JP2004336988A

JP2004336988A - モータ駆動装置

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Publication number: JP2004336988A
Application number: JP2004117263A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ueda; 光男植田; Hideki Nakada; 秀樹中田; 誠 ▲よし▼田; Makoto Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】可動子を含むバネ振動系が形成されるよう可動子を支持するバネ部材を有するリニア振動モータ１００を駆動する装置１０１ａにおいて、運転中の可動子の位置を算出する位置演算に用いるバネ部材のバネ定数ｋ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の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過したタイミングを検出する相対位置検出部４ａと、該検出部４ａの出力情報Ｄprに基づいて可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａとを備え、該検知された固有振動周波数ｆからバネ部材のバネ定数ｋを決定する。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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を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。

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。

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支持バネ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。

そこで、特許文献１（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、支持バネ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。

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変位の程度（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。

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。

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）。

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、この公報ではリニア振動モータをリニア圧縮機に適用しているため、上記可動子をリニア圧縮機を構成するシリンダ内でガスを圧縮するために往復運動していることから、衝突を防止する対象としてシリンダヘッドを用いて説明を行う。

図１１は、可動子を駆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。

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。

図１１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、リニア振動モータの瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］が求められる。

つまり、リニア振動モータに駆動電圧が印加された状態では、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。

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、（１）式に基づいて、瞬時速度ｖ［ｍ／ｓ］が求められる。

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。

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。

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。

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は平均成分を含むものとなる。

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。

この結果、実際の積分器による上記（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。

このため、（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ｘav”を求める演算処理が行われる。

以下、これらの演算処理について詳述する。
図１２は、上記リニア振動モータの筐体（ここではシリンダ）内での可動子位置を模式的に示す図である。
なお、図中、Ｍｅは可動子，Ｍｃは、該可動子を収容する、リニア振動モータ筐体の内壁面（シリンダ内面）を示している。

まず、図１２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。
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。

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。

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。

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。

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。

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。
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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

また、本件発明者は、可動子の位置を位置センサなしで検出する方法として、上記のようにバネ定数ｋを用いる方法とは異なり、質量バネ比ｍ／ｋを用いる手法を提案している（例えば、特許文献３参照）。
特開平１１−３２４９１１号公報特表平８−５０８５５８号公報特開２００２−３５４８６４号公報

しかしながら、上述したように、上記リニア振動モータの駆動電流及び駆動電圧の測定値に基づいた位置演算により可動子の位置を導出する方法では、該位置演算に使用するバネ定数ｋや質量バネ比ｍ／ｋの個体間でのバラツキ、経時変化、さらには熱による変化等に起因して、その演算結果に誤差が生じるという問題がある。

具体的には、バネ定数ｋや質量バネ比ｍ／ｋの値が１０％ばらつくと、算出される可動子の絶対位置は１０％以上ばらつく。これでは、上記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ならず、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。

また、支持バネの伸縮の大きさが、該支持バネに対して想定されている伸縮範囲（想定伸縮範囲）を超えない程度の可動子の往復運動は、大きな経時変化を招くものではないが、リニア振動モータの運転の障害時など、可動子の挙動が、支持バネの伸縮の大きさが想定伸縮範囲を超えるようなものとなったときには、バネ定数ｋや質量バネ比ｍ／ｋが大きく変化する場合もあると考えられる。

このような場合には、リニア振動モータをそのモータ駆動装置ごと交換することが必要となる。そうすると、リニア振動モータの駆動装置としての信頼性が落ちるという問題がある。

また、上記支持バネを大きくしてリニア振動モータの運転の障害時でも、支持バネの伸縮の大きさが想定範囲を越えないようにすることが考えられるが、こうすると、リニア振動モータの外形が大きくなるだけではなくコストアップにもつながるという問題がある。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、リニア振動モータの可動子の固有振動周波数から得られるバネ定数あるいは質量バネ比に基づいて、高い精度で可動子の位置を算出する位置演算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。

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、上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記バネ部材のバネ定数を算出するバネ定数決定部と、上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて、上記可動子の位置を算出する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。

本願請求項２に係る発明は、上記請求項１記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするものである。

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、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項４に係る発明は、請求項１記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗し、該除算結果の二乗に上記可動子の質量の逆数を乗算し、該乗算結果の逆数を求めて、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項５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駆動電圧を印加するモータドライバと、該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出するバネ定数決定部と、上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する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。

本願請求項６に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項７に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、ことを特徴とするものである。

本願請求項８に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、ことを特徴とするものである。

本願請求項９に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、ことを特徴とするものである。

本願請求項１０に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出したバネ定数を使用して上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１１に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出したバネ定数を使用して、上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１２に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定するバネ定数推定部とを備え、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数推定部は、上記演算モードにて、上記算出したバネ定数と、該バネ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バネ定数との関係を導き、上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度とバネ定数の関係から、上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１３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、上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記可動子の質量と上記バネ部材のバネ定数との比の値である質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて、上記可動子の位置を算出する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。

本願請求項１４に係る発明は、上記請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１５に係る発明は、請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１６に係る発明は、請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗して、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１７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駆動電圧を印加するモータドライバと、該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する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。

本願請求項１８に係る発明は、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項１９に係る発明は、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、ことを特徴とするものである。

本願請求項２０に係る発明は、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、ことを特徴とするものである。

本願請求項２１に係る発明は、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、ことを特徴とするものである。

本願請求項２２に係る発明は、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出した質量バネ比を使用して上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項２３に係る発明は、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出した質量バネ比を使用して、上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項２４に係る発明は、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定する質量バネ比推定部とを備え、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比数推定部は、上記演算モードにて、上記算出した質量バネ比と、該質量バネ比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質量バネ比との関係を導き、上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度と質量バネ比の関係から、上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするものである。

本願請求項２５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１，５，１３，１７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。

本願請求項２６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１，５，１３，１７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。

本願請求項２７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１，５，１３，１７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。

本願請求項２８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１，５，１３，１７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。

本願請求項２９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、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１，５，１３，１７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。

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、上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記バネ部材のバネ定数を算出するバネ定数決定部と、上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて、上記可動子の位置を算出する可動子位置演算部とを備えた、ことを特徴とするので、正確なバネ定数を用いて、可動子の位置を算出する位置演算を精度良く行うことができる効果がある。

つまり、リニア振動モータの駆動中に可動子の位置を算出する位置演算に使用するバネ定数を、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バネ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バネ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バネ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バネ定数を、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。

また、本発明では、上記バネ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、上記バネ定数の算出を、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。

つまり、上記可動子の位置演算に使用するバネ定数を、リニア振動モータの組み立て時に決定する方法では、組み立て時にバネ定数を補正する複雑な工程が増えるだけではなく、バネ定数が決定されたリニア振動モータに、該決定されたバネ定数に対応するよう調整されたモータ駆動装置が組み合わせられることとなり、この結果、リニア振動モータもしくはモータ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。

これに対し、本発明では、バネ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、バネ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モータ駆動装置が組み合わせられた状態で、バネ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バネ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。

本願請求項２に係る発明によれば、上記請求項１記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有振動周波数に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確なバネ定数を求めることができる。

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、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有角振動数に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確なバネ定数を求めることができる。

本願請求項４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、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗し、該除算結果の二乗に上記可動子の質量の逆数を乗算し、該乗算結果の逆数を求めて、上記バネ定数を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有振動周期に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確なバネ定数を求めることができる。

本願請求項５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駆動電圧を印加するモータドライバと、該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出するバネ定数決定部と、上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する可動子位置演算部とを備えた、ことを特徴とするので、正確なバネ定数を用いて、可動子の位置を算出する位置演算を精度良く行うことができる効果がある。

また、本発明では、上記バネ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うことが可能であるので、上記バネ定数の算出を、リニア振動モータの組み立て時に行う場合と比べると、組み立て時の、バネ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モータ駆動装置が組み合わせられた状態で、バネ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バネ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。

本願請求項６に係る発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、ことを特徴とするので、自由振動する可動子の固有振動周期などを、専用の位置センサを用いずに、既存の電圧検出器などの部品を用いて算出可能となり、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを小さく抑えることができるという効果がある。

本願請求項７に係る発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部を簡単な機構により実現できる。

本願請求項８に係る発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部として専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができるという効果がある。また、リニア振動モータが密閉されており、例えば、内部の可動子に機械的に力を印加できない場合、本発明の可動子を自由振動させる方式が有効であることは言うまでもない。

本願請求項９に係る発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部として専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができるという効果がある。また、リニア振動モータが密閉されており、例えば、内部の可動子に機械的に力を印加できない場合、本発明の可動子を自由振動させる方式が有効であることは言うまでもない。

本願請求項１０に係る発明によれば、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出したバネ定数を使用して上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするので、常にリニア振動モータの最新の状態でのバネ定数を用いて、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、時間経過とともにバネ定数が変化しても、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

本願請求項１１に係る発明によれば、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出したバネ定数を使用して、上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするので、常にリニア振動モータの最新の状態でのバネ定数を用いて、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、時間経過とともにバネ定数が変化しても、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。

また、この発明では、バネ定数の算出は、リニア振動モータの運転直後に行われるため、モータ温度が実際に動作しているときとほぼ同等である状態でバネ定数が算出されることとなる。つまり、バネ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バネ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バネ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。

さらに、この発明では、バネ定数の算出を運転終了後に行うため、バネ定数を算出する動作がリニア振動モータの駆動を妨げることがないという効果もある。

本願請求項１２に係る発明によれば、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定するバネ定数推定部とを備え、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記バネ定数推定部は、上記演算モードにて、上記算出したバネ定数と、該バネ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バネ定数との関係を導き、上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度とバネ定数の関係から、上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する、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、常に正確なバネ定数が用いられることとなり、可動子の位置演算の精度を向上させることができる。

また、この発明では、実際にリニア振動モータの運転が行われているときの温度から、運転状態でのリニア振動モータのバネ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バネ定数を用いて、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。

本願請求項１３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、上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記可動子の質量と上記バネ部材のバネ定数との比の値である質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて、上記可動子の位置を算出する可動子位置演算部とを備えた、ことを特徴とするので、正確な質量バネ比を用いて、可動子の位置を算出する位置演算を精度良く行うことができる効果がある。

つまり、リニア振動モータの駆動中に可動子の位置を算出する位置演算に使用する質量バネ比を、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質量バネ比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質量バネ比が算出されるため、上記位置演算は、個々のリニア振動モータの間での質量バネ比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質量バネ比を、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。

また、本発明では、上記質量バネ比を算出する処理は、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、上記質量バネ比の算出を、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。

つまり、上記可動子の位置演算に使用する質量バネ比を、リニア振動モータの組み立て時に決定する方法では、組み立て時に質量バネ比を補正する複雑な工程が増えるだけではなく、質量バネ比が決定されたリニア振動モータに、該決定された質量バネ比に対応するよう調整されたモータ駆動装置が組み合わせられることとなり、この結果、リニア振動モータもしくはモータ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。

これに対し、本発明では、質量バネ比を算出する処理は、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、質量バネ比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モータ駆動装置が組み合わせられた状態で、質量バネ比が決定されるため、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質量バネ比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。

本願請求項１４に係る発明によれば、上記請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有振動周波数に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確な質量バネ比を求めることができる。

本願請求項１５に係る発明によれば、請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有角振動数に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確な質量バネ比を求めることができる。

本願請求項１６に係る発明によれば、請求項１３記載のモータ駆動装置において、上記振動パラメータ取得部は、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗して、上記質量バネ比を算出する、ことを特徴とするので、個々のリニア振動モータの可動子の固有振動周期に基づいて、該リニア振動モータに対応した正確な質量バネ比を求めることができる。

本願請求項１７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駆動電圧を印加するモータドライバと、該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する可動子位置演算部とを備えた、ことを特徴とするので、正確な質量バネ比を用いて、可動子の位置を算出する位置演算を精度良く行うことができる効果がある。

また、本発明では、上記質量バネ比を算出する処理は、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、上記質量バネ比の算出を、リニア振動モータの組み立て時に行う場合と比べると、組み立て時の、質量バネ比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モータ駆動装置が組み合わせられた状態で、質量バネ比が決定されるため、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質量バネ比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。

本願請求項１８に係る発明によれば、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、ことを特徴とするので、自由振動する可動子の固有振動周期などを、専用の位置センサを用いずに、既存の電圧検出器などの部品を用いて算出可能となり、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを小さく抑えることができるという効果がある。

本願請求項１９に係る発明によれば、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部を簡単な機構により実現できる。

本願請求項２０に係る発明によれば、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部として専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができるという効果がある。また、リニア振動モータが密閉されており、例えば、内部の可動子に機械的に力を印加できない場合、本発明の可動子を自由振動させる方式が有効であることは言うまでもない。

本願請求項２１に係る発明によれば、請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、ことを特徴とするので、上記可動子強制振動部として専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができるという効果がある。また、リニア振動モータが密閉されており、例えば、内部の可動子に機械的に力を印加できない場合、本発明の可動子を自由振動させる方式が有効であることは言うまでもない。

本願請求項２２に係る発明によれば、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出した質量バネ比を使用して上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするので、常にリニア振動モータの最新の状態での質量バネ比を用いて、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、時間経過とともに質量バネ比が変化しても、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

本願請求項２３に係る発明によれば、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出した質量バネ比を使用して、上記可動子の位置を算出する、ことを特徴とするので、常にリニア振動モータの最新の状態での質量バネ比を用いて、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、時間経過とともに質量バネ比が変化しても、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。

また、この発明では、質量バネ比の算出は、リニア振動モータの運転直後に行われるため、モータ温度が実際に動作しているときとほぼ同等である状態で質量バネ比が算出されることとなる。つまり、質量バネ比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質量バネ比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質量バネ比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。

さらに、この発明では、質量バネ比の算出を運転停止後に行うため、質量バネ比を算出する動作がリニア振動モータの駆動を妨げることがないという効果もある。

本願請求項２４に係る発明によれば、請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定する質量バネ比推定部とを備え、上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、上記質量バネ比数推定部は、上記演算モードにて、上記算出した質量バネ比と、該質量バネ比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質量バネ比との関係を導き、上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度と質量バネ比の関係から、上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定し、上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する、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、常に正確な質量バネ比が用いられることとなり、可動子の位置演算の精度を向上させることができる。

また、この発明では、実際にリニア振動モータの運転が行われているときの温度から、運転状態でのリニア振動モータの質量バネ比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質量バネ比を用いて、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。

本願請求項２５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１，５，１３，１７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、リニア振動モータの非運転モードでバネ定数あるいは質量バネ比が算出され、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したバネ定数あるいは質量バネ比を用いた演算により、リニア振動モータの可動子の位置が算出されることとなる。このため、リニア振動モータが密閉容器の中に収容され、温度と圧力の変化の激しい環境で用いられる空気調和機では、リニア振動モータの可動子の位置を、位置センサーを用いることなく、バネ定数あるいは質量バネ比を用いた演算により、高い精度で算出することが可能となり、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、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。

また、この空気調和機では、圧縮機のピストンをリニア振動モータにより駆動するので、従来の回転型モータにより圧縮機のピストンを駆動するものに比べて、摩擦損の低減、さらには冷媒の高圧と低圧とのシール性の向上により圧縮機効率を高めることができる。しかも、摩擦損の低減により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る。これによってリサイクル性が高まるだけでなく、オイルに溶け込む冷媒の量が減ることから圧縮機に充填する冷媒の量が少なくなって、地球環境の保全にも貢献することができる。

本願請求項２６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１，５，１３，１７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、リニア振動モータが密閉容器の中に収容され、温度と圧力の変化の激しい環境で用いられる冷蔵庫では、上記空気調和機と同様に、リニア振動モータの可動子の位置を、位置センサーを用いることなく、バネ定数あるいは質量バネ比を用いた演算により、高い精度で算出することが可能となる。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、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。

また、この冷蔵庫では、圧縮機のピストンをリニア振動モータにより駆動するので、従来の回転型モータにより圧縮機のピストンを駆動するものに比べて、摩擦損の低減やシール性の向上により圧縮機効率を高めることができ、しかも、摩擦損の低減による潤滑用オイルの大幅な削減により、リサイクル性が高まるとともに圧縮機の冷媒充填量が少なくなって、地球環境の保全にも貢献することができる。

本願請求項２７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１，５，１３，１７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、リニア振動モータが密閉容器の中に収容され、温度と圧力の変化の激しい環境で用いられる極低温冷凍機では、上記空気調和機と同様に、リニア振動モータの可動子の位置を、位置センサーを用いることなく、バネ定数あるいは質量バネ比を用いた演算により、高い精度で算出することが可能となる。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、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。

また、この極低温冷凍機では、圧縮機のピストンをリニア振動モータにより駆動するので、従来の回転型モータにより圧縮機のピストンを駆動するものに比べて、摩擦損の低減やシール性の向上により圧縮機効率を高めることができ、しかも、摩擦損の低減による潤滑用オイルの大幅な削減により、リサイクル性が高まるとともに圧縮機の冷媒充填量が少なくなって、地球環境の保全にも貢献することができる。

本願請求項２８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１，５，１３，１７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、リニア振動モータが密閉容器の中に収容され、温度と圧力の変化の激しい環境で用いられる給湯器では、上記空気調和機と同様に、リニア振動モータの可動子の位置を、位置センサーを用いることなく、バネ定数あるいは質量バネ比を用いた演算により、高い精度で算出することが可能となる。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、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。

また、この給湯器では、圧縮機のピストンをリニア振動モータにより駆動するので、従来の回転型モータにより圧縮機のピストンを駆動するものに比べて、摩擦損の低減やシール性の向上により圧縮機効率を高めることができ、しかも、摩擦損の低減による潤滑用オイルの大幅な削減により、リサイクル性が高まるとともに圧縮機の冷媒充填量が少なくなって、地球環境の保全にも貢献することができる。

本願請求項２９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１，５，１３，１７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ものに比べて、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バネ定数あるいは質量バネ比を算出し、リニア振動モータの運転モードでは、該算出したバネ定数あるいは質量バネ比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。

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、リニア振動モータを動作させる２つの動作モードを有している。１つの動作モードは、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電圧あるいは駆動電流により駆動して、リニア振動モータ１００に接続された負荷を運転する運転モードである。この運転モードでは、モータ駆動装置１０１ａは、上記負荷の運転を行うとともに、該リニア振動モータの可動子の位置を該駆動電圧及び駆動電流に基づいて算出し、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。もう１つの動作モードは、上記リニア振動モータ１００の可動子を自由振動させ、該可動子を支持するバネ部材のバネ定数ｋを求める演算を行う演算モードである。

具体的には、この実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａは、リニア振動モータ１００を、その可動子の位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcに基づいて駆動制御するモータドライバ１ａと、上記可動子の位置Ｐｘを算出する位置演算を、上記リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋに基づいて行う可動子位置算出部２ａとを有している。

上記モータ駆動装置１０１ａは、リニア振動モータ１００の可動子が自由振動するよう一時的に力（強制振動力）Ｆfvを印加する可動子強制振動部３ａと、上記可動子の自由振動状態で、該可動子がその振動中心などの振動の基準位置に対する一定の相対位置Ｐｒを通過したタイミングを検出し、該検出したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力する相対位置検出部４ａと、該相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａと、該検知された固有振動周波数ｆからバネ部材のバネ定数ｋを決定し、該決定したバネ定数を示すバネ定数情報Ｄｋを上記可動子位置検出部２ａに出力するバネ定数決定部６ａとを有するものである。なお、上記固有振動周波数ｆは、厳密には、可動子を含むバネ振動系の固有振動周波数である。

上記モータ駆動装置１０１ａは、ユーザ操作に応じた操作信号等に基づいて、上記モータ駆動装置１０１ａの各部１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａを制御する制御部（図示せず）を有しており、リニア振動モータの運転開始直前には、該制御部の制御により、このモータ駆動装置１０１ａの動作モードが一旦、上記バネ定数を算出する演算モードとなり、その後負荷の運転を行う運転モードとなるものである。

以下、上記リニア振動モータ１００、並びに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，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周波数検知部５ａ，及びバネ定数決定部６ａについて詳しく説明する。

リニア振動モータ１００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ものであり、該リニア振動モータの駆動周波数は、上記可動子の往復運動の共振周波数、つまりバネ振動系の共振振動周波数、あるいはその近傍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。

モータドライバ１ａは、電源電圧を受け、リニア振動モータ１００に駆動電圧Ｖdrを印加してリニア振動モータ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Ｖdrとして交流電圧が印加され、リニア振動モータ１００には駆動電流Ｃdrとして交流電流が供給される。このモータドライバ１ａは、駆動電圧Ｖdrとして交流電圧をリニア振動モータ１００に印加することにより、該リニア振動モータ１００の可動子を、該交流電圧の周波数と同じ周波数で往復運動させることができるものである。なお、上記リニア振動モータ１００に直流電圧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ることとなる。また、上記モータドライバ１ａは、可動子位置演算部２ａでの演算により得られた、上記可動子の位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcに基づいて、上記駆動電圧（交流電圧）Ｖdrのレベル（波高値）を決定するものである。

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Ｐｘを演算により求め、該可動子の位置を示す位置情報Ｄpcを上記モータドライバ１ａに出力するものである。

具体的な演算としては、背景技術の説明で挙げた特許文献２（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位置演算が用いられる。このとき、可動子の位置の演算に用いられるバネ定数ｋは上記バネ定数決定部６ａにより決定されたものである。

可動子強制振動部３ａは、上記強制振動力Ｆfvを、リニア振動モータの外部から可動子に機械的に印加するものであり、該強制振動力Ｆfvが可動子に印加されると、可動子は自由振動する。このような可動子強制振動部３ａは、簡単な機構により実現できる。

但し、リニア振動モータ１００の筐体（モータ筐体）が密閉されており、モータ筐体の外部から、その内部の可動子に直接力を加えられない場合が考えられる。そのような場合には、可動子強制振動部３ａは、リニア振動モータ１００に供給される電流により、可動子に電磁力を与えるものとする。可動子に電磁力を与える具体的な方法は、例えば、モータドライバ１ａからリニア振動モータ１００に供給される電流を瞬時的に停止するという方法が考えられる。つまり、モータドライバ１ａからリニア振動モータ１００に供給される電流が瞬時的に停止されると、バネ部材に支持された可動子は、自由振動することとなる。このような可動子強制振動部は、専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができる。

また、このようにリニア振動モータ１００に供給される電流を瞬時的に停止するのは、リニア振動モータ１００の通常の駆動状態、つまり可動子が往復運動している状態で行ってもよいが、停止しているリニア振動モータ１００にモータドライバ１ａから直流電流を供給して可動子に電磁力を印加した状態で、該直流電流の供給を停止してもよい。この場合、リニア振動モータ１００は運転状態でないため、つまり、リニア振動モータ１００に負荷がかかっていないため、可動子の自由振動を、負荷の影響を受けない、所望の振幅の振動とすることができる。

さらに、上記可動子強制振動部３ａは、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離すものであってもよい。この場合、可動子強制振動部３ａは、専用の部品を用いずに、既存の部品、例えばモータドライバなどを用いて実現することができ、その結果、部品点数が減り、サイズやコストを抑えることができる。また、このようにリニア振動モータに接続されている負荷を切り離すことにより可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａは、リニア振動モータが密閉されており、例えば、内部の可動子に機械的に力を印加できない場合に有効なものであることは言うまでもない。

相対位置検出部４ａは、上記リニア振動モータ１００の可動子が自由振動している状態で、該可動子が、その振動中心などの基準位置に対する一定の相対位置Ｐｒを通過したタイミングを検出し、該検出したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力するものである。具体的には、この相対位置検出部４ａには、ホール素子等を用いた位置センサを使用することが考えられる。但し、この相対位置検出部４ａは、その出力であるタイミング情報Ｄprから上記可動子の固有振動周波数ｆを求めることができるものであれば、どのようなものでもよい。言い換えると、この相対位置検出部４ａに用いられる位置センサは簡易的なものでよく、タイミング検出精度や周波数応答性のそれほど高いものでなくても十分であるということである。

なお、自由振動する可動子が上記相対位置を通過したことを検出する方法は、上記位置センサを用いる方法の代わりに、リニア振動モータ１００の誘起電圧を利用するという方法も考えられる。その具体的な方法は、モータドライバ１ａの出力をオープンとした状態で、つまり、モータドライバ１ａとリニア振動モータとを非接続とした状態で、可動子の自由振動に伴って、リニア振動モータ１００に接続された配線、つまり電磁石を構成する巻き線に発生する誘起電圧を測定する方法である。

固有振動周波数検知部５ａは、相対位置検出部４ａから出力されたタイミング情報Ｄprから、可動子の固有振動周波数ｆを検知するものである。この固有振動周波数検知部５ａは、具体的には、相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、自由振動する可動子が、ある固定点（つまり上記相対位置）を単位時間当たりに通過する回数を検出するものである。一般的には、上記相対位置Ｐｒとしては、可動子の振動中心点が選ばれる。

つまり、この固有振動周波数検知部５ａは、上記可動子が、ある固定点（相対位置）を一定時間内に何回通過したかを検知して、上記可動子の固有振動周波数ｆを検知する。なお、この一定時間を大きくすることで固有振動周波数の検知精度を上げることができる。

なお、この固有振動周波数検知部５ａは、上記可動子が相対位置（ある固定点）を通過し、その後再度上記相対位置を通過するまでの時間を計測し、該計測した時間（計測時間）から固有振動の周期を求め、その逆数を固有振動周波数として求めるものであってもよい。この場合も、可動子が上記相対位置を、２回以上、例えば１０回あるいは２０回といった多くの数回だけ通過するのに要する時間を計測することにより、固有振動周波数の検知精度を上げることができる。

バネ定数決定部６ａは、固有振動周波数検知部５ａにより検知された固有振動周波数ｆからバネ定数ｋを決定するものである。ここで、該バネ定数決定部６ａは、具体的には、固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、さらに、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算する演算処理を行って、上記バネ定数ｋを算出するものである。

次に動作について説明する。
この実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、上記モータ駆動装置１０１ａの各部１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ａの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後、上記運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋを決定する演算モードの動作について説明する。
可動子強制振動部３ａは、演算モード、つまりリニア振動モータ１００の非運転状態で、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、リニア振動モータ１００の可動子に強制振動力Ｆfvを一時的に印加して可動子を自由振動させる。

相対位置検出部４ａは、上記リニア振動モータ１００の可動子が自由振動している状態で、該可動子が上記相対位置を通過する度に、該可動子の通過タイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力する。

固有振動周波数検知部５ａは、相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有振動周波数ｆを検知する。具体的には、固有振動周波数検知部５ａは、上記タイミング情報Ｄprに基づいて、自由振動する可動子が上記相対位置を一定時間内に何回通過したかを検知して、可動子の固有振動周波数ｆを求め、該固有振動周波数ｆを示す振動数情報Ｄｆを出力する。

バネ定数決定部６ａは、固有振動周波数検知部５ａからの振動数情報Ｄｆに基づいて、該振動数情報Ｄｆが示す固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算する演算処理を行って、バネ定数ｋを算出し、該バネ定数を示すバネ定数情報Ｄｋを、上記可動子位置演算部２ａに出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ａの動作モードは、上記演算モードから、リニア振動モータを運転する運転モードに切り替わる。

以下、リニア振動モータ１００を駆動する運転モード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に交流電圧（駆動電圧）Ｖdrを印加して、リニア振動モータ１００を駆動する。これによりリニア振動モータ１００の通常運転が開始される。

このとき、可動子位置演算部２ａは、モータドライバ１ａに印加される駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記バネ定数決定部６ａにより算出されたバネ定数ｋを用いて行い、該算出された、可動子の位置Ｐｘを示す可動子位置情報Ｄpcをモータドライバ１ａに出力する。

すると、モータドライバ１ａは、上記位置情報Ｄpcに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する駆動電圧Ｖdrの振幅値（電圧レベル）を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう制御する。

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の可動子を自由振動をさせる可動子強制振動部３ａと、上記自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過したタイミングを検出する相対位置検出部４ａと、該検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａとを備え、該検知された固有振動周波数ｆからバネ部材のバネ定数ｋを決定するので、該バネ定数ｋを用いる位置演算により、可動子の位置を高い精度で算出することができる。

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を小さくして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。

また、この実施の形態１では、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するようにしているので、常に最新のリニア振動モータの状態でのバネ定数ｋ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る。このため、時間経過とともにバネ定数ｋが変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができる効果もある。

また、この実施の形態１では、上記バネ定数の算出は、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こととなるので、上記バネ定数の算出を、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、以下のような効果もある。

つまり、リニア振動モータの組み立て時に、上記可動子の位置演算に使用するバネ定数を算出する場合、個々のリニア振動モータの、算出したバネ定数の値を、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。

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、バネ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、算出されたバネ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バネ定数のデフォルト値が、組み立て時に算出されたバネ定数の値に書き換えられる、もしくは上記のような抵抗などの能動部品のボリューム調整により、算出されたバネ定数の値に設定される。

従って、リニア振動モータの組み立て時にバネ定数を算出する場合、その組み立て時に、各モータのバネ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バネ定数のデフォルト値が、組み合わせられるリニア振動モータの、算出されたバネ定数の値に設定されるので、リニア振動モータもしくはモータ駆動装置のどちらか一方が故障した場合でも、両方とも交換しなければならなくなる。

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、バネ定数を算出する場合は、組み立て時には、モータ駆動装置のバネ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バネ定数の値は、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モータ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、モータ駆動装置のバネ定数を設定可能である。つまり、リニア振動モータもしくはモータ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。

なお、上記実施の形態１では、モータ駆動装置１０１ａは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータ１００のバネ定数ｋを算出するものであるが、モータ駆動装置１０１ａは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものであってもよい。

この場合、リニア振動モータの運転時には、前回のリニア振動モータの運転終了直後に算出したバネ定数ｋ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る。従って、この場合も、常に最新のリニア振動モータの状態でのバネ定数ｋ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、時間経過とともにバネ定数が変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果がある。

また、この場合は、バネ定数の演算は、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バネ定数が算出されることとなる。つまり、バネ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バネ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バネ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。

さらに、上記の場合には、バネ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、バネ定数を算出することができるという効果もある。

また、上記実施の形態１では、モータ駆動装置１０１ａは、ユーザの操作によりリニア振動モータの運転開始を示す指令信号が制御部に入力されると、動作モードが一時的に演算モードとなった後に運転モードとなるものとしているが、モータ駆動装置はこれに限るものではなく、例えば、モータ駆動装置は、演算モードの動作及び運転モードの動作が、それぞれユーザ操作により発生する指令信号に基づいて独立して行われるものであってもよい。

（実施の形態２）
図２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、可動子の位置を算出する位置演算に用いるバネ定数ｋを、可動子の固有角振動数ωに基づいて算出する点のみ、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。

すなわち、この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａの固有振動周波数検知部５ａに代わる、自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過するタイミングに基づいて可動子の固有角振動数（固有角速度）ωを検出する固有角振動数検出部５ｂと、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａのバネ定数決定部６ａに代わる、上記固有角振動数ωに基づいてバネ部材のバネ定数ｋを算出するバネ定数決定部６ｂとを備えている。

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，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ｂ，固有角振動数検知部５ｂ，及びバネ定数決定部６ｂについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ａ，及び可動子強制振動部３ａ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のものである。

相対位置検出部４ｂは、該可動子が、その振動中心などの基準位置に対する２つの相対位置（第１及び第２の相対位置）を通過したタイミングをそれぞれ検出し、該検出したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力するものである。

固有角振動数検知部５ｂは、相対位置検出部４ｂからの検出情報Ｄprに基づいて可動子の固有角振動数（固有角速度）ωを検知し、該固有角振動数ωを示す角振動数情報Ｄωを出力するものである。この固有角振動数ωを検知する具体的な方法には、可動子の速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０を可動子の変位Ｍｘの最大値Ｍｘ０で除算する第１の方法、可動子の加速度Ｍａの最大値Ｍａ０を可動子の速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０で除算する第２の方法、可動子の加速度Ｍａの最大値Ｍａ０を可動子の変位Ｍｘの最大値Ｍｘ０で除算し、該除算により得られる値の平方根をとる第３の方法などがある。但し、ここでは、上記固有角振動数検知部５ｂは、上記相対位置検知部４ｂからのタイミング情報Ｄprが示す、可動子が２つの相対位置を通過したタイミングに基づいて、第１の方法により、つまり可動子の速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０と変位Ｍｘの最大値Ｍｘ０を用いて、可動子の固有角振動数（固有角速度）ωを検知するものとする。

以下、上記第１〜第３の方法について簡単に説明する。
上記可動子の変位Ｍｘ，速度Ｍｖ，加速度Ｍａは、時間ｔの関数として、次式（５）〜（７）で表される。
Ｍｘ＝Ｍｘ０・sin（ωｔ）・・・（５）
Ｍｖ＝Ｍｖ０・sin（ωｔ）・・・（６）
Ｍａ＝Ｍａ０・sin（ωｔ）・・・（７）

また、速度Ｍｖは変位Ｍｘの微分により得られることから、上記式（６）は、次式（８）のように変形される。
Ｍｖ＝（Ｍｘ）’＝Ｍｘ０・ω・cos（ωｔ）・・・（８）

また、加速度Ｍａは速度Ｍｖの微分により得られることから、上記式（７）は、次式（９）のように変形される。
Ｍａ＝（Ｍｖ）’＝Ｍｖ０・ω・cos（ωｔ）・・・（９）

さらに、加速度Ｍａは変位Ｍｘの２回の微分により得られることから、上記式（７）は、次式（１０）のように変形される。
Ｍａ＝（（Ｍｘ）’）’＝−Ｍｘ０・ω・ω・sin（ωｔ）・・・（１０）
なお、ここで、（）’は微分を示す。

従って、上記（８）より、速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０は、変位の最大値Ｍｘ０と角振動数ωの積となり、角振動数ωは、可動子の速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０を可動子の変位Ｍｘの最大値Ｍｘ０で除算することにより求められる（第１の方法）。

また、上記（９）より、加速度Ｍａの最大値Ｍａ０は、速度の最大値Ｍｖ０と角振動数ωの積となり、角振動数ωは、可動子の加速度Ｍａの最大値Ｍａ０を可動子の速度Ｍｖの最大値Ｍｖ０で除算することにより求められる（第２の方法）。

また、上記（１０）より、加速度Ｍａの最大値Ｍａ０は、変位の最大値Ｍｘ０と角振動数ωの二乗の積となり、角振動数ωは、可動子の加速度Ｍａの最大値Ｍａ０を可動子の変位Ｍｘの最大値Ｍｘ０で除算し、該除算結果の平方根をとることにより求められる（第３の方法）。

バネ定数決定部６ｂは、固有角振動数検知部５ｂが検知した角振動数ωからバネ定数を決定し、該決定したバネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力するものである。具体的には、バネ定数決定部６ｂでバネ定数ｋ（＝ω²・ｍ）を求める演算は、固有角振動数検知部５ｂからの振動数情報Ｄωが示す固有角振動数ωを二乗して上記可動子の質量ｍを乗算する演算である。

次に動作について説明する。
この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、実施の形態１と同様、上記モータ駆動装置１０１ｂの各部１ａ，２ａ，３ａ，４ｂ，５ｂ，６ｂは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｂの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂでは、可動子強制振動部３ａは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様に動作する。

そして、この実施の形態２では、相対位置検出部４ｂは、上記自由振動する可動子が上記第１の相対位置を通過したタイミング及び可動子が上記第２の相対位置を通過したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力する。

固有角振動数検知部５ｂは、相対位置検出部４ｂからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有角振動周波数ωを検知して、該固有角振動周波数ωを示す角振動数情報Ｄωを出力する。ここでは、該固有角振動数検知部５ｂは、相対位置検出部４ｂからのタイミング情報Ｄprから可動子の速度の最大値Ｍｖ０及び変位の最大値Ｍｘ０を求め、可動子の速度の最大値Ｍｖ０を可動子の変位の最大値Ｍｘ０で除算する演算により、この固有角振動数ωを検知する。

バネ定数決定部６ｂは、固有角振動数検知部５ｂからの角振動数情報Ｄωを受け、該角振動数情報Ｄωが示す固有角振動数ωを二乗して上記可動子の質量ｍを乗算する演算を行って、バネ定数ｋ（＝ω²・ｍ）を算出し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｂの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂは、運転モードでは、実施の形態１と同様に動作する。

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の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記自由振動する可動子が２つの固定点（相対位置）を通過したタイミングをそれぞれ検出する相対位置検出部４ｂと、該相対位置検出部４ｂからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有角振動数ωを検知する固有角振動数検知部５ｂとを備え、該検知された固有角振動数ωからバネ部材のバネ定数ｋを決定するので、該バネ定数ｋ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、実施の形態１と同様、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。

また、この実施の形態２では、実施の形態１と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するようにしているので、時間経過とともにバネ定数ｋが変化しても、可動子の位置を、上記バネ定数ｋを用いた演算により、高い精度で算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態２では、モータ駆動装置１０１ｂは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものであるが、モータ駆動装置１０１ｂは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものであってもよい。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３によるモータ駆動装置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、可動子の位置を算出する位置演算に用いるバネ定数ｋを、可動子の固有振動周期Ｔに基づいて算出する点のみ、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと異なっている。

すなわち、この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａの固有振動周波数検知部５ａに代わる、自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過するタイミングに基づいて可動子の固有振動周期Ｔを検出する固有振動周期検知部５ｃと、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａのバネ定数決定部６ａに代わる、該固有振動周期Ｔに基づいてバネ部材のバネ定数ｋを算出するバネ定数決定部６ｃとを備えている。

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，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周期検知部５ｃ，及びバネ定数決定部６ｃについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ａ，可動子強制振動部３ａ，及び相対位置検出部４ａは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａにおけるものと同一のものである。

固有振動周期検知部５ｃは、相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて可動子の固有振動周期Ｔを検知し、該固有振動周期Ｔを示す周期情報Ｄｔを出力するものである。固有振動周期検知部５ｃは、具体的には、上記相対位置検知部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子がある固定点を通過し、再度ある固定点を同方向に通過するまでの時間を検出するものである。言い換えると、可動子が、振動中心に対する一定の相対位置（一般的には可動子の振動中心そのものを選ぶ）を通過し、再度上記相対位置を通過するまでの時間から固有振動周期を求めるものである。なお、固有振動周期の検知には、可動子が１往復する時間ではなく、複数回往復する時間を用いることにより、検知精度を向上することができ、さらに、複数回往復する時間を用いる場合には、往復する回数が多いほど、検知精度を高めることができる。

なお、固有振動周期を求める方法には、上記のように可動子の１往復に要する時間を直接検出する方法に限らず、例えば、可動子がある固定点を一定時間に何回通過したかを検知して固有振動周波数を検知し、該固有振動周波数から固有振動周期を求める方法もある。この場合、上記一定時間、つまり固定点を可動子が通過する回数を測定する時間を長くすることで、固有振動周期の検知精度を上げることができる。

バネ定数決定部６ｃは、固有振動周期検知部５ｃが検知した固有振動周期Ｔからバネ定数ｋを決定し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力するものである。具体的には、バネ定数決定部６ｃでバネ定数ｋ（＝１／（（Ｔ／２π）²・（１／ｍ））を求める演算は、固有振動周期Ｔを円周率の２倍で除算し、該除算結果を二乗し、さらに該除算結果の二乗に上記可動子の質量の逆数を乗算し、該乗算結果の逆数を取る演算である。

次に動作について説明する。
この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、実施の形態１と同様、上記モータ駆動装置１０１ｃの各部１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ｃ，６ｃは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｃの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００の、バネ定数ｋを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃでは、可動子強制振動部３ａ及び相対位置検出部４ａは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様に動作する。

そして、この実施の形態３では、固有振動周期検知部５ｃは、相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有振動周期Ｔを検知して、該固有振動周期Ｔを示す周期情報Ｄｔを出力する。例えば、可動子がある固定点を通過し、再度ある固定点を同方向に通過するまでの時間を検出する。

バネ定数決定部６ｃは、固有振動周期検知部５ｃからの周期情報Ｄｔを受け、該周期情報Ｄｔが示す固有振動周期Ｔを円周率の２倍で除算し、該除算結果を二乗し、さらに除算結果の二乗に上記可動子の質量の逆数を乗算し、該乗算結果の逆数を取る演算により、バネ定数ｋ（＝１／（Ｔ／２π）²・（１／ｍ））を算出し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｃの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃは、運転モードでは、実施の形態１と同様に動作する。

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の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過するタイミングを検出する相対位置検出部４ａと、該検出結果を示すタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有振動周期Ｔを検知する固有振動周期検知部５ｃとを備え、該検知された固有振動周期Ｔからバネ部材のバネ定数ｋを決定するので、実施の形態１と同様、該バネ定数ｋ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、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。

また、この実施の形態３では、実施の形態１と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するようにしているので、時間経過とともにバネ定数ｋが変化しても、可動子の位置を、上記バネ定数を用いた演算により高い精度で算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態３では、モータ駆動装置１０１ｃは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものを示したが、モータ駆動装置１０１ｃは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものであってもよい。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４によるモータ駆動装置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、リニア振動モータを動作させる２つの動作モードを有している。１つの動作モードは、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電圧あるいは駆動電流により駆動して、リニア振動モータ１００に接続された負荷を運転する運転モードである。もう１つの動作モードは、上記リニア振動モータ１００の駆動周波数を調整して共振周波数を検知し、該共振周波数から、該可動子を支持するバネ部材のバネ定数ｋを算出する演算モードである。上記運転モードでは、モータ駆動装置１０１ｄは、上記負荷を運転するとともに、該リニア振動モータの可動子の位置を、上記算出したバネ定数ｋ、駆動電流及び駆動電圧に基づいて算出し、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。

具体的には、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を、その可動子の位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcに基づいて駆動制御するモータドライバ１ｄと、上記可動子の位置Ｐｘを算出する位置演算を、上記リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋに基づいて行う可動子位置算出部２ａとを有している。

また、上記モータ駆動装置１０１ｄは、リニア振動モータ１００に供給される駆動電流Ｃdrを検出する電流検出部９ｄと、該リニア振動モータ１００に供給される駆動電圧Ｖdrを検出する電圧検出部１０ｄと、上記検出された駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいてモータドライバ１ｄを制御して、リニア振動モータ１００の共振駆動周波数ｆ’を検知する共振周波数検知部１１ｄと、該検知された共振駆動周波数ｆ’に基づいてバネ部材のバネ定数ｋを決定し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを上記可動子位置検出部２ａに出力するバネ定数決定部６ｄとを有している。

さらに、この実施の形態４では、上記モータ駆動装置１０１ｄは、ユーザ操作に応じた操作信号等に基づいて、上記モータ駆動装置１０１ｄの各部１ｄ，２ａ，６ｄ，９ｄ，１０ｄ，１１ｄを制御する制御部（図示せず）を有しており、リニア振動モータの運転開始直前には、該制御部の制御により、このモータ駆動装置１０１ｄの動作モードが一旦、バネ定数を算出する演算モードとなり、その後負荷の運転を行う運転モードとなるものである。

以下、上記リニア振動モータ、並びに上記モータ駆動装置１０１ｄを構成するモータドライバ１ｄ, 可動子位置演算部２ａ，電流検出部９ｄ，電圧検出部１０ｄ，共振周波数検知部１１ｄ，及びバネ定数決定部６ｄについて詳しく説明する。
ここで、上記リニア振動モータ１００及び可動子位置演算部２ａは、実施の形態１のものと同一である。

モータドライバ１ｄは、リニア振動モータ１００に駆動電圧Ｖdrを印加するとともに、該駆動電圧Ｖdrを制御するものであり、運転モードでは、リニア振動モータ１００に印加される駆動電圧を、その電圧レベルが、該リニア振動モータ１００に要求されるモータ出力に応じたレベルとなるよう制御し、演算モードでは、共振周波数検知部１１ｄからの駆動周波数制御信号Ｓfcに応じて、リニア振動モータ１００の駆動周波数が共振周波数となるよう駆動電圧を制御するものである。

なお、上記リニア振動モータ１００は、上記駆動電圧として交流電圧を印加した場合、リニア振動モータ１００を構成する可動子を、印加した電圧の周波数と同じ周波数で往復運動させることができるものである。また、上記リニア振動モータ１００は、上記駆動電圧として直流電圧を印加した場合、上記可動子の一定レベルの推力が発生するものである。

電流検出部９ｄは、モータドライバ１ｄからリニア振動モータ１００に供給される駆動電流Ｃdrを検出するものであり、つまり、駆動電流Ｃdrをモニタして得られる電流モニタ信号Ｃmntに従って、上記駆動電流を示す電流検出信号Ｃｄを出力するものである。具体的な電流検出方法は、非接触の電流センサを用いる方法や、シャント抵抗を用いる方法が考えられる。

電圧検出部１０ｄは、モータドライバ１ｄからリニア振動モータ１００に供給される駆動電圧Ｖdrを検出する電圧センサ１０ｄ１を有し、該センサ１０ｄ１の出力（センサ出力）Ｖsnsに基づいて、該駆動電圧Ｖdrを示す電圧検出信号Ｖｄを出力するものである。ここでは、具体的な電圧検出方法としては、電圧センサを用いる方法を示しているが、駆動電圧の検出方法には、リニア振動モータに印加される駆動電圧を直接抵抗分圧して測定する方法や、モータドライバ１ｄ内部で発生する、上記駆動電圧Ｖdrを示す電圧情報から推定する方法が考えられる。

共振周波数検知部１１ｄは、電流検出部９ｄの電流検出信号Ｃｄ及び電圧検出部１０ｄの電圧検出信号Ｖｄに基づいてリニア振動モータの共振駆動周波数ｆ’を検知するものである。具体的には、上記共振周波数検知部１１ｄは、リニア振動モータ１００に供給する駆動電流の振幅値を一定とした状態で、リニア振動モータの駆動周波数が、リニア振動モータへの供給電力が最大になる周波数となるよう、モータドライバ１ｄを制御し、該供給電力が最大となる駆動周波数からリニア振動モータの共振駆動周波数（以下単に共振周波数ともいう。）ｆ’を検知し、該共振周波数ｆ’を示す共振周波数情報Ｄrfを出力するものとしている。

バネ定数決定部６ｄは、共振周波数検知部１１ｄにより検知された共振周波数ｆ’からバネ定数ｋを決定し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力するものである。具体的には、バネ定数決定部６ｄは、共振周波数ｆ’に円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、さらに上記可動子の質量ｍを乗算する演算により、バネ定数ｋ（＝（ｆ’・２π）²・ｍ）を算出するものである。

また、このバネ定数決定部６ｄによりバネ定数ｋを決定する動作は、リニア振動モータ１００がバネ的な負荷を持たないときに行われることが望ましい。つまり、負荷にバネ的要素があるときは、リニア振動モータのバネ定数と負荷のバネ的要素のバネ定数とが合成されたバネ定数を算出してしまうので、正確なリニア振動モータ１００のバネ定数を算出することができない。従って、ここでは、上記バネ定数を算出する演算モードの動作は、無負荷状態で行われるものとする。

次に動作について説明する。
この実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、上記モータ駆動装置１０１ｄの各部１ｄ，２ａ，６ｄ，９ｄ，１０ｄ，１１ｄは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｄの動作モードが一旦演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋを決定する演算モードの動作について説明する。
モータドライバ１ｄは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、リニア振動モータ１００に駆動電圧あるいは駆動電流を供給して該リニア振動モータ１００を駆動する。このとき、電圧検出部１０ｄは、電圧センサ１０ｄ１からのセンサ出力Ｖsnsに基づいて駆動電圧Ｖdrを検知し、電圧検知信号Ｖｄを出力する。また、電流検出部９ｄは、モータドライバ１ｄからリニア振動モータ１００に供給される駆動電流Ｃdrを検出し、電流検知信号Ｃｄを出力する。

共振周波数検知部１１ｄは、上記電圧検出部１０ｄの出力信号Ｖｄ及び電流検出部９ｄの出力信号Ｃｄに基づいてモータドライバ１ｄに駆動周波数制御信号Ｓfcを出力する。すると、該モータドライバ１ｄは、リニア振動モータ１００の駆動周波数が、リニア振動モータ１００に供給される電力が最大となる周波数となるよう、リニア振動モータ１００に印加する駆動電圧Ｖdrの周波数を調整し、該リニア振動モータへの供給電力が最大となる周波数である共振周波数ｆ’を検知する。

バネ定数決定部６ｄは、共振周波数検知部１１ｄにより検知された共振周波数ｆ’を示す周波数情報Ｄrfに基づいて、上記共振周波数ｆ’に円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算する演算を行って、バネ定数ｋを算出し、該バネ定数を示すバネ定数情報Ｄｋを出力する。
その後、モータ駆動装置１０１ｄの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。

以下、運転モードの動作について説明する。
モータドライバ１ｄは、制御部（図示せず）の制御により、リニア振動モータ１００に交流電圧（駆動電圧）Ｖdrを印加する。これによりリニア振動モータ１００が駆動される。
このとき、可動子位置演算部２ａは、リニア振動モータ１００に印加される駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記バネ定数決定部６ｄにより算出されたバネ定数ｋを用いて行い、該算出された可動子位置を示す位置情報Ｄpcをモータドライバ１ｄに出力する。

すると、モータドライバ１ｄは、上記位置情報Ｄpcに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する駆動電圧Ｖdrの電圧レベルを、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう制御する。

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、リニア振動モータ１００の駆動電流Ｃdrを検出する電流検出部９ｄと、該リニア振動モータ１００の駆動電圧Ｖdrを検出する電圧検出部１０ｄと、上記検出された駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいてモータドライバ１ｄを制御して、リニア振動モータ１００の共振周波数ｆ'を検知する共振周波数検知部１１ｄとを備え、該検知された共振周波数ｆ’からバネ部材のバネ定数ｋを決定するので、該バネ定数ｋを用いる位置演算により、可動子の位置を高い精度で算出することができ、これにより、実施の形態１と同様、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。

また、この実施の形態４では、実施の形態１と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するようにしているので、時間経過とともにバネ定数ｋが変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態４では、モータ駆動装置１０１ｄは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数ｋを算出するものであるが、モータ駆動装置１０１ｄは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ定数を算出するものであってもよい。

また、この場合は、バネ定数ｋ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バネ定数ｋが算出されることとなる。つまり、バネ定数ｋ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バネ定数ｋ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バネ定数ｋ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。

さらに、上記の場合には、バネ定数ｋの算出をリニア振動モータの運転終了後に行うため、リニア振動モータの動作を妨げることなく、バネ定数ｋを算出することができるという効果もある。

また、上記実施の形態４では、上記共振周波数検知部１１ｄは、リニア振動モータ１００に供給する駆動電流の振幅値を一定とした状態で、リニア振動モータの駆動周波数が、リニア振動モータへの供給電力が最大になる周波数となるよう、モータドライバ１ｄを制御し、該供給電力が最大となる駆動周波数からリニア振動モータの共振周波数ｆ’を検知するものであるが、上記共振周波数検知部１１ｄは、リニア振動モータの共振状態での駆動電流と駆動電圧との位相差から共振周波数を検知するものであってもよい。

簡単に説明すると、駆動電流と駆動電圧との位相差は、常に固定ではなく、駆動電流の振幅値，駆動周波数，誘起電圧値（誘起電圧の振幅値や実効値）から一意に決定されるものである。

そこで、上記共振周波数検知部１１ｄは、上記駆動電圧及び駆動電流の位相差が、駆動電流の振幅値，駆動周波数，誘起電圧値から一意に決定される共振状態での位相差となるよう、モータドライバ１ｄからの駆動電圧の周波数を制御し、上記駆動電圧及び駆動電流の位相差が該共振状態での位相差となったときの駆動電圧の周波数を、共振周波数として決定するものでもよい。

また、この実施の形態４では、上記モータ駆動装置１０１ｄは、運転モードと演算モードの２つの動作モードを有し、運転モードでは、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電圧値（あるいは駆動電流値）で駆動し、演算モードでは、リニア振動モータ１００の共振周波数を検知し、該共振周波数に基づいてバネ定数を求めるものであるが、上記モータ駆動装置１０１ｄは、リニア振動モータの負荷を運転する動作モード（運転モード）のみを有し、該運転モードにて、リニア振動モータの共振周波数を検知し、該リニア振動モータを共振周波数で駆動するとともに、該検知された共振周波数に基づいてバネ定数ｋを決定するものであってもよい。

（実施の形態５）
図５は、本発明の実施の形態５によるモータ駆動装置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、リニア振動モータを動作させる２つの動作モードを有している。１つの動作モードは、リニア振動モータ１００を、モータ出力に応じた駆動電圧あるいは駆動電流で駆動して、リニア振動モータの負荷を運転する運転モードである。もう１つの動作モードは、リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋを算出し、該バネ定数ｋとモータ温度Ｔとの関係（バネ定数温度関数）Ｑａを導出する演算モードである。ここで、上記モータ駆動装置１０１ｅは、上記運転モードでは、モータ温度Ｔｍに基づいて上記バネ定数温度関数Ｑａにより運転モードでのリニア振動モータのバネ定数を推定し、推定されたバネ定数ｋ(t)を用いて可動子の位置を算出し、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の駆動を制御する。

なお、上記リニア振動モータ１００は、実施の形態１のものと同一である。
すなわち、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を、その可動子の位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcに基づいて駆動制御するモータドライバ１ａと、上記可動子の位置Ｐｘを算出する位置演算を、上記リニア振動モータ１００の運転モードにて推定されたバネ定数ｋ(t)に基づいて行う可動子位置算出部２ｅとを有している。

ここで、上記モータドライバ１ａは実施の形態１のものと同一である。また、上記可動子位置演算部２ｅは、実施の形態１の可動子位置演算部２ａと同様、リニア振動モータ１００が往復動作を行っているときの可動子の位置Ｐｘを位置演算により求めるものであり、具体的な位置演算は、実施の形態１あるいは従来の技術で説明したように、リニア振動モータ１００の運動方程式から可動子の位置Ｐｘを算出するものである。但し、この実施の形態５の可動子位置算出部２ｅでは、上記位置演算には、バネ定数として、モータ温度Ｔｍから推定された推定バネ定数ｋ(t)が用いられる。

モータ駆動装置１０１ｅは、上記リニア振動モータ１００の可動子に強制振動力Ｆfvを印加して、可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記リニア振動モータ１００の可動子が自由振動している状態で、該可動子が、その振動中心などの基準位置に対する一定の相対位置を通過したタイミングを検出し、該検出したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力する相対位置検出部４ａと、該タイミング情報Ｄprに基づいて、上記バネ振動系の固有振動周波数ｆpvを検知する固有振動周波数検知部５ａとを有している。ここで、上記可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，及び固有振動周波数検知部５ａは、上記実施の形態１のものと同一のものである。

モータ駆動装置１０１ｅは、該検知された固有振動周波数ｆpvからバネ部材のバネ定数ｋを決定し、該バネ定数を示すバネ定数情報Ｄｋを出力するバネ定数決定部６ａと、上記リニア振動モータ１００のモータ温度Ｔｍを検出し、該検出したモータ温度Ｔｍを示す温度情報Ｄtmを出力する温度検出部１２ｅと、バネ定数情報Ｄｋと温度情報Ｄtmに基づいて運転中のリニア振動モータのバネ部材のバネ定数を推定するバネ定数推定部１３ｅとを有している。

ここで、上記温度検出部１２ｅは、リニア振動モータ１００に取り付けられ、該モータ温度Ｔｍをモニタする温度センサから構成されている。また、バネ定数決定部６ａは、実施の形態１のものと同一のものであり、具体的には、上記固有振動周波数検知部５ａにより検知された固有振動周波数ｆpvに円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算する演算により、上記バネ定数ｋを決定し、該バネ定数ｋを示すバネ定数情報Ｄｋを出力するものである。また、バネ定数推定部１３ｅは、上記演算モードでは、バネ定数情報Ｄｋと温度情報Ｄtmに基づいて、上記バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの関係を示すバネ定数温度関数Ｑａを導出し、上記運転モードでは、検出されたモータ温度Ｔｍから、上記バネ定数温度関数Ｑａを用いて、負荷運転中のリニア振動モータのバネ定数を推定し、該推定により得られたバネ定数（推定バネ定数）ｋ(t)を示す推定バネ定数情報Ｄｋ(t)を出力するものである。ここで、バネ定数推定部１３ｅは、バネ定数温度関数Ｑａの導出を、温度変化に対するバネ定数の変化の割合を示すバネ部材の温度係数αｋに基づいて行うものである。つまり、バネ定数推定部１３ｅは、バネ部材に応じた温度係数αｋをその内部メモリに保持しており、演算モードでバネ定数決定部６ａにより決定されたバネ部材のバネ定数ｋと、演算モードで温度検出部１２ｅにより検出されたモータ温度Ｔｍと、内部メモリに保持されているバネ部材の温度係数αｋとから、バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの対応関係を示す１次関数であるバネ定数温度関数Ｑａを導出するものである。

なお、上記バネ定数温度関数Ｑａは、バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの対応関係を示す１次関数に限るものではなく、バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの対応関係を示す２次元のマトリックスであってもよい。

このように実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅは、運転モードでは、リニア振動モータのバネ定数ｋ(t)をモータ温度Ｔｍから推定し、推定されたバネ定数ｋ(t)から可動子の位置を算出し、該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。

次に動作について説明する。
この実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、上記モータ駆動装置１０１ｅの各部１ａ，２ｅ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａ，１２ｅ，１３ｅは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｅの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ部材のバネ定数ｋを決定する演算モードの動作について説明する。
可動子強制振動部３ａは、演算モード、つまりリニア振動モータ１００の非運転状態で、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、リニア振動モータ１００の可動子に強制振動力Ｆfvを一時的に印加して、可動子を自由振動させる。

相対位置検出部４ａは、自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過するタイミングを検出し、該検出したタイミングを示すタイミング情報Ｄprを出力する。
固有振動周波数検知部５ａは、相対位置検出部４ａからのタイミング情報Ｄprに基づいて、バネ振動系の固有振動周波数ｆを検知する。具体的には、固有振動周波数検知部５ａは、自由振動する可動子が、ある固定点（一般的には可動子の振動中心点）を一定時間に何回通過したかを検知して、固有振動周波数ｆを示す振動数情報Ｄｆを出力する。

バネ定数決定部６ａは、固有振動周波数検知部５ａにより検知された固有振動周波数ｆを用いて、該固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算する演算により、バネ定数ｋを算出し、該バネ定数を示すバネ定数情報Ｄｋをバネ定数推定部１３ｅに出力する。
また、このとき、温度検出部１２ｅは、上記リニア振動モータ１００のモータ温度Ｔｍを検出し、該モータ温度を示す温度情報Ｄtmをバネ定数推定部１３ｅに出力する。

すると、バネ定数推定部１３ｅは、その内部メモリに保持されているバネ部材の温度係数αｋと、上記バネ定数情報Ｄｋ及び温度情報Ｄtmとに基づいて、上記バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの関係を示すバネ定数温度関数Ｑａを導出し、該関数Ｑａのデータを内部メモリに保持する。
その後、モータ駆動装置１０１ｅの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。

以下、運転モードの動作について説明する。
モータドライバ１ａが、リニア振動モータ１００に交流電圧（駆動電圧）Ｖdrを印加すると、リニア振動モータ１００が駆動され、リニア振動モータに接続された負荷の運転が開始される。

このとき、上記バネ定数推定部１３ｅには、上記温度検出部１２ｅにより検出されたモータ温度Ｔｍを示す温度情報Ｄtmが入力されており、該バネ定数推定部１３ｅは、該検出されたモータ温度Ｔｍに基づいて上記バネ定数温度関数Ｑａから、リニア振動モータの運転状態でのバネ定数を推定し、該推定されたバネ定数ｋ(t)を示す推定バネ定数情報Ｄｋ(t)を可動子位置演算部２ｅに出力する。

すると、該可動子位置演算部２ｅは、モータドライバ１ａに印加される駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記推定バネ定数情報Ｄｋ(t)が示す推定バネ定数ｋ(t)を用いて行い、該算出された可動子位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcをモータドライバ１ａに出力する。

すると、モータドライバ１ａは、上記位置情報Ｄpcに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する駆動電圧Ｖdrのレベルを、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう制御する。

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、リニア振動モータ１００の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記可動子の自由振動状態に基づいて可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａと、固有振動周波数ｆに基づいてバネ定数ｋを決定するバネ定数決定部６ａと、リニア振動モータの温度を検出する温度検出部１２ｅとを備え、演算モードでは、バネ定数の温度係数αｋと、上記検出されたモータ温度Ｔｍと、上記決定されたバネ定数ｋとに基づいて、バネ定数ｋとモータ温度Ｔｍとの関係Ｑａを導出し、運転モードでは、負荷の運転状態でのバネ定数ｋ(t)を、バネ定数温度関数Ｑａを用いて、運転状態で検出されたモータ温度Ｔｍから推定するので、モータの運転状態では、可動子の位置を算出する位置演算が、モータ温度Ｔｍに応じた推定バネ定数ｋ(t)を用いて行われることとなって、モータの運転状態にて可動子の位置をより高い精度で算出することができる。

これにより、モータ運転時の可動子の位置制御をより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をより小さくしてリニア振動モータのさらなる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。

また、この実施の形態５では、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ定数を算出するようにしているので、時間経過とともにリニア振動モータのバネ定数が変化しても、可動子の位置を算出する位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態５では、モータ駆動装置１０１ｅは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータ１００のバネ定数ｋの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行って該バネ定数温度関数Ｑａを導出し、運転時には、運転開始直前に導出したバネ定数温度関数Ｑａを用いてモータ温度Ｔｍからバネ定数ｋ(t)を推定するものであるが、モータ駆動装置１０１ｅは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータ１００のバネ定数ｋの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行ってバネ定数温度関数Ｑａを導出し、運転時には前回の運転終了時に導出したバネ定数温度関数Ｑａを用いてモータ温度Ｔｍからバネ定数ｋ(t)を推定するものであってもよい。

また、モータ駆動装置１０１ｅは、リニア振動モータ１００の運転開始直前及び運転終了直後に、リニア振動モータ１００のバネ定数ｋの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行ってバネ定数温度関数Ｑａを導出するものであってもよい。

この場合、運転モードで可動子の位置を求める演算は、今回の運転開始直前に導出したバネ定数温度関数Ｑａから得られるバネ定数と、前回の運転終了直後に導出したバネ定数温度関数Ｑａから得られるバネ定数との平均値を用いて行うのが望ましい。

さらに、上記実施の形態５では、バネ定数推定部１３ｅは、予めその内部メモリに保持されているバネ部材の温度係数αｋを用いてバネ定数温度関数Ｑａを導出するものであるが、バネ定数温度関数Ｑａを導出する方法は、バネ部材の温度係数αｋを用いる方法に限るものではない。

例えば、バネ定数推定部１３ｅは、リニア振動モータ１００の運転開始直前にリニア振動モータ１００のバネ定数ｋの算出、及びモータ温度Ｔｍの検出を行い、さらに、リニア振動モータの運転終了直後に、リニア振動モータ１００のバネ定数ｋの算出、及びモータ温度Ｔｍの検出を行って、異なるモータ温度でのバネ定数からバネ定数温度関数Ｑａを導出し、次回の運転時には、該導出したバネ定数温度関数Ｑａを用いて、モータ温度からバネ定数を推定するものであってもよい。

また、バネ定数推定部１３ｅは、新たな温度条件でバネ定数を算出する度に、バネ定数温度関数を更新するものであってもよい。

また、上記実施の形態５では、モータ駆動装置１０１ｅは、実施の形態１と同様、バネ定数ｋを固有振動周波数ｆに基づいて決定するものであるが、モータ駆動装置は、実施の形態２のように、バネ定数ｋを固有角振動数ωに基づいて決定するもの、あるいは実施の形態３のように、バネ定数ｋを固有振動周期Ｔに基づいて決定するものであってもよく、また、モータ駆動装置１０１ｅは、実施の形態４のように、バネ定数ｋを、検出された駆動電圧及び駆動電流から得られた共振周波数に基づいて決定するものであってもよい。

（実施の形態６）
図６は、本発明の実施の形態６によるモータ駆動装置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、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を可動子の位置に応じて駆動制御するものであり、上記実施の形態１とは、可動子の位置を求める位置演算を、上記可動子の質量とバネ部材のバネ定数の比の値である上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを用いて行う点のみ異なっている。

すなわち、この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆは、上記実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａのバネ定数決定部６ａに代わる、可動子の固有振動周波数ｆに基づいて上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｆと、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａの可動子位置演算部２ａに代わる、該決定された質量バネ比ｒmkに基づいて可動子の位置を求める演算を行う可動子位置演算部２ｆとを備えている。

以下、上記モータ駆動装置１０１ｆを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ｆ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周波数検知部５ａ，及び質量バネ比決定部１４ｆについて詳しく説明する。
ここで、モータドライバ１ａ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，及び固有振動周波数検知部５ａ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のものである。

質量バネ比決定部１４ｆは、固有振動周波数検知部５ａにより検知された可動子の固有振動周波数ｆから質量バネ比ｒmkを決定し、該決定した質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄrmkを出力するものである。ここで質量バネ比ｒmkを決定する具体的な演算は、固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を取るものである。

可動子位置演算部２ｆは、上記実施の形態１の可動子位置演算部２ａと同様、リニア振動モータ１００の可動子が往復動作を行っているときの可動子の位置Ｐｘを、リニア振動モータ１００の運動方程式を用いて演算により求めるものであり、この実施の形態６の可動子位置演算部２ｆは、上記可動子の位置を求める演算に、質量バネ比決定部１４ｆにより決定された質量バネ比（ｍ／ｋ）を用いる点で、上記実施の形態１の可動子位置演算部２ａと異なっている。

次に動作について説明する。
この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、実施の形態１と同様、上記モータ駆動装置１０１ｆの各部１ａ，２ｆ，３ａ，４ａ，５ａ，１４ｆは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｆの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００の、バネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆでは、可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，及び固有振動周波数検知部５ａは、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様に動作する。

そして、この実施の形態６では、質量バネ比決定部１４ｆが、固有振動周波数検知部５ａからの周波数情報Ｄｆに基づいて、該周波数情報Ｄｆが示す固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られた値の逆数を求める演算により、質量バネ比ｒmk（＝１／（ｆ・２π）²＝ｍ／ｋ）を算出し、該質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｆの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの運転モードでは、実施の形態１と同様、モータドライバ１ａがリニア振動モータ１００に交流電圧（駆動電圧）Ｖdrを印加し、リニア振動モータ１００を駆動する。

このとき、可動子位置演算部２ｆは、モータドライバ１ａの駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記質量バネ比決定部１４ｆにより決定された質量バネ比ｒmkを用いて行い、該算出された可動子位置Ｐｘを示す位置情報Ｄpcをモータドライバ１ａに出力する。

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の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過したタイミングを検出する相対位置検出部４ａと、該検出部のタイミング情報Ｄprに基づいて可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａとを備え、該検知された固有振動周波数ｆからバネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定するので、該バネ振動系の質量バネ比ｒmk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、実施の形態１と同様に、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。

また、この実施の形態６では、実施の形態１と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータの質量バネ比ｒmkを算出するようにしているので、常に最新のリニア振動モータの状態での質量バネ比ｒmkを用いて可動子の位置Ｐｘを算出する演算が行われることとなり、このため、時間経過とともに質量バネ比が変化しても、可動子の位置を、上記質量バネ比ｒmkを用いた演算により高い精度で算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態６では、モータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するものであるが、モータ駆動装置１０１ｆは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するものであってもよい。

この場合、リニア振動モータの運転時には、前回のリニア振動モータの運転終了直後に算出した質量バネ比ｒmk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る。従って、この場合も、常に最新のリニア振動モータの状態での質量バネ比ｒmk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、時間経過とともにリニア振動モータのバネ部材の質量バネ比が変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果がある。

また、この場合は、質量バネ比の演算は、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質量バネ比が算出されることとなる。つまり、質量バネ比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質量バネ比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質量バネ比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。

さらに、上記の場合には、質量バネ比の算出をリニア振動モータの運転終了後に行うため、リニア振動モータの動作を妨げることなく、質量バネ比を算出することができるという効果もある。

（実施の形態７）
図７は、本発明の実施の形態７によるモータ駆動装置を説明するためのブロック図である。
この実施の形態７のモータ駆動装置１０１ｇは、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂと同様、リニア振動モータ１００を可動子の位置に応じて駆動制御するものであり、上記実施の形態２とは、可動子の位置を算出する位置演算を、上記リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを用いて行う点のみ異なっている。

すなわち、この実施の形態７のモータ駆動装置１０１ｇは、上記実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂのバネ定数決定部６ｂに代わる、可動子の固有角振動数（角速度）ωに基づいて上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｇと、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂの可動子位置演算部２ａに代わる、該決定された質量バネ比ｒmkに基づいて可動子の位置を求める演算を行う可動子位置演算部２ｇとを備えている。

以下、上記モータ駆動装置１０１ｇを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ｇ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ｂ，固有角振動数検知部５ｂ，及び質量バネ比決定部１４ｇについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ａ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ｂ，及び固有角振動数検知部５ｂは、上記実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂにおけるものと同一のものであり、上記可動子位置演算部２ｇは、上記実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの可動子位置演算部２ｆと同一である。

質量バネ比決定部１４ｇは、固有角振動数検知部５ｂにより検知された固有角振動数ωから質量バネ比ｒmkを決定し、該決定した質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力するものである。質量バネ比決定部１４ｇで質量バネ比ｒmk（＝１／ω²）を求める演算は、具体的には、固有角振動数ωを二乗し、さらにこの乗算結果の逆数を取るものである。

次に動作について説明する。
この実施の形態７のモータ駆動装置１０１ｇでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、実施の形態２と同様、上記モータ駆動装置１０１ｇの各部１ａ，２ｇ，３ａ，４ｂ，５ｂ，１４ｇは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｇの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００の、質量バネ比ｒmkを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態７のモータ駆動装置１０１ｇでは、可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ｂ，固有角振動数検知部５ｂは、実施の形態２のモータ駆動装置１０１ｂと同様に動作する。

そして、この実施の形態７では、質量バネ比決定部１４ｇは、固有角振動数検知部５ｂからの振動数情報Ｄωに基づいて、該振動数情報Ｄωが示す固有角振動数ωを二乗し、該乗算結果の逆数をとる演算により、質量バネ比ｒmk（＝１／ω²）を算出し、該質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｇの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態７のモータ駆動装置１０１ｇは、運転モードでは、実施の形態２と同様に動作する。

このように本実施の形態７では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｇにおいて、リニア振動モータ１００の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、自由振動する可動子が２つの固定点（相対位置）を通過したタイミングをそれぞれ検出する相対位置検出部４ｂと、該相対位置検出部４ｂからのタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有角振動数ωを検知する固有角振動数検知部５ｂとを備え、該検知された固有角振動数ωから上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定するので、該質量バネ比ｒmkを用いる位置演算により得られる可動子の位置Ｐｘを、精度の高いものとでき、実施の形態６と同様、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。

また、この実施の形態７では、実施の形態６と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するようにしているので、時間経過とともに質量バネ比ｒmkが変化しても、可動子の位置を、上記質量バネ比ｒmkを用いた演算により、高い精度で算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態７では、モータ駆動装置１０１ｇは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するものを示したが、モータ駆動装置１０１ｇは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するものであってもよい。

（実施の形態８）
図８は、本発明の実施の形態８によるモータ駆動装置を説明するためのブロック図である。
この実施の形態８のモータ駆動装置１０１ｈは、実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃと同様、リニア振動モータ１００を可動子の位置に応じて駆動制御するものであり、上記実施の形態３とは、可動子の位置を算出する位置演算を、上記リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを用いて行う点のみ異なっている。

すなわち、この実施の形態８のモータ駆動装置１０１ｈは、上記実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃのバネ定数決定部６ｃに代わる、可動子（バネ振動系）の固有振動周期Ｔに基づいて上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｈと、実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃの可動子位置演算部２ａに代わる、該決定された質量バネ比ｒmkに基づいて可動子の位置Ｐｘを求める位置演算を行う可動子位置演算部２ｈとを備えている。

以下、上記モータ駆動装置１０１ｈを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ｈ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周期検知部５ｃ，及び質量バネ比決定部１４ｈについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ａ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，及び固有振動周期検知部５ｃは、上記実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃにおけるものと同一のものであり、上記可動子位置演算部２ｈは、上記実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの可動子位置演算部２ｆと同一である。

質量バネ比決定部１４ｈは、固有振動周期検知部５ｃにより検知された可動子の固有振動周期Ｔから質量バネ比ｒmkを決定し、該決定した質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力するものである。この質量バネ比決定部１４ｈで質量バネ比ｒmk（＝（Ｔ／２π）²）を求める演算は、具体的には、固有振動周期Ｔを円周率の２倍で除算し、その結果を二乗するものである。

次に動作について説明する。
この実施の形態８のモータ駆動装置１０１ｈでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、実施の形態３と同様、上記モータ駆動装置１０１ｈの各部１ａ，２ｈ，３ａ，４ａ，５ｃ，１４ｈは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、リニア振動モータの運転開始時には、このモータ駆動装置１０１ｈの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後上記運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態８のモータ駆動装置１０１ｈでは、可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周期検知部５ｃは、実施の形態３のモータ駆動装置１０１ｃと同様に動作する。

そして、この実施の形態８では、バネ定数決定部１４ｈが、固有振動周期検知部５ｃからの周期情報Ｄｔに基づいて、該周期情報Ｄｔが示す固有振動周期Ｔを円周率の２倍で除算し、その結果を二乗する演算を行って、質量バネ比ｒmk（＝（２π／Ｔ）²）を算出し、該質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｈの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態８のモータ駆動装置１０１ｈでは、運転モードでは実施の形態３と同様に動作する。

このように本実施の形態８では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｈにおいて、リニア振動モータ１００の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記自由振動する可動子がある固定点（相対位置）を通過するタイミングを検出する相対位置検出部４ａと、該検出結果を示すタイミング情報Ｄprに基づいて、可動子の固有振動周期Ｔを検知する固有振動周期検知部５ｃとを備え、該検知された固有振動周期Ｔから質量バネ比ｒmkを決定するので、該質量バネ比ｒmkを用いる位置演算により得られる可動子の位置Ｐｘを、精度の高いものとでき、実施の形態６と同様、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。

また、この実施の形態８では、実施の形態６と同様、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比を算出するようにしているので、時間経過とともに質量バネ比が変化しても、可動子の位置を、上記質量バネ比を用いた演算により高い精度で算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態８では、モータ駆動装置１０１ｈは、リニア振動モータ１００の駆動開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比を算出するものを示したが、モータ駆動装置１０１ｈは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比を算出するものであってもよい。

（実施の形態９）
図９は、本発明の実施の形態９によるモータ駆動装置を説明するためのブロック図である。
この実施の形態９のモータ駆動装置１０１ｉは、実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄと同様、リニア振動モータ１００を可動子の位置に応じて駆動制御するものであり、上記実施の形態４とは、可動子の位置を求める位置演算を、上記リニア振動モータ１００のバネ振動系の質量バネ比ｒmkを用いて行う点のみ異なっている。

すなわち、この実施の形態９のモータ駆動装置１０１ｉは、上記実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄのバネ定数決定部６ｄに代わる、共振状態のバネ振動系の共振周波数ｆ’に基づいてバネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｉと、実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄの可動子位置演算部２ａに代わる、該決定された質量バネ比ｒmkに基づいて可動子の位置を求める演算を行う可動子位置演算部２ｉとを備えている。

以下、上記モータ駆動装置１０１ｉを構成するモータドライバ１ｄ，可動子位置演算部２ｉ，電流検出部９ｄ，電圧検出部１０ｄ，共振周波数検出部１１ｄ，及び質量バネ比決定部１４ｉについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ｄ，電流検出部９ｄ，電圧検出部１０ｄ，共振周波数検出部１１ｄは、上記実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄにおけるものと同一のものであり、上記可動子位置演算部２ｉは、上記実施の形態６のモータ駆動装置１０１ｆの可動子位置演算部２ｆと同一のものである。

質量バネ比決定部１４ｉは、上記共振周波数検知部１１ｄにより検知された共振周波数ｆ’から質量バネ比ｒmkを決定し、該決定した質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力するものである。ここで、上記質量バネ比決定部１４ｉで質量バネ比（＝１／（ｆ’・２π）²）を求める演算は、共振周波数ｆ’に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を取るものである。

次に動作について説明する。
この実施の形態９のモータ駆動装置１０１ｉでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、上記モータ駆動装置１０１ｉの各部１ｄ，２ｉ，９ｄ，１０ｄ，１１ｄ，１４ｉは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｉの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００の、質量バネ比ｒmkを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態９のモータ駆動装置１０１ｉでは、モータドライバ１ｄ，電流検出部９ｄ，電圧検出部１０ｄ，及び共振周波数検知部１１ｄは、上記実施の形態４のモータ駆動装置１０１ｄと同様に動作する。

そしてこの実施の形態９では、質量バネ比決定部１４ｉが、共振周波数検知部１１ｄにより検知された共振周波数ｆ’を示す周波数情報Ｄrfに基づいて、上記共振周波数ｆ’に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、さらに該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を取る演算を行って、質量バネ比ｒmkを算出し、該質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力する。

その後、モータ駆動装置１０１ｉの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。
この実施の形態９のモータ駆動装置１０１ｉは、運転モードでは、実施の形態４と同様に動作する。

このように本実施の形態９では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｉにおいて、リニア振動モータ１００の駆動電流Ｃdrを検出する電流検出部９ｄと、該リニア振動モータ１００の駆動電圧Ｖdrを検出する電圧検出部１０ｄと、上記検出された駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいてモータドライバ１ｄを制御して、リニア振動モータ１００の共振周波数ｆ’を検知する共振周波数検知部１１ｄとを備え、該検知された共振周波数ｆ’からバネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定するので、実施の形態６と同様、該質量バネ比ｒmkを用いる位置演算により得られる可動子の位置Ｐｘを、精度の高いものとでき、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。

また、この実施の形態９では、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するようにしているので、時間経過とともに質量バネ比ｒmkが変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態９では、モータ駆動装置１０１ｉは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータのバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出するものであるが、モータ駆動装置１０１ｉは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータの質量バネ比ｒmkを算出するものであってもよい。

この場合、リニア振動モータの運転時には、前回のリニア振動モータの運転終了直後に算出した質量バネ比ｒmk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る。従って、この場合も、常に最新のリニア振動モータの状態での質量バネ比ｒmk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、時間経過とともに質量バネ比ｒmkが変化しても、上記位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果がある。

また、この場合は、質量バネ比ｒmk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質量バネ比ｒmkが算出されることとなる。つまり、質量バネ比ｒmk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質量バネ比ｒmk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質量バネ比ｒmk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。

さらに、上記の場合には、質量バネ比ｒmkの算出をリニア振動モータの運転終了後に行うため、リニア振動モータの動作を妨げることなく、質量バネ比ｒmkを算出することができるという効果もある。

また、上記実施の形態９では、上記共振周波数検知部１１ｄは、リニア振動モータ１００に供給する駆動電流の振幅値を一定とした状態で、リニア振動モータの駆動周波数が、リニア振動モータへの供給電力が最大になる周波数となるよう、モータドライバ１ｄを制御し、該供給電力が最大となる駆動周波数からリニア振動モータの共振周波数ｆ’を検知するものとしているが、上記共振周波数検知部１１ｄは、実施の形態４と同様、リニア振動モータの共振状態での駆動電流と駆動電圧との位相差から共振周波数を検知するものであってもよい。

また、この実施の形態９では、上記モータ駆動装置１０１ｉは、運転モードと演算モードの２つの動作モードを有し、運転モードでは、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し、演算モードでは、共振周波数検知部１１ｄからの駆動周波数制御信号Ｓfcに応じて、リニア振動モータ１００を共振周波数で駆動するものとしているが、上記モータ駆動装置１０１ｉは、実施の形態４で示したように、リニア振動モータの負荷を運転する動作モード（運転モード）のみを有し、該運転モードにて、リニア振動モータの共振周波数を検知し、該リニア振動モータを共振周波数で駆動するとともに、該検知された共振周波数に基づいて質量バネ比ｒmkを決定するものであってもよい。

（実施の形態１０）
図１０は、本発明の実施の形態１０によるモータ駆動装置を説明するためのブロック図である。
この実施の形態１０のモータ駆動装置１０１ｊは、上記実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅと同様、リニア振動モータ１００を可動子の位置に応じて駆動制御するものであり、上記実施の形態５とは、可動子の位置を算出する位置演算を、上記バネ振動系の質量バネ比ｒmkを用いて行う点のみ異なっている。

すなわち、この実施の形態１０のモータ駆動装置１０１ｊは、上記実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅのバネ定数決定部６ａに代わる、バネ振動系の固有振動周波数ｆに基づいてバネ振動系の質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｊと、実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅのバネ定数推定部１３ｅに代わる、該決定された質量バネ比ｒmkとモータ温度Ｔｍに基づいて、可動状態のモータの質量バネ比ｒmk(t)を推定する質量バネ比推定部１５ｊと、実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅの可動子位置演算部２ｅに代わる、該推定された質量バネ比ｒmk(t)に基づいて可動子の位置Ｐｘを求める演算を行う可動子位置演算部２ｊとを備えている。

言い換えると、上記モータ駆動装置１０１ｊは、演算モードでは、バネ振動系の固有振動周波数ｆに基づいてバネ振動系の質量バネ比ｒmkを算出し、検出されたモータ温度Ｔｍと、該算出された質量バネ比ｒmkとから質量バネ比温度関数Ｑｂを求め、運転モードでは、モータ温度Ｔｍに基づいて、上記質量バネ比温度関数Ｑｂにより駆動中のリニア振動モータの質量バネ比を推定し、推定された質量バネ比ｒmk(t)を用いて可動子の位置を算出し、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の駆動を制御するものである。

以下、上記モータ駆動装置１０１ｊを構成するモータドライバ１ａ，可動子位置演算部２ｊ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周波数検知部５ａ，温度検出部１２ｅ，質量バネ比決定部１４ｊ，及び質量バネ比推定部１５ｊについて詳しく説明する。

ここで、モータドライバ１ａ，可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，固有振動周波数検知部５ａ，及び温度検出部１２ｅは、上記実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅにおけるものと同一のものである。

質量バネ比決定部１４ｊは、上記固有振動周波数検知部５ａにより検知された固有振動周波数ｆから質量バネ比ｒmkを決定し、該決定した質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを出力するものである。ここで、質量バネ比ｒmkを求める具体的な演算は、固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、その乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を取るものである。

質量バネ比推定部１５ｊは、演算モードでは、質量バネ比決定部１４ｊにより決定された質量バネ比ｒmkと、温度検出部１２ｅにより検出されたモータ温度Ｔｍとから、質量バネ比温度関数Ｑｂを導出し、運転モードでは、リニア振動モータ１００が動作しているときの質量バネ比を、検出されたモータ温度Ｔｍに基づいて、上記質量バネ比温度関数Ｑｂから推定し、該推定した質量バネ比（推定質量バネ比）ｒmk(t)を示す推定質量バネ比情報Ｄmk(t)を出力するものである。

ここで、上記質量バネ比温度関数Ｑｂは、質量バネ比ｒmkとモータ温度Ｔｍとの関係を示す１次関数であっても、あるいは２次元のマトリックスであってもよい。

次に動作について説明する。
この実施の形態１０のモータ駆動装置１０１ｊでは、ユーザ操作により、リニア振動モータの運転開始を指令する指令信号が制御部に入力されると、上記モータ駆動装置１０１ｊの各部１ａ，２ｊ，３ａ，４ａ，５ａ，１２ｅ，１４ｊ，１５ｊは、制御部（図示せず）からの制御信号に基づいて、このモータ駆動装置１０１ｊの動作モードが一旦、演算モードとなり、その後運転モードとなるよう制御される。

以下まず、リニア振動モータ１００のバネ部材の質量バネ比ｒmkを決定する演算モードの動作について説明する。
この実施の形態１０のモータ駆動装置１０１ｊでは、可動子強制振動部３ａ，相対位置検出部４ａ，及び固有振動周波数検知部５ａは、実施の形態５のモータ駆動装置１０１ｅと同様に動作する。

そして、この実施の形態１０では、質量バネ比決定部１４ｊは、固有振動周波数検知部５ａにより検知された固有振動周波数ｆを用いて、該固有振動周波数ｆに円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求める演算を行って、質量バネ比ｒmkを算出し、該質量バネ比ｒmkを示す質量バネ比情報Ｄmkを質量バネ比推定部１５ｊに出力する。
また、このとき、温度検出部１２ｅは、上記リニア振動モータ１００の温度（モータ温度）Ｔｍを検出し、該検出温度を示す温度情報Ｄtmを質量バネ比推定部１５ｊに出力する。

すると、質量バネ比推定部１５ｊは、質量バネ比情報Ｄrmk及び温度情報Ｄtmに基づいて、上記質量バネ比ｒmkとモータ温度Ｔｍとの関係を示す質量バネ比温度関数Ｑｂを導出し、該質量バネ比温度関数Ｑｂのデータを内部メモリに保持する。
その後、モータ駆動装置１０１ｊの動作モードは、上記演算モードから運転モードに切り替わる。

以下、運転モード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に交流電圧（駆動電圧）Ｖdrを印加してリニア振動モータ１００を駆動する。

このとき、上記質量バネ比推定部１５ｊには、上記温度検出部１２ｅにより検出されたモータ温度Ｔｍを示す温度情報Ｄtmが入力されており、該質量バネ比推定部１５ｊは、該検出されたモータ温度Ｔｍに基づいて上記質量バネ比温度関数Ｑｂから、リニア振動モータの運転状態での質量バネ比を推定し、該推定された質量バネ比ｒmk(t)を示す推定質量バネ比情報Ｄmk(t)を可動子位置演算部２ｊに出力する。

すると、該可動子位置演算部２ｊは、モータドライバ１ａに印加される駆動電流Ｃdr及び駆動電圧Ｖdrに基づいて可動子の位置を算出する位置演算を、上記質量バネ比推定部１４ｊからの推定質量バネ比情報Ｄmk(t)が示す推定質量バネ比ｒmk(t)を用いて行い、該算出された可動子位置Ｐｘを示す可動子位置情報Ｄpcをモータドライバ１ａに出力する。

すると、モータドライバ１ａは、上記可動子位置情報Ｄpcに基づいて、リニア振動モータ１００へ印加する駆動電圧Ｖdrの振幅値（電圧レベル）を、往復運動する可動子がその限界位置を超えないよう制御する。

このように本実施の形態１０では、リニア振動モータ１００を駆動するモータ駆動装置１０１ｊにおいて、リニア振動モータ１００の可動子を自由振動させる可動子強制振動部３ａと、上記可動子の自由振動状態に基づいて可動子の固有振動周波数ｆを検知する固有振動周波数検知部５ａと、固有振動周波数ｆに基づいて質量バネ比ｒmkを決定する質量バネ比決定部１４ｊと、リニア振動モータの温度を検出する温度検出部１２ｅとを備え、演算モードでは、質量バネ比の温度係数αmkと、上記検出されたモータ温度Ｔｍと、上記決定された質量バネ比ｒmkとに基づいて、質量バネ比ｒmkとモータ温度Ｔｍとの関係Ｑｂを導出し、運転モードでは、負荷の運転状態での質量バネ比ｒmk(t)を、質量バネ比温度関数Ｑｂを用いて、運転状態で検出されたモータ温度Ｔｍから推定するので、モータの運転状態では、可動子の位置を算出する位置演算が、モータ温度Ｔｍに応じた推定質量バネ比ｒmk(t)を用いて行われることとなって、モータの運転状態にて可動子の位置をより高い精度で算出することができる。

また、この実施の形態１０では、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータの質量バネ比ｒmkを算出するようにしているので、時間経過とともにリニア振動モータの質量バネ比ｒmkが変化しても、可動子の位置を算出する位置演算により、可動子の位置を精度よく算出することができるという効果もある。

なお、上記実施の形態１０では、モータ駆動装置１０１ｊは、リニア振動モータ１００の運転開始直前に、リニア振動モータ１００の質量バネ比ｒmkの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行って質量バネ比温度関数Ｑｂを導出し、運転時には、運転開始直前に導出した質量バネ比温度関数Ｑｂを用いてモータ温度Ｔｍから質量バネ比ｒmk(t)を推定するものであるが、モータ駆動装置１０１ｊは、リニア振動モータ１００の運転終了直後に、リニア振動モータ１００の質量バネ比ｒmkの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行って質量バネ比温度関数Ｑｂを導出し、運転時には前回の運転終了時に導出した質量バネ比温度関数Ｑｂを用いてモータ温度Ｔｍから質量バネ比ｒmk(t)を推定するものであってもよい。

また、モータ駆動装置１０１ｊは、リニア振動モータ１００の運転開始直前及び運転終了直後に、リニア振動モータ１００の質量バネ比ｒmkの算出及びモータ温度Ｔｍの検出を行って質量バネ比温度関数Ｑｂを導出するものであってもよい。

この場合、運転モードで可動子の位置を求める演算は、今回の運転開始直前に導出した質量バネ比温度関数Ｑｂから得られる質量バネ比と、前回の運転終了直後に導出した質量バネ比温度関数Ｑｂから得られる質量バネ比との平均値を用いて行うのが望ましい。

さらに、上記実施の形態１０では、質量バネ比推定部１５ｊは、その内部メモリに保持されている質量バネ比の温度係数αmkを用いて質量バネ比温度関数Ｑｂを導出するものであるが、質量バネ比温度関数Ｑｂを導出する方法は、質量バネ比の温度係数αmkを用いる方法に限るものではない。

例えば、質量バネ比推定部１５ｊは、リニア振動モータ１００の運転開始直前にリニア振動モータ１００の質量バネ比ｒmkの算出、及びモータ温度Ｔｍの検出を行い、さらに、リニア振動モータの運転終了直後に、リニア振動モータ１００の質量バネ比ｒmkの算出、及びモータ温度Ｔｍの検出を行って、異なるモータ温度での質量バネ比から質量バネ比温度関数Ｑｂを導出し、次回の運転時には、該導出した質量バネ比温度関数Ｑｂを用いて、モータ温度から質量バネ比ｒmk(t)定数を推定するものであってもよい。
また、質量バネ比推定部１５ｊは、新たな温度条件で質量バネ比ｒmkを算出する度に、質量バネ比温度関数を更新するものであってもよい。

また、上記実施の形態１０では、モータ駆動装置１０１ｊは、実施の形態６と同様、質量バネ比ｒmkを固有振動周波数ｆに基づいて決定するものであるが、モータ駆動装置は、実施の形態７のように質量バネ比ｒmkを、バネ振動系の固有角振動数ωに基づいて決定するもの、あるいは実施の形態８のように、質量バネ比ｒmkを、バネ振動系の固有振動周期Ｔに基づいて決定するものであってもよく、またモータ駆動装置１０１ｊは、実施の形態９のように、質量バネ比ｒmkを、検出された駆動電圧及び駆動電流から得られた共振周波数に基づいて決定するものであってもよい。

さらに上記各実施の形態１〜１０で示したリニア振動モータ及びモータ駆動装置は、上述したように、圧縮機などの動力部として用いられるものであり、例えば、リニア振動モータが密閉容器の中に収容され、温度と圧力の変化の激しい環境で用いられる空気調和機や冷蔵庫などの機器では、有効なものであり、位置センサを用いることなく、リニア振動モータの可動子の位置を高い精度で算出することができる。

以下、実施の形態１のリニア振動モータ及びモータ駆動装置を用いた圧縮機、並びに該圧縮機を用いた空気調和機、冷蔵庫、極低温冷凍機、及び給湯器について詳しく説明する。

（実施の形態１１）
図１３は、本発明の実施の形態１１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１１の圧縮機駆動装置２１１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２１１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１１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。

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。ここで、該支持バネ４３は、上記実施の形態１で示したリニア振動モータ１００のバネ部材に相当する。

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。ここで、ピストン４２、ピストンロッド４２ａ、及びマグネット４４は、上記実施の形態１で示したリニア振動モータ１００の可動子に相当する。

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。

このような構成のリニア圧縮機４０では、モータ駆動装置２１１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。

本実施の形態１１のリニア圧縮機４０では、モータ駆動装置２１１は、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａと同様、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードで、バネ部材のバネ定数を算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ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。

なお、上記実施の形態１１では、圧縮機４０を構成するモータ駆動装置は、実施の形態１と同一のものであるが、この圧縮機４０のモータ駆動装置は、実施の形態１のものに限らず、実施の形態２〜１０のいずれのものであってもよい。

（実施の形態１２）
図１４は本発明の実施の形態１２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１２の空気調和機２１２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２１２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１１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１１のモータ駆動装置２１１と同一の構成を有している。

以下詳述すると、実施の形態１２の空気調和機２１２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。

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。

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。

そして、この実施の形態１２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２１２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。

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。

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。

そして、この空気調和機２１２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。

次に動作について説明する。
この実施の形態１２の空気調和機２１２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２１２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。

例えば、空気調和機２１２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。

逆に、空気調和機２１２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。

ここで、空気調和機２１２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２１２では、快適な冷暖房が行われる。

このように本実施の形態１２の空気調和機２１２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。

さらに、本実施の形態１２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。

また、本実施の形態１２の空気調和機２１２では、モータ駆動部５０ｂは、実施の形態１１のモータ駆動装置２１１と同様、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードで、バネ部材のバネ定数ｋを算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ定数ｋ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。

（実施の形態１３）
図１５は本発明の実施の形態１３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１３の冷蔵庫２１３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。

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１１のリニア圧縮機４０及びモータ駆動装置２１１と同一のものである。

絞り装置６３は、上記実施の形態１２の空気調和機２１２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。

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。

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。

そして、この冷蔵庫２１３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。

次に動作について説明する。
この実施の形態１３の冷蔵庫２１３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。

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。

また、この実施の形態１３の冷蔵庫２１３では、モータ駆動部６０ｂにより、該冷蔵庫２１３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２１３では、冷蔵庫内の温度が目標温度に維持される。

このように本実施の形態１３の冷蔵庫２１３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１２の空気調和機２１２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。

さらに、本実施の形態１３の冷蔵庫２１３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１２の空気調和機２１２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。

また、本実施の形態１３の冷蔵庫２１３では、モータ駆動部６０ｂは、実施の形態１１のモータ駆動装置２１１と同様、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードで、バネ部材のバネ定数ｋを算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ定数ｋ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。

（実施の形態１４）
図１６は本発明の実施の形態１４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１４の極低温冷凍機２１４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２１４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。

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。

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。

以下、具体的に説明する。
この実施の形態１４の極低温冷凍機２１４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。
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１１のリニア圧縮機４０及びモータ駆動装置２１１と同一のものである。

絞り装置７３は、上記実施の形態１２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１３の冷蔵庫２１３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。

蓄冷器７２は、上記実施の形態１３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１６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。

そして、この極低温冷凍機２１４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。

この実施の形態１４の極低温冷凍機２１４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。

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。

また、この実施の形態１４の極低温冷凍機２１４では、モータ駆動部７０ｂにより、該極低温冷凍機２１４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２１４では、冷凍対象物の温度が目標温度に維持される。

このように本実施の形態１４の極低温冷凍機２１４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１２の空気調和機２１２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。

さらに、本実施の形態１４の極低温冷凍機２１４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１２の空気調和機２１２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。

また、本実施の形態１４の極低温冷凍機２１４では、モータ駆動部７０ｂは、実施の形態１１のモータ駆動装置２１１と同様、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードで、バネ定数ｋを算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ定数ｋ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。

（実施の形態１５）
図１７は本発明の実施の形態１５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１５の給湯器２１５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。

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。

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１１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１１のモータ駆動装置２１１と同一の構成を有するモータ駆動部である。

絞り装置８３は、上記実施の形態１２の空気調和機２１２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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２１５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。

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。

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。

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２１５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。

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。

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。
そして、この実施の形態１５の給湯器２１５では、モータ駆動部８０ｂにより、該給湯器２１５に対して設定された温水の目標温度、水熱交換機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の出力が制御される。これにより、給湯器２１５では、目標温度の温水の供給が行われる。

このように本実施の形態１５の給湯器２１５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１２の空気調和機２１２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。

さらに、本実施の形態１５の給湯器２１５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１２の空気調和機２１２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。

また、本実施の形態１５の給湯器２１５では、モータ駆動部８０ｂは、実施の形態１１のモータ駆動装置２１１と同様、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードでバネ定数ｋを算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ定数ｋ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。

なお、上記空気調和機、冷蔵庫、極低温冷凍機、及び給湯器の動力源として用いるリニア振動モータを駆動するモータ駆動装置は、実施の形態１のものに限らず、実施の形態２〜１０のいずれのものであってもよい。

（実施の形態１６）
図１８は本発明の実施の形態１６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１６の携帯電話２１６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。

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。

そして、この実施の形態１６の駆動装置９０ｂは、携帯電話２１６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。

このような構成の携帯電話２１６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。

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。

このように本実施の形態１６の携帯電話２１６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。

また、本実施の形態１６の携帯電話２１６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、リニア振動モータが非運転状態となる演算モードでバネ定数ｋを算出し、リニア振動モータの運転が行われる運転モードでは、該算出したバネ定数ｋ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。

なお、上記実施の形態１６では、モータ駆動部９０ｂには、実施の形態１のモータ駆動装置１０１ａを用いたが、このモータ駆動部には、実施の形態２ないし１０のモータ駆動装置１０１ｂないし１０１ｊを用いてもよい。

また、上記実施の形態１６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、この実施の形態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にも用いることができ、さらに、実施の形態２〜１０のモータ駆動装置１０１ｂないし１０１ｊは往復式電気かみそり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。

本発明に係るモータ駆動装置は、リニア振動モータの可動子の固有振動周波数からバネ定数あるいは質量バネ比を算出し、これによりバネ定数あるいは質量バネ比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。

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。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。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。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。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。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。本発明の実施の形態７によるモータ駆動装置１０１ｇを説明するブロック図である。本発明の実施の形態８によるモータ駆動装置１０１ｈを説明するブロック図である。本発明の実施の形態９によるモータ駆動装置１０１ｉを説明するブロック図である。本発明の実施の形態１０によるモータ駆動装置１０１ｊを説明するブロック図である。従来のリニア圧縮機で用いられているリニア振動モータの等価回路を示す図である。上記リニア振動モータの可動子の位置を示す座標系を説明する図である。本発明の実施の形態１１のモータ駆動装置２１１を説明する模式図である。本発明の実施の形態１２による空気調和機２１２を説明する模式図である。本発明の実施の形態１３による冷蔵庫２１３を説明する模式図である。本発明の実施の形態１４による極低温冷凍機２１４を説明する模式図である。本発明の実施の形態１５による給湯器２１５を説明する模式図である。本発明の実施の形態１６による携帯電話２１６を説明する模式図である。

符号の説明

１ａ，１ｄモータドライバ
２ａ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ可動子位置演算部
３ａ可動子強制振動部
４ａ相対位置検出部
５ａ固有振動周波数検知部
５ｂ固有角振動数検知部
５ｃ固有振動周期検知部
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄバネ定数決定部
９ｄ電流検出部
１０ｄ電圧検出部
１０ｄ１電圧センサ
１１ｄ共振周波数検知部
１２ｅ温度検出部
１３ｅバネ定数推定部
１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ質量バネ比決定部
１５ｊ質量バネ比推定部
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
１００リニア振動モータ
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ，１０１ｅ，１０１ｆ，１０１ｇ，１０１ｈ，１０１ｉ，１０１ｊ，２１１モータ駆動装置
２１２空気調和機
２１３冷蔵庫
２１４極低温冷凍機
２１５給湯器
２１６携帯電話
Ｃｄ電流検知信号
Ｃdr 駆動電流
Ｃmnt 電流モニタ信号
Ｄｆ振動数情報
Ｄｋバネ定数情報
Ｄｋ(t) 推定バネ定数情報
Ｄpc 位置情報
Ｄpr タイミング情報
Ｄrf 共振周波数情報
Ｄrmk 質量バネ比情報
Ｄrmk(t) 推定質量バネ比情報
Ｄｔ周期情報
Ｄtm モータ温度情報
Ｄω 固有角振動数情報
ｆ固有振動周波数
ｆ’ 共振周波数
Ｆfv 強制振動力
ｋバネ定数
ｋ(t) 推定バネ定数
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
Ｐｘ可動子の位置
Ｒ巻線の等価抵抗
ｒmk 質量バネ比
ｒmk(t) 推定質量バネ比
Ｓfc 駆動周波数制御信号
Ｔ固有振動周期
Ｔｍモータ温度
Ｖｄ電圧検知信号
Ｖdr 駆動電圧
Ｖsns 電圧センサ出力
Ｘ，Ｘ’，Ｘ” 座標系
ｘ，ｘ’，ｘ” 可動子変位量
ω 固有角振動数（固有角速度）

Claims

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、
上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、
上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、
上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記バネ部材のバネ定数を算出するバネ定数決定部と、
上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて、上記可動子の位置を算出する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。
上記請求項１記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、
上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、
上記バネ定数決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、
上記バネ定数決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗し、該除算結果の二乗に上記可動子の質量の逆数を乗算し、該乗算結果の逆数を求めて、上記バネ定数を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
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駆動電圧を印加するモータドライバと、
該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、
上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、
上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、
上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗に上記可動子の質量を乗算して、上記バネ定数を算出するバネ定数決定部と、
上記バネ定数決定部により算出されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する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１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、
上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、
上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出したバネ定数を使用して上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部を有し、
上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記バネ定数算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記バネ定数を算出し、
上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出したバネ定数を使用して、上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記バネ部材のバネ定数を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、
上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、
上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定するバネ定数推定部とを備え、
上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記バネ定数推定部は、
上記演算モードにて、上記算出したバネ定数と、該バネ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バネ定数との関係を導き、
上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度とバネ定数の関係から、上記負荷の運転状態でのバネ定数を推定し、
上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定されたバネ定数を用いて上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
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、
上記可動子を自由振動させる可動子強制振動部と、
上記可動子の自由振動状態に基づいて該可動子の固有振動を示す固有振動パラメータを取得する振動パラメータ取得部と、
上記取得された固有振動パラメータを用いて、上記可動子の質量と上記バネ部材のバネ定数との比の値である質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、
上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて、上記可動子の位置を算出する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。
上記請求項１３記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出部の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周波数を検知する固有周波数検知部とを有し、
上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有角振動数を検知する固有角振動数検知部とを有し、
上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有角振動数を二乗し、該固有角振動数の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３記載のモータ駆動装置において、
上記振動パラメータ取得部は、
自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出するタイミング検出部と、
該タイミング検出器の出力に基づいて、上記可動子の固有振動パラメータである固有振動周期を検知する固有振動周期検知部とを有し、
上記質量バネ比決定部は、上記検知された固有振動周期を円周率の２倍で除算し、その除算結果を二乗して、上記質量バネ比を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
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駆動電圧を印加するモータドライバと、
該モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電流を検出する電流検出部と、
上記モータドライバから上記リニア振動モータに供給される電圧を検出する電圧検出部と、
上記検出された電流と上記検出された電圧とから、上記リニア振動モータの共振駆動周波数を検出する共振周波数検出部と、
上記共振周波数検出部により検出された共振駆動周波数に円周率の２倍を乗算し、該乗算結果を二乗し、該乗算結果の二乗により得られる値の逆数を求めて、上記質量バネ比を算出する質量バネ比決定部と、
上記質量バネ比決定部により算出された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する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１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記タイミング検出部は、上記可動子の自由振動により上記リニア振動モータの巻き線に発生する誘起電圧を利用して、自由振動する可動子が、その振動の基準位置に対する一定の相対位置を通過するタイミングを検出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう該可動子に機械的に力を印加する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記可動子が自由振動するよう、上記リニア振動モータに供給されている電流を一時的に遮断する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１６のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
上記可動子強制振動部は、上記リニア振動モータに接続されている負荷を、上記可動子が自由振動するよう上記リニア振動モータから切り離す、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、
上記制御部は、上記負荷の運転の開始前に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の開始前の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、
上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記負荷の運転の開始前に算出した質量バネ比を使用して上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードとのいずれかのモードに設定する制御部を有し、
上記制御部は、上記負荷の運転の終了後に、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記質量バネ比算出部は、上記負荷の運転の終了後の演算モードにて、上記質量バネ比を算出し、
上記可動子位置演算部は、運転モードにて、最近設定された演算モードにて算出した質量バネ比を使用して、上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
請求項１３から１７のいずれかに記載のモータ駆動装置において、
動作モードを、上記リニア振動モータを駆動して該リニア振動モータに接続された負荷を運転する運転モードと、上記質量バネ比を算出する演算モードのいずれかのモードに設定する制御部と、
上記リニア振動モータの温度を検出する温度検出部と、
上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定する質量バネ比推定部とを備え、
上記制御部は、上記負荷の運転の開始前あるいは終了後の少なくともいずれか一方の時点で、一時的に動作モードを演算モードとするものであり、
上記質量バネ比数推定部は、
上記演算モードにて、上記算出した質量バネ比と、該質量バネ比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質量バネ比との関係を導き、
上記運転モードにて、上記温度検出部により検出された温度に基づいて、上記温度と質量バネ比の関係から、上記負荷の運転状態での質量バネ比を推定し、
上記可動子位置演算部は、上記運転モードにて、上記推定された質量バネ比を用いて上記可動子の位置を算出する、
ことを特徴とするモータ駆動装置。
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１，５，１３，１７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。
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１，５，１３，１７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。
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１，５，１３，１７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。
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１，５，１３，１７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。
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１，５，１３，１７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。