KR100628588B1 - 모터 구동 장치, 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기,급탕기 및 휴대 전화 - Google Patents

Abstract

리니어 진동 모터(100)의 구동 장치(101a)에 있어서, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 이용하는 모터 추력 정수(α)를 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 하여, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킨다.

리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 모터 드라이버(1a)와, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하는 추력 검출부(3a)를 구비하고, 상기 추력 검출부(3a)에 의해 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)의 값으로 나누는 연산에 의해, 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 산출한다.

Description

모터 구동 장치, 공기 조화기, 냉장고, 극저온 냉동기, 급탕기 및 휴대 전화{MOTOR DRIVING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 모터 구동 장치(101a)를 설명하는 블록도,

도 2는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 모터 구동 장치(101b)를 설명하는 블록도,

도 4는 상기 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시예 3에 의한 모터 구동 장치(101c)를 설명하는 블록도,

도 6은 상기 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 7은 본 발명의 실시예 4에 의한 모터 구동 장치(101d)를 설명하는 블록도,

도 8은 본 발명의 실시예 4에 의한 모터 구동 장치(101d)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 9는 본 발명의 실시예 5에 의한 모터 구동 장치(101e)를 설명하는 블록도,

도 10은 상기 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 11은 본 발명의 실시예 6에 의한 모터 구동 장치(101f)를 설명하는 블록도,

도 12는 상기 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)의 동작을 흐름도에 의해 설명하는 도면,

도 13은 본 발명 및 종래의 리니어 진동 모터의 등가 회로를 도시하는 도면,

도 14는 상기 리니어 진동 모터의 가동자 위치를 운동 방정식을 이용하여 산출하는 처리를 설명하기 위한 모식도,

도 15는 본 발명의 실시예 7의 모터 구동 장치(207)를 설명하는 모식도,

도 16은 본 발명의 실시예 8에 의한 공기 조화기(208)를 설명하는 모식도,

도 17은 본 발명의 실시예 9에 의한 냉장고(209)를 설명하는 모식도,

도 18은 본 발명의 실시예 10에 의한 극저온 냉동기(210)를 설명하는 모식도,

도 19는 본 발명의 실시예 11에 의한 급탕기(211)를 설명하는 모식도,

도 20은 본 발명의 실시예 12에 의한 휴대 전화(212)를 설명하는 모식도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

40, 50a, 60a, 70a, 80a : 리니어 압축기 42 : 피스톤

43, 92 :지지 스프링 44 : 마그네트

45 : 전자석 46, 95, 100 : 리니어 진동 모터

52 : 실외측 열교환기 53, 63, 73, 83 : 스로틀 장치

55 : 실내기 56 : 실외기

본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 가동자 및 이것을 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 관한 것이다.

종래부터 리니어 진동 모터를 이용한 기기에는, 휴대 전화 등의 기계적 진동에 의해 착신을 전달하는 진동 발생기나, 기체 또는 액체를 압축 순환시키는 압축기 혹은 왕복식 전기 면도기가 있고, 압축기나 왕복식 전기 면도기는 그 구동원에 상기 리니어 진동 모터가 이용되고 있다.

리니어 진동 모터의 대표적인 것은, 단상(單相) 동기 모터의 구조, 즉 영구 자석으로 이루어지는 가동자와 철심에 코일과 권회하여 이루어지는 고정자를 갖고, 상기 코일로의 교류 전압의 인가에 의해 가동자가 왕복 운동하도록 한 것이다.

이와 같이 가동자의 왕복 운동에 의해 진동을 발생시키는 경우, 강한 전자력이 필요하지만, 리니어 진동 모터로는 가동자를 스프링 부재에 의해 지지하여 상기 가동자를 포함하는 스프링 진동계를 형성함으로써, 그 구동에 필요한 에너지를 작게 억제할 수 있다. 즉, 상기 가동자를 스프링 부재에 의해 지지한 리니어 진동 모터로는, 가동자를 포함하는 스프링 진동계를 그 고유 진동수(공진 주파수)로 진동시킴으로써, 리니어 진동 모터를 작은 에너지로 구동가능하다.

그런데, 리니어 진동 모터로는, 가동자의 스트로크 길이가 일정한 허용값 이상으로 커지면, 가동자와 모터 하우징과의 충돌이나 스프링 부재의 파손이라는 문제가 생기기 때문에, 가동자의 위치를 검지하여 제어할 필요가 있다.

그래서, 일본 특허 공개 공보 제 1999-324911 호에는, 리니어 진동 모터를 구동하는 구동 장치에 있어서, 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 검지하는 위치 센서 등의 검출부를 구비하고, 가동자의 스트로크 길이가 일정한 허용값 이상으로 커지면, 리니어 진동 모터의 출력을 억제하여, 즉 리니어 진동 모터로의 인가 전압 또는 인가 전류의 진폭값을 감소시켜, 이로써 가동자가 모터 하우징 등과 충돌하거나, 스프링 부재가 한계값 이상으로 신장되거나 하여, 리니어 진동 모터가 파괴되는 것을 방지하는 것이 개시되어 있다.(일본 특허 공개 공보 제 1999-324911 호 참조.)

상술한 바와 같은 위치 검지부로는, 리니어 진동 모터에 있어서의 가동자와 비접촉으로, 가동자 중립 위치 등의 가동자 기준 위치에 대한 가동자의 정도(가동자 변위량)를 검출가능한 센서, 예컨대 와전류 방식을 이용한 변위계, 차동 트랜스 를 이용한 변위계 등이 이용된다.

그런데, 이러한 센서를 이용하면, 리니어 진동 모터의 제조 비용이 증대할 뿐만 아니라, 센서를 장착할 공간이 필요하게 되어 리니어 진동 모터의 하우징이 커지게 된다. 또한, 리니어 진동 모터의 적용으로서 압축기를 고려한 경우, 이러한 센서는 고온 또한 고압의 가스에 노출된 상태에서 사용될 가능성이 있기 때문에, 센서 자체의 신뢰성의 문제, 바꿔 말하면 이러한 센서로는 고온 고압의 분위기하에서 신뢰하고 사용할 수 있을 것이 요구된다는 문제도 생긴다.

그래서, 가동자의 위치를 검출하는 방법으로서, 가동자의 위치 검출을 리니어 진동 모터 내부에 배치되는 위치 센서에 의해 실행하는 방법이 아니라, 리니어 진동 모터에 공급되는 구동 전류 및 구동 전압을 직접 측정하고, 그 측정값에 기초하여 가동자의 위치를 도출하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 일본 특허 공표 공보 제 1996-508558 호 참조.)

이하, 이 공보에 기재된 리니어 진동 모터의 가동자 위치 검지 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이 공보에 기재된 리니어 진동 모터는 리니어 압축기에 적용한 것이고, 따라서 이 공보에는, 상기 리니어 압축기를 구성하는 실린더내의 가스가 압축되도록 상기 실린더내에서 왕복 운동하는 가동자가 실린더 헤드에 충돌하는 것을 방지하는 경우가 표시되어 있다.

도 13은 가동자가 왕복 운동하는 리니어 진동 모터의 등가 회로를 도시하는 도면이다.

도면 중, L은 리니어 진동 모터를 구성하는 코일의 등가 인덕턴스[H]이고, R 은 상기 코일의 등가 저항[Ω]이다. 또한, V는 리니어 진동 모터에 인가되는 순간 전압[V]이고, I는 리니어 진동 모터에 공급되는 전류[A]이다. α×v는 리니어 진동 모터의 구동에 의해 발생하는 유도 기전압[V]이고, α는 리니어 진동 모터의 추력 정수[N/A], v는 리니어 진동 모터의 순간 속도[m/s]이다.

여기서, 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)는 리니어 진동 모터에 단위 전류[A]를 흘릴 때에 발생하는 힘[N]을 나타내고 있다. 또한, 추력 정수(α)의 단위는 [N/A]에 의해 표시되고 있지만, 이 단위는 [Wb/m], [V·s/m]과 동일하다.

도 13에 나타내는 등가 회로는 키르히호프의 법칙으로부터 도출되는 것이고, 이 등가 회로로부터 리니어 진동 모터에서의 가동자의 순간 속도(v)[m/s]가 구해진다.

즉, 리니어 진동 모터가 구동되고 있는 상태에서는, 리니어 진동 모터에 대한 인가 전압(V)이, 리니어 진동 모터의 코일의 등가 저항에 의한 강하 전압(I×R)[V]과, 상기 코일의 등가 인덕턴스에 의한 강하 전압(L·dI/dt)[V]과, 리니어 진동 모터의 구동에 의해 발생하는 유도 기전압(α×v)[V]의 합과 균형을 이루게 되어, 하기 수학식 1이 성립한다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서 사용되고 있는 계수 α[N/A], R[Ω], L [H]는 모터 고유의 정수이고, 기지의 값으로 되어 있다. 따라서, 이들 정수와, 측정된 인가 전압(V)[V] 및 인가 전류(I)[A]로부터, 상기 수학식 1에 기초하여 순간 속도(v)[m/s]를 얻을 수 있다.

또한, 가동자 변위량[부정(不定)의 기준 위치로부터 가동자까지의 거리](x)[m]은, 하기 수학식 2에 도시하는 바와 같이 순간 속도(v)[m/s]의 시간 적분에 의해 구해진다. 또한, 수학식 2에 있어서의 정수(Const.)는 적분 개시시의 가동자 변위량이다.

[수학식 2]

이와 같이 상기 공보에 기재된 가동자 위치 검지 방법에서는, 리니어 진동 모터에 대한 인가 전압의 측정값(V) 및 공급 전류의 측정값(I)에 대하여 상기 수학식 1에 기초하여 미분 처리를 포함하는 연산 처리를 실시하여, 가동자의 순간 속도(v)를 구하고, 또한 이 순간 속도(v)에 대하여 상기 수학식 2에 기초한 적분 처리를 포함하는 연산 처리를 실시하여, 가동자 변위량(x)을 산출할 수 있다.

단, 이와 같이 상기 수학식 1 및 수학식 2에 기초한 연산에 의해 얻어지는 가동자 변위량(x)은 가동자 축선상의 어느 위치를 기준으로 하는 변위량이고, 이 변위량(x)으로부터 직접, 가동자가 충돌할 가능성이 있는 실린더 헤드로부터 가동자 상사점 위치까지의 거리를 구할 수는 없다.

즉, 리니어 진동 모터를 적용하고 있는 압축기에 부하가 걸려 있는 상태에서는, 가동자 왕복 운동에 있어서의 가동자 중심 위치(가동자 진폭 중심 위치)는 냉 매 가스의 압력에 의해, 가동자 중립 위치(즉 압축실내의 압력이 배면 압력과 동일한 경우의 가동자 진폭 중심 위치)에 대하여 오프셋되게 되고, 가동자는 오프셋된 가동자 진폭 중심 위치를 중심으로 하여 왕복 운동하게 된다. 바꿔 말하면, 수학식 2에 의해 얻어지는 가동자 변위량(x)은 상기 오프셋의 정도에 따른 평균 성분을 포함하는 것으로 된다.

그런데, 실제의 아날로그 적분기 또는 디지털 적분기는 전부, 정수 또는 DC 입력에 대하여 완전한 응답 신호를 출력하는 이상적인 적분 처리를 실행하는 것이 아니고, DC 입력에 대한 응답을 제한한 것으로 되어 있기 때문에, 실제의 적분기로는 상기 가동자 변위량(x)에 대하여 그 평균 성분을 반영한 적분 연산 처리를 실시할 수 없다. 또한, 이와 같이 실제의 적분기를 DC 응답을 제한한 것으로 하고 있는 것은 입력 신호에 있어서의 피할 수 없는 DC 성분에 의해 그 출력이 포화되는 것을 피하기 위해서이다.

이 결과, 실제 적분기로 상기 수학식 2에 기초한 적분 처리에 의해 구해지는 가동자 변위량(x)[m]은 이 변위량으로부터 가동자와 개체 사이의 실제 거리를 직접 구할 수 있는 것이 아니며, 단지 가동자 축선상의 어느 지점을 기준으로 한 가동자 위치를 나타내는 것이다.

이 때문에, 상기 수학식 2로부터 얻어지는 가동자 변위량(x)[m]은 가동자 진폭 중심 위치에 대한 가동자 위치를 나타내는 가동자 변위량(x')으로 변환되고, 또한 이 변환된 가동자 변위량(x')을 이용하여, 가동자 진폭 중심 위치를 나타내는, 실린더 헤드를 기준으로 한 가동자 변위량을 구하는 연산 처리가 실행된다.

이하, 이러한 연산 처리에 대하여 상술한다.

도 14는 상기 리니어 진동 모터내에서의 가동자 위치를 모식적으로 도시하는 도면이다.

우선, 도 14에 표시되는 3개의 좌표계, 즉 제 1 좌표계(X), 제 2 좌표계(X'), 제 3 좌표계(X")에 대하여 간단히 설명한다.

제 1 좌표계(X)는 상기 가동자 변위량(x)을 나타내는 좌표계이고, 가동자 축선상의 어느 지점(Paru)을 원점(x=O)으로 하고 있다. 따라서, 변위량(x)의 절대값은 상기 지점(Paru)으로부터 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타낸다.

제 2 좌표계(X')는 상기 가동자 변위량(x')을 나타내는 좌표계이고, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)를 원점(x'=O)으로 하고 있다. 따라서, 변위량(x')의 절대값은 상기 진폭 중심 위치(Pav)로부터 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타낸다.

제 3 좌표계(X")는 상기 가동자 변위량(x")을 나타내는 좌표계이고, 가동자 축선상의 실린더 헤드의 위치(Psh)를 원점(x"=0)으로 하고 있다. 따라서, 변위량(x")의 절대값은 실린더헤드 위치(Psh)로부터 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타낸다.

다음에, 가동자 변위량(x")을 구하는 연산에 대하여 설명한다.

가동자가 실린더 헤드에 가장 가까이 갔을 때의 가동자 위치(가동자 상사점 위치)(Ptd)는 상기 제 1 좌표계(X)상에서는 변위량(xtd)에 의해 표시되고, 가동자가 실린더 헤드로부터 가장 멀어졌을 때의 가동자 위치(가동자 하사점 위치)(Pbd)는 상기 제 1 좌표계(X)상에서는 변위량(xbd)에 의해 표시된다. 그리고, 상기 제 1 좌표계(X)상에서의 가동자 상사점 위치(Ptd)에 상당하는 변위량(xtd)과, 상기 제 1 좌표계(X)상에서의 가동자 하사점 위치(Pbd)에 상당하는 변위량(xbd)과의 차로부터 가동자 스트로크(Lps)[m]가 구해진다.

또한, 가동자가 왕복 운동하고 있는 상태에서의 가동자 진폭 중심 위치(Pav)는, 가동자가 실린더 헤드에 가장 가까이 갔을 때의 가동자 위치(가동자 상사점 위치)(Ptd)의 변위량(xtd)으로부터 가동자 스트로크(Lps)[m]의 절반 길이(Lps/2)만큼 실린더헤드로부터 떨어진 위치이다. 따라서, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)는 상기 제 1 좌표계(X)상에서는 변위량(xav)(=(xbd-xtd)/2)에 의해 표시된다.

또한, 수학식 2의 정수(Const.)를 0으로 함으로써, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)를 기준(원점)으로 하여, 바꿔 말하면 제 2 좌표계(X')상에서 가동자 선단 위치(P)를 가동자 변위량(x')[m]에 의해 나타내는 새로운 함수가 도출된다.

계속해서, 실린더 헤드 위치(Psh)를 원점으로 하는 제 3 좌표계(X")에서 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 가동자 변위량(xav")를 구하는 방법에 대하여 설명한다.

리니어 압축기가 냉매 가스를 흡입하고 있는 상태(흡입 상태)에서는, 즉 흡입 밸브가 개방되어 있는 상태에서는, 압축실 내부의 압력과 가동자 배면의 압력은 모두 냉매의 흡입압으로 되어 동일하게 된다. 이것은, 리니어 압축기가, 흡입 밸브가 개방된 상태에서는 차분압이 0으로 되는 구조로 되어 있기 때문이다. 이 상태에서는, 냉매 가스의 압력이 가동자에 작용하는 힘을 무시할 수 있다. 즉 이 상태에서는, 가동자에 작용하는 힘은 지지 스프링이 휨으로써 발생하는 스프링의 반 발력과, 리니어 진동 모터에 전류를 흘림으로써 발생하는 전자력뿐이다. 뉴턴의 역학 운동 법칙으로부터, 이들 힘의 합은 운동을 하고 있는 가동 부재의 전체 질량과 그 가속도의 합과 동일하게 된다.

따라서, 이 상태에서는, 가동 부재에 관한 운동 방정식으로서 하기 수학식 3이 성립한다.

[수학식 3]

수학식 3에 있어서, m은 왕복 운동을 하고 있는 가동 부재의 전체 질량[kg], a는 상기 가동 부재의 순간 가속도[m/s/s], k는 리니어 진동 모터를 구성하는 지지 스프링의 스프링 정수[N/m]이다. 또한, xav"는 상술한 가동자 진폭 중심 위치를 나타내는 제 3 좌표계(X")에서의 변위량이고, 이 변위량(xav")은 그 절대값이 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 것이다. 또한, xini"는 가동자 중립 위치(Pini)를 나타내는 제 3 좌표계(X")에서의 변위량이고, 이 변위량(xini")은 그 절대값이 상기 가동자 중립 위치(상기 지지 스프링이 변형하지 않는 상태에서의 가동자의 위치)(Pini)와 실린더 헤드 위치(Psh) 사이의 거리[m]를 나타내는 것이다.

여기서, 순간 가속도(a)[m/s/s]는, 수학식 1로 표시되는 순간 속도(v)[m/s]를 미분함으로써, 하기 수학식 4에 나타내는 바와 같이 구할 수 있다.

[수학식 4]

또한, 가동자 진폭 중심 위치(Pav)로부터의 가동자 선단 위치(P)까지의 거리를 나타내는, 제 2 좌표계(X')의 변위량(x')[m]은 수학식 2의 정수(Const.)를 0으로 함으로써 구해진다.

또한, 가동 부재의 전체 질량(m)[㎏], 지지 스프링의 스프링 정수(k)[N/m], 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 중립 위치(Pini)까지의 거리를 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xini")[m]은 기지의 값이며, 구동 전류(I)는 측정값을 이용할 수 있다.

따라서, 수학식 3을 이용하여 실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리를 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xav")를 산출할 수 있다.

또한, 가동자의 상사점 위치(가동자가 실린더 헤드에 가장 근접하는 위치)(Ptd)를 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xtd")[m]은, 상기 수학식 3에 의해 구한 제 3 좌표계(X")의 변위량(xav")[실린더 헤드 위치(Psh)로부터 가동자 진폭 중심 위치(Pav)까지의 거리]으로부터 이미 구한 가동자 스트로크 길이(Lps)[m]의 절반(Lps/2)의 거리만큼 실린더 헤드측으로 멀어진 위치의 변위량으로 구해진다.

이렇게 해서, 리니어 진동 모터에 인가되는 전류(I) 및 전압(V)으로부터 가 동자의 스트로크 길이(Lps)[m]와, 가동자 상사점 위치(Ptd)를 실린더 헤드 위치(Psh)로부터의 거리로서 나타내는 제 3 좌표계(X")의 변위량(xtd")[m]이 산출된다.

그러나, 상기 연산에 사용하는 모터 추력 정수(α)는, 리니어 진동 모터에 사용하는 마그네트의 특성에 따라 결정되는 것이기 때문에, 단일 개체 편차나 경시 변화, 또한 열에 의한 변화 등에 의해, 상기 연산 결과에 오차를 생기게 한다.

구체적으로는, 모터 추력 정수(α)가 10% 편차를 가지면, 산출되는 가동자의 스트로크는 10% 이상 편차를 보인다. 이것으로는 상기 각 수학식을 이용한 연산에 의해 얻어진 상기 가동자의 위치에 기초하여, 가동자와 실린더 헤드와의 충돌을 피하고자 하면, 가동자와 실린더 헤드와의 간극에 10% 이상의 여유를 보지 않으면 안되기 때문에, 가동자의 스트로크를, 가동자가, 연산에 의해 얻어지는 가동자의 충돌 한계 위치(즉 가동자가 실린더 헤드에 접촉하는 위치)에 근접할 때까지 크게 할 수 없다.

본 발명은 상기 이러한 종래의 과제를 해결하기 위해서 성립된 것으로, 동작 상태에 기초하여 모터 추력 정수를 산출할 수 있고, 이로써 높은 정밀도로 가동자의 위치 검지를 실행할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 1)에 따른 모터 구동 장치는, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 리니어 진동 모터에 그 운전이 실행되도록 구동 전압을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터에 그 가동자의 추력이 발생하도록 직류 전압을 인가하는 비운전 모드를 갖는 모터 드라이버와, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 추력 정보 출력부와, 상기 추력 정보가 나타내는 추력을 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류로 나누는 연산을 실행하여, 상기 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 산출하는 추력 정수 산출부와, 상기 산출된 모터 추력 정수에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 2)은 청구항 1에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 상기 가동자가 이동한 거리를 검출하는 이동 거리 검출부를 구비하고, 상기 추력 정보 출력부는 상기 이동 거리 검출부에 의해 검출된 가동자의 이동 거리와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 곱하는 연산에 의해 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 결정하며, 결정된 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 3)은 청구항 1에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자가, 상기 가동자에 상기 스프링 부재의 스프링력이 작용하지 않는 중립 위치로 부터 소정 거리 떨어진 정위치에 도달했을 때, 상기 가동자가 상기 정위치에 도달한 것을 나타내는 검지 신호를 출력하는 가동자 위치 검지부를 구비하고, 상기 추력 정보 출력부는, 상기 검지 신호를 수신했을 때, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하며, 또한 상기 정위치에 위치하고 있는 가동자에 작용하는 스프링 부재의 스프링력과 균형을 이루는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 4)은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이며, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 리니어 진동 모터의 운전 중에, 상기 운전의 개시시의 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 5)은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이며, 상기 가동자 위치 연산부는 리니어 진동 모터의 운전중에, 전회의 운전의 종료시의 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 6)은 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상 기 추력 정수 산출부에 의해 산출된 모터 추력 정수 및 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 리니어 진동 모터 운전중인 위치 연산으로 이용하는 모터 추력 정수를 추정하는 모터 추력 정수 추정부를 구비하고, 상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시 혹은 운전 종료시에, 또는 그 운전 개시시 및 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이며, 상기 모터 추력 정수 추정부는 상기 리니어 진동 모터의 비운전시에는, 상기 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수와, 상기 모터 추력 정수가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 모터 추력 정수의 관계를 유도하고, 상기 리니어 진동 모터의 운전시에는, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 모터 추력 정수의 관계로부터 상기 리니어 진동 모터의 운전 상태에서의 모터 추력 정수를 추정하는 것이며, 상기 가동자 위치 연산부는 상기리니어 진동 모터의 운전중에, 상기 추정된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 7)에 따른 공기 조화기는 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내 지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 8)에 따른 냉장고는 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 9)에 따른 극저온 냉동기는 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 10)에 따른 급탕기는 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 급탕기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명(청구항 11)에 따른 휴대 전화는 진동을 발생시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화로서, 상기 리니어 진동 모터는 복귀 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 모터 구동 장치(101a)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)는 고정자 및 가동자와, 상기 가동자를 포함하는 스프링 진동계가 형성되도록 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터(100)를 요구되는 모터 출력에 따른 구동 주파수로 구동하는 것이다. 또한, 이 모터 구동 장치(101a)는 상기 가동자의 위치를 구동 전류 및 구동 전압에 기초하여 산출하는 위치 연산을 리니어 진동 모터(100)의 모터 추력 정수에 기초하여 실행하여, 산출된 가동자의 위치에 따라 리니어 진동 모터의 구동을 제어하는 것이다. 또한, 여기서 상기 리니어 진동 모터의 구동 주파수는 상기 스프링 진동계의 진동 주파수이다. 또한, 상기 고정자는 철심에 코일을 권회하여 이루어 지는 전자석으로 구성되어 있고, 상기 가동자는 영구 자석으로 구성되어 있다.

즉, 이 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)는 가동자의 위치(Xcul)를 나타내는 위치 정보(Ix)에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터(100)를 구동 제어하는 모터 드라이버(1a)를 갖고 있다. 이 모터 드라이버(1a)는 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 상기 가동자의 추력이 발생하도록 직류 전압(Vdc)을 인가하는 비운전 모드의 2가지의 동작 모드를 갖고 있다.

모터 구동 장치(101a)는 상기 모터 드라이버(1a)로부터 상기 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 직류 전압(Vdc)에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하여, 상기 추력(Fthr)을 나타내는 추력 정보(If)를 출력하는 추력 정보 출력부(3a)[이하, 추력 검출부(3a)라 함]를 갖고 있다. 여기서, 상기 가동자의 추력(Fthr)은 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자에 작용하는 전자력에 상당하는 것이다.

모터 구동 장치(101a)는 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류를 검출하는 전류 센서(4a1)를 갖고, 상기 추력 정보(If) 및 상기 전류 센서의 출력(Csns)에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압 (Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류(Idc)로 나누는 연산에 의해, 상기 리니어 진동 모터(100)의 모터 추력 정수(α)를 결정하고, 상기 결정된 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력하는 추력 정보 산출부(4a)[이하, 추력 정수 결정부(4a)라 함]를 갖고 있다.

모터 구동 장치(101a)는 상기 추력 정수 정보(Iα)가 나타내는 모터 추력 정수(α)를 이용하여, 리니어 진동 모터의 구동 전류 및 구동 전압으로부터 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부(2a)를 갖고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101a)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 추력 검출부(3a) 및 추력 정수 결정부(4a)에 대하여 상세히 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 동작 모드가 상기 운전 모드일 때, 전원 전압(도시하지 않음)을 받고, 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압을 인가하여 상기 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 것이다. 상기 리니어 진동 모터(100)에는 통상 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)이 인가되고, 리니어 진동 모터(100)에는 구동 전류로서 교류 전류(Iac)가 공급된다. 또한 이 리니어 진동 모터(1OO)는 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)이 인가된 경우에는, 교류 전압(Vac)의 주파수와 같은 주파수에서의 가동자의 왕복 운동이 가능한 것이다. 또한, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류전압(Vdc)이 인가된 경우에는, 상기 가동자는 일정한 전자력을 받아 가동자의 추력(Fthr)이 발생하게 된다. 또한, 상기 모터 드라이버(1a)는 상기 가동자의 위치(Xcu1)를 나타내는 위치 신호(Ix)에 기초하여, 상기 구동 전압(교류 전압)(Vac)의 레벨(파고값)을 결정하는 것이다. 또한, 상기 모터 드라이버(1a)는 상기 추력 정수(α)를 산출하는 연산 처리가 실행되도록 상기 리니어 진동 모터에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)와, 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 실행되도록, 리니어 진동 모터(1OO)에 교류 전압(Vac)을 인가하는 운전 모드를 전환하는 제어부(도시하지 않음)를 갖고 있다.

가동자 위치 연산부(2a)는 리니어 진동 모터(100)의 운전중에, 즉 가동자가 왕복 운동을 실행하고 있는 상태에서, 가동자의 위치를 연산에 의해 구하는 것이다.

구체적인 방법으로는, 종래의 기술의 설명에서 나타낸 일본 특허 공표 공보 제 1996-508558 호에 기재된 바와 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운동 방정식으로부터 가동자의 위치를 산출하는 방법이 이용된다. 이 때, 가동자의 위치의 연산에 이용되는 모터 추력 정수(α)는 추력 정수 결정부(4a)에 의해 결정된 것이다.

추력 검출부(3a)는 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하는 것이다. 여기서, 상기 가동자의 추력의 검출은 구체적으로는 상기 가동자 또는 가동자가 접하는 부위에 장착된 압력 센서나 변형 게이지와 같은 힘을 검지하는 센서에 의해 실행할 수 있다.

추력 정수 결정부(4a)는 추력 검출부(3a)로부터 출력된 추력 정보(If)가 나타내는 추력(Fthr)을, 모터 드라이버(1a)로부터 리니어 진동 모터(1OO)로 공급되는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(1)]에 의해 나누는 연산을 실행하고, 리니어 진동 모터(100)의 모터 추력 정수(α)를 결정하여, 상기 결정된 모터 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력하는 것이다.

또한, 상기 모터 추력 정수(α)를 산출하는 연산에 이용하는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(1)]은 추력 검출부(3a)가 상기 가동자의 추력(가동자에 작용하는 전자 력)(Fthr)을 검출한 시점에서의 전류값이다. 즉, 추력 검출부(3a)로서, 하우징 등에 장착된 압력 센서를 이용하는 경우, 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되어 상기 가동자가 이동해도, 가동자가 하우징에 장착된 압력 센서에 도달할 때까지는, 상기 압력 센서의 출력(즉 가동자에 작용하는 전자력의 검출 출력)은 제로 상태이다. 따라서, 모터 추력을 산출하는 연산은 압력 센서의 검출 출력이 가동자에 작용하는 전자력(F)이 0 이외의 어떤 값인 것을 나타낼 때, 바꿔 말하면 상기 가동자가 하우징에 장착된 압력 센서에 접촉했을 때의 전류값(Icont)[=Idc(1)]을 기준으로 하여 실행할 필요가 있다.

또한, 직류 전류(Idc)를 검출하는 방법은, 예컨대 비접촉식의 전류 센서를 이용하는 방법이나, 분권(shunt) 저항을 이용하여 검출하는 방법, 또한 모터 드라이버(1a)의 출력 전압과 리니어 진동 모터(100)의 코일 저항값으로부터 산출하는 방법 등이 고려된다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 2는 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)의 동작을 설명하는 도면이고, 상기 모터 구동 장치로 추력 정수를 산출하는 동작의 흐름도를 나타내고 있다.

우선, 모터 드라이버(1a)의 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)에서의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 그 제어부의 제어에 의해 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 직류 전압(Vdc)을 리니어 진동 모터(100)에 인가한다(단계 S11).

추력 검출부(3a)는 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)에 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(l)]이 유지된 상태에서, 상기 리니어 진동 모터의 가동자에 작용하는 전자력(가동자의 추력)(Fthr)을 검지한다(단계 S12).

추력 정수 결정부(4a)는 상기 단계(S12)로 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)를 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(1)]으로 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 산출하고, 상기 모터 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 산출한다(단계 S13).

다음에, 모터 드라이버(1a)의 운전 모드로의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 리니어 진동 모터(1OO)에 교류 전류(구동 전류)(Iac)가 공급되도록, 리니어 진동 모터(1OO)에 교류 전압(구동 전압)(Vac)을 인가한다. 이로써, 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 실행된다.

이 때, 가동자 위치 연산부(2a)는 모터 드라이버(1a)에 인가되는 교류 전류(구동 전류)(Iac) 및 교류 전압(구동 전압)(Vac)에 기초하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 상기 단계(S11 내지 S13)에 의해 구해진 모터 추력 정수(α)를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자 위치(Xcu1)를 나타내는 가동자 위치 정보(Ix)를 모터 드라이버(1a)에 출력한다.

그렇게 하면, 모터 드라이버(1a)는 상기 가동자 위치 정보(Ix)에 기초하여, 리니어 진동 모터(1OO)에 인가하는 교류 전압(Vac)의 제어를 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 실행한다.

이와 같이 본 실시예 1에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101a)에 있어서, 리니어 진동 모터(1OO)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 모터 드라이버(1a)와, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 검출하는 추력 검출부(3a)를 구비하고, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류(Idc) 및 추력 검출부(3a)에 의해 검출된 가동자의 추력(Fthr)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 산출하기 때문에, 모터 추력 정수를 이용하는 위치 연산에 의해 얻어지는 가동자의 위치를 정밀도가 높은 것으로 할 수 있다.

즉, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 사용하는 모터 추력 정수를 고정의 값으로 하는 종래 방법에서는, 각각의 리니어 진동 모터 사이에서의 추력 정수의 편차의 영향에 의해 상기 위치 연산에 의해 산출되는 가동자의 위치의 정밀도가 낮게 되어 있었지만, 본 실시예 1에서는, 리니어 진동 모터마다 모터 추력 정수가 산출되기 때문에, 상기 위치 연산은 각각의 리니어 진동 모터 사이에서의 추력 정수의 편차의 영향을 받지 않고 실행된다. 즉, 상기 위치 연산에 사용하는 모터 추력 정수를 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 할 수 있어, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이로써, 리니어 진동 모터 운전시의 가동자의 위치 제어를 정밀도 좋게 실행할 수 있고, 가동자와 리니어 진동 모터 하우징 사이의 간극의 삭감에 의해 리니어 진동 모터의 소형화 혹은 고출력화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 실시예 1에서는, 상기 모터 추력 정수의 산출(단계 S11 내지 S13)은 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 접속되어 있는 리니어 진동 모터의 조립 후에 실행하기 때문에, 상기 모터 추력 정수의 산출을 리니어 진동 모터에 모터 구동 장치가 접속되어 있지 않은 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우와 비교하면, 하기와 같은 효과가 있다.

즉, 리니어 진동 모터의 조립시에 모터 추력 정수를 산출하는 경우, 각각의 리니어 진동 모터의 산출된 모드 추력 정수의 값을 각각의 리니어 진동 모터와 조합되는 모터 구동 장치에 유지시킬 필요가 발생한다.

예컨대, 가동자의 위치를 구하는 연산을 하드웨어에 의해 실행하는 모터 구동 장치에서는, 모터 추력 정수의 디폴트(default)값은 저항 등의 능동 부품의 볼륨을 조정함으로써, 조합되는 리니어 진동 모터의, 산출된 모터 추력 정수의 값으로 설정된다. 또한, 가동자의 위치를 구하는 연산을 소프트웨어에 의해 실행하는 모터 구동 장치에서는, 마이크로 컴퓨터에 기억된 모터 추력 정수의 디폴트값이 조립시에 산출된 모터 추력 정수의 값으로 재기입되거나, 혹은 모터 추력 정수의 디폴트값이 상술한 바와 같이 저항 등의 능동 부품의 볼륨 조정에 의해 산출된 모터 추력 정수의 값으로 설정된다.

따라서, 리니어 진동 모터의 조립시에 모터 추력 정수를 산출하는 경우, 그 조립시에 각 모터 구동 장치의 모터 추력 정수의 디폴트값을 보정한다는 번잡한 공정이 늘어나게 된다. 또한, 이 경우에는, 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터와 조합할 때, 상기 모터 구동 장치의 모터 추력 정수의 디폴트값이, 조합하는 리니어 진동 모터의 산출된 모터 추력 정수의 값으로 설정되기 때문에, 모터 또는 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우에도, 그 양쪽 모두 교환하지 않으면 안 된다.

한편, 본 발명의 실시예 1과 같이, 리니어 진동 모터의 조립후에, 모터 추력 정수를 산출하는 경우에는, 조립시에는, 모터 구동 장치의 모터 추력 정수의 디폴트값을 보정하는 번잡한 공정은 불필요하게 된다. 또한, 모터 구동 장치에 유지되는 모터 추력 정수의 값은 상기 모터 구동 장치가 리니어 진동 모터에 접속된 상태에서 설정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치 중 한쪽이 고장난 경우는 고장난 것을 교환한 후에, 모터 구동 장치의 모터 추력 정수를 설정 가능하다. 즉, 모터 또는 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우에는, 고장난 쪽을 교환하기만 하면 된다는 효과도 있다.

또한, 상기 실시예 1에서는, 상기 단계(S11 내지 S13)의 처리를, 리니어 진동 모터의 통상 운전을 개시하기 전에 실행하는 경우를 개시하고 있었지만, 상기 단계(S11 내지 S13)의 처리는 리니어 진동 모터의 통상 운전의 종료 후에 실행할 수도 있고, 리니어 진동 모터의 운전이 실행되고 있지 않은 상태이면, 어떤 상태로 실행해도 무방하다. 구체적으로는, 가동자가 왕복 운동하고 있지 않은 상태에서 상기 단계(S11 내지 S13)을 실행하고, 모터 추력 정수를 산출하여, 상기 산출한 값을 마이크로 컴퓨터에 기억시키는 처리 등에 의해, 산출된 모터 추력 정수의 값을 유지한다.

(실시예 2)

도 3은 본 발명의 실시예 2에 의한 모터 구동 장치(101b)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)는 리니어 진동 모터로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 이동한 이동 거리(Xmea)와, 가동자를 지지하는 스프링 부재의 스프링 정수에 기초하여 모터 추력 정수(α)를 산출하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 상기 산출된 모터 추력 정수에 기초하여 실행하는 것으로, 이 점만 실시예 1의 모터 구동 장치(1Ola)와 상이하다.

즉, 이 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(10la)에서의 추력 검출부(3a)를 대신하여, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 이동하는 이동 거리(Xmea)를 검출하는 이동 거리 검출부(5b)와, 상기 검출된 이동 거리(Xmea)와, 가동자를 지지하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)에 기초하여, 리니어 진동 모터로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하는 추력 검출부(3b)를 구비한 것이다.

이하, 상기 모터 구동 장치(101b)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 추력 정수 결정부(4a), 이동 거리 검출부(5b) 및 추력 검출부(3b)에 대하여 상세히 설명한다.

이 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)의 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a) 및 추력 정수 결정부(4a)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(10la)에서의 것과 동일한 것이다.

여기서, 상기 모터 드라이버(1a)는 상기 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)에서는, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 상기 모터(100)에 일정 레벨의 직류 전압(Vdc)을 인가하고, 상기 운전 모드에서는, 리니어 진동 모터(100)에 교류 전압(Vac)을 인가하는 동시에, 상기 교류 전압(Vac)의 레벨(파고값)을 상기 가동자 위치 연산부(2a)에 의해 산출된 가동자 위치에 따라 제어하는 것으로 하고 있다.

또한, 이동 거리 검출부(5b)는 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 이동한 이동 거리(Xmea)를 거의 정적인 상태에서 검출하는 것으로, 주파수 특성이 그다지 높지 않은 차동 트랜스 등에 의해 구성 가능하다.

예컨대, 이러한 차동 트랜스을 이용하여 가동자의 변위를 계측하는 방법에는, 가동자의 일부에 자성체를 장착하고, 리니어 진동 모터의 하우징에 차동 트랜스를 장착하며, 자성체가 차동 트랜스에 가장 접근한 위치를, 차동 트랜스에 의해 가동자의 변위로서 계측하는 방법이 고려된다.

또한, 가동자의 변위를 계측하는 구체적인 방법은 상술한 바와 같은 차동 트랜스를 이용하는 방법에 한정하지 않고, 가동자의 일부에, 예컨대 요철부나 테이퍼부 등의 식별이 되는 부위를 형성하고, 이 부위를 갭 센서로 검지하여, 가동자의 변위를 계측하는 방법 등도 고려된다.

상기 추력 검출부(3b)는 이동거리 검출부(5b)에 의해 검출된 가동자의 이동 거리(Xmea)와, 리니어 진동 모터(100)를 구성하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 곱하는 연산에 의해, 상기 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 구하는 것이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 4는 이 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)의 동작을 설명하는 도면으로, 상기 모터 구동 장치로 추력 정수를 산출하는 동작의 흐름도를 나타내고 있다.

우선, 모터 드라이버(1a)의 추력 정수 산출 모드에서의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 그 제어부의 제어에 의해 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 일정 레벨의 직류 전압(Vdc)을 리니어 진동 모터(100)에 인가한다(단계 S21).

상기 이동 거리 검출부(5b)는 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)에 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(2)]이 일정하게 유지된 상태에서, 가동자가, 가동자에 스프링 부재의 스프링력이 작용하지 않는 중립 위치로부터 이동한 거리(Xmea)를 검출하여, 상기 검출한 이동 거리(Xmea)를 나타내는 이동 거리 정보(Ixmea)를 출력한다(단계 S22).

추력 검출부(3b)는 상기 이동 거리 검출부(5b)로부터의 이동 거리 정보(Ixmea)가 나타내는 가동자의 이동 거리(Xmea)와, 리니어 진동 모터(100)를 구성하는 스프링 부재의 스프링 정수(k)를 곱하는 연산을 실행하고, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 산출하여, 상기 산출된 추력(Fthr)을 나타내는 추력 정보(If)를 출력한다(단계 S23).

그리고, 추력 정수 결정부(4a)는 상기 단계(S23)에서 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(2)]으로 나누는 연산을 실행하고, 모터 추력 정수(α)를 산출하여, 상기 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력한다(단계 S24).

또한, 모터 드라이버(1a)의 운전 모드에서의 동작은 실시예 1과 같이 실행된다. 모터 드라이버(1a)가 리니어 진동 모터(1OO)에 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)을 인가하면, 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 실행된다.

리니어 진동 모터(100)의 운전중에는, 가동자 위치 연산부(2a)로 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 상기 단계(S21 내지 S24)에 의해 구해진 모터 추력 정수(α)를 이용하여 실행되고, 모터 드라이버(1a)는 상기 위치 연산에 의해 얻어진 가동자 위치에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)로 인가하는 교류 전압(Vac)의 제어를 실행한다.

이와 같이 본 실시예 2에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101b)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 모터 드라이버(1a)와, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 중립 위치로부터 이동한 이동 거리(Xmea)를 검출하는 이동 거리 검출부(5b)와, 상기 검출된 이동 거리(Xmea)와, 스프링 부재의 스프링 정수(k)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 구하는 추력 검출부(3b)를 구비하고, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류(Idc) 및 추력 검출부(3b)에 의해 구해진 가동자의 추력(Fthr)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 산출하기 때문에, 가동자의 이동 거리(Xmea)를 검출하 기만 함으로써, 모터 추력 정수(α)의 산출이 가능해져, 추력 정수(α)의 산출을 간단한 구성에 의해 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가동자의 위치 검출은 가동자가 거의 정지하고 있는 상태에서 실행되기 때문에, 사용하는 위치 센서는 주파수 특성이 그다지 높지 않은 간단한 것을 이용할 수 있다는 효과도 있다.

(실시예 3)

도 5는 본 발명의 실시예 3에 의한 모터 구동 장치(101c)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)는 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 소정 위치에 도달했을 때의 직류 전류(Idc)의 값[Idc(3)]과, 상기 가동자를 스프링 부재의 스프링력에 저항하여 상기 소정 위치에 유지하는 데 필요한 항력에 기초하여, 모터 추력 정수(α)를 산출하여, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을, 상기 산출된 모터 추력 정수(α)에 기초하여 실행하는 것으로, 이 점만 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 상이하다.

즉, 이 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터(100)의 운전 중에 가동자의 위치를 산출하는 가동자 위치 연산부(2a)와, 상기 산출된 가동자의 위치에 따라, 리니어 진동 모터(100)를 구동 제어하는 모터 드라이버(1a)를 갖고 있다.

이 모터 구동 장치(101c)는 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 소정 위치(Pdet)에 도달한 것을 검출하여, 상기 검지 신호(Sp) 를 출력하는 가동자 위치 검지부(이하, 소정 위치 도달 검지부라 함)(6c)와, 가동자가 중립 위치 이외의 소정 위치에 위치하도록 상기 스프링 부재의 스프링력에 대항하여 가동자를 유지하는 데 필요한 항력을 나타내는 정보(추력 정보)(If)를 출력하는 추력 검출부(3c)를 갖고 있다. 여기서, 중립 위치는 가동자에 이것을 지지하는 스프링 부재의 스프링력이 작용하지 않는 위치이다.

또한, 이 모터 구동 장치(101c)는 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 전류를 검출하는 전류 센서(4c1)를 갖고, 상기 추력 검출부(3c)로부터의 추력 정보(If), 상기 소정 위치 도달 검지부(6c)로부터의 검지 신호(Sp) 및 상기 전류 센서(4c1)의 출력(Csns)에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)를 결정하고, 상기 결정된 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 상기 가동자 위치 연산부(2a)로 출력하는 추력 정수 결정부(4c)를 갖고 있다.

이하, 상기 모터 구동 장치(1O1c)를 구성하는 모터 드라이버(1a), 가동자 위치 연산부(2a), 추력 검출부(3c), 추력 정수 결정부(4c) 및 소정 위치 도달 검지부(6c)에 대하여 상세히 설명한다.

이 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)에서의 모터 드라이버(1a) 및 가동자 위치 연산부(2a)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일한 것이다.

그리고, 이 실시예 3의 소정 위치 도달 검지부(6c)는 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해, 가동자가 그 중립 위치로부터 미리 정해진 소정 위치(Pdec)까지 이동했을 때, 상기 가동자가 소정 위치(Pdec)에 도달한 것을 검 지하는 것이다. 이 소정 위치 도달 검지부(6c)의 출력 신호인 검지 신호(Sp)는, 가동자가 상기 소정 위치에 도달한 것 및 상기 가동자가 상기 소정 위치에 도달하고 있지 않은 것 중 어느 하나를 2값(즉 신호값〔1〕 혹은 신호값〔0〕)에 의해 나타내는 2값 신호이다.

예컨대, 상기 소정 위치 도달 검지부(6c)에는, 그 값이 〔1〕 혹은 〔0〕인 2값 신호를 출력하는 홀(Hall) 소자가 이용된다. 또한, 상기 소정 위치 도달 검지부(6c)는 상기한 바와 같이 홀 소자를 이용한 것에 한정하지 않고, 상기 가동자가 소정 위치에 도달했을 때 어떤 진동을 발생하도록 설계한 것일 수도 있고, 이 경우는, 추력 정보 결정부(4c)는 그 진동을 검지하는 것으로 된다.

또한, 가동자가 실린더내를 왕복 운동하는 기기로는, 실린더 헤드와 가동자의 접촉에 의해 발생하는 진동을 검출하여, 가동자가 소정 위치에 도달한 것을 검지하는 방법이 고려된다. 또한, 이러한 가동자의 다른 부재와의 접촉을 검출하는 방법은 변형 가능한 부재, 예컨대 탄성을 갖는 침 형상의 금속 부재를 리니어 진동 모터의 가동자가 변위해도 움직이지 않은 부위에 장착하여, 그 금속 부재와, 가동자 또는 가동자의 움직임에 따라 변위하는 스프링 부재 등의 부분과의 접촉에 동반하는 진동을 검출하는 방법이어도 무방하다. 이러한 변형 가능한 부재를 이용하는 경우, 이 부재를 장착하는 리니어 진동 모터에 있어서의 부위는 운전시에 가동자가 항상 도달하는 위치에 한정하지 않고, 통상 운전시에는 도달하는 것이 없는 부위일 수도 있다. 이러한 부위에 상기 변형 가능한 부재를 장착함으로써 본 발명의 비운전 모드로 추력 정수를 검출할 때만, 가동자가 상기 변형가능한 부재와 접촉하게 되기 때문에, 이 변형 가능한 부재의 접촉에 의한 열화를 억제하여 그 신뢰성을 높일 수 있다. 여기서, 가동자와 변형 가능한 부재와의 접촉에 의해 발생하는 진동을 검출하는 센서로서는 일반적인 진동 센서를 사용할 수 있다.

또한, 가동자가 소정 위치에 도달한 것을 검지하는 상술한 방법은 가동자와 변형 가능한 부재와의 접촉에 의해 발생하는 진동을 검출하는 것이지만, 이것은 가동자와 다른 부재와의 접촉에 의해 발생하는 전기적인 신호를 검출하는 것일 수도 있고, 구체적인 구성으로는 가동자와 다른 부재의 접촉에 의해 접점이 닫히는 스위치 등이 고려된다.

또한, 추력 검출부(3c)는 가동자를, 이것을 지지하는 스프링 부재의 스프링력에 대항하여, 중립 위치 이외의 소정 위치에 유지하는 데 필요한 미리 산출된 항력을 가동자의 추력(Fthr)으로서 나타내는 추력 정보(If)를 출력하는 것이다. 구체적으로는, 추력 검출부(3c)로부터의 추력 정보(If)가 나타내는 추력은, 중립 위치(리니어 진동 모터에 어떤 힘도 가하지 않을 때의 가동자의 위치)로부터 소정 위치(Pdec)까지의 거리와, 리니어 진동 모터(100)를 구성하는 상기 지지 스프링의 스프링 정수(k)의 합이다.

상기 추력 정수 결정부(4c)는 소정 위치 도달 검지부(6c)로부터 가동자가 소정 위치에 도달했다는 검지 신호(Sp)가 입력되었을 때의 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(3)]을 검출하고, 추력 검출부(3c)로부터 출력된 추력 정보(If)가 나타내는 가동자의 추력(Fthr)을 상기 전류값[Idc(3)]에 의해 나누는 연산을 실행하며, 모터 추력 정수(α)를 결정하여, 상기 모터 추력 정수(α) 를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력하는 것이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 6은 이 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)의 동작을 설명하는 도면으로, 상기 모터 구동 장치로 추력 정수를 산출하는 동작의 흐름도를 나타내고 있다.

우선, 모터 드라이버(1a)의 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)에서의 동작에 대하여 설명한다.

모터 드라이버(1a)는 그 제어부의 제어에 의해 리니어 진동 모터(1OO)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가한다(단계 S31). 이 때, 상기 리니어 진동 모터(100)에 공급하는 직류 전류(Idc)의 레벨은 서서히 단계적으로 증가시킨다.

그리고, 소정 위치 도달 검지부(6c)는 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가, 미리 정하고 있던 소정 위치(Pdet)에 도달하면, 상기 위치에 가동자가 도달한 것을 나타내는 2값 신호, 즉 그 신호값이〔1〕인 검지 신호(Sp)를 출력한다(단계 S32).

다음에, 상기 추력 검출부(3c)는 가동자를 이것을 지지하는 스프링 부재의 스프링력에 대항하여 소정 위치에 유지하는데 필요한 미리 산출된 항력을 가동자의 추력(Fthr)으로서 나타내는 추력 정보(If)를 출력한다(단계 S33).

또한, 상기 추력 정수 결정부(4c)는 소정 위치 도달 검지부(6c)로부터의 검지 신호(Sp)가 입력되었을 때의 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)의 전류값[Idc(3)]을 검출하고, 추력 검출부(3c)로부터의 추력 정보(If)가 나타내 는 추력(Fthr)을 상기 전류값[Idc(3)]에 의해 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 결정하고, 상기 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력한다(단계 S34).

또한, 모터 드라이버(1a)의 운전 모드에서의 동작은 실시예 1 혹은 실시예 2와 같이 실행된다.

즉, 모터 드라이버(1a)가 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)을 인가하면, 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 실행된다.

리니어 진동 모터(100)의 운전 중에는, 가동자 위치 연산부(2a)로 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 상기 단계(S31∼S34)에 의해 구해진 모터 추력 정수(α)를 이용하여 실행되고, 모터 드라이버(1a)는 상기 위치 연산에 의해 얻어진 가동자 위치에 따라, 리니어 진동 모터(lOO)에 인가하는 교류 전압(Vac)의 제어를 실행한다.

이와 같이 본 실시예 3에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(1O1c)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 모터 드라이버(1a)와, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 소정 위치(Pdec)에 도달한 것을 검출하여 검지 신호(Sp)를 출력하는 소정 위치 도달 검지부(6c)와, 가동자를 스프링 부재의 스프링력에 대항하여 상기 소정 위치(Pdec)로 유지하는 데 필요한 항력을 가동자의 추력(Fthr)으로 나타내는 정보(추력 정보)(If)를 출력하는 추력 검출부(3c)를 구비하고, 상기 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류(Idc), 및 추력 검출부(3c)로부터의 추력 정보(If)가 나타내는 가동자의 추력에 기초하여, 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)를 산출하기 때문에, 리니어 진동 모터(100)로의 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 가동자가 소정 위치에 도달한 것을 검출하기만 함으로써, 모터 추력 정수(α)의 산출이 가능해져, 추력 정수의 산출을 간단한 구성에 의해 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 모터 구동 장치(101c)에서는, 검출의 대상이 되는 가동자의 상태는, 가동자가 소정 위치(Pdec)에 위치하고 있는지 여부이고, 바꿔 말하면 검지 대상이 O인지 1인지의 상태량이기 때문에, 상기 소정 위치 도달 검지부(6c)를 간단한 센서로 실현할 수 있다는 효과도 있다.

(실시예 4)

도 7은 본 발명의 실시예 4에 의한 모터 구동 장치(10ld)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 4의 모터 구동 장치(101d)는 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 리니어 진동 모터의 운전 직전에 산출하고, 리니어 진동 모터(100)의 운전중에는, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 상기 운전 직전에 산출된 모터 추력 정수(α)에 기초하여 실행하는 것이고, 이 점만 실시예 1의 모터 구동 장치(1O1a)와 상이하다.

즉, 이 실시예 4의 모터 구동 장치(101d)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 모터 드라이버(1a) 대신에, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압(교류 전압)(Vac)을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령(Od1)을 검지하며, 리니어 진동 모터의 운전 개시시에, 상기 모터 추력 정수(α)의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 산출 모드로 되는 모터 드라이버(1d)를 구비한 것이다. 또한, 이 모터 구동 장치(101d)는 사용자의 조작에 따라 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령(Od1)을 출력하는 제어부(도시하지 않음) 을 갖고 있다.

그리고, 이 모터 구동 장치(10ld)에서의 그 밖의 구성은 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일하다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 8은 실시예 4의 모터 구동 장치(101d)의 동작을 설명하는 도면으로, 상기 모터 구동 장치로 모터 추력 정수(α)를 산출하는 동작의 흐름도를 나타내고 있다.

상기 모터 드라이버(1d)는 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령(Od1)을 검지하고, 즉 가동자의 왕복 운동 개시를 나타내는 정보를 검지하고, 그 동작 모드가 일시적으로 추력 정수 산출 모드로 되어, 리니어 진동 모터를 일시 정지 상태로 되도록 제어한다(단계 S41).

다음에, 모터 드라이버(1d)는 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가한다(단계 S42).

그렇게 하면, 추력 검출부(3a)는 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)에 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(4)]이 유지된 상태에서, 리니어 진동 모터의 가동자에 작용하는 전자력(가동자의 추력)(Fthr)을 검지한다(단계 S43).

또한, 추력 정수 결정부(4a)는 상기 단계(S43)에서 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)를 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(4)]으로 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 산출한다(단계 S44).

그 후, 모터 드라이버(1d)의 동작 모드는 추력 정수 산출 모드로부터 운전 모드로 되고, 모터 드라이버(1d)는 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)을 인가한다. 이로써, 리니어 진동 모터의 가동자의 왕복 동작이 개시되어, 리니어 진동 모터의 통상 운전이 실행된다(단계 S45).

이 리니어 진동 모터의 운전 상태에서, 가동자 위치 연산부(2a)는 리니어 진동 모터(10O)에 인가되는 교류 구동 전압(Vac) 및 교류 구동 전류(Iac)로부터 가동자의 위치를 산출하는 연산을 상기 산출된 모터 추력 정수(α)에 기초하여 실행하고, 모터 드라이버(1a)는 산출된 가동자 위치에 기초하여, 리니어 진동 모터(1OO) 인가하는 교류 전압(Vac)의 제어를 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 실행한다.

이와 같이 본 실시예 4에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101d)에 있어서, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(1OO)에 구동전압(Vac)을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 추력 정수 산출 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령(0d1)을 검지하여, 리니어 진동 모 터의 운전 개시시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 산출 모드로 되는 모터 드라이버(1d)를 구비하고, 운전 직전에 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 산출하기 때문에, 가동자의 위치의 연산에는, 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값의 모터 추력 정수가 이용되게 되어, 가동자의 위치 산출의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시예 4에서는, 리니어 진동 모터의 운전 직전에 모터 추력 정수를 산출하는 처리가 실행되기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에 시간 경과와 동시에 모터 추력 정수가 변화해도 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 이 실시예 4에서는, 모터 구동 장치(101d)로서, 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 모터 드라이버(1a)를 대신하여, 운전 모드 및 추력 정수 결정 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령을 검지하여, 리니어 진동 모터의 운전 개시시에, 상기 모터 추력 정수(α)의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 결정 모드로 되는 모터 드라이버(1d)를 구비한 것을 개시했지만, 상기 모터 구동 장치(101d)는 실시예 2의 모터 구동 장치(101c) 혹은 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)에서의 모터 드라이버(1a)를 대신하여, 상기 모터 드라이버(1d)를 구비한 것이어도 무방하다.

(실시예 5)

도 9는 본 발명의 실시예 5에 의한 모터 구동 장치(101e)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)는 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 리니어 진동 모터(100)의 운전 직후에 산출하고, 리니어 진동 모터(100)의 운전중에는, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 전회의 운전의 종료 직후에 산출된 모터 추력 정수(α)를 이용하여 실행하는 것으로, 이 점만 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 상이하다.

즉, 이 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)는 상기 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 모터 드라이버(1a)를 대신하여, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압(교류 전압)(Vac)을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 추력 정수 산출 모드(비운전 모드)의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 정지 명령(Od2)을 검지하여, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에 상기 모터 추력 정수(α)의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 산출 모드로 되는 모터 드라이버(1e)를 구비한 것이다. 또한, 이 모터 구동 장치(101e)는 사용자의 조작에 따라 리니어 진동 모터(100)의 정지 명령(Od2)을 출력하는 제어부(도시하지 않음)를 갖고 있다.

또한, 이 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)의 가동자 위치 연산부(2a)는 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 산출된 모터 추력 정수를 다음 회의 리니어 진동 모터의 운전중에 가동자의 위치를 산출하는 연산으로 이용하는 것이다.

그리고, 본 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)에서의 그 밖의 구성은 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일하다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 10은 실시예 5의 모터 구동 장치(101e)의 동작을 설명하는 도면으로, 상기 모터 구동 장치로 모터 추력 정수(α)를 산출하는 동작의 흐름도를 나타낸다.

상기 모터 드라이버(1e)는 리니어 진동 모터의 운전 정지를 나타내는 정지 지령(Od2)을 검지하면(단계 S51), 리니어 진동 모터로의 구동 전압(교류 전압)(Vac)의 인가를 정지한다.

그리고, 상기 모터 드라이버(1e)는 리니어 진동 모터(100)의 가동자의 운동이 완전히 정지하면, 그 동작 모드가 일시적으로 추력 정수 산출 모드로 되어, 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류(Idc)가 공급되도록 직류 전압(Vdc)을 인가한다(단계 S52).

그렇게 하면, 추력 검출부(3a)는 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)로 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(5)]이 유지된 상태에서, 리니어 진동 모터의 가동자에 작용하는 전자력(가동자의 추력)(Fthr)을 검지한다(단계 S53).

또한, 추력 정수 결정부(4a)는 상기 단계(S53)로 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)를 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(5)]으로 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 산출한다(단계 S54).

그리고, 그 후 모터 드라이버(1e)는 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령을 검지하면, 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압으로서 교류 전압(Vac)을 인가한다. 이로써, 리니어 진동 모터(100)의 통상 운전이 실행되게 된다.

이 리니어 진동 모터(100)의 운전중에는, 가동자 위치 연산부(2a)로부터 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 전회의 운전의 종료 후에, 상기 단계(S51 내지 S54)에 의해 구해진 모터 추력 정수(α)를 이용하여 실행되고, 모터 드라이버(1e)는 상기 위치 연산에 의해 얻어진 가동자 위치에 따라, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 교류 전압(Vac)의 제어를 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 실행한다.

이와 같이 본 실시예 5에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101e)에 있어서, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압(Vac)을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 추력 정수 산출 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 정지 명령(Od2)을 검지하여, 리니어 진동 모터의 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 산출 모드로 되는 모터 드라이버(1e)를 구비하고, 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 산출하며, 상기 산출된 모터 추력 정수를, 다음 회의 리니어 진동 모터의 운전중에 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 이용하기 때문에, 가동자의 위치 연산에는, 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값의 모터 추력 정수가 이용되게 되어, 가동자의 위치 산출의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시예 5에서는, 리니어 진동 모터의 운전 종료의 직후에 모터 추 력 정수를 산출하는 처리가 실행되기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 되어, 이 때문에 시간 경과와 동시에 모터 추력 정수가 변화해도 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 모터 추력 정수의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동일한 상태에서 모터 추력 정수가 산출되게 된다. 즉, 모터 추력 정수는 온도에 따라 변화되지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 추력 정수를 산출함으로써, 리니어 진동 모터의 운전시가 정확한 모터 추력 정수를 취득할 수 있어, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 모터 추력 정수의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 정지후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 모터 추력 정수를 산출할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 이 실시예 5에서는, 모터 구동 장치(101e)로서, 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 모터 드라이버(1a)를 대신하여, 운전 모드 및 추력 정수 산출 모드의 2개의 동작 모드를 갖고, 상기 리니어 진동 모터(100)의 운전 종료 직후에 상기 모터 추력 정수(α)의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 추력 정수 산출 모드로 되는 모터 드라이버(1e)를 구비한 것을 개시했지만, 상기 모터 구동 장치(101e)는 실시예 2의 모터 구동 장치(101c) 혹은 실시예 3의 모터 구동 장치(101c)에서의 모터 드라이버(1a)를 대신하여, 상기 모터 드라이버(1e)를 구 비할 수도 있다.

(실시예 6)

도 11은 본 발명의 실시예 6에 의한 모터 구동 장치(101f)를 설명하기 위한 블럭도이다.

이 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)는, 리니어 진동 모터(100)의 비운전 상태에서, 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)와 모터 온도(T)의 관계(추력 정수 온도 함수; Q)를 도출하고, 리니어 진동 모터(100)의 운전 상태에는, 검출한 모터 온도[T(d)]로부터, 상기 추력 정수 온도 함수(Q)에 기초하여 리니어 진동 모터(100)의 운전 상태에서의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하며, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 상기 추정된 모터 추력 정수[α(d)]를 이용하여 실행하는 것으로, 이 점만 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 상이하다.

즉, 이 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전이 실행되도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압을 인가하는 운전 모드와, 리니어 진동 모터(100)의 가동자의 추력(Fthr)이 발생하도록 상기 리니어 진동 모터(100)에 직류 전압(Vdc)을 인가하는 비운전 모드(추력 정수 산출 모드)를 갖고, 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시시 및 운전 종료시에는, 상기 리니어 진동 모터(100)가 동작하지 않는 상태에서, 일시적으로 동작 모드가 비운전 모드로 되는 모터 드라이버(1f)를 갖고 있다. 또한, 이 모터 구동 장치(101f)는, 일정 시간마다, 예컨대 30분마다 혹은 1시간마다 타이밍 신호(Ts)를 발생하는 동시에, 사용자의 조작에 따라 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령(Od1) 및 정지 명령(Od2)을 출 력하는 제어부(도시하지 않음)와, 타이밍 신호(Ts), 기동 명령(Od1) 및 정지 명령(Od2) 중 어느 것을 검출했을 때, 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있는지 아닌지, 즉 가동자가 운동 상태인지 정지 상태인지를 판정하는 동작 판정부(도시하지 않음)를 갖고 있다.

구체적으로는, 모터 드라이버(1f)에서는, 리니어 진동 모터(100)에 구동 전압[예컨대 교류 전압(Vac)]이 인가되어 있지 않은 상태에서, 외부로부터의 리니어 진동 모터(1OO)의 기동 명령 (Od1)이 검출되었을 때, 리니어 진동 모터가 정지하고 있는 경우는 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 되고, 리니어 진동 모터가 정지하고 있지 않은 경우는, 리니어 진동 모터가 정지한 후, 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 된다. 또한, 이 모터 드라이버(1f)에서는, 리니어 진동 모터(1OO)에 구동 전압(Vac)이 인가되어 있는 상태에서, 외부로부터의 리니어 진동 모터(100)의 정지 명령(Od2)이 검출되었을 때, 리니어 진동 모터가 정지한 후, 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 된다. 또한, 상기 모터 드라이버(1f)는, 상기 타이밍 신호(Ts)가 검출되었을 때에 리니어 진동 모터가 정지하고 있는 경우는 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 되고, 상기 타이밍 신호를 검출했을 때에 리니어 진동 모터가 정지하고 있지 않은 경우는 리니어 진동 모터의 동작이 정지한 후, 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 된다.

여기서는, 모터 드라이버(1f)는 상기한 바와 같이 그 동작 모드가 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시시에도 운전 종료시에도 일시적으로 비운전 모드로 되는 것으로 하고 있지만, 모터 드라이버(1f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 개시시 및 운전 종료시 중 어느 한쪽의 시점에서, 동작 모드가 일시적으로 비운전 모드로 될 수도 있다.

모터 구동 장치(101f)는 리니어 진동 모터(100)의 온도(모터 온도)(T)를 검출하여, 검출한 모터 온도(T)를 나타내는 온도 정보(It)를 출력하는 온도 검출부(7f)를 갖고 있다. 상기 온도 검출부(7f)는 리니어 진동 모터(100)에 장착된 온도 센서 등으로 구성된다.

모터 구동 장치(101f)는 상기 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 직류 전압(Vdc)에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하여, 상기 가동자의 추력(Fthr)을 나타내는 정보(추력 정보)(If)를 출력하는 추력 검출부(3a)와, 상기 검출된 가동자의 추력(Fthr) 및 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)의 추력 정수(α)를 결정하는 추력 정수 결정부(4f)를 갖고 있다.

여기서, 상기 추력 검출부(3a)는 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)에서의 것과 동일한 것이다. 또한, 상기 추력 결정부(4f)는 추력 검출부(3a)에 의해 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)의 전류값[Idc(6)]으로 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 결정하고, 결정된 모터 추력 정수(α)를 나타내는 추력 정수 정보(Iα)를 출력하는 것이다.

모터 구동 장치(101f)는 리니어 진동 모터(100)의 비운전 상태에서, 상기 추력 정수 결정부(4f)로부터의 추력 정수 정보(Iα)와, 상기 온도 검출부(7f)로부터의 모터 온도 정보(It)에 기초하여, 모터 추력 정수(α)와 상기 모터 추력 정수( α)의 산출시에 검출된 모터 온도(T)의 관계(추력 정수 온도 함수)(Q)를 도출하고, 리니어 진동 모터(100)의 운전 상태에서는, 운전 상태에서 검출된 모터 온도[T(d)]에 기초하여, 상기 도출한 추력 정수 온도 함수(Q)로부터 운전 상태의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하는 추력 정수 추정부(8f)와, 리니어 진동 모터(100)의 운전중에 상기 가동자의 위치(Xcu1)를 산출하는 연산을 상기 추력 정수 추정부(8f)에서의 처리에 의해 얻어진 모터 추력 정수[α(d)]를 이용하여 실행하는 가동자 위치 산출부(2f)를 갖고 있다.

여기서, 상기 추력 정수 온도 함수(Q)는 산출된 모터 추력 정수(α)와, 검출된 모터 온도(T)를 변수로 하는 일차 함수이어도, 모터 추력 정수(α)와 모터 온도(T)의 대응 관계를 나타내는 2차원의 매트릭스이어도 무방하다.

또한, 상기 가동자 위치 연산부(2f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 상태에서, 가동자의 위치를 연산에 의해 구하는 것이다. 구체적인 방법으로는, 종래의 기술의 설명으로 나타낸 일본 특허 공표 공보 제 1996-508558 호에 기재된 바와 같이, 리니어 진동 모터(100)의 운동 방정식으로부터 가동자의 위치를 산출하는 방법이 이용된다. 단, 이 가동자 위치 연산부(2f)에서는 가동자의 위치의 연산에 이용되는 추력 정수는 모터 추력 정수 추정부(8f)에 의해 구해진 운전 상태에서의 모터 추력 정수[α(d)]이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

도 12는 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)의 동작을 설명하는 도면으로, 상기 모터 구동 장치로 상기 추력 정수 온도 함수(Q)의 도출 및 모터 추력 정수의 추 정을 실행하는 동작의 흐름도를 나타내고 있다. 이 모터 구동 장치(101f)에서는, 타이밍 신호, 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령 및 정지 명령 중 어느 것이 검출되었을 때, 상기 추력 정수 온도 함수(Q)를 도출하는 처리 및 운전 상태의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하는 처리 중 어느 한쪽이 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있는지 여부에 따라 실행된다.

즉, 이 모터 구동 장치(10lf)에서의 동작 판정부(도시하지 않음)는 상기 타이밍 신호, 리니어 진동 모터(100)의 기동 명령 및 정지 명령 중 어느 하나를 검출했을 때, 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있는지 여부를 판정한다(단계 S61).

상기 단계(S61)에서, 상기 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있지 않다고 판정되었을 때는, 모터 드라이버(1f)는 그 동작모드가 비운전 모드로 되고, 리니어 진동 모터(100)에 직류 전류 (Idc)가 공급되도록 직류 전압(Vdc)을 인가한다(단계 S62).

다음에, 상기 직류 전압(Vdc)의 인가에 의해 리니어 진동 모터(100)로 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(6)]이 유지된 상태에서, 추력 검출부(3a)가 리니어 진동 모터(100)의 가동자에 작용하는 전자력(가동자의 추력)(Fthr)을 검지한다(단계 S63).

계속해서, 추력 정수 결정부(4f)는 상기 단계(S63)로 검출된 가동자의 추력(Fthr)을 리니어 진동 모터(100)를 흐르는 직류 전류(Idc)의 값[Idc(6)]으로 나누는 연산을 실행하여, 모터 추력 정수(α)를 산출한다(단계 S64).

그리고, 온도 검출부(7f)는 비운전 상태에서의 모터 온도 T(s)를 검출하고, 추력 정수 추정부(8f)는 상기 모터 온도[T(s)]를 나타내는 온도 정보(It)와, 추력 정수 결정부(4f)로부터의 추력 정수 정보(Iα)에 기초하여, 모터 온도(T)와 모터 추력 정수(α)의 대응 관계(추력 정수 온도 함수)(Q)를 작성한다(단계 S65).

한편, 상기 단계(S61)에서, 상기 리니어 진동 모터(100)가 동작하고 있다고 판정되었을 때는, 온도 검출부(7f)는 운전중인 리니어 진동 모터(100)의 온도[T(d)]를 검출하고[단계(S66)], 추력 정수 추정부(8f)는 단계(S65)로 구한 모터 온도(T)와 모터 추력 정수(α)의 관계(추력 정수 온도 함수)(Q)와, 단계(S 66)로 측정한 운전 상태에서의 모터 온도[T(d)]에 기초하여, 운전중인 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하고, 상기 추정한 모터 추력 정수를 나타내는 정보[Iα(d)]를 가동자 위치 연산부(2f)에 출력한다(단계 S67).

그리고, 가동자 위치 연산부(2f)는 리니어 진동 모터(100)의 운전 상태에서는, 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 구동 전류 및 구동 전압으로부터 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 상기 단계(S61 내지 S67)에 의해 얻어진 운전 상태의 모터 추력 정수[α(d)]를 이용하여 실행하고, 상기 산출된 가동자 위치(Xcu1)를 나타내는 가동자 위치 정보(Ix)를 모터 드라이버(1f)에 출력한다. 그렇게 하면, 모터 드라이버(1f)는 이 가동자 위치 정보(Ix)에 기초하여, 리니어 진동 모터(100)에 인가하는 구동 전압의 제어를 왕복 운동하는 가동자가 그 한계 위치를 넘지 않도록 실행한다.

이와 같이 본 실시예 6에서는, 리니어 진동 모터(100)를 구동하는 모터 구동 장치(101f)에 있어서, 리니어 진동 모터(100)에 인가되는 직류 전압(Vdc)에 의해 발생하는 가동자의 추력(Fthr)을 검출하는 추력 검출부(3a)와, 상기 검출된 가동자의 추력(Fthr) 및 리니어 진동 모터(100)에 공급되는 직류 전류(Idc)에 기초하여 모터 추력 정수(α)를 결정하는 추력 정수 결정부(4f)와, 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부(7f)와, 리니어 진동 모터의 비운전 상태에서는, 상기 검출된 모터 온도(T)와 상기 결정된 모터 추력 정수(α)에 기초하여, 모터 추력 정수(α)와 모터 온도(T)의 관계(Q)를 도출하고, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서는, 운전 상태에서의 모터 추력 정수[α(d)]를 운전 상태에서 검출된 모터 온도[T(d)]에 기초하여, 추력 정수 온도 함수(Q)로부터 추정하는 추력 정수 추정부(8f)를 구비했기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 상태에서 실행되는 가동자의 위치 연산에는, 정확한 모터 추력 정수가 이용되게 되어, 가동자의 위치의 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 실시예 6에서는, 리니어 진동 모터의 운전 직전 및 운전 종료 직후에 모터 추력 정수를 산출하는 처리가 실행되기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 모터 추력 정수에 기초하여 위치 연산이 실행되게 되어, 이 때문에 시간 경과와 동시에 모터 추력 정수가 변화해도, 정밀도가 높은 가동자의 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 실제로 동작하고 있을 때의 모터 온도[T(d)]로부터 운전 상태에서의 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하고 있기 때문에, 리니어 진동 모터의 온도 변화가 큰 상태라도 정확한 추력 정수를 이용하여, 가동자의 위치 연산을 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 실시예 6에서는, 모터 구동 장치(101f)로서 그 추력 검출부(3a)가 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)의 것과 동일한 것을 개시했지만, 이 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)는 상기 추력 검출부(3a)를 대신하여, 실시예 2의 모터 구동 장치(101b)의 이동 거리 검출부(5b) 및 추력 검출부(3b)를 구비한 것일 수도 있다. 또한, 이 실시예 6의 모터 구동 장치(101f)는 상기 추력 검출부(3a)를 대신하여, 실시예 3의 소정 위치 도달 검지부(6c) 및 추력 검출부(3c)를 구비하고, 상기 추력 정수 결정부(4f)를 상기 리니어 진동 모터의 추력 정수(α)의 결정을 실시예 3의 추력 정수 결정부(4c)와 같이 실행하는 것으로 할 수도 있다.

또한, 상기 실시예 6에서는, 추력 정수 추정부(8f)는 상기 운전 상태의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하는 처리를 타이밍 신호, 기동 명령 및 정지 명령 중 어느 것이 검출된 때에 실행하는 것으로 하고 있지만, 상기 추력 정수 추정부(8f)는 상기 운전 상태의 모터 추력 정수[α(d)]를 추정하는 처리를 타이밍 신호가 검출되었을 때에만 실행하는 것일 수도 있다.

(실시예 7)

도 15는 본 발명의 실시예 7에 의한 압축기 구동 장치를 설명하는 모식도이다.

이 실시예 7의 압축기 구동 장치(207)는 공기나 가스 등을 압축하는 압축기(40)를 구동하는 것이다. 여기서, 상기 압축기(40)의 동력원은 리니어 진동 모터(46)이며, 이것은 실시예 1의 리니어 진동 모터(100)와 동일한 것이다. 또한, 상기 압축기 구동 장치(207)는 상기 리니어 진동 모터(46)를 구동하는 모터 구동 장치이며, 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 동일한 구성을 갖고 있다. 또한, 이하, 이 실시예 7의 압축기(40)는 리니어 압축기라 부르고, 이 리니어 압축기(40)에 대하여 간단히 설명한다.

이 리니어 압축기(40)는 소정의 축선을 따라 정렬되는 실린더부(41a)와, 모터부(41b)를 갖고 있다. 상기 실린더부(41a) 내에는, 상기 축선 방향을 따라 슬라이딩 운동 가능하게 지지된 피스톤(42)이 배치되어 있다. 실린더부(41a)와 모터부(41b)에 걸쳐, 그 일단부가 피스톤(42)의 배면측에 고정된 피스톤 로드(42a)가 배치되고, 피스톤 로드(42a)의 타단부측에는, 상기 피스톤 로드(42a)를 축선 방향으로 가압하는 지지 스프링(43)이 설치되어 있다.

또한, 상기 피르톤 로드(42a)에는, 마그네트(44)가 장착되어 있고, 상기 모터부(41b)의 마그네트(44)에 대향하는 부분에는, 외측 요크(45a)와 이것에 내장된 고정자 코일(45b)로 구성되는 전자석(45)이 장착되어 있다. 이 리니어 압축기(40)에는, 전자석(45)과, 상기 피tm톤 로드(42a)에 장착된 마그네트(44)에 의해 리니어 진동 모터(46)가 구성되어 있다. 따라서, 이 리니어 압축기(40)에서는, 이 전자석(45)과 마그네트(44) 사이에 발생하는 전자력 및 상기 스프링(43)의 탄성력에 의해, 상기 피스톤(42)이 그 축선 방향을 따라 왕복 운동한다.

또한, 실린더부(41a)내에는, 실린더 상부 내면(47a), 피스톤 압축면(42b), 및 실린더 주벽면(周壁面)(47b)에 의해 둘러싸인 밀폐 공간인 압축실(48)이 형성되어 있다. 실린더 상부 내면(47a)에는, 압축실(48)로 저압 가스(Lg)를 흡입하기 위한 흡입관(40a)의 일단부가 개구하고 있다. 또한, 상기 실린더 상부 내면(47a)에 는, 상기 압축실(48)로부터 고압 가스(Hg)를 토출하기 위한 토출관(40b)의 일단부가 개구하고 있다. 상기 흡입관(40a) 및 토출관(40b)에는, 가스의 역류를 방지하는 흡입 밸브(49a) 및 토출 밸브(49b)가 장착되어 있다.

이러한 구성의 리니어 압축기(40)에서는, 모터 구동 장치(207)로부터 리니어 진동 모터(46)로의 구동 전압의 인가에 의해, 피스톤(42)이 그 축선 방향으로 왕복 운동하여, 압축실(48)에서의 저압 가스(Lg)의 흡입, 압축실(48)에서의 가스의 압축 및 압축된 고압 가스(Hg)의 압축실(48)로부터의 배출이 반복하여 실행된다.

본 실시예 7의 리니어 압축기(40)에서는, 모터 구동 장치(207)는 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(40)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기를 소형화할 수 있다.

(실시예 8)

도 16은 본 발명의 실시예 8에 의한 공기 조화기를 설명하는 블럭도이다.

이 실시예 8의 공기 조화기(208)는 실내기(55) 및 실외기(56)를 가지며, 냉난방을 실행하는 공기 조화기이다. 이 공기 조화기(208)는 냉매를 실내기(55)와 실외기(56) 사이에서 순환시키는 리니어 압축기(50a)와, 상기 리니어 압축기(50a)를 구동하는 압축기 구동 장치(50b)를 갖고 있다. 여기서, 상기 압축기(50a)는 상기 실시예 7의 리니어 진동 모터(46)를 갖는 리니어 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(50b)는 상기 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터에 구동 전압(Vd)을 인가하는 모터 구동부로서, 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 동일한 구성을 갖고 있다.

이하 상세히 설명하면, 실시예 8의 공기 조화기(208)는 냉매 순환 경로를 형성하는 리니어 압축기(50a), 사방향 밸브(54), 스로틀 장치(팽창 밸브)(53), 실내측 열교환기(51) 및 실외측 열교환기(52)를 갖는 동시에, 상기 리니어 압축기(50a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동부(50b)를 갖고 있다.

여기서, 실내측 열교환기(51)는 상기 실내기(55)를 구성하고 있고, 스로틀 장치(53), 실외측 열교환기(52), 리니어 압축기(50a), 사방향 밸브(54) 및 모터 구동부(50b)는 상기 실외기(56)를 구성하고 있다.

상기 실내측 열교환기(51)는 열교환 능력을 상승시키기 위한 송풍기(51a)와, 상기 열교환기(51)의 온도 또는 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(51b)를 갖고 있다. 상기 실외측 열교환기(52)는 열교환 능력을 상승시키기 위한 송풍기(52a)와, 상기 열교환기(52)의 온도 또는 그 주변 온도를 측정하는 온도 센서(52b)를 갖고 있다.

그리고, 이 실시예 8에서는, 상기 실내측 열교환기(51)와 실외측 열교환기(52) 사이의 냉매 경로에는, 리니어 압축기(50a) 및 사방향 밸브(54)가 배치되어 있다. 즉 이 공기 조화기(208)는 냉매가 화살표(A) 방향으로 흘러, 실외측 열교환기(52)를 통과한 냉매가 리니어 압축기(50a)로 흡입되어, 상기 리니어 압축기(50a)로부터 토출된 냉매가 실내측 열교환기(51)로 공급되는 상태와, 냉매가 화 살표(B)의 방향으로 흘러, 실내측 열교환기(51)를 통과한 냉매가 리니어 압축기(50a)에 흡입되어, 리니어 압축기(50a)로부터 토출된 냉매가 실외측 열교환기(52)로 공급되는 상태가, 상기 사방향 밸브(54)에 의해 전환되는 것이다.

또한, 상기 스로틀 장치(53)는 순환하는 냉매의 유량을 감소시키는 스로틀 작용과, 냉매의 유량을 자동 조정하는 밸브의 작용을 모두 갖는 것이다. 즉, 스로틀 장치(53)는 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기로부터 증발기로 송출된 액체 냉매의 유량을 감소시켜 상기 액체 냉매를 팽창시키는 동시에, 증발기에 필요한 양의 냉매를 과부족 없이 공급하는 것이다.

또한, 상기 실내측 열교환기(51)는 난방 운전에서는 응축기로서, 냉방 운전에서는 증발기로서 동작하는 것으로, 상기 실외측 열교환기(52)는 난방 운전에서는 증발기로서, 냉방 운전에서는 응축기로서 동작하는 것이다. 응축기에서는, 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스는 송풍되는 공기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화하여, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액체 냉매로 된다. 이것은 냉매가 대기중에 열을 방열하여 액화하는 것과 동일하다. 또한, 증발기에는 스로틀 장치(53)에 의해 저온 저압이 된 액체 냉매가 흘러 들어온다. 이 상태에서 증발기에 방의 공기가 송풍되면, 액체 냉매는 공기로부터 대량의 열을 빼앗아 증발하여, 저온 저압의 가스 냉매로 변화한다. 증발기로써 대량의 열을 빼앗긴 공기는 공기 조절기의 취출부로부터 냉풍으로 되어 방출된다.

그리고, 이 공기 조화기(208)에서는, 모터 구동부(50b)는 공기 조화기의 운전 상태, 즉 공기 조화기에 대하여 설정된 목표 온도, 실제의 실온 및 외기 온도에 기초하여, 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

이 실시예 8의 공기 조화기(208)에서는, 모터 구동부(50b)로부터 리니어 압축기(50a)에 구동 전압(Vd)이 인가되면, 냉매 순환 경로내에서 냉매가 순환하여, 실내기(55)의 열교환기(51) 및 실외기(56)의 열교환기(52)에 의해 열교환이 실행된다. 즉, 상기 공기 조화기(208)에서는, 냉매의 순환 폐쇄로에 봉입된 냉매를 리니어 압축기(50a)에 의해 순환시킴으로써, 냉매의 순환 폐쇄로내에 주지한 열 펌프 사이클이 형성된다. 이로써, 실내의 난방 혹은 냉방이 실행된다.

예컨대, 공기 조화기(208)의 난방 운전을 실행하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방향 밸브(54)는 냉매가 화살표(A)로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내측 열교환기(51)는 응축기로서 동작하여, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 열을 방출한다. 이로써 실내가 따뜻해진다.

역으로, 공기 조화기(208)의 냉방 운전을 실행하는 경우, 사용자의 조작에 의해, 상기 사방향 밸브(54)는 냉매가 화살표(B)로 나타내는 방향으로 흐르도록 설정된다. 이 경우, 실내측 열교환기(51)는 증발기로서 동작하여, 상기 냉매 순환 경로에서의 냉매의 순환에 의해 주변 공기의 열을 흡수한다. 이로써 실내가 차게 된다.

여기서, 공기 조화기(208)에서는, 모터 구동부(50b)에 의해 공기 조화기에 대하여 설정된 목표 온도, 실제의 실온 및 외기 온도에 기초하여, 리니어 압축기(50a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 공기 조화기(208)에 서는 쾌적한 냉난방이 실행된다.

이와 같이 본 실시예 8의 공기 조화기(208)에서는, 냉매의 압축 및 순환을 하는 압축기에는 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 압축기(리니어 압축기)(50a)를 이용하기 때문에, 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기를 이용한 공기 조화기에 비하여, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시키고, 또한 압축기의 고압 냉매와 저압 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 높아지게 되어, 압축기 효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시예 8의 리니어 진동 모터를 이용한 압축기(50a)에서는, 마찰 손실을 저감시키기 때문에, 회전형 모터를 이용한 압축기로 필요 불가결하던 윤활용 오일의 사용량을 대폭 저감할 수 있다. 이로써, 재생 처리 등이 필요하게 되는 폐유의 발생량을 적게 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 저감하므로 압축기에 충전하는 냉매량을 삭감할 수 있어, 이로써 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다.

또한, 본 실시예 8의 공기 조화기(208)에서는, 모터 구동부(50b)는 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 같이, 리니어 진동 모터의 비운전 모드에서 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(50a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 공기 조화기의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시예 9)

도 17은 본 발명의 실시예 9에 의한 냉장고를 설명하는 블럭도이다.

이 실시예 9의 냉장고(209)는 리니어 압축기(60a), 압축기 구동 장치(60b), 응축기(61), 냉장실 증발기(62) 및 스로틀 장치(63)로 구성되어 있다.

여기서, 리니어 압축기(60a), 응축기(61), 스로틀 장치(63) 및 냉장실 증발기(62)는 냉매 순환 경로를 형성하는 것으로, 압축기 구동 장치(60b)는 상기 리니어 압축기(60a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동부이다. 또한, 상기 리니어 압축기(60a) 및 모터 구동부(60b)는 각각 상기 실시예 7의 리니어 압축기(40) 및 모터 구동 장치(207)와 동일한 것이다.

스로틀 장치(63)는 상기 실시예 8의 공기 조화기(208)의 스로틀 장치(53)와 같이 냉매가 냉매 순환 경로를 순환하고 있는 상태에서, 응축기(61)로부터 송출된 액체 냉매의 유량을 감소시켜 상기 액체 냉매를 팽창시키는 동시에, 냉장실 증발기(62)에, 필요하게 되는 양의 냉매를 과부족 없이 공급하는 것이다.

응축기(61)는, 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜, 냉매의 열을 외기로 방출하는 것이다. 상기 응축기(61)에 송풍된 냉매 가스는 외기에 의해 열을 빼앗겨 서서히 액화하여, 응축기의 출구 부근에서는 고압의 액체 냉매로 된다.

냉장실 증발기(62)는, 저온의 냉매액을 증발시켜 냉장고내의 냉각을 실행하는 것이다. 이 냉장실 증발기(62)는 열교환의 효율을 향상시키기 위한 송풍기(62a)와, 냉장고내의 온도를 검출하는 온도 센서(62b)를 갖고 있다.

그리고, 이 냉장고(209)에서는, 모터 구동부(60b)는, 냉장고의 운전 상태, 즉 냉장고에 대하여 설정된 목표 온도, 및 냉장고내의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

이 실시예 9의 냉장고(209)에서는, 모터 구동부(60b)로부터 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터에 구동 전압(Vd)이 인가되면, 리니어 압축기(60a)가 구동하여 냉매 순환 경로내에서 냉매가 화살표(C)의 방향으로 순환하고, 응축기(61) 및 냉장실 증발기(62)에 의해 열교환이 실행된다. 이로써, 냉장고내가 냉각된다.

즉, 응축기(61)로 액상이 된 냉매는, 스로틀 장치(63)로 그 유량이 감소됨으로써 팽창하여, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 냉장실 증발기(62)로 저온의 액체 냉매가 입송되면, 냉장실 증발기(62)에서는, 저온의 냉매액이 증발하여, 냉장고내의 냉각이 실행된다. 이 때, 냉장실 증발기(62)에는 송풍기(62a)에 의해 강제적으로 냉장실내의 공기가 송풍되고, 냉장실 증발기(62)에서는 효율적으로 열교환이 실행된다.

또한, 이 실시예 9의 냉장고(209)에서는, 모터 구동부(60b)에 의해, 상기 냉장고(2O9)에 대하여 설정된 목표 온도 및 냉장고내의 실온에 기초하여, 리니어 압축기(60a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 냉장고(209)에서는, 냉장고내의 온도가 목표 온도로 유지된다.

이와 같이 본 실시예 9의 냉장고(209)에서는, 냉매의 압축및 순환을 실행하 는 압축기에는, 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(60a)을 이용하고 있기 때문에, 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기에 비하여, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시키고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시예 9의 냉장고(209)에서는, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 상기 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전되는 냉매의 양이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 9의 냉장고(209)에서는, 모터 구동부(60b)는 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 같이 리니어 진동 모터의 비운전 모드에서 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(60a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 냉장고의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시예 10)

도 18은 본 발명의 실시예 10에 의한 극저온 냉동기를 설명하는 블럭도이다.

이 실시예 10의 극저온 냉동기(210)는 냉동실(도시하지 않음)을 갖고, 상기 냉동실 내부를 극저온 상태(-50℃ 이하)로 되도록 냉각하는 것이다. 이 극저온 냉동기(210)를 이용하여 냉각하는 냉각 대상물에는, 초전도 소자로서 이용하는 저항, 코일, 자석 등의 전기 자기 회로 소자, 적외선 센서용의 저온 참조부 등의 전자 부품, 혈액이나 내장과 같은 의료용의 것, 또한 냉동 다랑어 등 냉동 식품이 있다.

전자 부품을 극저온 상태로 하는 것은 동작 효율 상승 혹은 열 잡음의 제거에 의한 감도 상승을 위한 것이고, 식료품 등에서는, 생선 식품을 수송하거나, 신선도 유지나 건조를 실행하거나 하기 위해서이다.

또한, 냉동 온도는 용도에 따라 상이하지만, -50℃ 이하, 특히 초전도의 용도 등에서는 0 내지 100K(켈빈)의 광범위에 걸쳐 있다. 예컨대, 이 극저온 냉동기의 냉각 온도는 고온 초전도의 용도로는 50K 내지 100K 정도로, 통상의 초전도의 용도로는, 0 내지 50K 정도의 극저온 상태로 설정된다. 또한, 식품 등의 신선 유지에 이용되는 경우는, 이 극저온 냉동 장치의 냉각 온도는 대략 -50℃로 설정된다.

이하, 구체적으로 설명한다.

이 실시예 10의 극저온 냉동기(210)는 리니어 압축기(70a), 압축기 구동 장치(70b), 방열기(71), 축냉기(72) 및 스로틀 장치(73)로 구성되어 있다.

여기서, 리니어 압축기(70a), 방열기(71), 스로틀 장치(73) 및 축냉기(72)는 냉매 순환 경로를 형성한다. 압축기 구동 장치(70b)는 상기 리니어 압축기(70a)의 구동원인 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동부이다. 또한, 상기 리니어 압축기(70a) 및 모터 구동부(70b)는 각각 상기 실시예 7의 리니어 압축기(40) 및 모터 구동 장치(207)와 동일한 것이다.

스로틀 장치(73)는 상기 실시예 8의 스로틀 장치(53)와 같이 방열기(71)로부 터 축냉기(72)로 송출된 액체 냉매를 감소시켜 팽창시키는 장치이다.

방열기(71)는 상기 실시예(9)의 냉장고(209)의 응축기(61)와 같이 내부를 흐르는 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜, 냉매의 열을 외기로 방출하는 것이다.

축냉기(72)는 상기 실시예(9)의 냉장실 증발기(62)와 같이 저온의 냉매액을 증발시켜 냉동실내의 냉각을 실행하여, 냉각 대상물을 극저온 상태로 하는 것으로, 냉각 대상물의 온도를 검출하는 온도 센서(72b)를 구비하고 있다. 또한, 축냉기(72)는 도 18에 도시하는 바와 같이 열교환의 효율을 상승시키기 위한 송풍기(72a)를 갖는 것일 수도 있다.

그리고, 이 극저온 냉동기(210)에서는, 모터 구동부(70b)는 극저온 냉동기의 운전 상태, 즉 극저온 냉동기에 대하여 설정된 목표 온도 및 냉동 대상물의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터의 출력을 제어한다.

이 실시예(10)의 극저온 냉동기(210)에서는, 모터 구동부(70b)로부터 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터에 교류 전압(Vd)이 인가되면, 리니어 압축기(70a)가 구동하여 냉매 순환 경로내에서 냉매가 화살표(D)의 방향으로 순환하여, 방열기(71) 및 축냉기(72)에 의해 열교환이 실행된다. 이로써, 냉동실내의 냉각이 실행되어, 그 내부의 냉각 대상물이 냉각된다.

즉, 방열기(71)로 액상으로 된 냉매는 스로틀 장치(73)로 그 유량이 감소됨으로써 팽창하여, 저온의 냉매액으로 된다. 그리고, 축냉기(72)로 저온의 액체 냉매가 송풍되면, 축냉기(72)에서는 저온의 냉매액이 증발하여, 냉동실의 냉각이 실행된다.

또한, 이 실시예 10의 극저온 냉동기(210)에서는, 모터 구동부(70b)에 의해 상기 극저온 냉동기(210)에 대하여 설정된 목표 온도 및 냉동 대상물의 온도에 기초하여, 리니어 압축기(70a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 극저온 냉동기(210)에서는, 냉동 대상물의 온도가 목표 온도로 유지된다.

이와 같이 본 실시예 10의 극저온 냉동기(210)에서는, 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는, 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(70a)를 이용하고 있기 때문에, 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이 회전형 모터를 구동원으로 하는 압축기에 비해, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시키고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 높일 수 있다.

또한, 본 실시예 10의 극저온 냉동기(210)에서는, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 상기 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전하는 냉매량이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 10의 극저온 냉동기(210)에서는, 모터 구동부(70b)는 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 같이 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(70a)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드와의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 극저온 냉동기의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시예 11)

도 19는 본 발명의 실시예 11에 의한 급탕기를 설명하는 블록도이다.

이 실시예 11의 급탕기(211)는 공급된 물을 가열하여 온수를 배출하는 냉동 사이클 장치(81a)와, 냉동 사이클 장치(81a)로부터 배출된 온수를 저장하는 온수 저장 탱크(81b)와, 이들을 연결하는 물 배관(86a, 86b, 87a, 87b)을 갖고 있다.

상기 냉동 사이클 장치(81a)는 리니어 압축기(80a), 압축기 구동 장치(80b), 공기 열교환기(82), 스로틀 장치(83) 및 물 열교환기(85)를 갖고 있다.

여기서, 리니어 압축기(80a), 공기 열교환기(82), 스로틀 장치(83) 및 물 열교환기(85)는 냉매 순환 경로를 형성하고 있다.

압축기 구동 장치(80b)는 상기 리니어 압축기(80a)의 구동원인 리니어 진동 모터(도시하지 않음)를 구동하는 것이다. 또한, 상기 리니어 압축기(80a)는 상기 실시예 7의, 리니어 진동 모터(46)를 갖는 리니어 압축기(40)와 동일한 것이다. 또한, 압축기 구동 장치(80b)는 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 동일한 구성을 갖는 모터 구동부이다.

스로틀 장치(83)는 상기 실시예 8의 공기 조화기(208)의 스로틀 장치(53)와 같이 물 열교환기(85)로부터 공기 열교환기(82)로 송출된 유량을 감소시켜, 상기 액체 냉매를 팽창시키는 것이다.

물 열교환기(85)는 냉동 사이클 장치(81a)에 공급된 물을 가열하는 응축기로서, 가열된 물의 온도를 검출하는 온도 센서(85a)를 갖고 있다. 공기 열교환기(82)는 주변 분위기로부터 열을 흡수하는 증발기로서 열교환 능력을 상승 시키기 위한 송풍기(82a)와, 상기 주변 온도를 검출하는 온도 센서(82b)를 갖고 있다.

또한, 도면 중, 참조부호(84)는 상기 냉매를 리니어 압축기(80a), 물 열교환기(85), 스로틀 장치(83) 및 공기 열교환기(82)에 의해 형성되는 냉매 순환 경로를 따라 순환시키는 냉매 배관이다. 상기 냉매 배관(84)에는, 리니어 압축기(80a)로부터 토출된 냉매를 물 열교환기(85) 및 스로틀 장치(83)를 우회하여 공기 열교환기(82)에 공급하는 성에 제거 바이패스관(84a)이 접속되어 있고, 상기 바이패스관(84a)의 일부에는 성에 제거 바이패스 밸브(84b)가 설치된다.

상기 온수 저장 탱크(81b)는 냉수 혹은 온수를 저장하는 온수 저장 탱크(88)를 갖고 있다. 상기 온수 저장 탱크(88)의 물받이구(88c1)에는, 상기 온수 저장 탱크(88)내로 물을 외부로부터 공급하는 급수 배관(88c)이 접속되고, 상기 온수 저장 탱크(88)의 온수 출구(88d1)에는, 상기 온수 저장 탱크(88)로부터 욕조로 온수를 공급하는 욕조 급탕관(88d)이 접속되어 있다. 또한, 상기 온수 저장 탱크(88)의 물 출입구(88a)에는, 상기 탱크(88)에 저장된 온수를 외부로 공급하는 급탕관(89)이 접속되어 있다.

상기 온수 저장 탱크(88)와 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)는 배관(86a, 86b, 87a, 87b)에 의해 접속되어 있고, 온수 저장 탱크(88)와 물 열교환기(85) 사이에는 물의 순환로가 형성되어 있다.

여기서, 물 배관(86b)은 물을 온수 저장 탱크(88)로부터 물 열교환기(85)로 공급하는 배관으로, 그 일단부는 온수 저장 탱크(88)의 물 출구(88b)에 접속되고, 그 타단부는 연결 부분(87b1)을 거쳐, 물 열교환기(85)의 입수측 배관(87b)에 접속되어 있다. 또한, 이 물 배관(86b)의 일단부측에는, 온수 저장 탱크(88)내의 물 혹은 온수를 배출하기 위한 배수 밸브(88b1)가 장착되어 있다. 상기 물 배관(86a)은 물을 물 열교환기(85)로부터 온수 저장 탱크(88)로 복귀시키는 배관으로, 그 일단부는 온수 저장 탱크(88)의 물 출입구(88a)에 접속되고, 그 타단부는 연결 부분(87a1)을 거쳐 물 열교환기(85)의 배출측 배관(87a)에 접속되어 있다.

그리고, 물 열교환기(85)의 도입측 배관(87b)의 일부에는, 상기 물 순환로내에서 물을 순환시키는 펌프(87)가 설치되어 있다.

또한, 이 급탕기(211)에서는, 모터 구동부(80b)는 급탕기의 운전 상태, 즉 급탕기에 대하여 설정된 온수의 목표 온도, 온수 저장 탱크(81b)로부터 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)로 공급되는 물의 온도 및 외기 온도에 기초하여, 리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터에 요구되는 모터 출력을 결정한다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터(도시하지 않음)에 모터 구동부(80b)로부터 교류 전압(Vd)이 인가되고, 리니어 압축기(80a)가 구동하면, 리니어 압축기(80a)에 의해 압축된 고온 냉매는 화살표(E)가 나타내는 방향으로 순환하고, 즉 냉매 배관(84)을 통과하여, 물 열교환기(85)에 공급된다. 또한, 물 순환로의 펌프(87)가 구동하면, 온수 저장 탱크(88)로부터 물이 물 열교환기(85)에 공급된다.

그렇게 하면, 물 열교환기(85)에서는, 냉매와 온수 저장 탱크(88)로부터 공 급된 물 사이에서 열교환이 실행되어, 열이 냉매로부터 물로 이동한다. 즉 공급된 물이 가열되고, 가열된 물은 온수 저장 탱크(88)로 공급된다. 이 때, 가열된 물의 온도는 응축 온도 센서(85a)로 감시되고 있다.

또한, 물 열교환기(85)에서는, 냉매는 상기 열교환에 의해 응축하고, 응축된 액체 냉매는 그 유량이 스로틀 장치(83)에 의해 감소됨으로써 팽창하여, 공기 열교환기(82)로 이송된다. 이 급탕기(211)에서는, 상기 공기 열교환기(82)는 증발기로서 작용한다. 즉, 상기 공기 열교환기(82)는 송풍기(82b)에 의해 송풍된 외기로부터 열을 흡수하여, 저온의 냉매액을 증발시킨다. 이 때, 상기 공기 열교환기(82)의 주변 분위기의 온도는 온도 센서(82b)에 의해 감시되고 있다.

또한, 냉동 사이클 장치(81a)에서는, 공기 열교환기(82)에 성에가 낀 경우에는, 성에 제거 바이패스 밸브(84b)가 개방되어 고온의 냉매가 성에 제거 바이패스로(84a)를 거쳐 공기 열교환기(82)에 공급된다. 이로써, 공기 열교환기(82)의 성에 제거가 실행된다.

한편, 온수 저장 탱크(81b)에는, 냉동 사이클 장치(81a)의 물 열교환기(85)로부터 온수가 배관(87a, 86a)을 거쳐 공급되고, 공급된 온수가 온수 저장 탱크(88)에 축적된다. 온수 저장 탱크(88)내의 온수는 필요에 따라 급탕관(89)을 통해 외부에 공급된다. 특히, 욕조에 급탕하는 경우는 온수 저장 탱크내의 온수는 욕조용 급탕관(88d)을 통해 욕조에 공급된다.

또한, 온수 저장 탱크(88)내의 물 혹은 온수의 저축량이 일정량 이하로 된 경우에는, 외부로부터 급수관(88c)을 거쳐 물이 보급된다.

그리고, 이 실시예 11의 급탕기(211)에서는, 모터 구동부(80b)에 의해 상기 급탕기(211)에 대하여 설정된 온수의 목표 온도, 물 열교환기(85a)에 공급되는 물의 온도 및 외기 온도에 기초하여, 리니어 압축기(80a)의 리니어 진동 모터의 출력이 제어된다. 이로써, 급탕기(211)에서는 목표 온도의 온수의 공급이 실행된다.

이와 같이 본 실시예 11의 급탕기(211)에서는 냉동 사이클 장치(81a)로 냉매의 압축 및 순환을 실행하는 압축기에는, 리니어 진동 모터를 동력원으로 하는 리니어 압축기(80a)를 이용하고 있기 때문에, 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이 회전형 모터를 동력원으로 하는 압축기에 비해 압축기에서의 마찰 손실을 저감시키고, 또한 압축기의 냉매를 밀봉하는 밀봉성이 향상하여, 압축기의 동작 효율을 상승시킬 수 있다.

또한, 본 실시예 11의 급탕기(211)에서는, 압축기에서의 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 상기 실시예 8의 공기 조화기(208)와 같이, 사용 완료 윤활 오일인 폐유의 발생량이나 압축기에 충전되는 냉매의 양이 삭감되게 된다. 이 때문에, 지구 환경의 보전에 공헌할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 실시예 11의 급탕기(211)에서는, 모터 구동부(80b)는 실시예 7의 모터 구동 장치(207)와 같이 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기(8Oa)의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드와의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 급탕기의 소형화를 도모할 수 있다.

(실시예 12)

도 20은 본 발명의 실시예 12에 의한 휴대 전화를 설명하는 블록도이다.

이 실시예 12의 휴대 전화(212)는 기계적으로 진동하는 진동기(90a)와, 상기 진동부(90a)를 구동하는 구동 장치(90b)를 갖고, 착신 등을 진동에 의해 사용자에 전달하는 것이다.

여기서, 상기 진동기(90a)는 그 케이스(91)내에 배치되어, 스프링 부재(92)에 의해 진동 가능하게 지지된 웨이트 부재(93)와, 상기 웨이트 부재(93)의 일부에 고착된 마그네트(93a)와, 상기 케이스(91)내에 상기 웨이트 부재(93)의 마그네트(93a)에 대향하도록 배치되어, 코일(94a)이 내장된 고정자(94)를 갖고 있다. 그리고, 상기 웨이트 부재(93)에 장착된 마그네트(93a)와, 상기 고정자(94)에 내장된 코일(94a)로 리니어 진동 모터(95)가 구성되어 있고, 이 리니어 진동 모터(95)의 가동자는 웨이트 부재(93) 및 마그네트(93a)에 의해 구성되어 있다. 이 리니어 진동 모터(95)에서는, 이 코일(94a)과 마그네트(93a) 사이에서 발생하는 전자력 및 상기 스프링 부재(92)의 탄성력에 의해, 상기 웨이트 부재(93)가 스프링 부재(92)의 신축 방향을 따라 왕복 운동한다.

그리고, 이 실시예 12의 구동 장치(90b)는 휴대 전화(212)에 탑재된 배터리(도시하지 않음)를 전원으로 하여, 상기 진동기(90a)의 리니어 진동 모터(95)를 구동하는 모터 구동부(90b)로서 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 같은 구성을 갖고 있다.

이러한 구성의 휴대 전화(212)에서는, 착신시에는 모터 구동부(90b)로부터 진동기(90a)의 리니어 진동 모터(95)로의 통전에 의해, 웨이트 부재(93)가 스프링 부재(92)의 신축 방향으로 왕복 운동하여, 진동기(90a)가 진동한다.

즉, 코일(94a)에 교류 전압(Vd)이 인가되면, 고정자(94)에는 교류의 자계가 발생하고, 이 자계에 마그네트(93a)가 끌어당겨지고, 마그네트(93a)와, 마그네트(93a)가 고착되어 있는 웨이트 부재(93)가 왕복 운동을 개시한다.

이와 같이 본 실시예 12의 휴대 전화(212)에서는, 기계적인 진동을 리니어 진동 모터(95)에 의해 발생시키기 때문에, 회전형 모터에 의해 진동을 발생시키는 경우에 비해, 기계적인 진동을 진동수와 진폭의 크기라는 2개의 자유도로 변화시킬 수 있고, 진동에 의해 착신 등을 사용자에 알리는 진동기(91)를 진동의 변화가 다채로운 것으로 할 수 있다.

또한, 본 실시예 12의 휴대 전화(212)에서는, 모터 구동부(90b)는 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 같이 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 진동 모터(95)의 운전중에는, 가동자의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 가동자와 케이스의 간극을 삭감하여, 리니어 진동 모터의 소형화, 나아가서는 휴대 전화의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시예 12에서는, 실시예 1의 리니어 진동 모터 및 그 구동 장치를 휴대 전화에 있어서의 착신을 진동에 의해 알리는 진동기 및 그 구동 제어부로 서 이용한 경우를 개시했지만, 실시예 1의 리니어 진동 모터 및 그 구동 장치는 왕복식 전기 면도기의 동력원 및 그 구동부로서 이용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 상기 실시예 7 내지 12에서는, 모터 구동부는 실시예 1의 모터 구동 장치(101a)와 동일한 구성을 갖고 있지만, 실시예 7 내지 12의 모터 구동부는 실시예 2 내지 6의 모터 구동 장치(101b 내지 101f)와 동일한 구성을 갖는 것일 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명(청구항 1)에 따른 모터 구동 장치에 의하면, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치로서, 상기 리니어 진동 모터에 그 운전이 실행되도록 구동 전압을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터에 그 가동자의 추력이 발생하도록 직류 전압을 인가하는 비운전 모드를 갖는 모터 드라이버와, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 추력 정보 출력부와, 상기 추력 정보가 나타내는 추력을, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류로 나누는 연산을 실행하고, 상기 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 산출하는 추력 정수 산출부와, 상기 산출된 모터 추력 정수에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하기 때문에, 정확한 모터 추력 정수를 이용하여, 가동자의 위치를 산출하는 연산을 정밀도 좋게 실행할 수 있는 효과가 있다.

즉, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산에 사용하는 모터 추력 정수를, 고정의 값으로 하는 종래 방법에서는, 각각의 리니어 진동 모터 사이에서의 추력 정수의 편차의 영향에 의해, 상기 위치 연산에 의해 산출되는 가동자의 위치의 정밀도가 낮은 것으로 되고 있었지만, 본 발명에서는, 리니어 진동 모터마다 모터 추력 정수가 산출되기 때문에, 상기 위치 연산은 각각의 리니어 진동 모터 사이에서의 추력 정수의 편차의 영향을 받지 않고 실행된다. 즉, 상기 위치 연산에 사용하는 모터 추력 정수를 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값으로 할 수 있어, 상기 위치 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 모터 추력 정수를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립 후에 실행되기 때문에, 상기 모터 추력 정수의 산출을 리니어 진동 모터의 조립시에 실행하는 경우에 비해, 이하와 같은 효과도 있다.

즉, 상기 가동자의 위치 연산에 사용하는 모터 추력 정수를 리니어 진동 모터의 조립시에 결정하는 방법에서는, 조립시에 모터 추력 정수를 보정하는 복잡한 공정이 증가할 뿐만 아니라, 추력 정수가 결정된 리니어 진동 모터에 상기 결정된 추력 정수에 대응하도록 조정된 구동 장치가 조합되게 되어, 이 결과 모터 또는 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우, 양쪽의 교환이 필요하게 된다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 모터 추력 정수를 산출하는 처리는 리니어 진동 모터의 조립후에 실행되기 때문에, 조립시의 모터 추력 정수를 보정하는 공정을 필요로 하지 않고, 또한 리니어 진동 모터에 구동 장치가 조합된 상태에서, 모터 추력 정수가 결정되기 때문에, 리니어 진동 모터와 구동 장치 중 어느 한쪽이 고장난 경우에도, 고장난 것을 교환한 후에 추력 정수의 결정이 가능하고, 고장난 부분의 교환만으로 종료한다는 효과도 있다.

본 발명(청구항 2)에 따르면, 청구항 1에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 상기 가동자가 이동한 거리를 검출하는 이동 거리 검출부를 구비하고, 상기 추력 정보 출력부는 상기 이동 거리 검출부에 의해 검출된 가동자의 이동 거리와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 곱하는 연산에 의해, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 결정하고, 결정한 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하기 때문에, 가동자의 이동 거리를 검출하기만 함으로써, 모터 추력 정수의 산출이 가능해지고, 모터 추력 정수의 산출을 간단한 구성에 의해 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가동자의 위치 검출은 가동자가 거의 정지하고 있는 상태에서 실행되기 때문에, 사용하는 위치 센서는 주파수 특성이 그다지 높지 않은 간단한 것을 이용할 수 있다는 효과도 있다.

본 발명(청구항 3)에 의하면, 청구항 1에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 가동자가, 상기 가동자에 상기 스프링 부재의 스프링력이 작용하지 않는 중립 위치로부터 소정 거리만큼 떨어진 정위치에 도달했을 때, 상기 가동자가 상기 정위치에 도달한 것을 나타내는 검지 신호를 출력하는 가동자 위치 검지부를 구비하고, 상기 추력 정보 출력부는 상기 검지 신호를 수신했을 때, 상기 리니어 진동 모터로 의 직류 전압의 인가에 의해 발생하며, 또한 상기 정위치에 위치하고 있는 가동자에 작용하는 스프링 부재의 스프링력과 균형을 이루는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 가동자가 소정 위치에 도달한 것을 검출하기만 함으로써, 모터 추력 정수의 산출이 가능해져, 추력 정수의 산출을 간단한 구성에 의해 실행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는, 검출 대상이 되는 가동자의 상태는 가동자가 소정 위치에 위치하고 있는지 여부이고, 바꿔 말하면 검지 대상이 O인지 1인지의 상태량이기 때문에, 상기 소정 위치 도달 검지부를 간단한 센서로 실현할 수 있다는 효과도 있다.

본 발명(청구항 4)에 의하면, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시에 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것으로, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 리니어 진동 모터의 운전중에, 상기 운전의 개시시의 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하기 때문에, 가동자의 위치의 연산에는 각각의 리니어 진동 모터에 대응한 정확한 값의 모터 추력 정수가 이용되게 되어, 가동자의 위치 산출의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는, 리니어 진동 모터의 운전전에 모터 추력 정수를 산출 하는 처리가 실행되기 때문에, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 연산이 실행되게 되어, 이 때문에, 시간 경과와 동시에 모터 추력 정수가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과도 있다.

본 발명(청구항 5)에 의하면, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이고, 상기 가동자 위치 연산부는 리니어 진동 모터의 운전중에, 전회의 운전의 종료시의 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 종료의 직후에 모터 추력 정수를 산출하는 처리가 실행되게 된다. 즉, 항상 최신의 리니어 진동 모터의 상태에서의 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산이 실행되게 되어, 이 때문에 시간 경과와 동시에 모터 추력 정수가 변화해도, 정밀도가 높은 위치 연산을 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는, 모터 추력 정수의 연산은 리니어 진동 모터의 운전 종료 직후에 실행되기 때문에, 모터 온도가 실제의 리니어 진동 모터의 운전시의 온도와 거의 동일인 상태에서 모터 추력 정수가 산출되게 된다. 즉, 모터 추력 정수는 온도에 따라 변화하지만, 실제로 모터가 동작할 때의 온도로 추력 정수를 산출함으로서, 리니어 진동 모터의 운전시의 정확한 모터 추력 정수를 취득할 수 있어, 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 보다 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는, 모터 추력 정수의 산출을 리니어 진동 모터의 운전 정지 후에 실행하기 때문에, 리니어 진동 모터의 동작을 방해하지 않고, 모터 추력 정수를 산출할 수 있다는 효과도 있다.

본 발명(청구항 6)에 의하면, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치에 있어서, 상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 추력 정수 산출부에 의해 산출된 모터 추력 정수 및 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 리니어 진동 모터 운전중의 위치 연산으로 이용하는 모터 추력 정수를 추정하는 모터 추력 정수 추정부를 구비하고, 상기 모터 드라이버는, 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시 혹은 운전 종료시에, 또는 그 운전 개시시 및 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것으로, 상기 모터 추력 정수 추정부는 상기 리니어 진동 모터의 비운전시에는, 상기 비운전 모드로 산출된 모터 추력 정수와, 상기 모터 추력 정수가 산출되었을 때에, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 모터 추력 정수의 관계를 유도하고, 상기 리니어 진동 모터의 운전시에는, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 모터 추력 정수의 관계로부터 상기 리니어 진동 모터의 운전 상태에서의 모터 추력 정수를 추정하는 것이며, 상기 가동자 위치 연산부는 상기 리니어 진동 모터의 운전중에, 상 기 추정된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것을 특징으로 하기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전 상태로 실행되는 가동자의 위치 연산에는 정확한 모터 추력 정수가 이용되게 되어, 가동자의 위치의 연산의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는, 실제로 리니어 진동 모터가 동작하고 있을 때의 모터 온도로부터 운전 상태에서의 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 추정하고 있기 때문에, 리니어 진동 모터의 온도 변화가 큰 상태라도 정확한 추력 정수를 이용하여, 가동자의 위치 연산을 높은 정밀도로 실행할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명(청구항 7)에 따른 공기 조화기에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 비해, 마찰 손실을 저감시킬 수 있고, 또한 냉매의 고압과 저압의 밀봉성이 상승하여 압축기 효율이 상승한다. 또한, 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 회전형 모터에서는 필요 불가결하던 윤활용 오일을 대폭 저감할 수 있어, 재생성이 높아질 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 저감하기 때문에, 압축기에 충전되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는, 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수 를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 공기 조화기의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명(청구항 8)에 따른 냉장고에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 비해, 마찰 손실을 저감시킬 수 있고, 또한 냉매의 고압과 저압의 밀봉성이 상승하여 압축기 효율이 상승한다. 또한, 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 회전형 모터에서는 필요 불가결하던 윤활용 오일을 대폭 저감할 수 있어, 재생성이 높아질 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 저감하기 때문에, 압축기에 충전되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는, 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출한 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간 극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 냉장고의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명(청구항 9)에 따른 극저온 냉동기에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 비해, 마찰 손실을 저감시킬 수 있고, 또한 냉매의 고압과 저압의 밀봉성이 상승하여 압축기 효율이 상승한다. 또한, 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 회전형 모터에서는 필요 불가결하던 윤활용 오일을 대폭 저감할 수 있어, 재생성이 높아질 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 저감하기 때문에, 압축기에 충전되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는 상기 산출된 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모드의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 극저온 냉동기의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명(청구항 10)에 따른 급탕기에 의하면, 실린더 및 피스톤을 갖고, 상 기 피스톤의 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 급탕기로서, 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 구동하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비하며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 종래의 회전형 모터에 비해, 마찰 손실을 저감시킬 수 있고, 또한 냉매의 고압과 저압의 밀봉성이 상승하여 압축기 효율이 상승한다. 또한, 마찰 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 회전형 모터에서는 필요 불가결하던 윤활용 오일을 대폭 저감할 수 있어, 재생성이 높아질 뿐만 아니라, 오일에 용해되는 냉매량이 저감하기 때문에, 압축기에 충전되는 냉매량을 삭감할 수 있어, 지구 환경의 보전에도 공헌할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는, 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는, 상기 산출된 모터 추력 정수를 이용하여 리니어 진동 모터의 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 압축기의 운전중에는 피스톤의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 피스톤과 실린더 헤드의 간극을 삭감하여, 리니어 압축기의 소형화, 나아가서는 급탕기의 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명(청구항 11)에 따른 휴대 전화에 의하면, 진동을 발생시키는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동 제어하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화로서, 상기 리니어 진동 모터는 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이며, 상기 모터 구동 장치는 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하기 때문에, 진동수와 진폭(진동)의 크기라는 2개의 자유도로 진동을 외부에 전달할 수 있어, 이 때문에, 종래의 회전형 모터를 이용하여 진동을 발생시키는 경우에 비해, 진동의 변화가 다채로운 것으로 할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치는 리니어 진동 모터의 비운전 모드로 모터 추력 정수를 산출하고, 리니어 진동 모터의 운전 모드에서는 상기 산출된 모터 추력 정수를 이용하여 가동자의 위치를 산출하기 때문에, 리니어 진동 모터의 운전중에는 가동자의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 이로써, 가동자와 그 주변 부재의 간극을 삭감하여, 리니어 진동 모터의 소형화, 나아가서는 휴대 전화의 소형화를 도모할 수 있다.

Claims (11)

1. 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치에 있어서,

   상기 리니어 진동 모터에 그 운전이 실행되도록 구동 전압을 인가하는 운전 모드와, 상기 리니어 진동 모터에 그 가동자의 추력이 발생하도록 직류 전압을 인가하는 비운전 모드를 갖는 모터 드라이버와,

   상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 추력 정보 출력부와,

   상기 추력 정보가 나타내는 추력을 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 리니어 진동 모터에 공급되는 직류 전류로 나누는 연산을 실행하여, 상기 리니어 진동 모터의 모터 추력 정수를 산출하는 추력 정수 산출부와,

   상기 산출된 모터 추력 정수에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 가동자 위치 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 상기 가동자가 이동한 거리를 검출하는 이동 거리 검출부를 구비하고,

   상기 추력 정보 출력부는, 상기 이동 거리 검출부에 의해 검출된 가동자의 이동 거리와, 상기 스프링 부재의 스프링 정수를 곱하는 연산에 의해, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하는 가동자의 추력을 결정하며, 결정된 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 가동자가, 상기 가동자에 상기 스프링 부재의 스프링력이 작용하지 않는 중립 위치로부터 소정 거리 떨어진 정위치에 도달했을 때, 상기 가동자가 상기 정위치에 도달한 것을 나타내는 검지 신호를 출력하는 가동자 위치 검지부를 구비하고,

   상기 추력 정보 출력부는, 상기 검지 신호를 수신했을 때, 상기 리니어 진동 모터로의 직류 전압의 인가에 의해 발생하고, 또한 상기 정위치에 위치하고 있는 가동자에 작용하는 스프링 부재의 스프링력과 균형을 이루는 가동자의 추력을 나타내는 추력 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이고,

   상기 가동자 위치 연산부는 상기 리니어 진동 모터의 운전중에, 상기 운전의 개시시의 비운전 모드에서 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이고,

   상기 가동자 위치 연산부는 리니어 진동 모터의 운전중에, 전회의 운전의 종료시의 비운전 모드에서 산출된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 리니어 진동 모터의 온도를 검출하는 온도 검출부와,

   상기 추력 정수 산출부에 의해 산출된 모터 추력 정수 및 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 리니어 진동 모터 운전중인 위치 연산으로 이용하는 모터 추력 정수를 추정하는 모터 추력 정수 추정부를 구비하고,

   상기 모터 드라이버는 상기 리니어 진동 모터의 운전 개시시 혹은 운전 종료시에, 또는 그 운전 개시시 및 운전 종료시에, 상기 모터 추력 정수의 산출이 실행되도록, 그 동작 모드가 일시적으로 상기 비운전 모드로 되는 것이며,

   상기 모터 추력 정수 추정부는,

   상기 리니어 진동 모터의 비운전시에는, 상기 비운전 모드에서 산출된 모터 추력 정수와, 상기 모터 추력 정수가 산출되었을 때에 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 그 모터 추력 정수의 관계를 유도하고,

   상기 리니어 진동 모터의 운전시에는, 상기 온도 검출부에 의해 검출된 온도에 기초하여, 상기 리니어 진동 모터의 온도와 모터 추력 정수의 관계로부터, 상기 리니어 진동 모터의 운전 상태에서의 모터 추력 정수를 추정하는 것이며,

   상기 가동자 위치 연산부는 상기 리니어 진동 모터의 운전중에, 상기 추정된 모터 추력 정수를 이용하여, 상기 가동자의 위치를 산출하는 위치 연산을 실행하는 것인 것을 특징으로 하는

   모터 구동 장치.
7. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 공기 조화기에 있어서,

   왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

   상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

   상기 모터 구동 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

   공기 조화기.
8. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서,

   왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

   상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

   상기 모터 구동 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

   냉장고.
9. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 극저온 냉동기에 있어서,

   왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

   상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

   상기 모터 구동 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

   극저온 냉동기.
10. 실린더 및 피스톤을 갖고, 상기 피스톤의 왕복 운동에 의해 실린더내의 유체를 압축하는 압축기를 구비한 급탕기에 있어서,

    왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖고, 상기 피스톤을 왕복 운동시키는 리니어 진동 모터와,

    상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비하고,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    급탕기.
11. 진동을 발생하는 리니어 진동 모터와, 상기 리니어 진동 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 구비한 휴대 전화에 있어서,

    상기 리니어 진동 모터는 왕복 운동 가능하게 설치된 가동자와, 상기 가동자를 지지하는 스프링 부재를 갖는 것이고,

    상기 모터 구동 장치는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 장치인 것을 특징으로 하는

    휴대 전화.

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