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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen linearen Oszillator, in welchem
ein bewegtes Teil hiervon hin- und hergeht.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
wurde ein solcher linearer Oszillator verwendet, der einen Bewegungsrichtungs-Umwandlungsmechanismus
benutzt, um eine Motordrehbewegung in eine lineare hin- und hergehende
Bewegung umwandelt, die in einem Antriebsteil zur Verwendung bei
mechanischer Steuerung oder eines elektrischen Rasierers oder einer
Leistungszahnbürste
verwendet werden kann.
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In
diesem Fall jedoch treten verschiedene Probleme aufgrund eines mechanischen
Verlustes oder von Geräu schen
auf, die bei dem Bewegungsrichtungs-Umwandlungsmechanismus auftreten, und
der Schwierigkeit bei der Miniaturisierung.
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Neben
dem Vorgenannten ist ein solcher linearer Oszillator bekannt geworden,
der keinen Bewegungsrichtungs-Umwandlungsmechanismus verwendet,
um das bewegte Teil hin- und herzubewegen, axial durch Verwendung
einer elektromagnetischen Kraft sowie durch Verwendung einer Resonanzfrequenz,
die durch eine Federkraft eines Federglieds bestimmt wird, das das
bewegte Teil als ein Federoszillationssystem und eine Masse des
bewegten Teils hat, jedoch bewirkt dies aufgrund der Trägheitskraft
des bewegten Teils hohe Vibrationen.
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JP-A-04340356
offenbart ein lineares Betätigungsglied
mit einem ersten Kolben und einem zweiten Kolben, die durch eine
Feder voneinander getrennt und in einem Kolbenrohr aufgenommen sind.
Beide Kolben werden gleichzeitig durch eine Spule magnetisiert.
Benachbarte Polstücke
von zwei Magneten, die außerhalb des
Kolbenrohrs auf dem oberen und dem unteren Teil der Spule vorgesehen
sind, ziehen die Kolben an und fixieren sie in einander zugewandten
Positionen. Wenn der durch die Spule geschickte Strom in der Reihenfolge
von AUS-EIN-EIN (entgegengesetzte Polarität)-AUS geändert wird, werden die Kolben
in einer Richtung bewegt, und, wenn der Strom in der umgekehrten
Reihenfolge geändert
wird, werden die Kolben in der entgegengesetzten Richtung bewegt.
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Weiterhin
beschreibt WO-A-9400906 ein vibrierendes Kompressor-Betätigungsglied
zum Erzeugen einer akustischen Hochdruck-Wellenform innerhalb einer
Kammer enthaltend ein Arbeitsmedium. Das Kompressor- Betätigungsglied
weist einen Betätigungsgliedkörper auf,
der fest in der Kammer angeordnet ist, mit einem an einer Feder
befestigten vibrierenden Anker darin. Die Kammer und der Betätigungsgliedkörper sind
elastisch befestigt, so dass sie vibrieren können. Aufgrund von Reaktionskräften bewirkte
eine Vibration des Ankers eine Vibration der Kammer, die eine akustische
Wellenform in dem Medium erzeugt. Durch Anpassen der Resonanzfrequenz
des Ankers an die akustische Resonanzfrequenz der Kammer und Antreiben
des Ankers mit der Frequenz kann ein extrem hoher Druck innerhalb
der Kammer erhalten werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Angesichts
des Vorstehenden ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen linearen
Oszillator zu schaffen, der eine niedrige Vibration und geringes
Geräusch
gibt und miniaturisiert werden kann.
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Somit
ist gemäß der Erfindung
ein linearer Oszillator vorgesehen, aufweisend ein hin- und hergehendes
bewegliches Teil, ein das bewegliche Teil enthaltendes Gehäuse, ein
in dem Gehäuse
aufgenommenes elektromagnetisches Antriebsteil zum Hin- und Herbewegen
des bewegten Teils, eine bewegbar in dem Gehäuse getragene Amplitudensteuerspindel
und ein zumindest zwischen dem Gehäuse und dem bewegten Teil angeordnetes
Federglied, um ein Federoszillationssystem zu bilden, bei dem das
bewegte Teil und die Amplitudensteuerspindel sich mit einer Resonanzfrequenz
des linearen Oszillators hin- und herbewegen und bei dem eine Resonanzfrequenz
des Federoszillationssystems eine Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz des
linearen Oszillators ist. Die Amplitudensteuerspindel ist so mit
vorgesehen, um die Steuerung so durchzuführen, dass eine Amplitude aufgrund
einer Reaktion des hin- und herbewegten Teils absorbiert oder erhöht wird.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
befindet sich das Federglied auch zwischen dem Gehäuse und der
Amplitudensteuerspindel.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
bewegen sich das bewegte Teil und das Amplitudensteuerglied mit
einer Resonanzfrequenz in einander entgegengesetzten Phasen hin
und her.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
enthält
das Federglied eine erste Feder, die sich zwischen einem festen
Teil enthaltend das Gehäuse
und das elektromagnetische Antriebsteil und dem bewegten Teil befindet,
eine zweite Feder, die sich zwischen dem bewegten Teil und der Amplitudensteuerspindel befindet,
und eine dritte Feder, die sich zwischen der Amplitudensteuerspindel
und dem festen Teil befindet.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
enthält
das elektromagnetische Antriebsteil eine Spule, um deren Spulenstrom
zu verwenden zur Ermöglichung
der Steuerung der Hin- und Herbewegung.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
enthält
das elektromagnetische Antriebsteil eine einen Außenumfang
des bewegten Teils umgebende Spule, zweite Joche, die sich an beiden
Enden der Spule befinden, ein Paar von Permanentmagneten, die sich
jeweils an einer Endfläche
von jedem der zweiten Joche befinden und die auch symmetrisch mit
Bezug auf die Mitte der Spule magnetisiert sind, und erste Joche,
die auf den Seiten der Permanentmagnete entgegengesetzt zu den zweiten
Jochen vorgesehen sind.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist eine Welle zum Herausführen
einer Bewegung als ein Verbindungselement mit dem bewegten Teil
oder der Amplitudensteuerspindel verbunden.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist die zweite Feder stärker
als die erste und die dritte Feder.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist die Amplitudensteuerspindel mit Pendelverhinderungsmitteln zum
Verhindern einer Pendelbewegung versehen.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist das Federglied aus einer Spulenfeder gebildet und die Masse
der Amplitudensteuerspindel und von deren Verbindungselement ist
größer die
Masse des bewegten Teils und seines Verbindungselementes.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist das Federglied aus einer Blattfeder gebildet und die Masse der
Amplitudensteuerspindel und von deren Verbindungselement ist kleiner
als die Masse des bewegten Teils und dessen Verbindungselements.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist zumindest ein Teil, das dem elektromagnetischen Antriebsteil
in dem Gehäuse
zugewandt ist, aus einer elektromagnetischen Substanz gebildet,
und die Dicke des dem elektromagnetischen Antriebsteil zugewandten
Teils ist 7% oder mehr eines äußeren Durchmessers
des Permanentmagneten.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
sind Magnetfluss-Erhöhungsmittel
vorgesehen, die den zu dem bewegten Teil strömenden Magnetfluss erhöhen.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
hat ein erstes Joch einen dreieckförmigen Querschnitt, dessen
geneigte Seite dem Gehäuse
zugewandt ist.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
besteht die Welle zum Teil oder insgesamt aus einer unmagnetischen
Substanz.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
besteht nur ein Teil des bewegten Teils, der durch die Welle hindurchgeht,
aus einer unmagnetischen Substanz.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist das Joch oder das bewegte Teil mit Wirbelstromverlust, Herabsetzungsmitteln
zum Herabsetzen eines Wirbelstromverlustes versehen.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
hat das bewegte Teil einen Schlitz in Amplitudenrichtung.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
hat das bewegte Teil einen Bereich an seinen beiden Enden in Richtung
seiner Hin- und Herbewegung mit einem größeren Durchmesser als dem eines
Bereichs in seiner Mitte mit einer solchen Konfiguration, das eine
Grenze zwischen diesen Bereichen grob mit den Endflächen der
zweiten Joche auf der Seite der Spule übereinstimmt, und beide Endflächen des
bewegten Teils in Richtung seiner Hin- und Herbewegung grob mit
den Endflächen
der Permanentmagnete auf den Seiten der ersten Joche übereinstimmen.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist ein Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des
bewegten Teils und der inneren Umfangsfläche des Jochs in Drehrichtung
ungleichförmig.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
sind Drehbeschränkungsmittel
vorgesehen zum Beschränken
der Drehung der Welle.
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Gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel
wirkt das Federglied als Drehbeschränkungsmittel.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht
eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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2 zeigt ein Modell des Ausführungsbeispiels;
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3 ist eine Querschnittsansicht
eines anderen Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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4 ist eine Querschnittsansicht
eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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5 ist eine Querschnittsansicht
noch eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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6 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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7 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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8 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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9 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzli chen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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10 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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11 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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12 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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13 ist eine perspektivische
Ansicht des Kolbens des obigen Ausführungsbeispiels;
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14 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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15 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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16A ist eine Querschnittsansicht
entlang der Linie A von 15;
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16B ist diejenige entlang
der Linie B in 15 ,
und
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16C ist diejenige entlang
der Linie C in 15;
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17 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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18 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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19 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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20 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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21A ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels,
und
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21B eine teilweise Endansicht
hiervon; und
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22 ist eine Querschnittsansicht
eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem ein zylindrischer Kolben 1 aus einer
magnetischen Substanz wie Eisen, der das in dem Gehäuse aufgenommene
bewegliche Teil bildet, an seinen beiden Enden einen großen Durchmesser
und in seiner Mitte einen kleinen Durchmesser in einer solchen Konfiguration
hat, das durch den Kolben 1 eine Ausgangswelle 7 gesteckt
und darin befestigt ist als ein Verbindungselement und auf den Umfang
des Kolbens 1 eine Spule 5 vorgesehen ist. An
beiden axialen Enden der vorgenannten ringförmigen Spule 5 sind
auf der inneren Oberfläche
eines als das Gehäuse
dienenden Abschirmgehäuses 10 ringförmige Permanentmagneten 40 und 41 befestigt,
die mit Bezug auf die Spule symmetrisch magnetisiert sind, so dass
zwischen den Magneten 40 und 41 und der Spule 5 zweite
Joche 30 und 31 vorgesehen sind, und auf den Seiten
der Magnete 40 und 41 entgegengesetzt zu den Jochen 30 und 31 sind
ringförmige
erste Joche 20 bzw. 21 vorgesehen. Die Spule 5,
die Permanentmagnete 40 und 41 und die Joche 30 und 31, 20 und 21 sind
kombiniert, um einen elektromagnetischen Antriebsteil zu bilden.
Zwischen einer Endfläche
des vorgenannten Kolbens 7 und dem Abschirmgehäu se 10 ist
eine Feder 60 vorgesehen, während zwischen der anderen
Endfläche
des Kolbens 7 und dem Abschirmgehäuse 10 eine Feder 61,
eine Amplitudensteuerspindel 9 und eine Feder 62 in
dieser Reihenfolge vorgesehen sind. Ein Federglied (Federn 60, 61 und 62)
ist als ein Federoszillationssystem zum axialen Antreiben des bewegten
Teils vorgesehen, das die Amplitudensteuerspindel gegenüber dem
Gehäuse
bewegbar stützt.
Der Kolben und die Amplitudensteuerspindel bewegen sich mit einer
Resonanzfrequenz des Federoszillationssystems hin und her. Diese
Resonanzfrequenz ist gleich (oder in der Nähe von) der des linearen Oszillators.
Obgleich das Federglied (Federn 60, 61 und 62)
eine Spulenfeder verwendet, um leicht eine relativ große Amplitude
zu erzielen, kann jede andere geeignete Feder verwendet werden.
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Wenn
kein Strom durch die Spule 5 fließt, steht der Kolben 1 in
einer gezeigten Position still, in der eine magnetische Kraft, die
die Permanentmagnete 40 und 41 über die
Joche 20, 30, 21 und 31 auf
den Kolben 1 ausüben,
mit einer Federkraft der Federn 60, 61 und 62 ausgeglichen
ist. Wenn ein Strom in einer Richtung durch die Spule 5 fließt, wird
der magnetische Fluss von einem der beiden Permanentmagnete 40 und 41 geschwächt, und
daher bewegt sich der Kolben zu dem anderen Magneten gegen die Kraft
der Feder 60, und wenn ein Strom in der entgegengesetzten
Richtung durch die Spule 5 fließt, bewegt sich demgegenüber der Kolben 1 in
der entgegengesetzten Richtung, so dass Fließen eines Wechselstroms durch
die Spule der Kolben 1 axial hin- und herbewegt wird, wobei
eine Steuerung der Hin- und Herbewegung durch einen Spulenstrom
ermöglicht
wird.
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Wenn
in diesem Fall die axiale Bewegung solcher be weglicher Teile wie
des Kolbens 1, der Welle 7 und der Amplitudensteuerspindel 9 betrachtet
wird, ist bekannt, dass die aus einer Spulenfeder bestehenden vorgenannten
Federn 60, 61 und 62 vorgesehen sind,
um zu ermöglichen,
dass dieser lineare Oszillator in einem solchen Dreimassenpunktsystem-Oszillationsbetrieb
wie in 2 gezeigt gehandhabt
wird, so dass, wenn angenommen wird, dass der elektromagnetische
Antriebsteil mit der Spule 5 als dem Hauptkörper und dem
Abschirmgehäuse 10 als
der feste Teil wirkt, und dass m1 eine Masse des bewegten Teils
darstellt, m2 die Masse der Vibrationssteuerspindel darstellt, m3
die Masse des festen Teils darstellt, k1 einen Federkoeffizienten
der Feder 60 darstellt, k2 einen Federkoeffizienten der
Feder 61 darstellt, k3 einen Federkoeffizienten der Feder 62 darstellt,
c1 einen Dämpfungskoeffizienten
der Feder 60 darstellt, c2 einen Dämpfungskoeffizienten der Feder 61 darstellt
und c3 einen Dämpfungskoeffizienten
der Feder 62 darstellt, die Bewegung zu der Zeit der freien
Oszillation dieser drei Massenpunkte des vorgenannten Oszillationssystems
bestimmt werden können
durch Bewegungsgleichungen (1), (2) und (3), und auch, wenn die
Werte von m1=m2, k1=3, c1=c3 und m3 ausreichen groß im Vergleich
mit m1 und m2 ist, die Gleichungen (4) und (5) gelöst werden
können durch
Lösen der
vorgenannten Gleichungen, wenn das Dämpfungsglied in den Gleichungen
(4) und (5) weggelassen ist.
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Die
so erhaltenen Frequenzen f1 und f2 als zwei Lösungen sind jeweils eine Resonanzfrequenz,
und daher bewegen sich in einem Oszillationsbetrieb mit der Resonanzfrequenz
f1 der primären
Seite (Seite niedrigerer Ordnung) der Gleichung (4) das bewegte
Teil und die Amplitudenoszillationsspindel 9 in derselben
Phase und in einem Oszillationsbetrieb mit der Resonanzfrequenz
f2 der sekundären
Seite (Seite höherer
Ordnung) der Gleichung (5) das bewegte Teil und die Amplitudensteuerspindel 9 in
einander entgegengesetzten Phasen; so dass, wenn das bewegte Teil
axial hin- und herbewegt wird durch Schicken eines Stroms durch
die Spule 5 mit einer Frequenz in der Nähe dieser Sekundärseiten-Resonanzfrequenz
f2 die in der entgegengesetzten Phase bewegte Amplitudensteuerspindel 9 die
Trägheitskraft
des bewegten Teils auslöscht,
das wiederum die Trägheitskraft
der Amplitudensteuerspindel 9 auslöscht. In diesem Zustand bewegen
sich weiterhin die zwei Massenpunkte des bewegten Teils und der
Amplitudensteuerspindel 9 so, dass ihre jeweiligen Trägheitskräfte ausgeglichen
sind, um hierdurch große
Wirkungen des Auslöschens
der Trägheitskräfte mittels
der Gegenaktion zu geben, wodurch die von diesen zwei Massenpunkten
(das bewegte Teil und die Amplitudensteuerspindel) zu der Seite
des festen Teils übertragene
Kraft und hierdurch die Amplitude des linearen Oszillators minimiert
wird.
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Wie
aus der obigen Gleichung (5) ersichtlich ist, ist es erforderlich,
um die Resonanzfrequenz f2 der sekundären Seite auf einem konstanten
Wert zu halten, den Federkoeffizienten k2 der Feder 61 auf
einen gro ßen
Wert und die Federkoeffizienten k1 und k3 der Federn 60 und 62 auf
kleine Werte zu setzen. Wenn die Federkoeffizienten k1 und k3 der
Federn 60 bzw. 62 somit kleiner eingestellt werden,
empfängt
die Amplitudensteuerspindel 9 eine geringere Kraft von
dem festen Teil, was zu einem größeren Hub
des bewegten Teils führt.
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Auch
sollte die Masse der Amplitudensteuerspindel 9 vorzugsweise
größer als
die des bewegten Teils sein. Dies ergibt sich daraus, dass, wenn
sie sich in der Nähe
der Resonanzfrequenz f2 der sekundären Seite bewegen, die beiden
Massenpunkte des bewegten Teils und der Amplitudensteuerspindel 9 sich
so bewegen, dass ihre Trägheitskräfte ausgeglichen
sind, so dass das bewegte Teil mit einer geringeren Masse eine größere Oszillationsamplitude
als die Amplitudensteuerspindel 9 mit der größeren erhält, wodurch
es möglich
ist, den Hub des bewegten Teils zu vergrößern. Wenn sie sich andererseits
mit der Resonanzfrequenz der Seite niedrigerer Ordnung bewegen,
bewegen sich die Amplitudensteuerspindel und das bewegte Teil in
derselben Richtung, wodurch es möglich
ist, die Amplitude des bewegten Teils zu vergrößern. Auch wenn es möglich ist,
sie bei abwechselnden Frequenzen der Seite niedrigerer Ordnung und
höherer
Ordnung zu bewegen, kann eine Zunahme des Hubs und eine Zunahme
der Amplitude entsprechend der Anwendung umgeschaltet werden.
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3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
bestehen die Federn 60, 61 und 62 sämtlich aus
Blattfedern. In diesem Fall sollte die Masse der Amplitudensteuerspindel 9 vorzugsweise
kleiner als die des bewegten Teils gemacht werden. Indem somit eine
Blattfeder verwendet wird, kann nicht nur die Masse der Feder als
ein allein stehen des Element auf einfache Weise leichter gemacht
werden, sondern ihre gesamte Länge
kann auf einfache Weise verringert werden, neben welchem die Masse
der Amplitudensteuerspindel 9 kleiner als die des bewegten
Teils gemacht werden kann, wodurch ein linearer Oszillator mit insgesamt
geringem Gewicht mit einer extrem kleinen Amplitude realisiert werden
kann.
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4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
nach Anspruch 7, bei dem die Ausgangswelle 7 als Verbindungselement
nicht zu dem Kolben 1, sondern zu der Amplitudensteuerspindel 9 vorgesehen
ist. In diesem Fall können
auch nahezu die gesamten Bewegungen wie diejenigen des vorbeschriebenen
linearen Oszillators erhalten werden, und daneben ist es möglich, entgegensetzt
zu der in 1 gezeigten
die Position des Teils des magnetischen Kreises, der gewöhnliche
eine große
Masse, vorzusehen, wodurch die Schwerkraftposition in der Höhe der Anordnung
insgesamt und der Freiheitsgrad bei der Produktgestaltung von beispielsweise
einem Abstand mit Bezug auf die Leistungsquelle vergrößert werden.
Auch führt
das geringe Gewicht der Amplitudensteuerspindel 9 direkt
zu der Vergrößerung des
linearen Oszillatorhubs, so dass diese beiden Vorteile leicht vereint
werden können,
und weiterhin kann ein an der Ausgangswelle 7 befestigtes
Teil als Teil einer Massenkomponente der Amplitudensteuerspindel 9 konfiguriert
werden, um die anfängliche
Masse der Amplitudensteuerspindel 9 um soviel zu verringern,
wodurch ein linearer Oszillator mit geringerem Gewicht und weniger
Vibrationen erhalten wird.
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5 zeigt noch ein weiteres
Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch
12, bei dem die Dicke des Abschirmgehäuses 10, das aus einer
magnetischen Substanz gebil det ist, 7% oder mehr von der eines äußeren Durchmessers
der Permanentmagnete 40 und 41 beträgt, und
es ist ein Luftspalt zwischen der inneren Oberfläche des Abschirmgehäuses 10 und
der äußeren Oberfläche der
Permanentmagnete 40 und 41 und auch der Joche 20, 21, 30 und 31 gebildet,
um hierdurch eine ausreichende Abschirmwirkung zu ergeben, wodurch ein
linearer Oszillator ohne Einfluss auf einen Schrittmacher usw. erhalten
wird. In einem solchen Fall wird die Abschirmwirkung verbessert,
wenn zumindest ein Bereich eines Gehäuses wie des Abschirmgehäuses 10,
der dem elektromagnetischen Teil zugewandt ist, aus einer magnetischen
Substanz gebildet ist und eine Dicke von 7% oder mehr des äußeren Durchmessers
des Permanentmagneten hat.
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6 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß den Ansprüchen 13
und 14, bei dem die Joche 20 und 21 einen dreieckförmigen Querschnitt
haben, so dass ihre dem Abschirmgehäuse 10 zugewandten Oberflächen geneigt
sein können.
Die Joche 20 und 21 und das Abschirmgehäuse 10 können voneinander getrennt
sein, um hierdurch die Größe des zu
dem Abschirmgehäuse 10 strömenden magnetischen
Flusses herabzusetzen, wodurch der Antriebsschubs des Kolbens 1,
der das bewegte Teil ist, verbessert wird.
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Wie
in 7 gezeigt ist, können nahezu
dieselben Wirkungen wie vorstehend erhalten werden, selbst wenn
der äußere Durchmesser
der Joche 20 und 21 kleiner als der des Permanentmagneten 5 gemacht
wird, um hierdurch einen Raum mit Bezug auf das Abschirmgehäuse 10 zu
geben. In diesem Fall können,
wie in 8 gezeigt ist,
die Joche 20 und 21 mit einer dünnen Schicht
aus einer magnetischen Substanz versehen sein, die den Permanentmagneten 5 vollständig ab deckt,
um hierdurch die Entmagnetisierungswirkung der Permanentmagnete 40 und 41 zu
unterdrücken.
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Daneben
können,
wie in 9 gezeigt ist,
die Permanentmagnete 40 und 41 kegelstumpfförmig ausgebildet
sein, um hierdurch die Größe des zu
dem bewegbaren Kolben 1 strömenden magnetischen Flusses zu
erhöhen,
der zu der Schubkraft beiträgt.
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10 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch
15, bei dem die durch den bewegbaren Kolben 1 hindurchgehende
Welle 7 aus einer unmagnetischen Substanz besteht. Dies
führt zu
einer Verbesserung hinsichtlich der Schubkraft und verhindert auch
das Entweichen von magnetischem Fluss durch die Welle 7.
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11 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß den Ansprüchen 15
und 16, bei dem ein Bereich der Welle 7, der durch den
bewegbaren Kolben 1 hindurchgeht, aus einer nicht magnetischen
Substanz besteht. Ein Bereich des Kolbens 1, der nach außen freiliegt,
besteht aus einem Metallmaterial mit hohem Abnutzungswiderstand,
und ein Bereich, der in den Kolben 1 gedrückt ist,
besteht aus einer unmagnetischen Substanz, um hierdurch die Verbesserung
der Schubkraft ohne Verschlechterung des Abnutzungswiderstandes
zu ermöglichen.
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12 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch
17, bei dem die Joche 20, 21, 30 und 31 in
einer Stapelstruktur ausgebildet sind, die aus einem dünnen Blatt
hergestellt ist, um hierdurch einen Wirbelstromverlust herabzusetzen.
Der Wirbelstromverlust kann somit verringert werden und seine Wirkungen nehmen
mit zunehmender Betriebsfrequenz zu.
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Nahezu
dieselben Wirkungen können
erhalten werden, indem der bewegbare Kolben 1 in einer
gestapelten Struktur ausgebildet ist. Eine derartige Struktur kann
auch durch Abdecken des Materials gebildet sein, um hierdurch die
Herstellungskosten zu verringern.
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13 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
nach Anspruch 18, bei dem, um den Wirbelstromverlust herabzusetzen,
der bewegbare Kolbe 1 mehrere Schlitze 11 in der
Amplitudenrichtung aufweist. Diese Schlitze 11 die Größe eines
Wirbelstroms stark verringern, wenn er in der axialen Richtung des
Kolbens 1 fließt,
die die Hauptrichtung ist, in der der magnetische Fluss fließt. Auch
in diesem Fall kann der Kolben 1 in der einer gestapelten
Struktur ausgebildet sein, die aus einer magnetischen Substanz besteht,
um hierdurch die Schwierigkeit bei der Verarbeitung zu mildern und
die Entmagnetisierungswirkung aufgrund des Eisenverlustes zu erhöhen.
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14 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch
19, bei dem, wenn der Kolben 1 (bewegtes Teil) mit einem
Bereich großen
Durchmessern an beiden Enden in seiner hin- und hergehenden Richtung
und einem Bereich kleinen Durchmessers in seiner Mitte an einer
neutralen Position vorhanden ist, die Grenze zwischen den Bereichen
mit großem
Durchmesser und kleinem Durchmesser groß mit der Endfläche des
Jochs 30 und 31 auf der Seite der Spule 5 übereinstimmt
und beide axialen Endflächen
des Kolbens 1 grob mit den Endflächen der Permanentmagnete 40 und 41 auf
den Seiten der Joche 20 bzw. 21 übereinstimmen.
Eine Haltekraft grob in der neutralen Position kann auf nahezu null
reduziert und so bei dem Entwurf eines relevanten Resonanzsystems
ignoriert werden, wobei nur der Federkoeffizient des Federglieds
be rücksichtigt
wird, wodurch der Entwurf vereinfacht wird.
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Die 15 und 16 zeigen ein zusätzliches Ausführungsbeispiel
nach Anspruch 20, bei dem Luftspalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des
bewegbaren Kolbens 1 und der inneren Umfangsfläche der
Joche 20 und 21 in Drehrichtung ungleichförmig gemacht
ist. 16A zeigt eine
Positionsbeziehung zwischen dem Kolben und dem Joch in einer Querschnittsansicht
entlang einer Linie A in 15, 16B zeigt diese in einer Querschnittsansicht
entlang einer Linie B in 15,
und 16C zeigt diese
in einer Querschnittsansicht entlang einer Linie C in 15. Da der Spalt zwischen
dem Kolben 1 und den Jochen 20 und 21 sich
in Drehrichtung mit ändernden
Hubpositionen ändert,
kann der Kolben 1 eine Drehrichtungskraft mit axialen Bewegungen hiervon
haben, wodurch gleichzeitig eine geradlinige Bewegung sowie auch
eine Drehbewegung erhalten wird.
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17 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
gemäß Anspruch
9, bei dem das Abschirmgehäuse 10 auf
seiner inneren Oberfläche
eine Führung
(Pendelverhinderungsmittel) 15 zum Verhindern des Pendelns der
Amplitudensteuerspindel 9 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das Federglied aus einer Spulenfeder gebildet, und somit kann
die Amplitudensteuerspindel 9 keine ideal geradlinige Bewegung
ausführen
aufgrund eines Problems eines Beanspruchungsausgleichs, und kann
daher pendeln, in welchem Fall die Amplitudensteuerwirkung wie eine
Vibrationsabsorption nicht ausreichend erhalten werden kann, welches
Pendeln der Amplitudensteuerspindel 9 durch die Führung 15 verhindert
werden kann, um hierdurch zu ermöglichen, dass
sich die Amplitudensteuerspindel 9 ideal bewegt.
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Wie
in 18 gezeigt ist, kann
das Pendeln der Amplitudensteuerspindel 9 auch durch Vorsehen
der beiden oder mehr Federn 62 zwischen der Amplitudensteuerspindel 9 und
dem Abschirmgehäuse 10 verhindert
werden.
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Auch
kann, wie in 19 gezeigt
ist, das Pendeln verhindert werden durch Vorsehen von Gleitlagern 80 und 81,
die der Welle 7 in der Amplitudensteuerspindel 9 zugewandt
sind. Eine Blattfeder, wenn sie zur Bildung des Federglieds verwendet
wird, absorbiert das Pendeln, so dass, wie in 20 gezeigt ist, die Federn 61, 62 des
Federglieds, deren eines Ende an der Amplitudensteuerspindel 9 befestigt
ist, aus einer Blattfeder gebildet sein können, um das Pendeln wirksam
zu verhindern.
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21 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
nach Anspruch 21, bei dem eine in der Welle 7 gebildete
Nut 70 in Eingriff mit einem an dem Abschirmgehäuse 10 vorgesehen
Vorsprung ist, um hierdurch die axiale Drehung der Welle 7 und
des Kolbens 1 um diese Welle zu beschränken (um ein Drehbeschränkungsmittel
vorzusehen). Dieser Mechanismus kann unnötige axiale Drehungen unterdrücken.
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22 zeigt ein zusätzliches
Ausführungsbeispiel
nach Anspruch 22, bei dem ein Ende der Feder 60, die aus
einer Spulenfeder gebildet ist, an dem Abschirmgehäuse 10 und
das andere Ende hiervon an dem Kolben 1 befestigt ist.
In diesem Fall übt
die aus einer Spulenfeder gebildete Feder 60 nicht nur
eine Federkraft in der axialen Richtung des Kolbens 1 aus,
sondern dreht auch den Kolben 1 hin- und hergehend um einen kleinen
Winkel in der axialen Richtung mit axialer Verdichtung und Dehnung.
In diesem Fall hat die Feder 60 auch eine Federkraft in
der Drehrichtung und ist somit in der Lage, eine gesicherte Drehbewegung
zu geben durch Anpassung einer Resonanzfrequenz in Drehrichtung.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß der hier beanspruchten Erfindung
möglich,
elektrische Energie direkt in eine geradlinige hin- und hergehende
Bewegung des Kolbens umzuwandeln ohne einen Bewegungswandlungsmechanismus
zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung, und auch
eine unnötige
Vibration zu beseitigen durch Verwendung der Amplitudensteuerspindel,
um einen miniaturisierten linearen Oszillator mit geringem Geräusch und
extrem niedriger Vibration zu erhalten, der geeignet ist für die Verwendung
als ein Antriebsteil für
mechanische Steuerung oder ein Antriebsteil für einen elektrischen Rasierer
oder eine Leistungszahnbürste.
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Gemäß Anspruch
8 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, den
Hub des bewegten Teils zu vergrößern.
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Gemäß Anspruch
9 ist neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, das
Pendeln der Amplitudensteuerspindel zu unterdrücken, um hierdurch der Amplitudensteuerspindel
zu ermöglichen,
eine ideale geradlinige Bewegung auszuführen, wodurch eine ausreichende
Vibrationsverringerungswirkung erhalten wird.
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Gemäß Anspruch
10 ist neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, einen
Hub des bewegten Teils zu vergrößern.
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Gemäß Anspruch
11 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, einen
linearen Oszillator zu erhalten, der ein geringes Gewicht hat und
leicht zu verwenden ist.
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Gemäß Anspruch
12 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, einen
linearen Oszillator zu erhalten, der eine verbesserte Magnetisierungswirkung
hat und einen magnetischen Verlustpegel hat, der niedrig genug ist,
um keinen Einfluss auf einen Schrittmacher usw. zu haben.
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Gemäß Anspruch
13 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, die
Schubkraft zu verbessern.
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Gemäß Anspruch
14 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, die
Schubkraft weiter zu verbessern.
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Gemäß Anspruch
15 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, die
Schubkraft zu verbessern und ein Entweichen des magnetischen Flusses
zu verhindern.
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Gemäß Anspruch
16 ist es neben den oben genannten Wirkungen des Anspruchs 15 möglich, die Schubkraft
ohne Verschlechterung eines Abnutzungswiderstandes zu verbessern.
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Gemäß Anspruch
17 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, einen
Wirbelstromverlust herabzusetzen.
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Gemäß Anspruch
18 ist es neben den vorgenannten Wirkungen des Anspruchs 17 möglich, einen
Wirbelstrom verlust in großem
Maße durch
Verwendung von Schlitzen herabzusetzen, wenn der magnetische Fluss
in einer Richtung fließt,
in der sich das bewegte Teil bewegt.
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Gemäß Anspruch
19 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, eine
Haltekraft auf nahezu null in der neutralen Position zu verringern,
um hierdurch beispielsweise den Entwurf eines Resonanzsystems zu
vereinfachen.
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Gemäß Anspruch
20 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, eine
Drehrichtungskraft gemäß einer
Hubposition zu erzeugen, um hierdurch gleichzeitig eine geradlinige
Bewegung und eine Drehbewegung auszuführen.
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Gemäß Anspruch
21 ist es neben den vorgenannten Wirkungen der Erfindung möglich, die
Drehung der Welle zu beschränken,
um hierdurch eine unnötige
Drehung der Welle zu unterdrücken.
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Gemäß Anspruch
22 ist es neben den vorgenannten Wirkungen des Anspruchs 21 möglich, die
Drehung ohne irgendein anderes Teil zu beschränken.
