CN107852079B - 致动器及电动理美容器具 - Google Patents

致动器及电动理美容器具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种以简易的结构稳定地实现高输出的致动器。该致动器包括：可动体，具备在周面上沿周向交替地具有N磁极面和S磁极面的圆筒状的磁铁部；固定体，具备极齿面以及线圈，该极齿面与磁铁部的周面对置地在周向上配置且与N磁极面及S磁极面数量相同，该线圈被供给电流从而在周向上以交替不同的极性对极齿面进行激磁；以及弹簧材料，与可动体及固定体连接，使可动体自由可动地保持于固定体。弹簧材料通过接合部固定于可动体及固定体中的至少一个，接合部具有紧固该弹簧材料的端部的紧固部、以及与紧固部邻近配置并缓和在弹簧材料变形时产生的应力的应力缓和部。

Description

致动器及电动理美容器具
技术领域
本发明涉及转动共振型的致动器及电动理美容器具。
背景技术
以往，在电动剃刀、电动理发推剪、电动牙刷、电动洗脸刷等电动理美容器具中，作为一般的驱动源，例如已知专利文献1所示的通过直流电机使可动体驱动的结构。另外，如专利文献2所示，已知利用一个定子使与可动刀刃对应的多个动子往复移动的线性共振驱动型的致动器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2000-500370号公报
专利文献2：日本专利第3427468号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，作为使用于电动剃刀等电动理美容器具中进行往复旋转运动的致动器，期待结构更简易且具有稳定的高输出的致动器。例如，在使用直流电机的情况下，由于驱动时的负载而使电机的转速下降，因此存在旋转速度下降而产生旋转速度变动的情况。若产生旋转变动，则有可能给使用者带来不舒适的感觉。另外，在利用弹簧等弹性部件对可动体自由可动地进行支撑的结构中，在弹性部件中使用扭转螺旋弹簧等的情况下，由于该弹性部件在制造工序上具有固定的公差(不均)，所以难以维持精度，为了维持高输出，期待能够容易地确保组装精度的结构。
本发明的目的在于提供能够以简易的结构，稳定地实现高输出的致动器及电动理美容器具。
解决问题的方案
本发明的致动器的一个形态采用以下结构，其包括：可动体，具备旋转轴和圆筒状的磁铁部，该磁铁部包围所述旋转轴且在周面上沿周向交替地具有N磁极面和S磁极面；固定体，具备极齿面、线圈和底板，该极齿面与所述磁铁部的周面对置地在周向上配置且与所述N磁极面及所述S磁极面数量相同，该线圈被供给电流从而在周向上以交替不同的极性对所述极齿面进行激磁；以及弹簧材料，与所述可动体及所述固定体连接，使所述可动体以所述旋转轴为中心自由可动地保持于所述固定体，所述可动体以所述极齿面的周向的中心与所述磁铁部的磁极面的切换位置对置的位置作为转动基准位置，通过对所述线圈供给与所述可动体的共振频率大致相等的频率的交流电，从而使所述可动体在周向上往复转动，所述弹簧材料的一端部固定于所述旋转轴的基端部，另一端部通过接合部固定于所述固定体的所述底板，且所述弹簧材料为扭转螺旋弹簧，该扭转螺旋弹簧以扭转方向的中心轴与所述旋转轴的轴心一致的方式配置，且能够向所述转动基准位置推压所述可动体，所述接合部具有：紧固部，在所述弹簧材料的所述另一端部紧固于前端侧；应力缓和部，与所述紧固部邻近配置，缓和在所述弹簧材料变形时产生的应力；固定位置调整部，能够调整所述弹簧材料的固定位置；以及基底固定部件，通过所述固定位置调整部固定于所述底板，所述紧固部和所述应力缓和部由从所述底板立设的突条的凸棱、以及在所述基底固定部件从所述基底固定部件的主体板垂直地立设的突条的凸棱构成，所述固定位置调整部为螺钉部，通过螺钉固定将所述主体板固定于所述底板，由此，由两个凸棱构成的所述紧固部以所述弹簧材料的另一端部与构成所述应力缓和部的两个凸棱分别接触的状态，将所述弹簧材料固定于所述固定体。
本发明的电动理美容器具采用以下结构，其具备上述结构的致动器。
发明效果
根据本发明，能够以简易的结构，稳定地实现高输出。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的致动器的立体图。
图2是表示该致动器的底面的立体图。
图3是该致动器的仰视图。
图4是该致动器的主要部分分解立体图。
图5是从下方观察图3所示的致动器的主要部分分解立体图。
图6是图3的A-A线记号剖面图。
图7是图3的B-B线记号剖面图。
图8是表示在该致动器中通过交流电输入部供给至线圈的交流电的周期的图。
图9是表示本发明的实施方式1的致动器的变形例的底面的立体图。
图10是表示该致动器的变形例中的固定部的仰视图。
图11是用于说明基底固定部件的变形例的图。
图12是表示本发明的实施方式2的致动器的立体图。
图13是表示该致动器的底面的立体图。
图14是该致动器的主要部分分解立体图。
图15是沿图12的Y轴的剖面图。
图16是沿图12的X轴的剖面图。
图17是本发明的实施方式1的致动器的主视图。
图18是本发明的实施方式1的致动器的后视图。
图19是本发明的实施方式1的致动器的俯视图。
图20是本发明的实施方式1的致动器的仰视图。
图21是本发明的实施方式1的致动器的右视图。
图22是本发明的实施方式1的致动器的左视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的致动器的立体图，图2是表示该致动器的底面的立体图，图3是该致动器的仰视图。另外，图4是该致动器的主要部分分解立体图，图5是从下方观察图3所示的致动器的主要部分分解立体图。图6是图3的A―A线记号剖面图，图7是图3的B―B线记号剖面图。另外，图17是本发明的实施方式1的致动器的主视图，图18是该致动器的后视图，图19是该致动器的俯视图，图20是该致动器的仰视图，图21是该致动器的右视图，图22是该致动器的左视图。
图1、图2及图17～图22所示的致动器100具有：固定体110、可动体120、将可动体120自由可动地支撑于固定体110的弹簧材料150(参照图2)、以及交流电供给输入部(以下，称为“交流电输入部”)112。
在图1及图2所示的致动器100中，可动体120(参照图2)通过从未图示的交流电供给部经由交流电输入部112向线圈部114供给电力，相对于固定体110可动。可动体120的旋转轴122在规定的角度范围内在正反方向(图1的箭头方向)上转动，以旋转往复振动的形式向外部输出。
如图4～图7所示，固定体110具有：底板111、轴承(bearing)113、圆环状的线圈部114、具有沿线圈部114的外周配置的极齿(极齿面)115b、116b的梳齿状的上磁轭(磁芯(core))115、下磁轭(磁芯)116。
在固定体110中，在底板111上，形成有从下表面侧插入轴承113的筒状的轴承盖部1111。通过旋压加工，轴承盖部1111成型为从底板111的下表面侧向上表面侧垂直地突出。由此，从底板111的下表面侧插入的轴承113以内嵌于轴承盖部1111，且从底板111的主体部分垂直地立设的状态配置。
在轴承113中，插入有可动体120的旋转轴122，轴承113对旋转轴122可自由旋转地进行轴支撑。
由上磁轭115、下磁轭116包围的线圈部114配置在该轴承113的外周。
线圈部114是通过使线圈114b在周向上围绕线管(bobbin)114a旋转而构成的。绕线管114a与线圈114b一起用于致动器100的驱动源的产生。绕线管114a与旋转轴122及线圈114b的轴为同一轴心。线圈114b的线圈绕组连接于交流电输入部112，并通过交流电输入部112连接于与交流电源供给部连接的外部端子。从交流电供给部通过交流电输入部112对线圈114b供给交流电源(交流电压)。
上磁轭115、下磁轭116为磁性体，呈梳齿状地具备从圆环状的主体板部115a、116a的外周缘垂直地设置的极齿115b、116b。上磁轭115、下磁轭116以从轴向上夹持线圈部114的方式彼此非接触地配置。上磁轭115、下磁轭116的各自的主体板部115a、116a配置为与线圈部114中在轴向上间隔开的上下表面对置，上磁轭115、下磁轭116的各自的极齿115b、116b以包围线圈部114的外周面的方式位于交错的位置。具体而言，上磁轭115从线圈部114的上侧嵌入，其主体板部115a与线圈部114的上表面对置，极齿115b沿线圈部114的外周面呈梳齿状(空开规定间隔)地设置。下磁轭116从线圈部114的下侧嵌入，主体板部116a与线圈部114的下表面对置，极齿116b以同样的方式配置在沿线圈部114的外周面设置的极齿115b之间。
上磁轭115、下磁轭116的极齿115b、116b具有与可动体120的磁铁123(后述)的磁极数相等的极数。
通过该结构，若对线圈114b供给交流电源，则上磁轭115与下磁轭116分别被激磁而形成彼此不同的极性，上磁轭115、下磁轭116的各自的极齿115b、116b也以不同的极性被激磁。若线圈114b被从交流电输入部112供给与可动体120的共振频率大致相等的频率的交流电，则交替地以不同的极性对极齿115b、116b进行激磁。即，在线圈部114的外周面上，沿外周面交替地并列配置有不同的磁极面。
这些极齿115b、116b的极性通过对线圈部114供给正向和反向的电流而交替地改变。
与沿线圈部114的外周面配置的极齿115b、116b对置地，隔开规定间隔而配置有可动体120的磁铁123。
此外，极齿115b、116b是随着对应的磁铁的极数(后述)而成为16极的结构，但只要是2极以上，可以是任意极。只要是多个极即可，不限于此。此处，极齿115b、116b与磁铁123的周面对置，且在周向上交替地配置有16极，设为与磁铁123中的N极(N磁极面)及S极(S磁极面)数量相同的极数。
可动体120具有：旋转轴122、磁铁123、以及对旋转轴122和磁铁123进行固定的转子盖部124。
磁铁123是使圆筒形状的多个极(此处为16极)在周向上交替地磁化而成的。对于磁铁123，可应用粘结钕磁铁、粘结铁氧体磁铁、烧结钕磁铁、铁氧体橡胶磁铁等。
具体而言，磁铁123以在与极齿115b、116b对应的周面(此处是内周面)上沿周向，如N极、S极、N极、S极、N极、…那样交替地具有不同的极性的磁极面的方式受到磁化。N极，S极，…的各磁化面上的周向(此处是相对于旋转轴在周向上正交的方向)上的长度比极齿115b、116b的周向上的长度长。此外，磁铁123为呈圆筒形状且一体化的结构。
磁铁123通过由磁性体构成的转子盖部124固定于旋转轴122。
相对于磁铁123的磁化面，极齿115b、116b各自的周向上的中心位置位于与磁铁123的磁化面N、S(N磁极面、S磁极面)切换的位置(将磁化面S、N隔开的位置)以旋转轴心为中心在半径方向上重合的位置。此外，将中心位置、切换的位置以旋转轴122为中心在半径方向上(也就是，呈放射状)在同一直线上重合的位置设为可动体120的转动动作基准位置(转动基准位置)。即，可动体120以极齿115b、116b的周向上的中心位置与磁铁123的磁极面的切换位置(分隔线)对置的位置作为转动基准位置而可自由转动地保持于固定体110。
此处，致动器100由16极构成，所以可动体120的转动范围是相对于固定体110，以转动基准位置为中心在正向或者反向上各转动11.25度的范围。为了确定中心位置及切换的位置分别以旋转轴122为中心在半径方向上(也就是，呈放射状)在同一直线上重合的位置，在磁铁123上形成有凹部123a。由此，能够容易地使磁铁123的磁极切换的位置位于极齿115b、116b的中心位置而对致动器100进行组装。此外，可以根据致动器100的输出来选择磁铁123。
作为磁铁固定部发挥功能的转子盖部124呈通过旋压加工而形成的杯状，是使筒状部124b从圆盘状的固定部主体124a的外周垂下而成的。在该筒状部124b的内周面上紧固有磁铁123。
在转子盖部124的固定部主体124a的中央部，对在正交方向上插通的旋转轴122以使前端部122a突出至外部的状态进行固定。此处，转子盖部124与旋转轴122通过焊接而固定。转子盖部124通过焊接固定于旋转轴122，因此可以在装配好旋转轴122之后，固定于该旋转轴122。此外，转子盖部124也可以通过环氧系材料的粘接而固定于旋转轴122。
以位于转子盖部124的轴心的方式固定有旋转轴122。
该旋转轴122插通在固定体110(底板111)上形成的轴承盖部1111的轴孔。此外，旋转轴122的另一端部在底板111的背面侧，在弹簧材料150中，通过轴固定部件(接合部)162固定于底板111。
弹簧材料150对可动体120相对于固定体110进行弹性支撑。此处，应用扭转螺旋弹簧作为弹簧材料150。在该扭转螺旋弹簧的内部可自由转动地插入旋转轴122。此外，旋转轴122位于扭转螺旋弹簧的轴上，优选旋转轴122的轴心与扭转方向的中心轴一致。
作为弹簧材料150的扭转螺旋弹簧的一端部152通过轴固定部件162固定于旋转轴122的基端部122b，并且另一端部154通过基底固定部件(接合部)164固定于底板111。此处，轴固定部件162形成为弹簧材料的一端部152内嵌的凹状(参照图22所示的凹状部1625)，在将相对于旋转轴122的一端部152配置在凹状内而进行定位之后，可以确定轴固定部件162相对于旋转轴122的位置。即，轴固定部件162可以根据一端部152的位置，不施加多余的负载地、通过焊接等将弹簧材料150紧固于旋转部122。
作为扭转螺旋弹簧的弹簧材料150的两端部152、154在弹簧材料150中具有弹簧常数(后述的K)的基准点K1、K2。弹簧材料150在将其两端部分别进行固定的可动体120及固定体110的至少一者上，固定于比弹簧常数的基准点K1、K2更靠前端侧的位置。
此处，弹簧材料150的另一端部154通过基底固定部件164，固定在比作为弹簧常数K的基准点的基准位置K1更靠近另一端部154的前端的部位。
具体而言，基底固定部件164在底板111下表面，在弹簧材料150的另一端部154的前端侧，通过对XY方向上的移动进行限制的接合部160而接合于底板111。
此处，接合部160具有：从底板111立设的突条的凸棱161、基底固定部件164、以及将基底固定部件164在底板111固定于规定位置的螺钉部165。
基底固定部件164具有：通过螺钉部165固定于底板111的主体板164a、从主体板164a垂直地立设的突条的凸棱164b。基底固定部件164的凸棱164b具有：相对于另一端部154固定在比基准位置K1更靠近前端的部位(自由端侧的部位)的紧固部160b、以及在比基准位置K1更靠弹簧材料150的一端部152侧的位置在弹簧材料150变形时抵接而使在另一端部154的固定部分产生的应力缓和的应力缓和部160a。
另外，凸棱161也同样地，具有：相对于弹簧材料150的另一端部154固定在比基准位置K1更靠自由端侧的位置的紧固部160b；以及在比基准位置K1更靠弹簧材料150的一端部侧的位置在弹簧材料150变形时抵接而使在进行抵接的另一端部154的固定部分产生的应力缓和的应力缓和部160a。
此处，紧固部160b通过焊接固定于另一端部154。此外，紧固部160b也可以通过环氧系材料的粘接而固定于另一端部154。
应力缓和部160a在弹簧材料150、特别是扭转螺旋弹簧变形时抵接，以使另一端部154的应力缓和。
这样，弹簧材料150在变形时，在比该紧固部160b更靠弹簧材料150的线圈部分侧的位置抵接于应力缓和部160a，因此可以使弹簧材料150中局部集中于另一端部154的应力分散。由此，在可动体120进行往复旋转移动、也就是进行振动时在弹簧材料150中产生的应力不会在该弹簧材料150(具体而言是接合于底板111的另一端部154)中局部集中。
另外，基底固定部件164通过利用螺钉部165将主体板164a拧紧并固定于底板111。在主体板164a或者底板111中的一个上，形成比螺钉部165的外径大的开口，通过插通于该开口而拧紧的螺钉部165的位置，可自由调整基底固定部件164的固定位置。即，螺钉部165作为通过螺钉固定来对弹簧材料150进行固定的固定位置调整部而发挥功能。由此，当在将弹簧材料150固定在固定体110及可动体120时，应用扭转螺旋弹簧等作为弹簧材料150的情况下，在制造上，即使由于公差而在尺寸上产生不均，也能够使基底固定部件164移动而进行调整，从而容易地吸收由不均(公差：+/-0.5mm左右)引起的尺寸误差。例如，即使在作为弹簧材料150的扭转螺旋弹簧中产生公差而使另一端部154的尺寸产生偏差，也能够按照偏差的状态配置基底固定部件164，通过该基底固定部件164将另一端部154固定于底板111。由此，能够吸收精度恶化的偏差，将弹簧材料150在具有必要的弹簧常数的状态下适当地安装于固定体110(底板111)，能够容易地确保致动器的组装精度，实现组装性的提高。
弹簧材料(扭转螺旋弹簧)150在可动体120的磁铁123的内周面上，以相邻的磁性不同的磁化面的切换位置位于固定体110的极齿115b、116b中的周向上的中心的方式定位。
另外，弹簧材料(扭转螺旋弹簧)150可以获得相对于磁铁123的转动方向为固定的弹簧常数，可动体120在周向上可动。能够通过该弹簧材料150对致动器100中的共振频率进行调整。
在上述结构的致动器100中，通过向线圈114b输入的交流电波而使上磁轭115、下磁轭116、也就是极齿115b、116b磁化，从而相对于可动体120的磁铁123，高效地产生磁吸引力及排斥力。由此，可动体120的磁铁123以作为转动基准位置的极齿115b、116b的中心为基准，沿周向在两个方向上移动，由此磁铁123自身以旋转轴122为中心进行往复转动。
在本实施方式的致动器100中，在将可动体120的转动惯量设为J、将扭转方向上的弹簧常数设为Ksp的情况下，可动体120相对于固定体110，以通过下述式(1)计算的共振频率fr[Hz]进行振动。
[数学式1]
Figure GDA0002319550520000091
fr：共振频率[Hz]
本实施方式的致动器100从交流电输入部112对线圈114b供给与可动体120的共振频率fr大致相等的频率的交流电并通过线圈114b对极齿115b、116b进行激磁。由此，能够使可动体120效率良好地驱动。
本致动器100中的可动体120成为通过弹簧材料150而利用由固定体110支撑的弹簧质量系统结构加以支撑的状态。由此，若对线圈114b供给与可动体120的共振频率fr相等的频率的交流电，则可动体120以共振状态被驱动。这时产生的旋转往复振动传递至可动体120的旋转轴122。
致动器100基于下述式(2)所示的运动方程式及下述式(3)所示的电路方程式进行驱动。
[数学式2]
Figure GDA0002319550520000092
J：转动惯量[Kgm2]
θ(t)：角度[rad]
Kt：扭矩常数[Nm/A]
i(t)：电流[A]
Ksp：弹簧常数[Nm/rad]
D：衰减系数[Nm/(rad/s)]
TLoad：负载扭矩[Nm]
[数学式3]
Figure GDA0002319550520000093
e(t)：电压[V]
R：电阻[Ω]
L：电感[H]
Ke：反电动势常数[V/(rad/s)]
即，致动器100中的转动惯量J[Kgm2]、旋转角度θ(t)[rad]、扭矩常数Kt[Nm/A]、电流i(t)[A]、弹簧常数Ksp[Nm/rad]、衰减系数D[Nm/(rad/s)]、负载扭矩TLoad[Nm]等可以在满足式(2)的范围内进行适当改变。另外，电压e(t)[V]、电阻R[Ω]、电感L[H]、反电动势常数Ke[V/(rad/s)]可以在满足式(3)的范围内适当改变。这样，在由致动器100、可动体110的转动惯量J和弹簧材料(弹性体)150的弹簧常数K确定的共振频率fr下进行驱动的情况下，可以高效地获得大输出。
接着，对致动器100的具体动作进行说明。
若在线圈部114的线圈114b中流过电流(设为在正向上流动)，则上磁轭115的极齿115b被激磁而具有极性(例如N极)，下磁轭116的极齿116b被激磁，而具有与极齿115b不同的极性(例如S极)。与这些极齿115b、116b对置地，在各极齿115b、116b的周向(转动方向)上的中心位置、也就是转动基准位置上，配置可动体120的在磁铁123中的磁极面(S、N)的分隔线。
由此，对于磁铁123，在内周面的整个面，将N极面向S极面即极齿115b吸引，将磁铁123的S极面向N极齿即极齿116b吸引，并且同极彼此排斥。由此在磁铁123的内周整个面上，产生最大的扭矩，磁铁123向周向的一个方向(例如逆时针方向)转动。于是，磁铁123中的各自的极面将停止在与由相对的磁极激磁后的极齿115b、116b对置的位置。在磁铁123将位于该位置时，由于和与磁铁123邻近的同磁极的极齿的排斥而使得与先前的移动方向相反的方向的扭矩也作用于磁铁123。
另外，通过弹簧材料150的恢复力，朝向转动基准位置侧的推压力作用于磁铁123(可动体120)。在该状态下，在线圈部114中流过与正向电流反向的电流(反向电流)。于是，极齿115b、116b的各自的极性发生变化，原本是N极的极齿115b被激磁为S极，原本是S极的极齿116b被激磁为N极。由此，磁铁123通过在各磁极面、与极齿115b、116b之间产生的磁吸引力及磁排斥力，在与先前的移动相反的方向上产生扭矩而移动。此外，该扭矩还通过弹簧材料150的恢复力起作用。
即，通过在线圈114b中正向、反向交替地流过电流，而使得可动体120相对于固定体110依次重复以下移动：向周向中的一个方向的移动，通过弹簧材料150的推压力而向转动基准位置侧的移动、超过转动基准位置而向周向中的另一方向的移动、通过弹簧材料150的推压力而向转动基准位置侧的移动、超过转动基准位置而向周向中的一个方向的移动。这样，致动器100的可动体120以旋转轴122为中心，且以转动基准位置为中心进行往复转动，也就是，进行振动并通过旋转轴122将往复振动力向外部输出。
图8是表示在本实施方式的致动器中通过交流电输入部112向固定体110的线圈114b供给的交流电的周期的图。
在线圈中流过的交流电可以如图8的(A)所示为频率f0的脉冲波，也可以如图8的(B)所示为频率f0的正弦波。
供给图8所示的时刻t1的正向的电流，且供给时刻t3的反向的电流。另外，如图8的时刻t4所示，对电流的方向进行切换，在磁铁123转动而返回到转动基准位置时，供给时刻t5的正向的电流。这是一个周期的动作，通过重复进行这样的动作，可动体120重复进行位移动作，从而进行旋转往复振动。
在组装致动器100时，可以将轴承113插入底板111中，将弹簧材料150通过轴固定部件162、基底固定部件164接合于底板111及旋转轴122。即，在组装致动器100时，可以在将由上磁轭115、下磁轭116包围的线圈部114外嵌至轴承盖部1111，或通过焊接或粘接而将转子盖部124紧固于旋转轴122之前，将在制造上会产生公差的弹簧材料150，在较早的阶段，一边吸收公差一边介于可动体120的旋转轴122与固定体110的底板111之间而设置。可以在之后装配线圈部114、磁铁123。
另外，在组装致动器100时，最后，可以通过焊接或粘接将转子盖部124固定于旋转轴122。由此，当在可动体120的旋转方向上存在偏差的情况下将转子盖部124固定于旋转轴122时，可以一边调整该偏差一边组装致动器100。在这样地组装致动器100时，通过焊接、粘接等进行相互固定的部件彼此的接合，由此能够吸收与弹簧材料150的不均的大小相应的偏差。由此，能够防止由弹簧材料150的不均导致的组装后的致动器100的组装精度的恶化。
这样，根据本实施方式，能够实现具有简易的磁路结构、且确保组装精度，使部件精度的要求放宽，实现材料成本的低廉化，并可高输出的致动器。
另外，磁铁123与在固定体110上以极性交替地不同的方式配置在圆周上的极齿115b、116b对置，而配置成圆环状，能够在与极齿115b、116b对置的磁铁123的整个内周设为驱动源，从而能够实现转换效率高的致动器。另外，在磁铁123的整周产生磁吸引力、磁排斥力，从而能够产生最大的扭矩。
此外，在致动器100中，可动体120进行旋转往复运动、也就是旋转往复振动，且将该旋转往复振动通过旋转轴122向外部输出。通过在旋转轴122的前端部122a上，连结具备与轴向正交地设置于头部的毛束部的刷头部、洗脸刷部、或者电动剃刀、电动剃须刀、电动式的理发器具等的刀刃，能够使刷子或者刀刃进行往复振动。
这样，致动器100满足式(2)、(3)，通过使用了式(1)所示的共振频率的共振现象而进行驱动。由此，在致动器100中，在稳态下消耗的电力仅为由负载扭矩引起的损耗以及由摩擦等引起的损耗，从而能够以低功耗进行驱动，也就是，能够以低功耗使可动体120进行旋转往复振动。
另外，可动体120通过弹簧材料(扭转螺旋弹簧)150自由可动地支撑于固定体110，弹簧材料150通过作为接合部160的凸棱161、基底固定部件164固定于固定体110(具体而言是底板111)。接合部160具有：在弹簧材料150的另一端部154紧固于自由端侧的紧固部160b、以及与紧固部160b邻近配置且使在弹簧材料150变形时产生的应力缓和的应力缓和部160a。由此，致动器100进行驱动而使可动体120进行往复旋转运动时，即使在弹簧材料150的另一端部154产生应力，也能够通过由应力缓和部加以分散，从而在弹簧材料150中应力不会局部地集中，弹簧寿命变长。由此，能够实现长时间驱动，能够确保高可靠性。
另外，弹簧材料150利用轴固定部件162及基底固定部件164的紧固部160b通过焊接而固定于可动体120(具体而言是旋转轴122)及固定体110(具体而言是底板111)。另外，也可以利用轴固定部件162及基底固定部件164的紧固部160b，通过利用环氧系材料的粘接来固定于可动体120(具体而言是旋转轴122)及固定体110。通过设为焊接或粘接，能够提高彼此的接合强度，并且实现作为致动器100的可靠性的提高。另外，可动体120及固定体110各自与弹簧材料150的接合的刚性得到提高，材料衰减得到抑制，从而能够提高共振锐度，使可动体120的振幅增大。
特别是紧固另一端部154的紧固部160b通过凸棱而形成为凹状，该凸棱是将利用板金形成的基底固定部件164及底板111分别弯折而形成的。在该凹状部分内配置另一端部154(具体而言是比基准位置K1更靠自由端侧的部分)，通过焊接而紧固。通过这样地对使板金弯曲而成的部件进行焊接，能够在较宽范围内可靠地接合另一端部154，能够进一步提高可靠性。另外，在组装时，还能够吸收高度方向(Z方向)上的偏差。此外，另一端部154及紧固部160b也可以通过利用环氧系材料的粘接而固定。
另外，弹簧材料150的另一端部154通过设于底板的凸棱161、以及能够改变对固定体110(底板111)的安装位置的基底固定部件164，固定于固定体110(底板111)。由此，即使产生作为弹簧材料150的扭转螺旋弹簧的制造上会产生的弹簧的尺寸误差，也能够在其组装时吸收误差，消除致动器100中的组装性的恶化。
此外，在本实施方式中，在将弹簧材料150的另一端部154接合于固定体110(底板111)的接合部160中，设为将应力缓和部160a及紧固部160b与凸棱161及凸棱164b分别连续地设置的结构，但不限于此。
例如，如图9及图10所示，也可以使应力缓和部160a、紧固部160b分别间隔开地形成于凸棱161及凸棱164b。图9是表示本发明的实施方式1的致动器的变形例的底面的立体图，图10是表示该致动器的变形例中的固定部的仰视图。图10中为了便于说明基底固定部件164A，省略了弹簧材料150的线圈部分。此外，图9及图10所示的致动器100A与致动器100相比，仅接合部160A的结构不同，其他结构相同。由此，对与图1～图7所示的与实施方式1对应的致动器100相同的构成要素标以相同符号，并省略其说明。
在图9及图10所示的致动器100A中，对将可动体120可动地支撑于固定体110上的弹簧材料150的另一端部154进行接合的接合部160A具有相互间隔开的应力缓和部160a、紧固部160b。
即，接合部160A中的应力缓和部160a及紧固部160b是将底板111的一部分及基底固定部件164A的一部分垂直地单独地弯折而形成(相当于凸棱164b)的。对于弹簧材料150，以弹簧材料150的比弹簧常数的基准位置K1更靠自由端侧的部位通过焊接而紧固于紧固部160b，且以比基准位置K1更靠弹簧材料150的线圈部分侧的部位配置在凹状的应力缓和部160a内。
即，如图10所示，弹簧材料150的另一端部154在弹簧材料150变形时也就是致动器100A驱动时，与应力缓和部160a接触(以虚线表示)，并被紧固部160b紧固(以虚线表示)。由此，能够起到在实施方式1的致动器100中与接合部160同样的作用效果。此外，在致动器100A中，应力缓和部160a与紧固部160b间隔开，所以在受到在弹簧材料150的另一端部154产生的应力时，应力缓和部160a自身变形，由此易于吸收该应力。
另外，也可以使基底固定部件164如图11所示的基底固定部件(弹性部件)164A那样构成为，在板金的中央部形成有直径比另一端部154的外径小的凹状部分1641。也可以在该凹状部分1641内配置另一端部154，通过螺钉部165将凹状部分1641的两端部1642螺钉固定于底板111上，使凹状部分1641变形，通过与底板111一起进行夹持来紧固另一端部154。
(实施方式2)
图12是表示本发明的实施方式2的致动器100C的立体图，图13是表示该致动器100C的底面的立体图，图14是该致动器的主要部分分解立体图。另外，图15是沿着图12中通过旋转轴的轴心的X轴的剖面图，图16是沿着图12中通过旋转轴的轴心的Y轴的剖面图。
此外，图12～图16所示的致动器100C与实施方式1的致动器100的结构相比，仅轴固定部件162C及基底固定部件164C的结构不同，其他结构相同。由此，致动器100C具有与图1所示的与实施方式1对应的致动器100同样的基本结构，对相同构成要素标以相同符号，并省略其说明。
图12～图16所示的致动器100C具有：与实施方式1的致动器100的固定体110、可动体120同样地构成的固定体110C、可动体120C；以及以自由可动地进行支撑的方式将弹簧材料150接合于固定体110C及可动体120C的接合部160C。该致动器100A的外观与致动器100相同。
本实施方式的致动器100C具有一体地设置在弹簧材料150的两端部上的轴固定部件162C及基底固定部件164C，作为将弹簧材料150接合于固定体110C、可动体120C的接合部160C。
轴固定部件162C是将弹簧材料150的一端部152固定于可动体120C的部件，基底固定部件164C是将弹簧材料150的另一端部154固定于固定体110C的部件。
在本实施方式中，这些轴固定部件162C、基底固定部件164C是通过在作为弹簧材料150的扭转螺旋弹簧的两端部152、154部分注入树脂的基体上注塑成型而一体成型的。
由此，在制造作为扭转螺旋弹簧的弹簧材料150时，即使因公差而存在不均，也能够使轴固定部件162C、基底固定部件164C，在将各自不均的弹簧材料150的朝向保持不变的状态下一体成型并成型于准确的安装位置。
在轴固定部件162C、基底固定部件164C中，特别是对于轴固定部件162C，在弹簧材料150的一端部152具有紧固在比弹簧常数的基准位置K1更靠自由端侧的位置的紧固部160b1、以及配置在比弹簧常数的基准位置K1更靠线圈部分侧的位置的应力缓和部160a1。这些紧固部160b1及应力缓和部160a1起到与紧固部160b及应力缓和部160a同样的作用效果。
另外，基底固定部件164C也可以形成为能够相对于底板111进行位置调整地安装。在该情况下，在主体板164a上形成长孔或者比螺钉部165的外径大的孔，在利用螺钉部165进行拧紧时，使基底固定部件164C位于规定位置而拧紧。
由此，能够将通过基体上注塑成型进行成型，且在两端部152、154形成有轴固定部件162C、基底固定部件164C的弹簧材料150，在致动器100C中装配并适当地组装，能够不通过手动进行位置调整，而通过生产线的自动化来实现组装。
此外，上述本发明只要不脱离本发明的精神，则可以进行各种改变，而且本发明当然包含该改变后的发明。
在2015年8月4日提出的日本专利申请2015-154522中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明的致动器及电动理美容器具以简易的结构，能量转换效率高而具有实现高输出的效果，能有效地应用于电动剃刀、电动牙刷、电动洗脸刷等中。
附图标记说明
100、100C 致动器
110、110C 固定体
111 底板
112 交流电输入部
113 轴承
114 线圈部
114a 绕线管
114b 线圈
115 上磁轭
115b、116b 极齿
116 下磁轭
120、120C 可动体
122 旋转轴
123 磁铁
124 转子盖部
150 弹簧材料
152 一端部
154 另一端部
160 接合部
160a、160a1 应力缓和部
160b、160b1 紧固部
162、162C 轴固定部件
164、164C 基底固定部件

Claims (7)

1.一种致动器，其包括：
可动体，具备旋转轴和圆筒状的磁铁部，该磁铁部包围所述旋转轴且在周面上沿周向交替地具有N磁极面和S磁极面；
固定体，具备极齿面、线圈和底板，该极齿面与所述磁铁部的周面对置地在周向上配置且与所述N磁极面及所述S磁极面数量相同，该线圈被供给电流从而在周向上以交替不同的极性对所述极齿面进行激磁；以及
弹簧材料，与所述可动体及所述固定体连接，使所述可动体以所述旋转轴为中心自由可动地保持于所述固定体，
所述可动体以所述极齿面的周向的中心与所述磁铁部的磁极面的切换位置对置的位置作为转动基准位置，通过对所述线圈供给与所述可动体的共振频率大致相等的频率的交流电，从而使所述可动体在周向上往复转动，
所述弹簧材料的一端部固定于所述旋转轴的基端部，另一端部通过接合部固定于所述固定体的所述底板，且所述弹簧材料为扭转螺旋弹簧，该扭转螺旋弹簧以扭转方向的中心轴与所述旋转轴的轴心一致的方式配置，且能够向所述转动基准位置推压所述可动体，
所述接合部具有：紧固部，在所述弹簧材料的所述另一端部紧固于前端侧；应力缓和部，与所述紧固部邻近配置，缓和在所述弹簧材料变形时产生的应力；固定位置调整部，能够调整所述弹簧材料的固定位置；以及基底固定部件，通过所述固定位置调整部固定于所述底板，
所述紧固部和所述应力缓和部由从所述底板立设的突条的凸棱、以及在所述基底固定部件从所述基底固定部件的主体板垂直地立设的突条的凸棱构成，
所述固定位置调整部为螺钉部，通过螺钉固定将所述主体板固定于所述底板，由此，由两个凸棱构成的所述紧固部以所述弹簧材料的另一端部与构成所述应力缓和部的两个凸棱分别接触的状态，将所述弹簧材料固定于所述固定体。
2.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述紧固部通过焊接来紧固所述弹簧材料的端部的前端侧。
3.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述紧固部及所述应力缓和部通过基体上注塑成型设置于所述弹簧材料。
4.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述弹簧材料通过粘接与所述紧固部及所述应力缓和部一起连接于所述固定体。
5.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述可动体具有盖部件，该盖部件具备周壁部以及面状的盖部，该周壁部在内周面上配置所述圆筒状的磁铁部，该盖部配置成封闭该周壁部的一个开口且覆盖所述固定体，
所述旋转轴正交地配置在所述盖部件的盖部的中央，通过焊接固定于该盖部。
6.如权利要求1所述的致动器，其中，
所述磁铁部具有相对于所述固定体进行定位用的凹陷。
7.一种电动理美容器具，其具备权利要求1所述的致动器。
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