動制御が行われる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
（第1実施形態：請求項１及び請求項２に記載の実施形態の一例）
図１は、本発明の第1実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。リニア振動モータＡは、電磁石１１を備えた固定子１と、Ｎ，Ｓ極の永久磁石２０を並列に備えた可動子２と、可動子２がバネ部材４を介して固定子１に対して往復運動（振動）可能に連結されると共に固定子１が設けられているフレーム３とを備え、リニア振動モータＡの駆動制御装置Ｂは、電磁石１１に供給する電流を制御する制御部５と、フレーム３に固定され可動子２の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出するためのセンシング用巻線６２と可動子２に固定され磁極の並びが可動子２の往復運動の方向と一致しているセンシング用磁石６１とからなるセンサ６（誘導電圧発生手段に相当する）と、センサ６の信号の処理を行ない可動子２の変位、速度、加速度の内少なくとも１つに変換する検出部７とを備えている。
【００４６】
また、固定子１には電磁石１１が設けられ、制御部５から電磁石１１へ供給される電流の方向によって、Ｎ極とＳ極が反転するように設計されている。可動子２の往復運動（振動）に伴って、センシング用磁石６１からの磁束であってセンシング用巻線６２に鎖交する磁束の変化に応じて、すなわち、電磁誘導によって、センシング用巻線６２に誘導電流（または誘導電圧）が誘起され、該誘導電流（または誘導電圧）が検出部７に入力され、検出部７によって、可動子２の変位、速度、加速度の内少なくとも１つに変換され、これを用いて制御部５は、電磁石１１に電流を供給するタイミング、パルス幅、電流の流れる方向を制御している。この制御により電磁石１１を磁化し、永久磁石２０との間に働く吸引力又は反発力を利用して可動子２に振動エネルギを付与するのである。
【００４７】
このリニア振動モータＡにおいては、可動子２は、可動子２自体の重量と、フレーム３との接続に用いられている復帰用の付勢部材としてのバネ部材４のバネ定数とによって決定する機械的な共振周波数を有し、制御部５において電力の供給を行なう場合に、この共振周波数に合致した周波数で電流供給を行なうと効率良く可動子を駆動（振動）させることができる。
【００４８】
センサ６に誘起される誘導電流（または誘導電圧）は、可動子２の振幅の大きさや位置、振動の速度、振動の方向等に応じて変化する。つまり、可動子２がその往復運動の振幅の一端に達した時（可動子２が静止した時）、磁石６１は静止して、巻線６２に対する磁石６１による鎖交磁束数の変化がなくなるために、センサ６の誘導電流（または誘導電圧）は零となる。一方、振幅中央位置に達した時（可動子２の移動速度が最大となる時）、磁石６１は最大速度となり、鎖交磁束数の変化が最大となるために、センサ６の誘導電流（または誘導電圧）の絶対値も最大となる。つまり、一の方向に移動しており振幅中央位置に達した時に誘導電流は最大となり、逆の方向にしており振幅中央位置に達した時に誘導電流は最小となる。従って、誘導電流（または誘導電圧）の絶対値の最大となるタイミングを検出すれば可動子２の速度が最大となるタイミングを検出することができる。また、上記零点を移動方向反転時点（死点到達時点）として検出することができるため、センサ６の誘導電流（または誘導電圧）の極性から可動子２の移動方向を検出することができる。センサ６は、センシング用磁石６１を、Ｎ，Ｓ極並列タイプとすることで、可動子２の移動方向が異なる場合には異極の信号として検出できる。
【００４９】
検出手段として、上記第1実施形態では、移動方向と移動方向反転時点と位置（速度または加速度）の全てを検出することができるセンシング用磁石２９とセンシング用巻線６２との組み合わせで構成されるセンサ６を用いて、センサ６の誘導電流（または誘導電圧）の値から速度を検出していたが、誘導電流（または誘導電圧）が零となる点の時間間隔から速度を検出するようにしてもよい。上記零点は、磁石６１の磁力のばらつきや、磁石６１と巻線６２との間のギャップのばらつき等に影響されることなく確実に移動方向反転時点を検出することができるものであり、従って、零点の時間間隔から可動子２の速度をより正確に検出することができる。
【００５０】
図２は、第1実施形態の制御部５の動作を説明するための波形図の一例である。（ａ）は可動子２の変位を、（ｂ）は電磁石１１に供給する電流を示している。リニア振動モータの可動子２は、時間と共に図１における左右方向に移動し、縦軸に変位をとり、横軸に時間をとると、可動子２の変位は（ａ）に示すように正弦波状となる。ここでは、便宜上、＋方向（例えば、図１の右方向）と−方向（例えば、図１の左方向）へ移動するとした場合、−方向へ移動していた可動子が＋方向へ移動方向を変えるタイミングがある。例えば、図２（ａ）の左端の縦線がそのタイミングに当たる。本発明の第1実施形態では、このタイミング以前の時点ｔ０から電力の供給を開始する。従来は、図１０に示すように移動方向が反転する時点以降の時点から電力の供給を始めていた。ただし、図１０において、（ａ）は可動子２の変位を、（ｂ）は電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電圧を、（ｃ）は電磁石１１に供給する電流を示している。
【００５１】
可動子２の往復運動（振動）において、固定子１の電磁石１１の強さによって可動子２が受け取るエネルギは変化する。また、エネルギを受け取るタイミングによって効率が異なるため、より効率の高いタイミングで電磁石１１への電流を大きくし電磁石１１の磁力を強くすることが、可動子２の振幅を大きくすることに有効である。正弦波状の振動をしている可動子２においては、移動方向が反転する時点から往復振動の中心点までの間においてエネルギを供給する方法が効率的であるため、このタイミングで電流が大きくなるように可動子の移動方向が反転する前の時点から電力の供給を開始するのである。
【００５２】
一方、移動方向が反転した後から電力の供給を始めた場合、電磁石１１を構成する巻線は自己インダクタンスを有するため、図１０に示すように、電流は急激に立ち上がらず、ノコギリ波状となる。これに対して、移動方向が反転する前から電力の供給を開始した場合、可動子２の永久磁石２０からの磁束の減少状態に起因する電磁誘導によって、図２に示すように、電流は急激に立ちあがり、それにつれて電磁石１１の磁力も急激に大きくなる。その結果、効果的に電磁石１１の磁力を強く出来るため、可動子２の移動方向とは逆向きの電磁石１１の磁力を強くすることによって、可動子２の移動が微小時間だけ妨げられることになるものの、移動方向が反転する以前から電力の供給を始めた方が、方向反転時に既に電流レベルが高くなっていることからトータル的には効率の高い駆動制御を行なうことができるのである。
【００５３】
図３は、本発明の第1実施形態の駆動制御装置と従来の駆動制御装置との差異を説明するための波形図の一例である。ただし、（ａ）は可動子２の変位を、（ｂ）は電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電圧を、（ｃ）は駆動エネルギが可動子２の振動エネルギに変換される変換効率係数（変換効率係数の説明は後述する）を、（ｄ）は本発明の第1実施形態の駆動制御装置を用いて電磁石１１に供給される電流を、（ｅ）は従来の駆動制御装置を用いて電磁石１１に供給される電流を示している。前記変換効率係数の正負の符号は、電磁石１１に供給される電流の正負の符号と比較して、両者が一致する場合は正の変換効率であり、両者が一致しない場合は負の変換効率であることを意味している。ここで、変換効率が負である状態とは、電磁石１１に電流が供給されることによって、可動子２の振動が妨げられている状態である。例えば、（ｄ）において、電流が立ち上がる近傍においては、電磁石１１に供給される電流が正である時点で、変換効率係数が負である場合があり、この時には、電磁石１１に電流が供給されることによって、可動子２の振動が妨げられていることを意味している。
【００５４】
また、前記変換効率係数の正負の符号と、電磁石１１に供給される電流の正負の符号とが一致する場合には、変換効率係数が大きい程、また、電流が大きい程、効率が良い。逆に、前記変換効率係数の正負の符号と、電磁石１１に供給される電流の正負の符号とが一致しない場合には、変換効率係数が大きい程、また、電流が大きい程、効率が悪い。なお、トータルの効率は、∫（変換効率係数）×（電磁石１１に供給される電流）ｄｔに比例する。ここで、ｔは時間である。図３より、本発明の第1実施形態の駆動制御装置を用いる場合（（ｄ）の場合）は、電流の立ち上がり初期に変換効率係数の正負の符号と、電磁石１１に供給される電流の正負の符号とが一致しない状態となり、エネルギのロスを生じるが、（ｃ）に示すように反転直後のように変換効率係数の絶対値の大きな時間に大きな電流を流すことができるため、トータル的には従来の駆動制御装置よりも効率の良い駆動制御が可能となる。
【００５５】
なお、可動子２の質量とバネ部材４のバネ定数とによって決定する機械共振周波数と、本発明の第1実施形態の駆動制御装置とを考慮すると、図４に示すように片方向だけの電流を与えることによって、モータを駆動することも可能である。ただし、（ａ）は可動子２の変位であり、（ｂ）は電磁石１１に供給する電流である。
【００５６】
（第２実施形態：請求項３に記載の実施形態の一例）
一方、特開２００１−１６８９２号公報に開示されているモータ巻線に発生する誘導電圧を利用して駆動検知を行なう場合にも、本発明の駆動制御装置を適用することが可能である。図５は、特開２００１−１６８９２号公報に開示されているモータ巻線に発生する誘導電圧を利用して駆動検知を行なう場合に、本発明の駆動制御装置（第２実施形態の駆動制御装置）を適用する場合のリニア振動モータＡ１及び駆動制御装置Ｂ１の構成図の一例である。リニア振動モータＡ１の構成は、図１に示した第1実施形態のリニア振動モータＡと同様である。駆動制御装置Ｂ１は、変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出する検出部７１と、可動子２の電磁石１１の巻線に供給する電流を制御する制御部５１とを備えている。ただし、検出部７１が、電磁石１１を構成する巻線の両端に発生する誘導電流（または誘導電圧）を用いて、可動子２の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出している点が異なっている。
【００５７】
このため、電磁石１１を構成する巻線へ駆動のための電流を供給している間は正しい検出が出来ず、電流の流れないオフ期問を設けて、この期間内に検出を行なっている。ところが、特開２００１−１６８９２号公報において開示されている制御方法は、移動方向が反転する時点を検出し、このタイミング以降に電磁石１１への電力の供給を行うものであるため、このままの制御方法では移動方向が反転する以前のタイミングから電流を供給することは不可能である。
【００５８】
図６は、特開２００１−１６８９２号公報に開示されているモータ巻線に発生する誘導電圧を利用して駆動検知を行なう場合に、本発明の駆動制御装置Ｂ１（第２実施形態の駆動制御装置）を適用する場合の波形図の一例である。（ａ）は可動子２の変位を、（ｂ）は電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電圧を、（ｃ）は電磁石１１に供給する電流を示している。この図においては、可動子２の変位が零となる往復運動（振動）の中心点のタイミングの前後においてオフ期問を設定している。このタイミングは可動子２の移動速度が最大となるため、電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電流（または誘導電圧）は最大または最小となる。これを利用して、制御部５１（図５参照）は、誘導電流（または誘導電圧）が最大または最小となった時点から所定時間Ｔ１が経過した時点から電力の供給を開始することによって、モータの駆動を行なうものである。
【００５９】
検出部７１（図５参照）による誘導電流（または誘導電圧）の最大、最小の検出は、電圧の検出を繰り返し、直前の電圧との差の極性が反転したことで判断できる。また、時間は内蔵タイマを利用すればよい。さらに、所定時間Ｔ１を可動子２の往復運動（振動）の１／４周期より短い時間に設定すれば移動方向の反転するタイミングよりも前の時点から電力の供給を開始することができる。なお、電磁石１１を構成する巻線は、請求項２での誘導電圧発生手段に相当する。
【００６０】
（第３実施形態：請求項４に記載の実施形態の一例）
図７は、第３実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。第４実施形態のリニア振動モータＡ２及びリニア振動モータＡ２の駆動制御装置Ｂ２の構成は、図５に示す第２実施形態の構成と同様である。ただし、駆動制御装置Ｂ２を構成する検出部７２による変位、速度、加速度の内少なくとも１つの検出の方法が駆動制御装置Ｂ１を構成する検出部７１とは異なっている。図８及び図９は、第３実施形態の駆動制御装置Ｂ２の波形図の一例である。図８は、可動子２の振幅が小さい場合であり、図９は、可動子２の振幅が大きい場合である。ただし、図８及び図９において、（ａ）は可動子２の変位を、（ｂ）は電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電圧を、（ｃ）は電磁石１１に供給する電流を示している。
【００６１】
図８及び図９に示すように、検出部７２は電磁石１１を構成する巻線に発生する誘導電圧と所定の電圧Ｖ０とを比較して、誘導電圧が所定の電圧Ｖ０を上回った時点を検出し、制御部５２はこの時点から所定時間Ｔ２が経過した時点から電力の供給を開始することによって、モータの駆動を行なうものである。
【００６２】
可動子２の振幅に応じて所定の電圧Ｖ０を上回るタイミングが異なってくるが、振幅が大きい場合（図９参照）には移動方向の反転するタイミングに近づき、振幅が小さい場合（図８参照）にはこのタイミングから離れるため、時間Ｔ２を変更しなくても電流供給開始のタイミングが変化する。そこで、電圧Ｖ０と時間Ｔ２との値を適正な値に設定することによって、移動方向の反転するタイミングと電流供給開始のタイミングを適正に調整することが可能である。
【００６３】
すなわち、振幅可動子２の振幅が大きい場合には、電流を供給する時間を短くし、逆に、振幅可動子２の振幅が小さい場合には、電流を供給する時間を長くするという制御が行なわれ、効率的な駆動制御が実現される。一方、所定の電圧Ｖ０の値が過大である場合には、巻線に発生する誘導電圧が所定の電圧Ｖ０まで達しないこともあり、制御できなくなる可能性もある。なお、本実施形態においては所定の電圧Ｖ０を上回るタイミングを用いる場合について説明したが、所定の電圧Ｖ０を下回るタイミングを用いる形態でもよい。
【００６４】
なお、本発明の駆動制御装置は以下の形態をとることができる。
（Ａ）第１〜第３実施形態においては、固定子が永久磁石を備え可動子が電磁石を備える場合について説明したが、逆に可動子が永久磁石を備え固定子が電磁石を備える形態すなわち、電磁石（又は永久磁石）を備えた固定子と永久磁石（又は電磁石）を備えた可動子であればよい。
（Ｂ）第１〜第３実施形態においては、可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出するためのセンサとしてセンシング用巻線を用いる場合について説明したが、近接センサとして、さらに磁気感応素子等を用いる形態でもよいし、特開平８−３３１８２６号公報に開示されている可動子に設けられたスリットと発光素子及び受光素子を備えて固定子に設けられたフォトセンサとを用いる形態でもよい。
【００６５】
（第４実施形態：請求項５〜１０に記載の実施形態の一例）
図１１は、本発明の第４実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。第４実施形態のリニア振動モータＡ５及びリニア振動モータＡ３の駆動制御装置Ｂ３の構成は、第２実施形態と同様である。ただし、駆動制御装置Ｂ３を構成する検出部７３（誘導電圧検出手段、正規化手段、基準検出手段に相当する）による変位、速度、加速度の内少なくとも１つの検出の方法が駆動制御装置Ｂ２を構成する検出部７２とは異なっている。また、制御部５３は、可動子２の電磁石１１の巻線に電流を供給するタイミング等を制御する駆動制御部５３１と、駆動制御部５３１の指令に基づいて可動子２の電磁石１１の巻線に電流を供給する制御出力部５３２とを備えている。
【００６６】
図１２は、検出部７３及び制御部５３の構成図の一例である。制御出力部５３２は、固定子１の電磁石１１を構成する巻線に直列に接続された抵抗値ｒのプローブ抵抗Ｒ１と、固定子１の電磁石１１を構成する巻線に電流を供給するための電源電圧がＥBの直流電源ＡＣＥと、逆流防止用のダイオードＤＡＤ（ＤＢＤ、ＤＣＤ、ＤＤＤ）とスイッチＤＡＳ（ＤＢＳ、ＤＣＳ、ＤＤＳ）とが並列接続されて構成された４つのスイッチング回路ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤとから構成されている。ただし、ダイオードＤＡＤ、ＤＢＤ、ＤＣＤ及びＤＤＤは、略同一の特性を有するものであって、その順方向電圧降下は電圧ＶFであるものとする。
【００６７】
スイッチング回路ＤＡは、一端が直流電源ＡＣＥの正側に接続され、他端が抵抗Ｒ１の固定子１の電磁石１１を構成する巻線側ではない端子に接続されている。スイッチング回路ＤＢは、一端が直流電源ＡＣＥの正側に接続され、他端が固定子１の電磁石１１を構成する巻線のプローブ抵抗Ｒ１側ではない端子に接続されている。スイッチング回路ＤＣは、一端が直流電源ＡＣＥの負側に接続され、他端が抵抗Ｒ１の固定子１の電磁石１１を構成する巻線側ではない端子に接続されている。スイッチング回路ＤＤは、一端が直流電源ＡＣＥの負側に接続され、他端が固定子１の電磁石１１を構成する巻線の抵抗Ｒ１側ではない端子に接続されている。
【００６８】
検出部７３は、プローブ抵抗Ｒ１の固定子１の電磁石１１を構成する巻線側ではない端子の電位Ｖａと、プローブ抵抗Ｒ１の固定子１の電磁石１１を構成する巻線側の端子の電位Ｖｂと、固定子１の電磁石１１を構成する巻線のプローブ抵抗Ｒ１側ではない端子の電位Ｖｃとを検出し、電位Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを用いて演算によって固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に発生する可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧を算出するものである。駆動制御部５３１は、スイッチング回路ＤＡ、ＤＢ、ＤＣ、ＤＤを構成するスイッチＤＡＳ、ＤＢＳ、ＤＣＳ、ＤＤＳのＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。
【００６９】
図１３は、検出部７３及び制御部５３の動作を説明する波形図の一例である。図１３の横軸は時間であって、（Ｏ）は可動子２の位置であり、（Ｇ'）は固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧であり、（Ａ）はスイッチＤＡＳのＯＮ／ＯＦＦであり、（Ｂ）はスイッチＤＢＳのＯＮ／ＯＦＦであり、（Ｃ）はスイッチＤＣＳのＯＮ／ＯＦＦであり、（Ｄ）はスイッチＤＤＳのＯＮ／ＯＦＦであり、（Ｅ）は固定子１の電磁石１１を構成する巻線に流れる電流であり、（Ｆ）は固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端間の電圧であり、（Ｇ）は検出部７３によって算出された固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧の算出値であり、（Ｈ）は（Ｇ）の誘導電圧の算出値を正規化したものである。駆動制御部５３１は、（Ａ）〜（Ｄ）に示すタイミングでスイッチＤＡＳ、ＤＢＳ、ＤＣＳ及びＤＤＳのＯＮ／ＯＦＦを制御するものである。
【００７０】
（Ｇ）に示す正規化後の誘導電圧と所定の基準電圧Ｖ０１とが一致するタイミング（基準タイミング）Ｔ０１は、可動子２の振動の振幅の大小に拘らず、可動子２の振動の所定の位相となる。そこで、検出部７３にて、この基準タイミングＴ０１を検出して、制御部５３が基準タイミングＴ０１に基づいて電磁石１１の巻線に電流を供給することによって、的確なタイミングで駆動制御が行なわれる。
【００７１】
スイッチＤＡＳ、ＤＢＳ、ＤＣＳ及びＤＤＳのＯＮ／ＯＦＦに伴って固定子１の電磁石１１を構成する巻線に流れる電流値が変化する。図１４〜図１７は、巻線に流れる電流の状態を説明するための回路図である。図１４〜図１７において、電磁石１１を構成する巻線は等価抵抗ＭＲと等価コイルＭＬと等価電圧源ＭＶとが直列に接続された等価回路ＥＣＭで表わされており、巻線を流れる電流（プローブ抵抗Ｒ１を流れる電流）ｉは時間ｔの関数としてｉ（ｔ）と表わされている。
【００７２】
図１４は、スイッチＤＡＳ及びＤＣＳがＯＮで、スイッチＤＢＳ及びＤＤＳがＯＦＦの場合（図１３の（Ｆ）図における期間Ｔ１１の場合）の回路図であり、図１５は、スイッチＤＣＳがＯＮで、スイッチＤＡＳ、ＤＢＳ及びＤＤＳがＯＦＦの場合（図１３の（Ｆ）図における期間Ｔ１２の場合）の回路図であり、図１６は、スイッチＤＡＳ〜ＤＤＳが全てＯＦＦであって巻線に電流が流れている場合（図１３の（Ｆ）図における期間Ｔ１３の場合）の回路図であり、図１７は、スイッチＤＡＳ〜ＤＤＳが全てＯＦＦであって巻線に電流が流れていない場合（図１３の（Ｆ）図における期間Ｔ１４の場合）の回路図である。
【００７３】
図１４〜図１７を用いて、検出部７３によって、電位Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを用いて固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧を算出する方法を説明する。図１４において、スイッチＤＡＳ及びＤＣＳがＯＮで、スイッチＤＢＳ及びＤＤＳがＯＦＦであるため、電流ｉ（ｔ）は、電源ＡＣＥ、スイッチＤＡＳ、プローブ抵抗Ｒ１、等価回路ＥＣＭ及びスイッチＤＣＳを経路として図の矢印のように流れる。そこで、次式（（１−１）及び（１−２）式）が成立する。
【００７４】
【数１】
0003791402.tif 000002
【００７５】
ここで、Ａｓｉｎωｔは固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧である。（１−１）及び（１−２）式を用いて電流ｉ（ｔ）を消去すると、誘導電圧Ａｓｉｎωｔは次式（（２）式）で与えられる。
【００７６】
【数２】
0003791402.tif 000003
【００７７】
図１５において、スイッチＤＣＳがＯＮで、スイッチＤＢＳ、ＤＣＳ及びＤＤＳがＯＦＦであり、等価コイルＥＬに蓄積されたエネルギが残存しているため、電流ｉ（ｔ）は、ダイオードＤＤＤ、プローブ抵抗Ｒ１、等価回路ＥＣＭ及びスイッチＤＣＳを経路として図の矢印のように流れる。そこで、次式（（３−１）、（３−２）及び（３−３）式）が成立する。
【００７８】
【数３】
0003791402.tif 000004
【００７９】
（３−１）、（３−２）及び（３−３）式を用いて電流ｉ（ｔ）及び電位Ｖｃを消去し、誘導電圧Ａｓｉｎωｔは次式（（４）式）で与えられる。
【００８０】
【数４】
0003791402.tif 000005
【００８１】
図１６において、スイッチＤＡＳ〜ＤＤＳが全てＯＦＦであるが、等価コイルＥＬに蓄積されたエネルギが残存しているため、電流ｉ（ｔ）は、電源ＡＣＥ、ダイオードＤＣＤ、等価回路ＥＣＭ、プローブ抵抗Ｒ１及びダイオードＤＡＤを経路として電源電圧ＥBとは逆の向きに図の矢印のように流れる。そこで、次式（（５−１）、（５−２）及び（５−３）式）が成立する。
【００８２】
【数５】
0003791402.tif 000006
【００８３】
（５−１）、（５−２）及び（５−３）式を用いて電流ｉ（ｔ）及び電位Ｖｃを消去し、誘導電圧Ａｓｉｎωｔは次式（（６）式）で与えられる。
【００８４】
【数６】
0003791402.tif 000007
【００８５】
図１７において、スイッチＤＡＳ〜ＤＤＳが全てＯＦＦであるため、電流ｉ（ｔ）は、流れない。そこで、次式（（７−１）及び（７−２）式）が成立する。
【００８６】
【数７】
0003791402.tif 000008
【００８７】
（７−１）及び（７−２）式を用いて電流ｉ（ｔ）を消去し、誘導電圧Ａｓｉｎωｔは次式（（８）式）で与えられる。
【００８８】
【数８】
0003791402.tif 000009
【００８９】
すなわち、検出部７３は、電磁石１１を構成する巻線に流れる電流（プローブ抵抗Ｒ１に流れる電流）ｉ（ｔ）に基づいて、（２）、（４）、（６）及び（８）式を切り換えて使用して、電位Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを用いて固定子１の電磁石１１を構成する巻線の両端に可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧を算出するものである。つまり、検出部７３は、電磁石１１を構成する巻線の両端に発生する電圧から、電磁石１１を構成する巻線の等価回路ＥＣＭの等価抵抗ＭＲ及び等価コイルＭＬに発生する電圧を減算することによって、可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧を算出するものである。
【００９０】
なお、第４実施形態においては、検出部７３が電磁石１１を構成する巻線の両端に発生する電圧から可動子２の振動に起因して発生する誘導電圧を算出する場合について説明したが、検出部７３が電磁石１１を構成する巻線とは別に可動子２の振動に起因して誘導電圧発生するサーチコイルを適所に配設する形態でもよい。この場合には、サーチコイルの両端に発生する電圧、プローブ抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧、電磁石１１を構成する巻線とサーチコイルとの相互結合係数及び可動子２を構成する永久磁石２０とサーチコイルとの結合係数を用いて、誘導電圧を算出することができる。また、サーチコイルを電磁石１１を構成する巻線の外周側に配設すると、永久磁石２０とサーチコイルとの結合係数が電磁石１１を構成する巻線とサーチコイルとの相互結合係数と比例するため計算が簡略化される。
【００９１】
（第５実施形態：請求項１１〜１６に記載の実施形態の一例）
図１８は、第５実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。第５実施形態のリニア振動モータＡ４及びリニア振動モータＡ４の駆動制御装置Ｂ４の構成は、図５に示す第２実施形態の構成と同様である。ただし、駆動制御装置Ｂ４を構成する検出部７４が可動子２の振幅を検出することと、駆動制御装置Ｂ４を構成する制御部５４が検出部７４によって検出された可動子２の振幅が第１の所定値以下である場合に可動子２の移動方向が反転する前の時点から電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を開始すると共に電磁石１１を構成する巻線に供給可能な最大電力を供給することとが異なっている。
【００９２】
図１９は、駆動制御装置Ｂ４の動作を説明するためのタイミングチャートの一例である。図の横軸は時間であって、（ａ）は可動子２の振幅が第１の所定値超である場合であり、（ｂ）は、可動子２の振幅が第１の所定値以下である場合である。（ａ）に示すように、可動子２の振幅が第１の所定値超である場合には、制御部５４は可動子の移動方向が反転した後の時点から電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を開始する。（ｂ）に示すように、可動子２の振幅が第１の所定値以下である場合には、制御部５４は可動子の移動方向が反転する前の時点から電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を開始する。
【００９３】
図２０は、可動子２の振幅が第１の所定値以下である場合の制御部５４の動作を説明する波形図の一例である。図の横軸は時間であって、（ａ）は可動子２の変位であって、（ｂ）は電磁石１１を構成する巻線の電流値である。（ｂ）に示すように、制御部５４は可動子の移動方向が反転する前の時点から電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を開始すると共に供給可能な最大電力を供給する（この状態を強駆動という）。すなわち、電磁石１１を構成する巻線に流れている電流がゼロの期間（オフ期間という）が殆どないように電力が供給されている。
【００９４】
図２１は、制御部５４の動作を説明するタイミングチャートの一例である。図２０に示すように強駆動にする場合には、オフ期間が殆ど無いため、検出部７４によって可動子２の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出することが困難となる。そこで、図２１に示すように、制御部５４は、所定の時間（ここでは、所定のサイクル数ＮＣに対応する期間）継続して、強駆動にするものである。
【００９５】
すなわち、制御部５４は、可動子２の振幅が第１の所定値以下である場合に、強駆動し、所定のサイクル数ＮＣに対応する時間経過後に、電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を元の通常の状態に戻すものである。このように、所定時間の間に限定して強駆動にすることによって、検出部７４による可動子２の変位等の検出ができない場合であっても、振幅が過剰に増大することが防止される。
【００９６】
なお、上記第５実施形態においては、可動子２の振幅が第１の所定値以下である時に、強駆動にする場合について説明したが、例えば、駆動制御装置が使用者からの操作を受け付けて可動子を強駆動にするか否かを選択する駆動選択部（駆動選択手段に相当する）を備え、駆動選択部において強駆動が選択された時に、強駆動にする形態でもよい。この場合には、使用者の所望する時に強駆動にすることが可能となる。
【００９７】
また、上記第５実施形態においては、可動子２の振幅が第１の所定値以下である時に強駆動を開始し、所定のサイクル数ＮＣに対応する時間経過後に、電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を元の通常の状態に戻す（強駆動を終了する）場合について説明したが、可動子２の振幅が第１の所定値以下である時に強駆動を開始し、可動子２の振幅が第１の所定値超となった時に、電磁石１１を構成する巻線への電力の供給を元の通常の状態に戻す形態でもよい。この場合には、確実に可動子２の振幅が所定の範囲内に制御される。
【００９８】
図２２は、可動子２の振幅に基づいて強振動する時間を制御する場合のタイミングチャートの一例である。横軸は時間であって、（ａ）は駆動出力の状態であり、（ｂ）は可動子２の振幅である。なお、本実施形態のように可動子２の振幅の検出を検出部７４が行なう形態でもよいし、検出部７４とは別に可動子２の振幅を検出する振幅検出手段を設ける形態でもよい。この場合には、振幅検出手段はオフ期間に限定されず、常時振幅を検出することが可能となるため、更に正確な制御が行なわれる。
【００９９】
上記第５実施形態においては、可動子２の振幅が第１の所定値以下である時に強駆動にする形態について説明したが、可動子の振幅が第１の所定値以下である時に、可動子２の移動方向が反転する前の時点で巻線への電力の供給を開始し、可動子２の振幅が第２の所定値以下（ここでは、（第１の所定値）＞（第２の所定値）である）である時に、供給可能な最大電力を巻線に供給する形態でも良い。
【０１００】
図２３は、可動子２の振幅が第２の所定値以下である時に、供給可能な最大電力を巻線に供給する場合のタイミングチャートの一例である。横軸は時間であって、（ａ）は振幅が第１の所定値超である場合の駆動出力の状態であり、（ｂ）は振幅が第１の所定値以下であり且つ第２の所定値超である場合の駆動出力の状態であり、（ｃ）は振幅が第２の所定値以下である場合の駆動出力の状態である。
【０１０１】
（ａ）に示すように、振幅が第１の所定値超である場合は、通常の条件で駆動される。（ｂ）に示すように、振幅が第１の所定値以下であり且つ第２の所定値超である場合は、可動子２の移動方向が反転する前の時点で巻線への電力の供給が開始される。（ｃ）に示すように、振幅が第２の所定値以下である場合は、強駆動となる。このように、可動子の振幅が第１の所定値以下になると、可動子２の移動方向が反転する前の時点で巻線への電力の供給が開始され、可動子２の振幅が第２の所定値以下になると、供給可能な最大電力が巻線に供給されるため、効率的な駆動制御が行なわれる。
【０１０２】
また、上記第５実施形態においては、可動子２の振幅が第１の所定値以下である時に強駆動にする形態について説明したが、可動子の振幅が第１の所定値以下である時に、可動子２の移動方向が反転する前の時点で巻線への電力の供給を開始し、可動子２の振幅が第２の所定値（ここでは、（第１の所定値）＞（第２の所定値）である）以下である時に、振幅が小さい程段階的に大きい電力を巻線に供給する形態でも良い。さらに、電力を段階的に変更すると共に電力の供給を開始するタイミングを効率の良好なタイミングに変更する形態でもよい。
【０１０３】
図２４は、振幅が第２の所定値以下である時に、振幅が小さい程段階的に大きい電力を巻線に供給する場合のタイミングチャートの一例である。横軸は時間であって、（ａ）は振幅が第１の所定値超である場合の駆動出力の状態であり、（ｂ）は振幅が第１の所定値以下であり且つ第２の所定値超である場合の駆動出力の状態であり、（ｃ）は振幅が第２の所定値以下であり且つ第３の所定値（ただし、（第２の所定値）＞（第３の所定値）である）超である場合の駆動出力の状態であり、（ｄ）は振幅が第３の所定値以下であり且つ第４の所定値（ただし、（第３の所定値）＞（第４の所定値）である）超である場合の駆動出力の状態であり、（ｅ）は振幅が第４の所定値以下である場合の駆動出力の状態である。
【０１０４】
（ａ）に示すように、振幅が第１の所定値超である場合は、通常の条件で駆動される。（ｂ）に示すように、振幅が第１の所定値以下であり且つ第２の所定値超である場合は、可動子２の移動方向が反転する前の時点で巻線への電力の供給が開始される。そして（ｂ）〜（ｅ）に示すように、振幅が第２〜４の所定値を境界として、振幅が小さい程段階的に（ここでは４段階に）大きい電力で駆動される。なお、図中の電力Ｐ１〜Ｐ４は、（Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４）を満たす関係にある。さらに、このように電力が段階的に変更されると共に電力の供給を開始するタイミングが効率の電力に応じて良好なタイミングに変更されている。
【０１０５】
この場合には、可動子２の振幅に基づいて電磁石１１を構成する巻線に供給する電力及び電力の供給を開始するタイミングが段階的に変更されるため、使用者にとって違和感のない（駆動条件の変化を感じない）特性を有し且つ効率の良好な駆動制御が行なわれる。
【０１０６】
上記第５実施形態においては、第１及び第２実施形態と同様に、可動子２は、可動子２自体の重量とフレーム３との接続に用いられている復帰用の付勢部材としてのバネ部材４のバネ定数とによって決定する機械的な共振周波数を有し、制御部５４は、この共振周波数に合致した周波数で電流供給を行なうものである。一方、通常の駆動状態から強駆動の状態に変化する場合には、制御部５４を含めたリニア振動モータＡ４全体の共振周波数が変化して、変更前の共振周波数と変更後の共振周波数とが異なるため、一定の周波数で駆動制御を行なうと駆動効率が低下する場合がある。そこで、強駆動にする場合のリニア振動モータＡ４全体の共振周波数（ｆ＋α）を用いて、制御部５４は、強駆動にする際にはこの共振周波数に合致した周波数で電流供給を行なう形態でもよい。
【０１０７】
図２５は、駆動周波数を変更する場合のタイミングチャートの一例である。図に示すように、強駆動を行なっている期間では、共振周波数（ｆ＋α）に合致した周波数で電流供給が行なわれ、その他の期間では、通常の駆動状態でのリニア振動モータＡ４全体の共振周波数ｆに合致した周波数で電流供給が行なわれる。このような制御を行なうと、強駆動を行なう場合にも駆動周波数とリニア振動モータＡ４全体の共振周波数とが合致した条件で駆動されるため、更に効率的な駆動が行なわれる。
【０１０８】
（第６実施形態：請求項１７に記載の実施形態の一例）
図２６は、第６実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。第６実施形態のリニア振動モータＡ５の駆動制御装置Ｂ５の構成は、図７に示す第３実施形態の構成と同様である。ただし、リニア振動モータＡ４は、固定子８と可動子９とを備え、可動子９が、交番磁界を受けて回動すべく軸支された回転体９１と、回転体９１の軸を挟んで対向する位置に取り付けられ回転体９１の回転力が伝播されて互いに逆方向に往復移動可能な２本の振動体９２とを備えている。
【０１０９】
電磁石９１が固定子８（永久磁石）からの電磁力を受けて所定の回転角の範囲で周期的に回転方向が変化しながら回転駆動されることによって、電磁石９１に接続された振動体９２が図の左右方向に振動されるものである。可動子９を構成する２本の振動体９２の移動方向反転時点以前から電流が供給されるため、電磁石９１を構成する巻線へ流れる駆動電流は、振動体９２の移動方向反転時点までに急激に増加される。その結果、駆動電流の大きさは電磁石９１の強さと比例するため、電磁石９１が強力に磁化されることになる。そこで可動子９を構成する２本の振動体９２の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石９１が強力に磁化されるため、効率の良い駆動制御が行われる。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１、１８の発明によれば、可動子の移動方向反転時点以前から電流を供給するようにしたので、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、可動子の移動方向反転時点までに急激に増加され、その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。このように可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石を強力に磁化することで、効率の良い駆動制御が実現できる。
【０１１１】
請求項２の発明によれば、誘導電圧発生手段に、可動子の振動に伴って誘導電圧を発生する構成としたので、この誘導電圧を用いて可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出することができる。
【０１１２】
請求項３の発明によれば、誘導電圧が最大または最小の値をとる時点から所定時間後に、固定子又は可動子の電磁石への電力の供給を開始するようにしたので、可動子の移動方向反転時点以前から電流を供給することが実現され、効率的な駆動制御が実現できる。
【０１１３】
請求項４の発明によれば、電磁石を構成する巻線に発生する誘導電圧が所定の電圧以下となる時点あるいは所定の電圧以上となる時点から所定時間後に、固定子又は可動子の電磁石への電力の供給が開始するようにしたので、可動子の移動方向反転時点以前から電流を供給することが実現され、効率的な駆動制御が実現できる。
【０１１４】
請求項５の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧発生手段に発生する電圧を用いて誘導電圧が求められるため、この誘導電圧を用いて可動子の変位、速度、加速度の内少なくとも１つを検出することができる。
【０１１５】
請求項６の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧発生手段に発生される電圧と電磁石を構成する巻線に流れる電流とを用いて演算式により算出されるため、誘導電圧を容易に求めることができる。
【０１１６】
請求項７の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、誘導電圧を算出する演算式が複数の演算式の中から電磁石を構成する巻線に流れる電流の状態に応じて選択されるため、誘導電圧を更に正確に求めることができる。
【０１１７】
請求項８の発明によれば、誘導電圧算出手段によって、電磁石を構成する巻線に流れる電流が略零である期間中は、誘導電圧発生手段に発生される電圧から誘導電圧が求められるため、誘導電圧を更に正確に求めることができる。
【０１１８】
請求項９の発明によれば、可動子の振動の振幅の大小に拘らず、予め設定された所定の電圧によって規定される振動の所定の位相において基準タイミングが検出されるため、的確なタイミングで駆動制御を行なうことができる。
【０１１９】
請求項１０の発明によれば、誘導電圧発生手段が、電磁石を構成する巻線から構成されるため、簡素な構造で誘導電圧発生手段を実現することができる。
【０１２０】
請求項１１の発明によれば、誘導電圧発生手段が電磁石を構成する巻線から構成されるため、簡素な構造で誘導電圧発生手段を実現することができる。また、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始する構成にしたので、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、可動子の移動方向反転時点までに急激に増加され、その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。このように可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石を強力に磁化することで、効率の良い駆動制御が実現でき、振幅を増大することができる。
【０１２１】
請求項１２の発明によれば、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されると共に供給可能な最大電力が電磁石を構成する巻線に供給されるようにしたので、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、可動子の移動方向反転時点までに更に急激に増加される。その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が更に強力に磁化されることになる。このように可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石を更に強力に磁化することで、効率の良い駆動制御が実現でき、振幅を迅速に増大することができる。なお、上記所定時間の間に限定して供給可能な最大電力を供給することによって、検出手段による可動子の変位等の検出ができない場合であっても、振幅が過剰に増大することを防止することができる。
【０１２２】
請求項１３の発明によれば、誘導電圧発生手段が電磁石を構成する巻線から構成されるため簡素な構造で誘導電圧発生手段が実現される。駆動選択手段によって、可動子を強駆動にするか否かが選択され、制御手段によって、駆動選択手段により強駆動が選択された場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されるため、例えば駆動選択手段がユーザの操作を受け付けて可動子を強駆動にするか否かが選択される場合には、ユーザが所望する時に強駆動を選択することができ、操作性を向上することができる。
【０１２３】
請求項１４の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅が第２の所定値以下である場合に、供給可能な最大電力が電磁石を構成する巻線に供給されるため、振幅が小さい場合に更に強力に駆動されて、振幅を更に迅速に増大することができる。
【０１２４】
請求項１５の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅に基づいて電磁石を構成する巻線に供給する電力が段階的に変更されるため、例えば、振幅が所定の範囲にあることが望ましい場合等には、振幅が小さい程巻線に供給する電力が段階的に増大され、使用者にとって違和感のない（駆動条件の変化を感じない）特性の駆動制御を行なうことができる。
【０１２５】
請求項１６の発明によれば、制御手段によって、可動子の振幅が第１の所定値以下である場合に、可動子の移動方向が反転する前の時点で、電磁石を構成する巻線への電力の供給が開始されると共に、可動子の移動方向が反転する後の時点で巻線への電力の供給を開始する場合よりも高い周波数で巻線に電力を供給するようにしたので、効率的な駆動制御を行なうことができる。
【０１２６】
請求項１７の発明によれば、可動子が、交番磁界を受けて回動すべく軸支された回転体と、前記回転体の軸を挟んで対向する位置に取り付けられ前記回転体の回転力が伝播されて互いに逆方向に往復移動可能な２本の振動体とを備えるため、可動子を構成する回転体が交番磁界を受けて回動され、これに取り付けられた２本の振動体が回転体の軸を挟んで逆方向に往復移動されるリニア振動モータにおいて、可動子を構成する２本の振動体の移動方向反転時点以前から電流が供給されるため、電磁石を構成する巻線へ流れる駆動電流は、可動子の移動方向反転時点までに急激に増加され、その結果、駆動電流の大きさは電磁石の強さと比例するため、電磁石が強力に磁化されることになる。このように可動子の往復運動、すなわち機械系共振において、効率の良いエネルギ供給のタイミングである移動方向反転時点から往復振動の中心点の間に電磁石を強力に磁化することで、効率の良い駆動制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第1実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【図２】  第1実施形態の制御部の動作を説明するための波形図の一例である。
【図３】  本発明の第1実施形態の駆動制御装置と従来の駆動制御装置との差異を説明するための波形図の一例である。
【図４】  片方向だけの電流を与える場合の制御部の動作の波形図の一例である。
【図５】  本発明の第２実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【図６】  第２実施形態の駆動制御装置の動作を説明する波形図の一例である。
【図７】  本発明の第３実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【図８】  第３実施形態の駆動制御装置Ｂ２の波形図の一例である。。
【図９】  第３実施形態の駆動制御装置Ｂ２の波形図の一例である。
【図１０】  従来の駆動制御方法を説明する波形図の一例である。
【図１１】  本発明の第４実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【図１２】  検出部及び制御部の構成図の一例である。
【図１３】  検出部及び制御部の動作を説明する波形図の一例である。
【図１４】  巻線に流れる電流の状態を説明するための回路図である。
【図１５】  巻線に流れる電流の状態を説明するための回路図である。
【図１６】  巻線に流れる電流の状態を説明するための回路図である。
【図１７】  巻線に流れる電流の状態を説明するための回路図である。
【図１８】  第５実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【図１９】  駆動制御装置の動作を説明するためのタイミングチャートの一例である。
【図２０】  可動子の振幅が第１の所定値以下である場合の制御部の動作を説明する波形図の一例である。
【図２１】  制御部の動作を説明するタイミングチャートの一例である。
【図２２】  可動子の振幅に基づいて強振動する時間を制御する場合のタイミングチャートの一例である。
【図２３】  可動子２の振幅が第２の所定値以下である時に、供給可能な最大電力を巻線に供給する場合のタイミングチャートの一例である。
【図２４】  振幅が第２の所定値以下である時に、振幅が小さい程段階的に大きい電力を巻線に供給する場合のタイミングチャートの一例である。
【図２５】  駆動周波数を変更する場合のタイミングチャートの一例である。
【図２６】  第６実施形態のリニア振動モータ及びリニア振動モータの駆動制御装置の構成図の一例である。
【符号の説明】
１  固定子
１１  電磁石（誘導電圧発生手段）
２  可動子
２０  永久磁石
３  フレーム
４  バネ部材
５、５１、５２、５３、５４  制御部（制御手段）
６  センサ（検出手段）
６１  センシング用磁石（検出手段）
６２  センシング用巻線（検出手段）
７、７１、７２、７３、７４  検出部（検出手段）
Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５  リニア振動モータ
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５  駆動制御装置
【図１】
0003791402.tif 000010
【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】
0003791402.tif 000019
【図１１】
0003791402.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
0003791402.tif 000022
【図１４】
0003791402.tif 000023
【図１５】
0003791402.tif 000024
【図１６】
0003791402.tif 000025
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
0003791402.tif 000029
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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