CN108736685A - 振动型线性致动器以及切断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制整体的振动并实现小型化的振动型线性致动器以及切断装置。该振动型线性致动器包括：输出可动体(101)，其在周期性变动的磁场的作用下往复运动并作用于对象物；以及吸振可动体(102)，其与输出可动体(101)反相位地往复运动来抑制振动，输出可动体(101)包括：第一驱动部(310)，其在磁场的作用下产生往复运动的推力；作用部(32)，其在距第一驱动部(310)预定距离的位置作用于对象物；轴部(520)，其连接作用部(32)与第一驱动部(310)；第一配重件(305)，其配置于相对于第一驱动部(310)而言与作用部(32)相反的那一侧；以及配重件支承部(530)，其连接作用部(32)与第一配重件(305)。

Description

振动型线性致动器以及切断装置
技术领域
本发明涉及沿一轴向往复运动的振动型线性致动器以及具备所述振动型线性致动器的用于将体毛、草等对象物切断的切断装置。
背景技术
在沿一轴向往复运动的振动型线性致动器中，特别是在被人手把持的装置中，为了抑制向手传递的振动，有时平行地并排设置重量大致相同且彼此反相位地驱动的两种可动体。例如，在专利文献(日本特开2005－185067号公报)中，记载了通过使安装有可动刀片的输出可动体和用于抑制振动的吸振可动体的重心位置靠近来抑制整体的振动的构造。
发明内容
发明要解决的问题
然而，为了使可动体间的重心位置对位，需要使安装于吸振可动体的配重件的位置靠近输出可动体的重量集中的部位。然而，在使配重件靠近所述部位的情况下，会产生反相位地振动的较大的部分集中配置，从而使振动型线性致动器的大小变大这样的问题。
本发明是鉴于上述现有的问题而完成的，其目的在于，提供在实现小型化的同时能够抑制整体的振动的振动型线性致动器以及具备振动型线性致动器的切断装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，作为本发明中的一个方式的振动型线性致动器包括：输出可动体，其在周期性变动的磁场的作用下往复运动并作用于对象物；以及吸振可动体，其与所述输出可动体反相位地往复运动来抑制振动，所述输出可动体包括：第一驱动部，其在磁场的作用下产生往复运动的推力；作用部，其在距所述第一驱动部预定距离的位置作用于对象物；轴部，其连接所述作用部与所述第一驱动部；第一配重件，其配置于相对于所述第一驱动部而言与所述作用部相反的那一侧；以及配重件支承部，其连接所述作用部与所述第一配重件。
由此，能够以输出可动体的重心位置和吸振可动体的重心位置靠近的方式配置输出可动体101侧的所述第一配重件，能够实现振动型线性致动器的小型化和低振动化。
另外，也可以是，所述吸振可动体包括：第二驱动部，其与所述第一驱动部平行地并排设置，该第二驱动部在所述轴部的延伸方向上配置于所述轴部的延长线上；第二配重件，其配置于所述第一驱动部的所述作用部侧；以及连接部，其连接所述第二驱动部与所述第二配重件。
另外，也可以是，所述第一配重件配置于相对于所述第二驱动部而言比所述第二配重件远的位置。
由此，由于能够使输出可动体和吸振可动体彼此的重心位置靠近，因此能够将这两者的重心位置配置于更近的位置。
另外，在所述第一驱动部和所述第二驱动部的排列方向，所述输出可动体的重心位置配置于满足如下两个条件中的至少一个条件的位置：与吸振可动体的重心位置一致这一条件；以及比所述第一驱动部和所述第二驱动部之间的中间位置靠所述第一驱动部侧这一条件。
由此，能够进一步抑制振动。
另外，也可以是，所述轴部、所述配重件支承部和用于安装所述第一驱动部的安装部一体形成。
由此，能够利用牢固的结构体连接配置于较远的位置且分别较重的作用部与第一配重件，能够抑制由输出可动体自身的应变导致的振动。
另外，作为本发明中的另一个方式的切断装置，其包括上述振动型线性致动器、作为所述作用部的可动刀片以及与所述可动刀片互相摩擦的固定刀片。
发明的效果
采用本发明，在实现振动型线性致动器的小型化的同时，能够抑制整体的振动。
附图说明
图1是表示具备实施方式中的振动型线性致动器的用于处理体毛的切断装置的外观的立体图。
图2是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的立体图。
图3是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的主视图。
图4是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的侧视图。
图5是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的后视图。
图6是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的分解立体图。
图7是分别表示实施方式中的输出可动体和吸振可动体的概略结构的立体图。
图8是表示组装状态的输出可动体和吸振可动体的立体图。
附图标记说明
1切断装置、2壳体、3刀片单元、4开关、31固定刀片、32作用部、100振动型线性致动器、101输出可动体、102吸振可动体、200电磁芯体块、220绕线管、230线圈、240芯体、242柱部、250基台、301第一磁体、302第二磁体、303第一磁轭、304第二磁轭、305第一配重件、306第二配重件、309连接部、310第一驱动部、320第二驱动部、400框架、410第一保持部、411第一固定部、412第一弹簧部、420第二保持部、421第二固定部、422第二弹簧部、431连结弹簧、440第三保持部、441开口、510主体部、511开口部、512安装部、520轴部、530配重件支承部。
具体实施方式
接下来，参照附图对本发明的振动型线性致动器以及具备振动型线性致动器的切断装置的实施方式进行说明。此外，以下的实施方式仅仅是表示本发明的振动型线性致动器以及具备振动型线性致动器的切断装置的一个例子。因此本发明参考以下的实施方式，由权利要求书的内容划定范围，而不仅仅限定于以下的实施方式。由此，在以下的实施方式的构成要素中，关于在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素，不一定是解决本发明的问题所必需的，而是作为构成更优选的方式的要素进行说明。
另外，附图是为了表示本发明而进行了适当的强调、省略、比例的调整的示意性的图，存在与实际的形状、位置关系、比例不同的情况。
[切断装置]
图1是表示具备实施方式中的振动型线性致动器的用于处理体毛的切断装置的外观的立体图。
如图1所示，切断装置1例如是电动修剪器，其包括壳体2、刀片单元3以及开关4。在壳体2中收纳有用于驱动刀片单元3的振动型线性致动器100(参照图2等)。
刀片单元3安装于壳体2的顶端部分。刀片单元3具有修剪头发等体毛的作用。具体地，刀片单元3包括固定刀片31以及与固定刀片31配合来切断对象物的作为所谓的可动刀片的作用部32。固定刀片31固定于壳体2的顶端部分。作用部32与振动型线性致动器100的输出可动体101的轴部520(参照图2等)连接，该作用部32包含在后述的输出可动体101的一部分中。另外，固定刀片31与作用部32在彼此相对的面相互接触。作用部32利用振动型线性致动器100相对于固定刀片31往复运动。刀片单元3通过该往复移动来修剪头发。
[振动型线性致动器]
接下来，对振动型线性致动器100进行详细说明。
图2是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的立体图。
图3是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的主视图。
图4是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的侧视图。
图5是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的后视图。
图6是表示实施方式中的振动型线性致动器的概略结构的分解立体图。
图7是分别表示实施方式中的输出可动体和吸振可动体的概略结构的立体图。
此外，在图中，利用三维正交坐标系来图示各部分，在该三维正交坐标系中，以X轴方向作为输出可动体和吸振可动体的振动方向，以Y轴方向作为作用部32和固定刀片31的排列方向，以Z轴方向作为输出可动体的延伸方向轴向。此外，根据使用方式也考虑有Z轴方向不是上下方向的情况，但在以下为了便于说明，有时以XY平面作为水平面，以Z轴方向作为上下方向来进行说明。
如上述图(特别是图6、图7)所示，振动型线性致动器100包括输出可动体101、吸振可动体102、电磁芯体块200以及框架400。
[输出可动体]
输出可动体101是在周期性变动的磁场的作用下往复运动并作用于体毛等对象物的构件。在本实施方式的情况下，输出可动体101包括作用部32、主体部510、第一驱动部310以及第一配重件305。
作用部32是在距第一驱动部310预定距离的位置作用于对象物的部分。在本实施方式的情况下，由于振动型线性致动器100安装于切断装置1，因此作用部32是与固定刀片31配合来切断对象物的可动刀片。
主体部510是形成输出可动体101的骨架的结构构件，在本实施方式的情况下，该主体部510一体形成。主体部510整体呈曲柄状弯曲，其包括：安装部512，其配置于XY平面并用于安装第一驱动部310；轴部520，其配置于安装部512的在Y轴上的一端并沿Z轴延伸至作用部32；以及配重件支承部530，其自安装部512的在Y轴上的另一端沿Z轴向与轴部520相反的一侧延伸，并用于保持第一配重件305。
安装部512是用于安装第一驱动部310的部分，且是安装于后述的框架400的部分。在本实施方式的情况下，安装部512由隔着开口部511配置的两条臂状部位构成，第一驱动部310以架桥状安装于两条臂状部位。另外，安装部512以在Y轴上比后述电磁芯体块200向一侧突出的方式配置。
轴部520是连接作用部32与第一驱动部310的部分，且是相对于配置安装部512的面(图中XY平面)垂直地(沿Z轴)延伸的部分。另外，轴部520的顶端形成为大致圆柱(椭圆柱)状并供作用部32安装。
另外，在本实施方式的情况下，轴部520与安装部512连接的部分隔着开口部511分支为两部分，分别与两条臂状部位连接。
由轴部520和安装部512形成的开口部511是以可供后述吸振可动体102的连接部309穿通的方式配置的空间。
配重件支承部530是用于将第一配重件305保持在相对于安装部512而言与作用部32相反的一侧的位置来取得第一配重件305和作用部32相对于安装部512的平衡的部分。在本实施方式的情况下，配重件支承部530与安装部512的在Y轴上比电磁芯体块200突出的端缘连接，该配重件支承部530在后述电磁芯体块200的侧方沿电磁芯体块200延伸(参照图4)。
第一驱动部310是在与从电磁芯体块200产生的磁场的相互作用下产生使输出可动体101往复运动的推力的部分。在本实施方式的情况下，第一驱动部310包括第一磁体301和第一磁轭303。
第一磁体301是安装于安装部512的下方的永久磁体。在X轴方向上，第一磁体301一侧的端部形成为N极，另一侧的端部形成为S极，该第一磁体301在电磁芯体块200所产生的周期性变动的磁场的作用下沿X轴往复运动，产生使作用部32往复运动的推力。
第一磁轭303是使第一磁体301的磁通集中来增强与从电磁芯体块200产生的磁场的作用的由磁性体构成的构件。
第一配重件305是配置于相对于第一驱动部310而言与作用部32相反的一侧的位置的构件，是用于调整输出可动体101的重心位置110而使其靠近吸振可动体102的重心位置120的构件(在图4中用虚线圆表示)。
[吸振可动体]
吸振可动体102是与输出可动体101反相位地往复运动来抑制振动型线性致动器100整体的振动的构件。在本实施方式的情况下，吸振可动体102包括连接部309、第二驱动部320以及第二配重件306。
第二驱动部320是在与从电磁芯体块200产生的磁场的相互作用下产生使吸振可动体102相对于输出可动体101反相位地往复运动的推力的部分。在本实施方式的情况下，第二驱动部320包括第二磁体302和第二磁轭304。
第二磁体302是安装于连接部309的下方的永久磁体。在X轴方向上，第二磁体302一侧的端部形成为S极，另一侧的端部形成为N极，该第二磁体302以与第一磁体301极性相反的方式配置。例如，在X轴方向上，在第一磁体301的负侧端部为N极、正侧端部为S极的情况下，以第二磁体302的负侧端部为S极、正侧端部为N极的方式配置。第二磁体302与第一磁体301同样地，是在电磁芯体块200所产生的周期性变动的磁场的作用下与第一磁体301反相位地沿X轴往复运动的构件。
第二磁轭304是使第二磁体302的磁通集中来增强与从电磁芯体块200产生的磁场的作用的由磁性体构成的构件。
第二配重件306是用于使吸振可动体102的重心位置120靠近输出可动体101的重心位置110并调节吸振可动体102与输出可动体101的重量平衡的构件。
连接部309是形成吸振可动体102的骨架的结构构件，是安装于框架400的部位。
此处，在本实施方式的情况下，输出可动体101的重心位置110是指，将主体部510、包含第一磁体301和第一磁轭303的第一驱动部310、第一配重件305、作用部32以及紧固构件等组装起来的状态下的重心的位置。另外，在本实施方式的情况下，吸振可动体102的重心位置120是指，将连接部309、包含第二磁体302和第二磁轭304的第二驱动部320、第二配重件306以及紧固构件等组装起来的状态下的重心的位置。
[电磁芯体块]
电磁芯体块200是产生使输出可动体101沿振动方向(图中X轴方向)往复运动的驱动力的装置，该电磁芯体块200包括绕线管220、线圈230、芯体240以及基台250。另外，在本实施方式的情况下，电磁芯体块200使吸振可动体102也往复运动。
线圈230是将导电性的线材卷绕为螺旋状而成的构件，是能够通过使电流流经线材而产生磁场的构件。通过使交流电流流经线圈230，能够使所产生的磁场的极性周期性地反复反转，能够使输出可动体101和吸振可动体102往复运动。
绕线管220是成为用于卷绕导电性的线材而形成线圈的基体的构件，在本实施方式的情况下，绕线管220由绝缘体形成为方筒状。
芯体240由磁性体形成，是将在线圈230内产生的磁场引导至预定的位置的构件。在本实施方式的情况下，芯体240是从侧面观察时为E字形的构件，其一体地包括穿通绕线管220的柱部、并排设于绕线管220的两侧的两根柱部以及将该三根柱部的下端部连接的基部。此外，芯体240的形状不限定于E字形，其能够采用例如U字形等任意的形状。
基台250由例如绝缘体形成，其是支承芯体240并借助芯体240支承绕线管220的构件。基台250是将芯体240、绕线管220以及线圈230相对于框架400保持在预定的位置的构件。
[框架]
框架400是以允许输出可动体101和吸振可动体102往复运动的方式保持输出可动体101和吸振可动体102的构件。另外，框架400是维持输出可动体101的第一驱动部310以及吸振可动体102的第二驱动部320这两者和电磁芯体块200的间隙的构件。在本实施方式的情况下，框架400由例如树脂一体成形，其包括保持输出可动体101的第一保持部410、保持吸振可动体102的第二保持部420、连结第一保持部410与第二保持部420的一对连结弹簧431、432以及保持电磁芯体块200的第三保持部440。
第一保持部410包括在X轴方向上较长的第一固定部411以及从第一固定部411的两端部垂下并与第三保持部440连结的一对第一弹簧部412。
在第一固定部411安装有输出可动体101。在本实施方式的情况下，在第一固定部411，从下方依次安装有第一磁体301、第一磁轭303，在上方安装有安装部512。另外，这些构件由紧固构件(例如螺钉)紧固。
第二保持部420包括与第一固定部411并排设置且沿X轴方向延伸的长条板状的第二固定部421以及从第二固定部421的两端部垂下并与第三保持部440连结的一对第二弹簧部422。第二保持部420与第一保持部410在Y轴方向上彼此相邻。
在第二固定部421安装有吸振可动体102。在本实施方式的情况下，在第二固定部421，从下方依次安装有第二磁体302、第二磁轭304，在上方依次安装有连接部309和第二配重件306。
一对连结弹簧431是扁平地弯曲的板簧，其将第一保持部410与第二保持部420连结为摇动自如。具体地，在一对连结弹簧431中，一个连结弹簧431连结第一保持部410的第一固定部411的一端部与第二保持部420的第二固定部421的一端部。另外，另一个连结弹簧431连结第一保持部410的第一固定部411的另一端部与第二保持部420的第二固定部421的另一端部。
在本实施方式的情况下，在由弯曲的一对连结弹簧431包围的空间内，配置有输出可动体101的重心位置110和吸振可动体102的重心位置120中的至少一者，优选配置有两者。由此，能够进一步抑制振动型线性致动器100整体的振动。
另外，连结弹簧431具有允许在X轴方向上吸振可动体102的振幅比输出可动体101的振幅大的构造，即，具有允许第二固定部421的振幅比第一固定部411的振幅大的构造。
第三保持部440是具有在俯视观察时为矩形状的开口441的框体。该第三保持部440以电磁芯体块200插入该第三保持部440的开口441的状态保持电磁芯体块200。
并且，第一保持部410的第一弹簧部412和第二保持部420的第二弹簧部422这两者与第三保持部440连结。因此，第一弹簧部412、第二弹簧部422以与第三保持部440连结的部位为起点摇动。
接下来，说明输出可动体101和吸振可动体102的位置关系。图8是表示组装状态的输出可动体和吸振可动体的立体图。
如图8所示，在与XY平面平行的一个面上平行地并排设置有输出可动体101的第一驱动部310和吸振可动体102的第二驱动部320。输出可动体101的轴部520在Z轴上配置于第二驱动部320的上方。换言之，在轴部520的延伸方向上，在轴部520的延长线上配置有第二驱动部320。
另一方面，吸振可动体102的第二配重件306在Z轴上配置于第一驱动部310的上方，即距作用部32较近的位置。连接第二配重件306与第二驱动部320的连接部309以穿过在输出可动体101的轴部520设置的开口部511的方式相对于轴部520呈交叉状配置。
另外，第一配重件305利用配重件支承部530配置于在Y轴方向上相对于第二驱动部320而言比第二配重件306远的位置。
根据以上的位置关系，配置为，在作为第一驱动部310和第二驱动部320排列的方向的Y轴上，输出可动体101的重心位置110和吸振可动体102的重心位置120靠近的状态。
[动作]
接下来，对振动型线性致动器100的动作进行说明。
若向成为电磁体的电磁芯体块200的线圈230供给交流电流，则在芯体240的各柱部242的顶端面，排列顺序为N极、S极、N极的状态和排列顺序为S极、N极、S极的状态周期性变换。
另一方面，由第一保持部410保持的第一磁体301和由第二保持部420保持的第二磁体302以彼此的极性反转的方式配置。因此，在从一个线圈230产生的磁力的作用下，在第一磁体301、第二磁体302产生在X轴上彼此反向的力，第一磁体301和第二磁体302朝向相反方向直线移动。由此，输出可动体101和吸振可动体102反相位地振动。
[效果等]
如上所述，本实施方式中的切断装置1具备的振动型线性致动器100由于输出可动体101的重心位置110和吸振可动体102的重心位置120较近，因此能够有效地抑制使振动型线性致动器100驱动时的切断装置1的振动。
另外，通过将占据输出可动体101的重量的大部分的作用部32和第一配重件305隔着第一驱动部310分开配置并在这两者间配置吸振可动体102的第二配重件306，能够减小振动型线性致动器100的尺寸，从而能够实现搭载有该振动型线性致动器100的切断装置1的小型化。
此外，本发明不限定于上述实施方式。例如，也可以将任意组合本说明书中所记载的构成要素、另外除去构成要素中的几个而实现的其他实施方式作为本发明的实施方式。另外，对于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨即权利要求书中记载的内容所示的意旨的范围内，实施本领域技术人员所想到的各种变形而得到的变形例也包含在本发明中。
例如，输出可动体101的形状、部件结构不限于上述实施方式。例如，也可以是，在电磁芯体块200具备永久磁体的情况下，在输出可动体101设置电磁体。
另外，也可以是，输出可动体101具备多个作用部32等作用体。另外，即使输出可动体101分离为多个，只要其作为一体而同相位地振动，产生作用于对象物的推力，就也是输出可动体101。另外，分离为多个的输出可动体101的重量分配也可以不同，只要使输出可动体101整体的重心位置110靠近吸振可动体102的重心位置120即可。
另外，与输出可动体101同样地，吸振可动体102的形状、部件结构不限定于上述实施方式，也可以是，吸振可动体102具备电磁体。
另外，也可以是，输出可动体101具备多个作用部32等作用体。另外，即使输出可动体101分离为多个，只要其作为一体而同相位地振动，产生作用于对象物的推力，就也是输出可动体101。另外，只要吸振可动体102是与输出可动体101反相位地振动的构件，该吸振可动体102就也可以分离为多个。
另外，说明了吸振可动体102是在与电磁芯体块200的作用下振动的构件，但吸振可动体102也可以不与从电磁芯体块200产生的磁力作用，而是作为利用弹性构件连接于输出可动体101的动态吸振器发挥功能。在该情况下，吸振可动体102也可以不具备永久磁体和电磁体。
产业上的可利用性
本发明能够应用于电动修剪器、电动剃须刀等用于处理体毛的切断装置、用于切断草、树枝的修剪器等切断装置。

Claims (6)

1.一种振动型线性致动器，其包括：输出可动体，其在周期性变动的磁场的作用下往复运动并作用于对象物；以及吸振可动体，其与所述输出可动体反相位地往复运动来抑制振动，
所述输出可动体包括：
第一驱动部，其在磁场的作用下产生往复运动的推力；
作用部，其在距所述第一驱动部预定距离的位置作用于对象物；
轴部，其连接所述作用部与所述第一驱动部；
第一配重件，其配置于相对于所述第一驱动部而言与所述作用部相反的那一侧；以及
配重件支承部，其连接所述作用部与所述第一配重件。
2.根据权利要求1所述的振动型线性致动器，其中，
所述吸振可动体包括：
第二驱动部，其与所述第一驱动部平行地并排设置，该第二驱动部在所述轴部的延伸方向上配置于所述轴部的延长线上；
第二配重件，其配置于所述第一驱动部的所述作用部侧；以及
连接部，其连接所述第二驱动部与所述第二配重件。
3.根据权利要求2所述的振动型线性致动器，其中，
所述第一配重件配置于相对于所述第二驱动部而言比所述第二配重件远的位置。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的振动型线性致动器，其中，
在所述第一驱动部和所述第二驱动部排列的方向上，所述输出可动体的重心位置配置于满足如下两个条件中的至少一个条件的位置：与吸振可动体的重心位置一致这一条件；以及比所述第一驱动部和所述第二驱动部之间的中间位置靠所述第一驱动部侧这一条件。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的振动型线性致动器，其中，
所述轴部、所述配重件支承部和用于安装所述第一驱动部的安装部一体形成。
6.一种切断装置，其包括：
权利要求1～3中任一项所述的振动型线性致动器；
作为所述作用部的可动刀片；以及
与所述可动刀片互相摩擦的固定刀片。
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