JPH08331827A - リニア振動モータ - Google Patents
リニア振動モータInfo
- Publication number
- JPH08331827A JPH08331827A JP13444295A JP13444295A JPH08331827A JP H08331827 A JPH08331827 A JP H08331827A JP 13444295 A JP13444295 A JP 13444295A JP 13444295 A JP13444295 A JP 13444295A JP H08331827 A JPH08331827 A JP H08331827A
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- JP
- Japan
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- mover
- coil
- electromagnet
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- vibration
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動エネルギーが小さくてすむ上に安定した
往復振動を得ることができる。 【構成】 電磁石又は永久磁石からなる固定子１と、永
久磁石又は電磁石を備えるとともにばね支持されている
可動子２と、可動子２の往復振動の移動方向反転時の検
出手段と、該検出手段の出力に応じたタイミングで電磁
石のコイル１１への電力供給を行う制御手段とからな
る。コイル１１への通電を可動子２の動きに即した時点
で行うことができる。
往復振動を得ることができる。 【構成】 電磁石又は永久磁石からなる固定子１と、永
久磁石又は電磁石を備えるとともにばね支持されている
可動子２と、可動子２の往復振動の移動方向反転時の検
出手段と、該検出手段の出力に応じたタイミングで電磁
石のコイル１１への電力供給を行う制御手段とからな
る。コイル１１への通電を可動子２の動きに即した時点
で行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リニアモータで往復振
動を生じさせるリニア振動モータに関するものである。
動を生じさせるリニア振動モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リニアモータを往復振動の発生源とする
ことが特開平２−５２６９２号公報に示されている。往
復式電気かみそりの駆動源として用いられているこのリ
ニア振動モータは、棒状永久磁石からなる可動子と、Ｕ
字形鉄芯の各片に夫々コイルを巻回した固定子とからな
る単相同期モータとして形成されており、全波整流回路
によって交流周波数の２倍の周波数の直流電圧をコイル
に供給して、可動子に往復動を行わせている。
ことが特開平２−５２６９２号公報に示されている。往
復式電気かみそりの駆動源として用いられているこのリ
ニア振動モータは、棒状永久磁石からなる可動子と、Ｕ
字形鉄芯の各片に夫々コイルを巻回した固定子とからな
る単相同期モータとして形成されており、全波整流回路
によって交流周波数の２倍の周波数の直流電圧をコイル
に供給して、可動子に往復動を行わせている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この場合、可動子を往
復移動させて振動を発生させるにあたり、強い電磁力が
必要であるが、可動子をばね支持することでばね振動系
として構成し、このばね振動系の固有振動数に同期させ
て駆動を行えば、駆動に必要なエネルギーの低減を図る
ことができる。
復移動させて振動を発生させるにあたり、強い電磁力が
必要であるが、可動子をばね支持することでばね振動系
として構成し、このばね振動系の固有振動数に同期させ
て駆動を行えば、駆動に必要なエネルギーの低減を図る
ことができる。
【０００４】しかし、このような駆動を行った時には、
負荷変動などで振動に乱れが生じた時、可動子の動き
と、可動子に与える力とがずれて、円滑な駆動ができな
い場合がある。本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、駆動
エネルギーが小さくてすむ上に安定した往復振動を得る
ことができるリニア振動モータを提供するにある。
負荷変動などで振動に乱れが生じた時、可動子の動き
と、可動子に与える力とがずれて、円滑な駆動ができな
い場合がある。本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、駆動
エネルギーが小さくてすむ上に安定した往復振動を得る
ことができるリニア振動モータを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかして本発明に係るリ
ニア振動モータは、電磁石又は永久磁石からなる固定子
と、永久磁石又は電磁石を備えるとともにばね支持され
ている可動子と、可動子の往復振動の移動方向反転時の
検出手段と、該検出手段の出力に応じて電磁石のコイル
への電力供給タイミングを制御する制御手段とからなる
ことに特徴を有している。
ニア振動モータは、電磁石又は永久磁石からなる固定子
と、永久磁石又は電磁石を備えるとともにばね支持され
ている可動子と、可動子の往復振動の移動方向反転時の
検出手段と、該検出手段の出力に応じて電磁石のコイル
への電力供給タイミングを制御する制御手段とからなる
ことに特徴を有している。
【０００６】この点に加えて、可動子の往復振動におけ
る移動方向の検出手段も設けて、該検出手段の出力に応
じて制御手段がコイルに供給する電流方向を制御するも
のであってもよい。
る移動方向の検出手段も設けて、該検出手段の出力に応
じて制御手段がコイルに供給する電流方向を制御するも
のであってもよい。
【０００７】
【作用】本発明にあっては、コイルへの電力供給を可動
子の動きに即した時点で行うことができて、可動子の駆
動を効率良く行うことができる。また、可動子の往復振
動における移動方向の検出手段も設けて、該検出手段の
出力に応じてコイルに供給する電流方向を制御する時、
振動中の可動子に対して誤った方向に駆動力を与えてし
まって振動にブレーキをかけてしまう事態が生じるのを
防ぐことができる。
子の動きに即した時点で行うことができて、可動子の駆
動を効率良く行うことができる。また、可動子の往復振
動における移動方向の検出手段も設けて、該検出手段の
出力に応じてコイルに供給する電流方向を制御する時、
振動中の可動子に対して誤った方向に駆動力を与えてし
まって振動にブレーキをかけてしまう事態が生じるのを
防ぐことができる。
【０００８】
【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て詳述する。まず、リニア振動モータの構造の一例につ
いて説明すると、図４及び図５は、往復式電気かみそり
用としてのリニア振動モータを示しており、固定子１と
可動子２（図では２つの可動子２１，２２）、そしてフ
レーム３とから構成されている。
て詳述する。まず、リニア振動モータの構造の一例につ
いて説明すると、図４及び図５は、往復式電気かみそり
用としてのリニア振動モータを示しており、固定子１と
可動子２（図では２つの可動子２１，２２）、そしてフ
レーム３とから構成されている。
【０００９】固定子１は、磁性材料の焼結体や磁性材料
の鉄板を積層したＥ字形ヨーク１０と、このヨーク１０
の中央片に巻回されたコイル１１とからなるもので、ヨ
ーク１０の両端面からは夫々ピン１２が突設されてい
る。上記固定子１が固着されるフレーム３は、一対の両
側板３０，３０の各端部の下部間を夫々底板３１，３１
で連結した断面Ｕ字形に構成されたもので、上記固定子
１はそのピン１２が側板３０に形成された固定溝３２に
はめ付けられて溶接やかしめによってフレーム３に固定
される。
の鉄板を積層したＥ字形ヨーク１０と、このヨーク１０
の中央片に巻回されたコイル１１とからなるもので、ヨ
ーク１０の両端面からは夫々ピン１２が突設されてい
る。上記固定子１が固着されるフレーム３は、一対の両
側板３０，３０の各端部の下部間を夫々底板３１，３１
で連結した断面Ｕ字形に構成されたもので、上記固定子
１はそのピン１２が側板３０に形成された固定溝３２に
はめ付けられて溶接やかしめによってフレーム３に固定
される。
【００１０】２種の可動子２１，２２は、図５に示すよ
うに、いずれも合成樹脂製の被駆動体２３，２３の下面
に非磁性金属板からなる補強プレート２５とバックヨー
ク２６とを介して永久磁石２０を固着したもので、可動
子２１の被駆動体２３は、平面形状が口字形に構成さ
れ、補強プレート２５とバックヨーク２６と永久磁石２
０は被駆動体２３の両側片の各下面に設けられており、
また両側の補強プレート２５は一体に形成されている。
なお、補強プレート２５は被駆動体２３にインサート成
形（アウトサート成形）によって一体化されている。図
中２４は被駆動体２３に一体に設けられるとともに往復
式電気かみそりにおける内刃が連結される連結部であ
る。
うに、いずれも合成樹脂製の被駆動体２３，２３の下面
に非磁性金属板からなる補強プレート２５とバックヨー
ク２６とを介して永久磁石２０を固着したもので、可動
子２１の被駆動体２３は、平面形状が口字形に構成さ
れ、補強プレート２５とバックヨーク２６と永久磁石２
０は被駆動体２３の両側片の各下面に設けられており、
また両側の補強プレート２５は一体に形成されている。
なお、補強プレート２５は被駆動体２３にインサート成
形（アウトサート成形）によって一体化されている。図
中２４は被駆動体２３に一体に設けられるとともに往復
式電気かみそりにおける内刃が連結される連結部であ
る。
【００１１】そして上記両可動子２１，２２は、その両
端が前記フレーム３に板ばね４，４を介して連結され
る。ここにおける板ばね４は、金属板４’からの打ち抜
きによって形成されるとともに、フレーム３への固定部
に支持板４０が、可動子２１，２２への固定部に連結板
４３が夫々取り付けられたもので、可動子２２に連結さ
れる中央の板ばね部４１と、可動子２１に連結される左
右一対の板ばね部４２，４２とが支持板４０の部分にお
いて一体につながっており、支持板４０をフレーム３の
両端に溶接等の手段で固定し、各連結板４３を可動子２
１，２２の補強プレート２５の端部に溶接等の手段で固
定した時、両可動子２１，２２はフレーム３から吊り下
げられた形態となるとともに、平面形状が口字形の可動
子２１内に可動子２２の連結部２４が位置する。また、
可動子２１内面のばね受け部２６，２６と可動子２２の
連結部２４のばね受け部２７，２７との間には、可動子
２１，２２の往復動方向において、圧縮コイルばねから
なる対のばね部材２８，２８が配設される。
端が前記フレーム３に板ばね４，４を介して連結され
る。ここにおける板ばね４は、金属板４’からの打ち抜
きによって形成されるとともに、フレーム３への固定部
に支持板４０が、可動子２１，２２への固定部に連結板
４３が夫々取り付けられたもので、可動子２２に連結さ
れる中央の板ばね部４１と、可動子２１に連結される左
右一対の板ばね部４２，４２とが支持板４０の部分にお
いて一体につながっており、支持板４０をフレーム３の
両端に溶接等の手段で固定し、各連結板４３を可動子２
１，２２の補強プレート２５の端部に溶接等の手段で固
定した時、両可動子２１，２２はフレーム３から吊り下
げられた形態となるとともに、平面形状が口字形の可動
子２１内に可動子２２の連結部２４が位置する。また、
可動子２１内面のばね受け部２６，２６と可動子２２の
連結部２４のばね受け部２７，２７との間には、可動子
２１，２２の往復動方向において、圧縮コイルばねから
なる対のばね部材２８，２８が配設される。
【００１２】このように構成されたリニア振動モータに
おいて、可動子２に設けられた永久磁石２０は、前記固
定子１に所定のギャップを介して上下に対向するととも
に、可動子２の往復動方向に着磁されており、図２に示
すように、固定子１のコイル１１に流す電流の方向に応
じて、板ばね４を撓ませつつ左右に移動するものであ
り、コイル１１に流す電流の方向を適宜なタイミングで
切り換えることによって、可動子２に往復振動を行わせ
ることができる。
おいて、可動子２に設けられた永久磁石２０は、前記固
定子１に所定のギャップを介して上下に対向するととも
に、可動子２の往復動方向に着磁されており、図２に示
すように、固定子１のコイル１１に流す電流の方向に応
じて、板ばね４を撓ませつつ左右に移動するものであ
り、コイル１１に流す電流の方向を適宜なタイミングで
切り換えることによって、可動子２に往復振動を行わせ
ることができる。
【００１３】また、ここでは可動子２１に設けた永久磁
石２０の磁極の並びと、可動子２２に設けた永久磁石２
０の磁極の並びとを逆としているために、両可動子２
１，２２は位相が１８０°異なる往復振動を行う。この
時、ばね部材２８，２８が圧縮伸長されることから、図
２に示したばね系は、板ばね４とばね部材２８とによっ
て構成（厳密には磁気吸引力によるばね定数成分が更に
加わる）されている。
石２０の磁極の並びと、可動子２２に設けた永久磁石２
０の磁極の並びとを逆としているために、両可動子２
１，２２は位相が１８０°異なる往復振動を行う。この
時、ばね部材２８，２８が圧縮伸長されることから、図
２に示したばね系は、板ばね４とばね部材２８とによっ
て構成（厳密には磁気吸引力によるばね定数成分が更に
加わる）されている。
【００１４】ところで、このようなばね系を有する振動
系を振動させるにあたっては、振動系が有する固有振動
数に同期させて振動させること、つまり共振状態とする
ことが安定した振動の実現の点や駆動エネルギーの低減
の点で好ましいことから、このような駆動を行うため
に、ここでは可動子２１にセンシング用磁石２９を取り
付けるとともにフレーム３に設けた取付部３４に図２に
示すセンシング用巻線からなるセンサー３９を取り付け
て、可動子２１の振動に伴ってセンサー３９に誘起され
る電流（電圧）を基に、制御出力部５がコイル１１に流
す電流を制御している。なお、図示例では、駆動電流量
の制御はＰＷＭ制御によっており、電流量は通電時間内
において徐々に増加させるようにしている。
系を振動させるにあたっては、振動系が有する固有振動
数に同期させて振動させること、つまり共振状態とする
ことが安定した振動の実現の点や駆動エネルギーの低減
の点で好ましいことから、このような駆動を行うため
に、ここでは可動子２１にセンシング用磁石２９を取り
付けるとともにフレーム３に設けた取付部３４に図２に
示すセンシング用巻線からなるセンサー３９を取り付け
て、可動子２１の振動に伴ってセンサー３９に誘起され
る電流（電圧）を基に、制御出力部５がコイル１１に流
す電流を制御している。なお、図示例では、駆動電流量
の制御はＰＷＭ制御によっており、電流量は通電時間内
において徐々に増加させるようにしている。
【００１５】すなわち、センサー３９に誘起される電流
の電圧は、図１に示すように、可動子２の振幅の大きさ
や位置、振動の速度、振動の方向等に応じて変化する。
つまり、可動子２がその往復動の振幅の一端に達した
時、磁石２９の動きが止まって磁束の変化がなくなるた
めにセンサー３９の出力は零となり、振幅中央位置に達
した時、可動子２の速度が最大となるとともにセンサー
３９の出力電圧も最大となる。従って、上記零点を移動
方向反転時点（死点到達時点）として検出することがで
き、センサー３９出力の極性から可動子２の移動方向を
検出することができる。
の電圧は、図１に示すように、可動子２の振幅の大きさ
や位置、振動の速度、振動の方向等に応じて変化する。
つまり、可動子２がその往復動の振幅の一端に達した
時、磁石２９の動きが止まって磁束の変化がなくなるた
めにセンサー３９の出力は零となり、振幅中央位置に達
した時、可動子２の速度が最大となるとともにセンサー
３９の出力電圧も最大となる。従って、上記零点を移動
方向反転時点（死点到達時点）として検出することがで
き、センサー３９出力の極性から可動子２の移動方向を
検出することができる。
【００１６】ここで、検出した移動方向反転時ｔ1 から
所定の時間ｔのタイミングで電流を流すことによって、
可動子２の駆動を効率良く行えるものとして必要な電流
量を抑えている。また、検出した移動方向に応じた方向
に電流を流すことで、駆動電流がブレーキとなってしま
うような事態が生じるのを防いでいる。なお、移動方向
の検出は必ずしも必要としない。与えた駆動電流によっ
て可動子２の移動方向が判明している上に、移動方向の
反転に伴って移動方向が順次変わることから、次の駆動
電流の方向を順次切り換えればよいからである。しか
し、移動方向の確認を行うことによって、より確実な駆
動を行えるものとなり、過負荷がかかったことによる一
時的な停止が生じたりしても、適切な方向に電流を流す
ことができる。
所定の時間ｔのタイミングで電流を流すことによって、
可動子２の駆動を効率良く行えるものとして必要な電流
量を抑えている。また、検出した移動方向に応じた方向
に電流を流すことで、駆動電流がブレーキとなってしま
うような事態が生じるのを防いでいる。なお、移動方向
の検出は必ずしも必要としない。与えた駆動電流によっ
て可動子２の移動方向が判明している上に、移動方向の
反転に伴って移動方向が順次変わることから、次の駆動
電流の方向を順次切り換えればよいからである。しか
し、移動方向の確認を行うことによって、より確実な駆
動を行えるものとなり、過負荷がかかったことによる一
時的な停止が生じたりしても、適切な方向に電流を流す
ことができる。
【００１７】検出手段として、上記実施例では移動方向
と移動方向反転時点とを検出することができるセンシン
グ用磁石２９と巻線からなるセンサー３９との組み合わ
せを用いたが、これに限るものではない。例えばセンシ
ング用磁石２９と磁気感応素子からなるセンサー３９と
の組み合わせ、図４及び図５の実施例に示しているスリ
ット板６０と光学的検知素子３８等を、検知対象に応じ
て用いることができる。もっとも可動子２の振動の妨げ
となることがない非接触式のものであることが望まし
い。
と移動方向反転時点とを検出することができるセンシン
グ用磁石２９と巻線からなるセンサー３９との組み合わ
せを用いたが、これに限るものではない。例えばセンシ
ング用磁石２９と磁気感応素子からなるセンサー３９と
の組み合わせ、図４及び図５の実施例に示しているスリ
ット板６０と光学的検知素子３８等を、検知対象に応じ
て用いることができる。もっとも可動子２の振動の妨げ
となることがない非接触式のものであることが望まし
い。
【００１８】また、負荷変動が大きく、このために往復
振動の振幅が変化しやすいものにおいては、可動子２の
変位、速度、加速度のうちの少なくとも一つを検出する
検出手段を設けて、該検出手段の出力に応じてコイル１
１への供給電力量の制御を行うことを併用してもよい。
何らかの原因で振幅が変化しても、この振幅変化を検出
することができる上に、この振幅変化に応じた電力供給
（例えば通電時間Ｔの調整）により、振幅の一定化を図
ることができる。この場合、前記時間ｔは、検出された
可動子２の速度や加速度に応じて調整される値であって
もよい。
振動の振幅が変化しやすいものにおいては、可動子２の
変位、速度、加速度のうちの少なくとも一つを検出する
検出手段を設けて、該検出手段の出力に応じてコイル１
１への供給電力量の制御を行うことを併用してもよい。
何らかの原因で振幅が変化しても、この振幅変化を検出
することができる上に、この振幅変化に応じた電力供給
（例えば通電時間Ｔの調整）により、振幅の一定化を図
ることができる。この場合、前記時間ｔは、検出された
可動子２の速度や加速度に応じて調整される値であって
もよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明においては、可動子
の往復振動の移動方向反転時の検出手段の出力に応じた
タイミングで制御手段が電磁石のコイルへの電力供給を
行うために、コイルへの通電を可動子の動きに即した時
点で行うことができるものであり、可動子の動きと駆動
力を与えるタイミングとの間にずれが生じたりすること
がなく、ばね系による動きを有効に利用したタイミング
で駆動することができ、可動子を含むばね振動系の固有
振動数で可動子を往復振動させることが容易に行えるも
のであり、可動子の駆動を効率良く行うことができると
ともに必要な駆動電力の低減を図ることができる。
の往復振動の移動方向反転時の検出手段の出力に応じた
タイミングで制御手段が電磁石のコイルへの電力供給を
行うために、コイルへの通電を可動子の動きに即した時
点で行うことができるものであり、可動子の動きと駆動
力を与えるタイミングとの間にずれが生じたりすること
がなく、ばね系による動きを有効に利用したタイミング
で駆動することができ、可動子を含むばね振動系の固有
振動数で可動子を往復振動させることが容易に行えるも
のであり、可動子の駆動を効率良く行うことができると
ともに必要な駆動電力の低減を図ることができる。
【００２０】また可動子の往復振動における移動方向の
検出手段も設けて、該検出手段の出力に応じてコイルに
供給する電流方向を制御する時には、振動中の可動子に
対して誤った方向に駆動力を与えてしまって振動にブレ
ーキをかけてしまう事態が生じるのを防ぐことができる
ものであり、振動の安定化及び省電力化を図ることがで
きる。
検出手段も設けて、該検出手段の出力に応じてコイルに
供給する電流方向を制御する時には、振動中の可動子に
対して誤った方向に駆動力を与えてしまって振動にブレ
ーキをかけてしまう事態が生じるのを防ぐことができる
ものであり、振動の安定化及び省電力化を図ることがで
きる。
【図１】本発明の一実施例の動作を示すタイムチャート
である。
である。
【図２】同上の概略図である。
【図３】同上のブロック図である。
【図４】同上の具体例の分解斜視図である。
【図５】同上の可動子の分解斜視図である。
１ 固定子 ２ 可動子 ３ フレーム ５ 制御出力部 １１ コイル ３９ センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウデ クロード フランス国 25000 ブザンソン 78 ア ベニュー クレマンソー ムービング マ グネット テクノロジーズ ソシエテ ア ノニム内 (72)発明者 プルーダム ダニエル フランス国 25000 ブザンソン 78 ア ベニュー クレマンソー ムービング マ グネット テクノロジーズ ソシエテ ア ノニム内
Claims (2)
- 【請求項１】 電磁石又は永久磁石からなる固定子と、
永久磁石又は電磁石を備えるとともにばね支持されてい
る可動子と、可動子の往復振動の移動方向反転時の検出
手段と、該検出手段の出力に応じて電磁石のコイルへの
電力供給タイミングを制御する制御手段とからなること
を特徴とするリニア振動モータ。 - 【請求項２】 可動子の往復振動における移動方向の検
出手段を備えており、制御手段は該検出手段の出力に応
じてコイルに供給する電流方向を制御するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のリニア振動モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13444295A JP3382062B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | リニア振動モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13444295A JP3382062B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | リニア振動モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08331827A true JPH08331827A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3382062B2 JP3382062B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=15128456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13444295A Expired - Lifetime JP3382062B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | リニア振動モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382062B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8680723B2 (en) | 2011-03-07 | 2014-03-25 | Johnson Electric S.A. | Linear actuator |
| CN114123702A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 广东辉达电器有限公司 | 一种无刷电磁悬浮振动电机 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP13444295A patent/JP3382062B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8680723B2 (en) | 2011-03-07 | 2014-03-25 | Johnson Electric S.A. | Linear actuator |
| CN114123702A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-01 | 广东辉达电器有限公司 | 一种无刷电磁悬浮振动电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3382062B2 (ja) | 2003-03-04 |
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