CN102420516B - 振动式线性致动器 - Google Patents

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Abstract

一种振动式线性致动器，所述振动式线性致动器包括：磁极形成部，其包括电磁体和基部；磁块，各磁块包括被电磁体吸引或者排斥而往复运动的磁体；弹性悬架部，其用于支撑磁块；和至少一个联接弹簧部，其以使磁块能够往复运动的方式联接磁块。各弹性悬架部分别包括上延伸部、下延伸部以及一体地设置在上延伸部与下延伸部之间的弹性板部。分别在上延伸部与弹性板部之间的连续部处形成凹部，且各凹部朝向磁块凹陷。在磁块往复运动期间，连续部上的应力集中能够通过凹部缓和。因此，能够防止弹性板部损坏而又不会使致动器的尺寸变大。

Description

振动式线性致动器
技术领域
本发明涉及振动式线性致动器，所述振动式线性致动器例如能够用作电动剃须刀的驱动源。
背景技术
在专利文献1(日本特开2005-354879)中公开了传统的振动式线性致动器。如图7至图9中所示，该振动式线性致动器50包括具有电磁体52的定子块51、均具有与电磁体52相对地布置的永磁体61的两个移动元件60、分别连接移动元件60与定子块51的两对连接板70、和联接两个移动元件60的一对联接弹簧部80。
定子块51中的电磁体52的磁极面布置在与两个移动元件60中的永磁体61相对的位置处。
各移动元件60均包括移动侧壳体64并且均与一对连接板70一体地形成，使得每一个移动元件60由于与该移动元件对应的一对连接板70的偏转而在该移动元件的往复方向(M方向)上独立地往复运动。移动元件60的两个永磁体61与定子块51的电磁体52的磁极面相对地布置且其间具有预定的间隙。永磁体61中的一个布置成极性与永磁体61中的另一个极性相反，从而它们分别受到由电磁体52产生的磁场引起的相反磁力(吸引力和排斥力)的作用。因此，在电磁体52被通电时，相反的驱动力分别沿往复方向(M方向)施加到移动元件60。
成对的连接板70分别布置于移动元件60的两端。连接板70与移动元件60的移动侧构件64一体地形成。各连接板70包括上延伸部73、下延伸部74和形成在上延伸部73与下延伸部74之间的弹性板部71。连接板70是用于支撑移动元件60的弹性悬架部。上延伸部73与移动侧壳体64连接，并且下延伸部74与定子块51的固定侧基部54连接。弹性板部71由彼此平行且具有预定距离的两个弹簧板71a和71b构成，并且弹性板部71将上延伸部73与下延伸部74连接。在上延伸部73与弹簧板71b(弹性板部71)之间的连续部76形成为具有小曲率的简单弯曲状，如图7和图8所示。
各联接弹簧部80具有C环形状并且分别仅在C环的两端处与一对移动元件60连接。联接弹簧部80中的每一个均关于该对移动元件60之间的中心面具有对称形状。
在上述构造中，在电磁体52被通电后，在电磁体52的磁极面上产生的极性交替变化。结果，由于电磁体52与永磁体61之间的电磁力而产生彼此相反的驱动力，且该驱动力被交替施加到该对移动元件60。因此，该对移动元件60由于连接板70的偏转而以相反的相位往复运动。另外，联接弹簧部80向两个移动元件60施加弹性恢复力以限制移动元件60的振动。结果，限制了该对移动元件60的振动波动，从而所述对移动元件60以预定的恒定幅度往复运动。
发明内容
但是，由于连接板的连续部76形成为具有小曲率的简单弯曲状，所以当移动元件60往复运动时在连续部76处产生应力集中。因此，连续部76(连接板70)可能由于应力集中而被损坏。
因此，可以将连续部76形成为具有大曲率的弯曲状。但是，在该情况中，连接板70朝向两侧突出，使得致动器的尺寸变大。
因此，本发明的目的在于提供能够如下的振动式线性致动器：能够缓和在该振动式线性致动器的移动元件往复运动时、在该振动式线性致动器的连接板(弹性悬架部)的连续部上的应力集中，以防止连接板损坏，同时不增大尺寸。
本发明的方面提供了振动式线性致动器，包括：磁极形成部，其包括在被通电时能够交替地产生不同极性的电磁体和所述电磁体固定到的基部；至少两个磁块，各所述磁块被与所述磁极形成部相对地布置并且包括被产生于所述磁极形成部的极性吸引或者排斥的磁体，并且各所述磁块相对于所述磁极形成部往复运动；至少两个弹性悬架部，其分别以各所述磁块能够往复运动的方式支撑所述至少两个磁块；和至少一个联接弹簧部，其以使各所述磁块能够往复运动的方式联接所述至少两个磁块。各所述弹性悬架部均包括分别与各所述磁块的两侧连接的上延伸部、分别与所述磁极形成部的基部的两侧连接的下延伸部以及分别一体地设置在所述上延伸部与所述下延伸部之间的弹性板部。另外，分别在所述上延伸部与所述弹性板部之间的连续部处形成凹部，且各所述凹部朝向各所述磁块凹陷。
根据本发明的方面，弹性悬架部分别将磁块与磁极形成部连接。在磁块由于磁极形成部的电磁体的通电而往复运动时，应力由于该往复运动而施加到弹性悬架部。弹性悬架部包括上延伸部和下延伸部以及设置在上延伸部与下延伸部之间的弹性板部。另外，在上延伸部与弹性板部之间的连续部处形成凹部。因此，在连续部处形成凹部的大的弯曲，并且上延伸部和弹性板部通过该大的弯曲相互连接。由于该大的弯曲，缓和了连续部处的应力，从而能够防止弹性部在连续部处被损坏。
另外，由于在弹性悬架部的连续部处形成凹部，所以型模的用于形成连续部的模制部能够制成较厚。因此，能够提高型模的强度。
另外，由于凹部形成为朝向磁块凹陷，所以能够防止致动器的尺寸变大。
优选的是，各所述凹部包括：凹陷相对面，其从各所述磁块的与所述弹性板部的各中间部相对的相对面向内凹陷；和弯曲面，其从所述凹陷相对面的端部向各所述弹性板部连续延伸。
进一步优选的是，所述弯曲面具有位于所述磁块附近的倾斜面部。
替代地，进一步优选的是，所述弯曲面具有位于所述弹性板部附近的倾斜面部。
附图说明
图1是根据实施方式的振动式线性致动器的立体图；
图2是振动式线性致动器的正视图；
图3是振动式线性致动器的侧视图；
图4是沿图3中所示的线IV-IV截取的截面图；
图5是实施方式中的连接板的局部放大截面图；
图6是变型例中的连接板的局部放大截面图；
图7是传统的振动式线性致动器的立体图；
图8是传统的振动式线性致动器的正视图；和
图9是传统的振动式线性致动器的侧视图。
具体实施方式
下文中，将参考附图说明根据实施方式的振动式线性致动器。
如图1至图4所示，振动式线性致动器1包括具有电磁体4的定子块(磁极形成部)2、均具有与电磁体4相对地布置的永磁体12(见图2)的两个移动元件(磁块)10、分别连接移动元件10与定子块2的两对连接板(弹性悬架部)20和联接两个移动元件10的一对联接弹簧部30。应当注意，本实施方式中的联接弹簧部30被成对地设置在移动元件10的在移动元件10的往复方向上的两侧处，但是，联接弹簧部30也可以单个或者多个地设置在能够以使移动元件10能够往复运动的方式联接移动元件10的位置处。
定子块2包括由合成树脂制成的固定侧基部3。电磁体4固定到固定侧基部3。电磁体4包括由能够被磁化的材料制成的芯部5(见图4)和缠绕芯部5的线圈7，在芯部5和线圈7之间插入由不能被磁化的材料制成的线轴6。交流电被施加到线圈7。芯部5的各磁极面5a与两个移动元件10的永磁体12相对地定位。
该对移动元件10在前后方向上排列且其间具有间隙。各移动元件10包括由合成树脂制成的移动侧壳体11、永磁体12、和由能够被磁化的材料制成的背面磁轭13。驱动元件14通过螺钉等被固定于移动侧壳体11的上表面。当将振动式线性致动器1应用于电动剃须刀的驱动源时，内刀片(未示出)被附接到驱动元件14。
各移动元件10被设置成由于与该移动元件对应的一对连接板20的偏转而在该移动元件的往复方向(M方向)上独立地往复运动。移动元件10的两个永磁体12都以与电磁体4的磁极面5a之间具有预定间隙的方式与电磁体4的磁极面5a相对地布置。永磁体12中的一个被布置成与永磁体12中的另一个极性相反，从而它们分别受到由于电磁体4产生的磁场引起的相反磁力(吸引力和排斥力)的作用。因此，当电磁体4被通电时，相反的驱动力在往复方向(M方向)上分别施加到移动元件10。背面磁轭13布置于永磁体12的关于电磁体4的相反侧。
成对的连接板20由合成树脂制成，并且与移动侧壳体11一体地形成。各连接板20包括上延伸部21、下延伸部22和形成在上延伸部21与下延伸部22之间的弹性板部23。成对的上延伸部21分别与移动侧壳体11的两端相连。成对的下延伸部22与定子块2的固定侧基部3相连。附接突出部22a设置于各下延伸部22。附接突出部22a通过螺钉等被固定于定子块2的固定侧基部3。因此，各移动元件10由连接板20以举起(lifted-up)的方式支撑。
弹性板部23由彼此平行排列且具有预定距离的两个弹簧板23a和23b构成。移动元件10能够由于所述两个弹簧板23a和23b的偏转而在往复方向(M方向)上往复运动。如图2和图4所示，弹簧板23a和23b都是平的并且形成为具有与移动元件10的宽度几乎相同的宽度和与从固定侧基部3至移动元件10的高度相同的高度。在弹性板部23中，弹簧板23a布置于联接弹簧部30所在侧(即，外侧)，而弹簧板23b布置于移动侧壳体11所在侧(即，内侧)。
在本实施方式中，如图5中所示，在上延伸部21与弹簧板23b(弹性板部23)之间的连续部25处形成凹部26。凹部26朝向移动元件10(移动侧壳体11)凹陷。凹部26由从移动侧壳体11的与弹簧板23b(弹性板部23)的中间部23c相对的相对面16向内凹陷的凹陷相对面27和从凹陷相对面27的(在上延伸部21所在侧的)端部向弹簧板23b连续地延伸的弯曲面28形成。弯曲面28具有位于移动侧壳体11附近的倾斜面部。另外，凹部26形成有与移动元件10的宽度几乎相同的宽度。即，凹陷相对面27和弯曲面28的宽度都与移动元件10的宽度相同。
凹陷相对面27位于相对面16的内侧并且沿上延伸部21的宽度方向延伸。弯曲面28从凹陷相对面27的(上)端部向弹簧板23b连续地形成，并且沿上延伸部21的宽度方向延伸。通过在上延伸部21与弹簧板23b之间的连续部25处形成具有上述形状的凹部26，能够缓和在移动元件10往复运动时连续部25上的应力集中。
成对的联接弹簧部30由合成树脂制成，并且与连接板20和移动侧壳体11一体地形成。各联接弹簧部30包括两个联接基部31和布置于两个联接基部31之间的弹簧部32。两个联接基部31分别固定于两个连接板20的上延伸部21。弹簧部32具有大体上的框架形状，并且由内周侧的内弹簧部33和外周侧的外弹簧部34构成。内弹簧部33在靠近移动元件10处一体地形成于外弹簧部34的内周，并且具有外弹簧部34的大致一半的宽度。
在上述构造中，在电磁体4被通电后，在电磁体4的磁极面5a上产生的极性交替变化。结果，由于电磁体4与永磁体12之间电磁力而产生彼此相反的驱动力，且该驱动力交替地施加到该对移动元件10。因此，该对移动元件10由于连接板20的偏转而以相反的相位往复运动。另外，联接弹簧部30向移动元件10的两端施加弹性恢复力，以限制移动元件10的振动。结果，限制了该对移动元件10的振动波动，从而该对移动元件10以预定的恒定幅度往复运动。
在移动元件10往复运动时，由移动元件10的往复运动引起的应力施加于连接板20的上延伸部21。由于应力从移动元件10的移动侧壳体11传送到上延伸部21，所以应力施加到上延伸部21的连续部25。由于在连续部25处形成由凹陷相对面27和弯曲面28构成的凹部26，所以应力分散在整个凹陷相对面27与弯曲面28上。因此，施加到连续部25的应力被缓和，并且能够防止连接板20在连续部25处被损坏。
另外，由于凹部26形成于连接板20的连续部25处，所以型模的用于形成连续部25的模制部能够制成较厚。因此，能够提高型模的强度。
另外，由于凹部26被形成为朝向移动元件10凹陷，所以能够防止致动器1的尺寸变大。
图6示出了形成于连续部25处的凹部26A的变型例。与上述图5所示的实施方式类似，凹部26A形成于上延伸部21与弹簧板23b之间，并且朝向移动元件10(移动侧壳体11)凹陷。凹部26A由连续延伸的凹陷相对面27和弯曲面28A形成。
凹陷相对面27从移动侧壳体11的与弹簧板23b的中间部23c相对的相对面16向内凹陷，并且沿着上延伸部21的宽度方向延伸。弯曲面28A从凹陷相对面27的(在上延伸部21所在侧的)端部向弹簧板23b连续延伸。弯曲面28A具有位于弹簧板23a附近的倾斜面部。通过在上延伸部21与弹簧板23b之间的连续部25处形成具有上述形状的凹部26A，能够缓和在移动元件10往复运动时连续部25上的应力集中。
另外，由于凹部26A形成于连接板20的连续部25，所以型模的用于形成连续部25的模制部能够制成较厚。因此，能够提高型模的强度。
虽然上述振动式线性致动器1能够优选地应用于电动剃须刀的驱动源，但是致动器1也能够适用于其它的用途。另外，在上述实施方式中，包括电磁体4的磁极形成部(定子块)2是固定侧，而具有永磁体12的磁块(移动元件)10是可移动侧。但是，包括电磁体4的磁极形成部2可以是可移动侧，而具有永磁体12的移动元件10可以是固定侧。替代地，包括电磁体4的磁极形成部2可以是一个可移动侧，而具有永磁体12的移动元件10可以是其它的可移动侧。
虽然在上述实施方式中，凹部26(26A)沿着移动元件10的整个宽度连续地形成，但连续地形成凹部26(26A)并不是必需的。只要凹部26(26A)能够缓和应力并提高强度，能够不连续地(即，间断地)形成凹部26(26A)。
另外，在上述实施方式中，弹性悬架部(连接板)20、联接弹簧部30和移动元件10被一体地形成。但是，弹性悬架部和联接弹簧部30可以与移动元件分开地形成，然后通过螺钉等被固定于移动元件。
另外，在上述实施方式中，电磁体4固定于固定侧基部3。但是，电磁体可以通过插入弹簧材料而固定于固定侧基部。
另外，在振动式线性致动器用于驱动电动剃须刀中的剃须刀片的情况中，内刀片可以经由驱动元件往复运动，或者外刀片可以通过多个移动元件中的一个而往复运动。

Claims (4)

1.一种振动式线性致动器(1)，所述振动式线性致动器包括：
磁极形成部(2)，其包括在被通电时能够交替地产生不同极性的电磁体(4)和所述电磁体(4)固定到的基部(3)；
至少两个磁块(10)，各所述磁块(10)被与所述磁极形成部(2)相对地布置并且包括被产生于所述磁极形成部(2)的极性吸引或者排斥的磁体(12)，并且各所述磁块(10)相对于所述磁极形成部(2)往复运动；
至少两个弹性悬架部(20)，其分别以各所述磁块(10)能够往复运动的方式支撑所述至少两个磁块(10)；和
至少一个联接弹簧部(30)，其以使各所述磁块(10)能够往复运动的方式联接所述至少两个磁块(10)，其中，
各所述弹性悬架部(20)均包括分别与各所述磁块(10)的两侧连接的上延伸部(21)、分别与所述磁极形成部(2)的基部(3)的两侧连接的下延伸部(22)以及分别一体地设置在所述上延伸部(21)与所述下延伸部(22)之间的弹性板部(23)，并且
分别在所述上延伸部(21)与所述弹性板部(23)之间的连续部(25)处形成凹部(26，26A)，且各所述凹部(26，26A)朝向各所述磁块(10)凹陷。
2.根据权利要求1所述的振动式线性致动器(1)，其特征在于，
各所述凹部(26，26A)包括：凹陷相对面(27)，其从各所述磁块(10)的与所述弹性板部(23)的各中间部(23c)相对的相对面(16)向内凹陷；和弯曲面(28，28A)，其从所述凹陷相对面(27)的端部向各所述弹性板部(23)连续延伸。
3.根据权利要求2所述的振动式线性致动器(1)，其特征在于，
所述弯曲面(28)具有位于所述磁块(10)附近的倾斜面部。
4.根据权利要求2所述的振动式线性致动器(1)，其特征在于，
所述弯曲面(28A)具有位于所述弹性板部(23)附近的倾斜面部。
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