ES2871774T3 - Actuador y aparato de belleza eléctrico - Google Patents

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ES2871774T3
ES2871774T3 ES17162552T ES17162552T ES2871774T3 ES 2871774 T3 ES2871774 T3 ES 2871774T3 ES 17162552 T ES17162552 T ES 17162552T ES 17162552 T ES17162552 T ES 17162552T ES 2871774 T3 ES2871774 T3 ES 2871774T3
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Yuki Takahashi
Shigenori Inamoto
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

Un actuador (100, 100A) que comprende: un cuerpo móvil (120, 120A) que incluye una porción cilíndrica de imán (123, 123A) que tiene sobre una superficie circunferencial interior caras del polo N y caras del polo S alternantes a lo largo de una dirección circunferencial de los mismos; un cuerpo inmóvil (110, 110A) que incluye una superficie circunferencial exterior orientada hacia la superfi- cie circunferencial interior de la porción del imán (123, 123A), caras de diente de polo (115b, 116b) dispues- tas en la superficie circunferencial exterior a lo largo de la dirección circunferencial, y una bobina (114b) que excita las caras de diente de polo (115b, 116b); y. un resorte helicoidal de torsión (180) configurado para sostener el cuerpo móvil (120, 120A) al cuerpo in- móvil (110, 110A) de modo que el cuerpo móvil (120, 120A) pueda producir un movimiento recíproco rotati- vo con respecto a un árbol rotativo (122) que forma parte del cuerpo móvil (120, 120A) y forzar el cuerpo móvil (120, 120A) a una posición neutra para el movimiento de rotación recíproca, en el que la bobina (114b) está configurada para recibir una corriente alterna de una frecuencia sustancial- mente igual a una frecuencia de resonancia del cuerpo móvil (120, 120A), la frecuencia de resonancia está determinada por una inercia del cuerpo móvil (120, 120A) y una constante de resorte en una dirección de torsión del resorte helicoidal de torsión (180), y excitar las caras de diente de polo (115b, 116b) para tener alternadamente diferentes polaridades en la dirección circunferencial, y. en el que un extremo del resorte helicoidal de torsión (180) está fijado a un extremo del árbol rotativo (122) del cuerpo móvil (120, 120A), el otro extremo del resorte helicoidal de torsión (180) está fijado al cuerpo in- móvil (110, 110A), y se coloca el resorte helicoidal de torsión (180) de forma que un árbol central de la di- rección de torsión coincida con un centro del árbol rotativo (122), y está configurado para soportar el cuerpo móvil (120, 120A) al cuerpo inmóvil (110, 110A) de forma que el cuerpo móvil (120, 120A) vibre a la fre- cuencia de resonancia del cuerpo móvil (120, 120A).

Description

DESCRIPCIÓN
Actuador y aparato de belleza eléctrico
Campo técnico
La presente invención se refiere a un actuador de un tipo de resonancia rotativa y a un aparato de belleza eléctrico.
Técnica anterior
Los cepillos de dientes eléctricos como aparatos de belleza eléctricos conocidos en la técnica incluyen un cepillo de dientes de cepillado bajo que entra en contacto oblicuamente con un límite entre los dientes y las encías (en un ángulo de aproximadamente 45 grados) y vibra lateralmente por el movimiento lineal recíproco; y un cepillo de dien­ tes de cepillado rotativo que rota recíproca(en dirección hacia adelante y hacia atrás) alrededor de un árbol dentro de un rango angular predeterminado de tal manera que el cepillo de dientes se mueve desde las encías a los dientes y viceversa de una manera rotacional.
Para accionar estos cepillos de dientes, se han utilizado muchas estructuras para convertir el movimiento rotativo típico de un motor rotativo de CC en un movimiento lineal recíproco o rotativo, por medio de un mecanismo de con­ versión de la dirección de movimiento. Adicionalmente, además de estas estructuras, se conocen estructuras en las que el cepillo de dientes se mueve recíproca linealmente por medio de un actuador de accionamiento lineal, o el cepillo de dientes es rotado recíproca haciendo que un mecanismo vibratorio de resonancia, que está separado de una fuente de accionamiento incluyendo un actuador, resuene por la vibración del actuador.
En una estructura en la que un cepillo de dientes se mueve recíproca linealmente mediante un actuador de accio­ namiento lineal, como se muestra en la Solicitud Japonesa de Patente Abierta a consulta por el público número 2002-078310, el actuador de accionamiento lineal produce directamente una vibración recíproca en la dirección axial de un árbol de salida que está conectado directamente a una parte de cepillo para realizar el cepillado bajo. Esta configuración no genera pérdida de potencia debido a un mecanismo de conversión de movimiento, lo que permite una vibración rápida.
Además, una estructura que tiene un actuador y un mecanismo de vibración de resonancia separado de una fuente de accionamiento incluyendo el actuador, se revela en un cepillo de dientes de vibración divulgado en la patente japonesa número 3243529. La patente japonesa número 3243529 realiza un cepillado rotativo haciendo vibrar el mecanismo de vibración de resonancia que tiene un brazo de palanca por medio de una sección de accionamiento con un electroimán y un imán permanente y moviendo el brazo de palanca que está conectado coaxialmente a una parte del cepillo de dientes con un movimiento de oscilación
El documento US 2007/170877 A1 revela un actuador que comprende un cuerpo móvil, un cuerpo inmóvil, un resor­ te helicoidal de torsión, en el que el cuerpo móvil tiene un movimiento de rotación recíproca.
De esta manera, como un actuador para ser utilizado para un cepillo de dientes eléctrico y producir el cepillado base de movimiento recíproco, se mantiene en la técnica la necesidad de un actuador de alta potencia con una estructura más simple.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un actuador y un aparato eléctrico de belleza que pueda tener una alta potencia con una estructura simple.
Para lograr al menos uno de los objetos que se han mencionado más arriba, se proporciona un actuador de confor­ midad con la reivindicación 1 adjunta. Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones depen­ dientes adjuntas. El actuador comprende:
un cuerpo móvil que incluye una porción de imán cilíndrico que tiene sobre una superficie circunferencial del mismo caras de polo N y caras de polo S alternantes a lo largo de una dirección circunferencial de las mismas; y.
un cuerpo inmóvil que incluye las caras de dientes de polo dispuestas a lo largo de la dirección circunferen­ cial de modo que estén orientadas a la superficie circunferencial de la porción magnética, siendo el número de caras de dientes de polo igual al número de las caras de polo N y las caras de polo S, y una bobina que recibe una corriente alterna de una frecuencia sustancialmente igual a una frecuencia de resonancia del cuerpo móvil para excitar las caras de diente de polo para tener diferentes polaridades alternativamente en la dirección circunferencial,
en la que el cuerpo móvil es sostenido por el cuerpo inmóvil de una manera rotativa, y una posición neutra para la rotación del cuerpo móvil es una posición en la que las posiciones centrales de las caras de diente de polo en la dirección circunferencial y las posiciones de límite entre las caras de polo de la porción de imán están orientadas una hacia la otra.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención será entendida más completamente a partir de la descripción detallada dada en la presente memoria descriptiva y a continuación y los dibujos del apéndice que son dados a título de ilustración solamente, y por lo tanto no están destinados a ser una definición de los límites de la presente invención, y en los que:
la figura. 1 es una vista en perspectiva que ilustra un actuador de acuerdo con la realización 1;
la figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra una superficie inferior del actuador;
la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la parte principal del actuador;
la figura 4 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de la parte princi­ pal en el actuador;
la figura 5 es una vista en sección transversal de la planta que ilustra un circuito magnético del actuador; la figura 6A es una vista en sección transversal de planta que sirve para describir una operación del actua­ dor e ilustra un estado en el que una superficie magnética de un imán se encuentra en una primera posi­ ción;
la figura 6B es una vista en sección transversal de planta que sirve para describir una operación del actua­ dor e ilustra un estado en el que una superficie magnética de un imán se encuentra en una segunda posi­ ción;
la figura 7A ilustra un período de una corriente alterna de ondas de pulso suministradas desde un suminis­ tro de corriente alterna a una bobina en el actuador;
la figura 7B ilustra un período de corriente alterna de ondas sinusoidales suministradas desde un suministro de corriente alterna a una bobina en el actuador;
la figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un actuador de acuerdo con la realización 2;
la figura 9 es una vista en sección transversal de planta que ilustra un circuito magnético del actuador; la figura 10 es una vista perspectiva que ilustra un actuador de acuerdo con la realización 3;
la figura 11 es una vista en perspectiva que muestra una superficie inferior del actuador;
la figura 12 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la parte principal del actuador;
la figura 13 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de la parte prin­ cipal en el actuador; y.
la figura 14 es una vista en sección transversal de planta que ilustra un circuito magnético del actuador. Descripción de las realizaciones
En lo que sigue, las realizaciones de la presente invención se describen en detalle con referencia a los dibujos que se acompañan.
(Realización 1)
La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra un actuador de acuerdo con la realización 1, la figura 2 es una vista en perspectiva que muestra una superficie inferior del actuador, y la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la parte principal del actuador. La figura 4 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de componente principal en el actuador.
El actuador 100 que se ilustra en las figuras 1 y 2 tienen un cuerpo inmóvil 110, un cuerpo móvil 120, un miembro elástico (soporte elástico) 180 que sostiene el cuerpo móvil 120 en el cuerpo inmóvil 110 de manera móvil (ver la figura 2) y el suministro de corriente alterna 190 (véase la figura 3).
En el actuador 100 que se ilustra en las figuras 1 y 2, el cuerpo móvil 120 (ver la figura 2) se mueve con respecto al cuerpo inmóvil 110 por la energía suministrada por el suministro de corriente alterna 190, el brazo de salida (en la presente memoria descriptiva y en lo que sigue «brazo») 121 del cuerpo móvil 120 rota en dirección hacia adelante y hacia atrás (direcciones de flecha en la figura 1) dentro de un rango angular predeterminado, lo cual produce una salida de vibración rotativa recíproca hacia el exterior.
Como se ilustra en las figuras 3 y 4, el cuerpo inmóvil 110 tiene una placa base 111, un sustrato 112, un cojinete 113, una porción de bobina anular 114 y yugos superior e inferior dentados 115 y 116 que tienen dientes de polo (caras de dientes de polo) 115b y 116b dispuestos a lo largo de la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114.
En el cuerpo inmóvil 110, el sustrato 112 está unido a la placa base 111. Una porción extrema de la base del cojine­ te 113 se inserta en una abertura provista en el centro de la placa base 111, y el cojinete 113 se fija en posición vertical con respecto a la placa base 111.
El árbol rotativo 122 del cuerpo móvil 120 se inserta en el cojinete 113, y el cojinete 113 soporta el árbol rotativo 122 de una manera rotativa.
La porción de bobina 114 encerrada por los yugos superior e inferior 115 y 116 está dispuesta en la superficie cir­ cunferencial exterior del cojinete 113.
La porción de bobina 114 está formada devanando la bobina 114b en la dirección circunferencial del carrete 114a. El carrete 114a y la bobina 114b se utilizan juntos para crear una fuente de accionamiento del actuador 100. El carrete 114a es coaxial con árbol rotativo 122 y la bobina 114b. El hilo de devanado de la bobina114b se conecta al sustrato 112 y a un terminal externo a través del sustrato 112. Se suministra una corriente alterna (tensión de corriente alter­ na) desde el suministro de corriente alterna 190 a la bobina 114b a través del terminal externo.
Los yugos superior e inferior 115 y 116 están hechas de un material magnético y tienen, respectivamente, dientes de polo de tipo peine 115b y 116b que se extienden verticalmente desde el borde exterior de las porciones 115a y 116a de la placa anular del cuerpo. Los yugos superior e inferior 115 y 116 están dispuestos de forma mutuamente sin contacto, de modo que empareden la porción de bobina 114 en la dirección axial del árbol rotativo 122. Las porcio­ nes respectivas de la placa de cuerpo 115a y 116a de los yugos superior e inferior 115 y 116 están dispuestas orientadas hacia las superficies superior e inferior de la porción de bobina 114 que están separadas en la dirección axial del árbol rotativo 122, y los respectivos dientes de polo 115b y 116b de los yugos superior e inferior 115 y 116 están situados alternativamente para encerrar la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114. De manera más específica, el yugo superior 115 se ajusta desde el lado superior de la porción de bobina 114, su porción de placa de cuerpo 115a está orientada hacia la superficie superior de la porción de bobina 114, y los dientes de polo 115b están situados en una manera de dientes de peine (separados en un intervalo predeterminado) a lo largo de la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114 desde la superficie circunferencial exterior de la por­ ción de bobina 114. El yugo inferior 116 se ajusta desde el lado inferior de la porción de bobina 114, su porción de placa de cuerpo 116a está orientada hacia la superficie inferior de la porción de bobina 114, y los dientes de polo 116b están dispuestos uniformemente entre los dientes de polo 115b situados a lo largo de la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114.
El número de polos de los dientes de polo 115b y 116b de los yugos superior e inferior 115 y 116 es igual al número de polos magnéticos de los imanes 123 (que se describen más adelante) del cuerpo móvil 120.
Con esta configuración, cuando se suministra una corriente alterna a la bobina 114b, el yugo superior 115 y el yugo inferior 116 se excitan respectivamente para tener polaridades mutuamente diferentes, y los dientes de polo respectivos 115b y 116b de los yugos superior e inferior 115 y 116 también son excitados por diferentes polaridades. Cuando se suministra una corriente alterna de una frecuencia sustancialmente igual a una frecuencia de resonancia del cuerpo móvil 120 del suministro de corriente alterna 190 a la bobina 114b, los dientes de polo 115b y 116b se excitan alternativamente para tener diferentes polaridades. Es decir, en la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114, diferentes caras de polo magnético están dispuestas alternativamente a lo largo de la superficie circunferencial exterior.
Las polaridades de estos dientes de polo 115b y 116b cambian alternativamente por una corriente de dirección hacia adelante y una corriente de dirección hacia atrás suministrada a la porción de bobina 114.
El imán 123 del cuerpo móvil 120 está dispuesto de modo que está orientado a los dientes del polo 115b y 116b dispuestos a lo largo de la superficie circunferencial exterior de la porción de bobina 114, a una distancia predeterminada de los dientes de polo 115b y 116b.
Aunque los dientes de polo 115b y 116b están configurados para tener 12 polos, que son los mismos que un imán correspondiente (que se describirá más adelante), el número de polos no está limitado a 12 y puede ser dos o más en una variación de la realización actual. Los dientes de polo 115b y 116b están orientados hacia la superficie cir­ cunferencial del imán 123, están dispuestos sobre la dirección circunferencial y tienen el mismo número de polos que los polos N (caras de polo N) y los polos S (caras de polo S) del imán 123.
El cuerpo móvil 120 tiene el árbol rotativo 122, el imán 123 y la porción de fijación magnética 124 que fija el árbol rotativo 122 y el imán 123.
Como se ilustra en la figura 5, el imán 123 es cilíndrico y está magnetizado con múltiples polos (12 en este caso) y, por ejemplo, se emplea un imán de enlace de neodimio.
De manera más específica, el imán 123 está magnetizado para tener caras de polos magnéticos de polaridades alternadamente diferentes, tales como polo N, polo S, polo N, polo S, polo N,..., a lo largo de la dirección circunfe­ rencial en una superficie circunferencial (una superficie circunferencial interior en este caso) orientada a los dientes de polo 115b y 116. La longitud de cada una de las caras magnetizadas de polo N, polo S,... en la dirección circunfe­ rencial (aquí, la dirección perpendicular al árbol rotativo en la dirección circunferencial) es más larga que la longitud de los dientes de polo 115b y 116b en la dirección circunferencial. Se hace notar que aunque el imán 123 está confi­ gurado como una sola pieza en forma cilíndrica, las posiciones entre caras magnetizadas adyacentes en las que se invierte la polaridad (posiciones tales como los bordes SE1 y SE2) se muestran de forma oportuna por medio de líneas de partición en la figura 5.
El imán 123 está fijado al árbol rotativo 122 por la porción de fijación del imán 124 hecha de un material magnético. En las caras magnetizadas del imán 123, los dientes de polo 115b y 116b están situados con respecto a las caras magnetizadas del imán 123 de tal manera que las posiciones centrales respectivas CL1 en la dirección circunferen­ cial coincidan con las posiciones CL2 (posiciones en las que se dividen las caras magnetizadas S y N) entre la cara magnetizada N y la cara magnetizada S (la cara de polo N y la cara de polo S) del imán 123 en dirección radial con respecto a un centro de rotación. Una posición en la que la posición central CL1 y la posición CL2 se superponen sobre la misma línea recta en la dirección radial con respecto al árbol rotativo 122 (es decir, de forma radial) es una posición neutra para la operación de rotación (posición neutra de rotación) del cuerpo móvil 120. Es decir, el cuerpo móvil 120 está sostenido por el cuerpo inmóvil 110 de una manera rotativa con respecto a una posición tal como una posición neutral de rotación en la que la posición central CL1 en la dirección circunferencial de los dientes de polo respectivos 115b y 116b está orientada hacia la posición límite (línea de partición) CL2 entre las caras del polo mag­ nético del imán 123. Debido a que el actuador 100 incluye 12 polos, el rango rotativo del cuerpo móvil 120 con res­ pecto al cuerpo inmóvil 110 es un rango en el que el cuerpo móvil 120 rota en la dirección hacia adelante o hacia atrás en un ángulo de 15 grados desde la posición neutral de rotación.
La porción de fijación de imán 124 tiene una forma de copa, formada, por ejemplo, por rotación, en la que una por­ ción tubular se extiende hacia abajo desde el borde exterior de un cuerpo de porción de fijación en forma de disco. El imán 123 está fijado a la superficie circunferencial interior de esta porción tubular.
La porción de conexión de salida 126 que tiene el brazo 121 que se extiende perpendicularmente al árbol rotativo se fija al cuerpo de la porción de fijación de la porción de fijación del imán 124. Esta porción de conexión de salida 126 transmite una fuerza de tracción hacia el exterior a través del brazo 121.
Además, un extremo del árbol rotativo 122 insertado en el cojinete 113 de forma rotativa se fija al centro del cuerpo de la porción de fijación mediante ajuste a presión.
El árbol rotativo 122 está fijado al cuerpo de la porción de fijación de modo que sea coaxial con la porción de fijación 124 del imán.
El otro extremo del árbol rotativo 122 pasa a través de un orificio de árbol formado en un cuerpo inmóvil 110 (placa base 111). Este otro extremo está fijado a la placa base 111 por medio del miembro elástico 180 en la parte poste­ rior de la placa base 111.
El miembro elástico 180 soporta elásticamente el cuerpo móvil 120 con respecto al cuerpo inmóvil 110. Se emplea un muelle helicoidal de torsión como miembro elástico 180. El árbol rotativo 122 se inserta a través del centro del resorte helicoidal de torsión de forma rotativa. El árbol rotativo 122 es coaxial con el resorte helicoidal de torsión y es preferible que el árbol rotativo 122 sea coaxial con la dirección de torsión.
Un extremo del resorte helicoidal de torsión que es un miembro elástico 180 está fijado al árbol rotativo 122 por la pieza de fijación del árbol 184 y el otro extremo está fijado a la placa base 111 por la pieza de fijación de la base 186.
El miembro elástico (resorte helicoidal de torsión) 180 está posicionado de tal manera que en la superficie circunfe­ rencial interior del imán 123 del cuerpo móvil 120 las posiciones límite entre las caras magnetizadas adyacentes de diferentes propiedades magnéticas se localizan en el centro en la dirección circunferencial de los dientes de polo respectivos 115b y 116b del cuerpo inmóvil 110.
Además, el miembro elástico (resorte helicoidal de torsión) 180 puede adquirir una constante elástica dada con res­ pecto a la dirección de rotación del imán 123 y el cuerpo móvil 120 se puede mover en la dirección circunferencial. Es posible ajustar la frecuencia de resonancia en el actuador 100 con este elemento elástico 180.
En el actuador 100 de la configuración anterior, los yugos superior e inferior 115 y 116, es decir, los dientes de polo 115b y 116b, se magnetizan mediante la entrada de una onda de corriente alterna a la bobina 114b, y la fuerza magnética atractiva y la fuerza magnética repulsiva se generan eficientemente para el imán 123 del cuerpo móvil 120. De esta manera, el imán 123 del cuerpo móvil 120 se mueve en ambas direcciones de la dirección circunferen­ cial con respecto al centro de los dientes de polo 115b y 116b como posición neutra, y como resultado de esto, el propio imán 123 realiza una rotación recíproca con respecto al árbol rotativo 122.
En el actuador 100 de la presente realización, cuando la inercia del cuerpo móvil 120 se asume que es J y la cons­ tante elástica en la dirección de torsión se asume que es Ksp, el cuerpo móvil 120 vibra con respecto al cuerpo inmó­ vil 110 en la frecuencia de resonancia fr[Hz] calculada por la siguiente ecuación 1.
Figure imgf000006_0001
(Ecuación 1)
f r . Frecuencia de resonancia [Hz]
En el actuador 100 de la presente realización, una corriente alterna de una frecuencia sustancialmente igual a la frecuencia de resonancia fdel cuerpo móvil 120 es suministrada a la bobina 114b por el suministro de corriente al­ terna 190. De esta manera, es posible accionar eficazmente el cuerpo móvil 120.
El cuerpo móvil 120 de este actuador 100 está soportado por una estructura de sistema elástico de masa soportada por el cuerpo inmóvil 110 por medio del miembro elástico 180. Por lo tanto, cuando se suministra a la bobina 114b la corriente alterna de la frecuencia igual a la frecuencia de resonancia fr del cuerpo móvil 120, el cuerpo móvil 120 es accionado en una condición resonante. La vibración rotativa recíproca generada en este momento se transmite al brazo 121 del cuerpo móvil 120.
El actuador 100 es accionado en base a la ecuación de movimiento dada por la siguiente ecuación 2 y la ecuación del circuito dada por la siguiente ecuación 3.
Figure imgf000006_0002
J. Momento de inercia [kgm2]
0(t). Ángulo [rad]
K t. Constante de par de torsión [Nm/A]
i(f). Corriente [A]
K sp. Constante elástica [Nm/rad]
D. Coeficiente de atenuación [Nm/(rad/s)]
TLoad . Par de torsión de carga [Nm]
Figure imgf000006_0003
e(f). Tensión [V]
R . Resistencia [O]
L : Inductancia [H]
Ke\ Multiplicador de fuerza contra electromotriz [V/(rad/s)]
Es decir, el momento de inercia J [kgm2], el ángulo de rotación 0(t) [rad], la constante de par de torsión Kt [Nm/A], la corriente i(t) [A], la constante elástica Ksp [Nm/rad], el coeficiente de atenuación D [Nm/(rad/s)] y la carga de par de torsión T_oad[Nm], y así sucesivamente se pueden cambiar adecuadamente, en el actuador 100 siempre que se cumpla la ecuación 2. Además, el voltaje e(t) [V], la resistencia R [O], la inductancia L [H] y el multiplicador de fuerza contraelectromotriz Ke[V/(rad/s)] se pueden cambiar adecuadamente mientras se cumpla la Ecuación (3).
A continuación, se describe el operación específica del actuador 100. Las figuras 6A y 6B son vistas en sección transversal de planta que sirven para describir la operación del actuador 100.
Una corriente fluye a la bobina 114b de la porción de bobina 114 en la dirección D1 indicada por la flecha en la figura 5 (esta dirección se denomina corriente hacia adelante). A continuación, los dientes de polo 115b del yugo superior 115 son excitados y tienen una polaridad (polo N en este caso), y los dientes de polo 116b del yugo inferior 116 son excitados y tienen una polaridad diferente (el polo S en este caso) de la de los dientes de polo 115b. Una línea divi­ soria de las caras de los polos magnéticos (S y N) en el imán 123 del cuerpo móvil 120 está dispuesta en la posición central de la dirección circunferencial (dirección de rotación) de cada diente de polo 115b y 116b, es decir, en la posición neutra, para estar orientada a estos dientes de polo 115b y 116b. Por lo tanto, las caras del polo N son atraídas a los dientes de polo 115b que son las caras del polo S sobre toda la superficie circunferencial interior del imán 123, las caras del polo S del imán 123 son atraídas a los dientes de polo 116b que son caras del polo N, y los polos idénticos son rechazados. De esta forma, se genera el par de torsión mayor (flecha D2) sobre toda la superfi­ cie circunferencial interior del imán 123 y el imán 123 rota en la dirección de la flecha D2 (rotación en sentido contra­ rio a las agujas del reloj en este caso).
A continuación, como se ilustra en la figura 6A, cada cara de polo en el imán 123 está próximo a detenerse en una posición de orientación con los dientes de polo 115b y 116b excitados por los polos magnéticos opuestos. Por ejem­ plo, la cara de polo magnético S1 está próxima a detenerse en una posición completamente orientada hacia la cara de polo N (diente de polo 115b-1) que es una cara de polo diferente en el lado del cuerpo inmóvil 110. Además, un borde (por ejemplo, el borde SE1) de una cara de polo (por ejemplo, S1) del imán 123 se encuentra en esta posición para que esté orientada hacia un lado de borde (por ejemplo, el lado de borde 1151) situado en el lado de la direc­ ción de rotación del imán 123 entre los lados del borde separados en la dirección circunferencial en los dientes de polo 115b. Cuando el imán 123 está próximo a alcanzar esta posición, también se ejerce un par de torsión en el imán 123 en la dirección (dirección de la flecha D4) opuesta a la dirección de la flecha D1 por repulsión a un diente de polo del mismo polo magnético cerca del imán 123. Además, el imán 123 (cuerpo móvil 120) se encuentra en un estado en el que está forzado hacia el lado de la posición neutra por la fuerza de restauración del miembro elástico 180.
En el estado ilustrado en esta figura 6A, la corriente (corriente inversa) en la dirección (flecha D3) opuesta a la co­ rriente hacia adelante fluye en la porción de bobina 114. Entonces, las polaridades de los dientes de polo 115b y 116b cambian, es decir, los dientes de polo 115b que han sido polos N hasta entonces se excitan para ser polos S y los dientes de polo 116b que han sido polos S hasta entonces se excitan para ser polos N. De esta forma, se ejerce un par de torsión en la dirección de la flecha D4 por la fuerza magnética atractiva y la fuerza magnética repulsiva generada entre cada cara magnética del polo (ilustrada por N en la figura) y los dientes de polo 115b y 116b, y el imán 123 se mueve en la dirección de la flecha D4. Este par de torsión en la dirección de la flecha D4 es ejercida incluso por la fuerza de restauración del elemento elástico 180.
La corriente inversa que fluye en la bobina 114b de la porción de bobina 114 fluye hasta que la posición del imán 123 con respecto a los dientes de polo 115b y 116b se encuentra en el estado ilustrado en la figura 6B. La figura 6B ilustra el imán 123 después del movimiento a la flecha D4.
En la figura 6B, como resultado de la rotación del imán 123 en la dirección inversa (rotación en la dirección de la flecha D4), cada cara de polo en el imán 123 está próxima a detenerse en una posición orientada a los dientes de polo 115b y 116b excitados por los polos opuestos. Por ejemplo, la cara de polo magnético S1 está próxima a dete­ nerse en una posición completamente orientada hacia el diente de polo 115b-1 (polo S) y el diente de polo N adya­ cente en el lado de la dirección de movimiento del imán 123. Además, el borde SE1 de la cara de polo S1 del imán 123 se encuentra en esta posición de modo que el lado de borde de cara 1152 se encuentra en el lado de la direc­ ción de rotación (dirección D4) del imán 123 entre los lados de borde separados en la dirección circunferencial en los dientes de polo 115b. Cuando el imán 123 está próximo a alcanzar esta posición, también se ejerce un par de tor­ sión en el imán 123 en la dirección (dirección de la flecha D1) opuesta a la dirección de la flecha D4 por repulsión a un diente de polo del mismo polo magnético cerca del imán 123. Además, el imán 123 (cuerpo móvil 120) se en­ cuentra en un estado en el que está forzado en el lado de posición neutra (lado D1) por la fuerza de restauración del miembro elástico 180. El borde SE2 y un borde del diente del polo N están en la misma línea recta que se extiende radialmente con respecto al árbol rotativo 24.
Posteriormente, haciendo que la corriente hacia adelante fluya en la porción de bobina 114, la operación ilustrada en las figuras5 y 6A se realizan de nuevo y la operación ilustrada en estas figuras 5, 6A y 6B se repite. De esta manera, el cuerpo móvil 120 del actuador 100 realiza la rotación recíproca, es decir, vibra, sobre el árbol rotativo 122 y la posición neutra, y envía la fuerza de vibración recíproca al exterior por medio de la vibración, y al brazo 121.
A continuación, se describe brevemente una corriente alterna suministra a la bobina 114b del cuerpo inmóvil 110 en cada estado ilustrado en las figuras 5, 6A y 6B.
Las figuras 7A y 7B ilustran un período de la corriente alterna suministrada desde el suministro de corriente alterna 190 a la bobina 114b del cuerpo inmóvil 110 a través del sustrato 112 en el actuador de la realización actual.
La corriente alterna que fluye en la bobina puede ser una onda de pulso de frecuencia fü como se ilustra en la figura 7A y puede ser una onda sinusoidal de frecuencia f0 como se muestra en la figura 7B.
La corriente hacia adelante se suministra en el momento t1 ilustrado en las figuras 7A y 7B en el estado de la figura 5, la dirección de la corriente se conmuta como se muestra en el momento t2 de las figuras 7A y 7B en el estado de la figura 6a, y la corriente inversa en el momento t3 ilustrado en las figuras 7A y 7B se suministra cuando el imán 123 rota hacia la posición de la figura 6B y vuelve al estado de la figura 5. Además, en el estado de la figura 6B, la dirección de la corriente se conmuta como se muestra en el momento t4 en las figuras. 7A y 7B, el imán 123 rota hacia el estado de la figura 6a y la corriente hacia adelante en el momento t5 que se ilustra en las figuras 7A y 7B es suministrada cuando vuelve al estado de la figura 5. Esta es una operación para un período y, al repetir dicha opera­ ción, el cuerpo móvil 120 repite la operación de desplazamiento que se ilustra en las figuras. 6a y 6b a través del estado de la figura 5 y por lo tanto realiza una vibración rotativa recíproca.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente realización, es posible realizar un actuador con una configuración simple de circuito magnético que puede realizar una alta producción a un bajo costo material y puede ser accionado a una velocidad constante.
Además, el imán 123 está dispuesto anularmente para orientarse hacia los dientes de polo 115b y 116b dispuestos de tal manera que las polaridades varían alternativamente sobre la superficie circunferencial del cuerpo inmóvil 110, es posible proporcionar una fuente de accionamiento sobre toda la superficie circunferencial interior del imán 123 que está orientado a los dientes de polo 115by 116b, y es posible realizar un actuador con una alta eficiencia de conversión.
De esta manera, de acuerdo con la presente realización, la fuerza magnética atractiva y la fuerza magnética repulsi­ va se generan sobre toda la superficie circunferencial del imán 123 y puede ser generado el par de torsión más grande.
Además, en el actuador 100, el cuerpo móvil 120 realiza una rotación recíproca, es decir, una vibración rotativa recí­ proca, y esta vibración rotativa recíproca se envía de salida al exterior a través del brazo 121. En el caso de que una porción de cepillo de dientes se acople con el brazo 121, que incluye en una porción de cabeza, una porción de fibra que es perpendicular a la dirección axial del árbol rotativo 122, a diferencia de la técnica convencional, es posible hacer que la porción de cepillo de dientes realice la vibración rotativa recíproca y realice el pulido rodante en una estructura simple. Además, en un caso en el que el actuador 100 se utiliza para una cuchilla de afeitar eléctrica, una afeitadora eléctrica y un aparato eléctrico de corte de pelo para la cabeza o similar como un aparato eléctrico de belleza, es posible realizar una vibración recíproca de las cuchillas acoplando las cuchillas al brazo 121.
Por lo tanto, el actuador 100 satisface las Ecuaciones 2 y 3 y es accionado por un fenómeno de resonancia usando la frecuencia de resonancia dada por la Ecuación 1. De este modo, en el actuador 100, la energía consumida en estado estacionario es sólo para una pérdida debida al par de torsión de carga y a una pérdida debida a fricción o similares, y es posible accionar el cuerpo móvil 120 con bajo consumo de energía, es decir, es posible hacer que el cuerpo móvil 120 realice la vibración rotativa recíproca con bajo consumo de energía. Como se ha descrito más arriba, de acuerdo con el actuador 100 de la presente realización, es posible realizar el movimiento rotativo recíproco de las hojas en aparatos eléctricos portátiles de belleza tales como un cepillo de dientes eléctrico, una cuchilla de afeitar eléctrica, una afeitadora eléctrica y un aparato eléctrico de corte de pelo de la cabeza, con una estructura sencilla y bajo consumo de energía sin utilizar un mecanismo de transferencia de accionamiento diferente de una fuente de accionamiento que incluye el actuador 100.
Además, puesto que el cuerpo móvil 120 está soportado de forma móvil por un miembro elástico (resorte helicoidal de torsión) 180, la vida útil del resorte es larga, es posible un accionamiento a largo plazo y se puede garantizar una alta fiabilidad.
(Realización 2)
La figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del actuador 100A de acuerdo con la realización 2 y la figura 9 es una vista en sección transversal de planta que ilustra un circuito magnético de este actuador 100A.
El actuador 100A de acuerdo con esta realización 2 emplea la configuración del actuador 100 basado en la realiza­ ción 1 ilustrada en las figuras 1 a 7, en las que el imán 123 es sustituido por el imán 123A. Por lo tanto, el actuador 100A tiene una configuración básica similar al actuador 100, se asignan los mismos números de referencia a los mismos componentes y se omite la explicación.
El actuador 100A que se ilustra en las figuras 8 y 9 incluye el cuerpo inmóvil 110A configurado de la misma manera que el cuerpo inmóvil 110 del actuador 100 de la realización 1, el cuerpo móvil 120A, el miembro elástico 180 que soporta el cuerpo móvil 120A al cuerpo inmóvil 110A de una manera movible y el suministro de corriente alterna 190. El aspecto de este actuador 100A es similar al actuador 100.
En el actuador 100A que se ilustra en las figuras 8 y 9, el cuerpo móvil 120A se mueve con respecto al cuerpo inmó­ vil 110A por la energía suministrada por el suministro de corriente alterna 190, el brazo 121 del cuerpo móvil 120A rota en la dirección hacia adelante y hacia atrás (véase la dirección de la flecha en la figura 1) dentro de un rango angular predeterminado y la rotación se produce de salida al exterior como una vibración rotativa recíproca.
El cuerpo móvil 120A en el actuador 100A adopta la configuración del cuerpo móvil 120 en la realización 1, en la que el imán cilíndrico 123 es reemplazado por el imán 123A incluyendo múltiples segmentos de división.
Esto es, un cuerpo móvil 120A incluye un árbol rotativo 122, imanes 123A y porción de fijación de imanes 124 que fija el árbol rotativo 122 y el imán 123A.
El imán 123A está formado por una pluralidad (aquí, 12) de segmentos de imán 1231, 1232,..., que están dispuestos en la superficie circunferencial y tienen diferentes polaridades a la de los segmentos adyacentes en la dirección circunferencial. Las caras de los polos magnéticos de estos segmentos de imán 1231 y 1232 están dispuestas de modo que están orientadas a los dientes de polo 115b y 116b del cuerpo inmóvil 110A. Se utiliza un imán de ferrita como segmentos de imán 1231 y 1232. Puesto que la característica térmica del imán de ferrita es superior a la de un imán de enlace de neodimio, el actuador 100A que utiliza el imán de ferrita también se puede utilizar como actuador vehicular.
Los imanes 123A están fijados a la porción de fijación del imán 124, de forma que las caras (caras de polo magnéti­ co) de polaridades alternadamente diferentes como N, S, N, S, N,..., están orientados a los segmentos de imán 1231 y 1232 de acuerdo con los dientes de polo 115b y 116b del cuerpo inmóvil 110A.
De manera más específica, los segmentos de imán 1231 y 1232 están unidos a la superficie circunferencial interior de una porción tubular en la porción de fijación magnética en forma de copa 124 de tal manera que las propiedades magnéticas de las caras adyacentes en la dirección circunferencial son diferentes. Las longitudes de los segmentos de imán 1231 y 1232 en la dirección circunferencial son más largas que las longitudes de los dientes de polo 115b y 116b en la dirección circunferencial.
Los imanes 123A están fijados al árbol rotativo 122 por la porción de fijación del imán 124 de la misma manera que el imán 123 de la realización 1.
En las caras magnéticas de los segmentos de imán 1231 y 1232 de los imanes 123A, los dientes de polo 115b y 116b están situados en posiciones en las que las posiciones centrales CL1 en la dirección circunferencial coinciden con las posiciones CL2 de los segmentos de imán de partición 1231 y 1232 en la dirección radial con respecto al centro de rotación. Las posiciones de partición CL2 son posiciones en las que las polaridades (caras de polo magné­ tico) de los segmentos de imán 1231 y 1232 se invierten en imanes 123A.
Las posiciones CL2 son las posiciones intermedias entre los segmentos de imán 1231 y 1232. Las posiciones en las que las posiciones centrales CL1 y CL2 coinciden en la misma línea recta en la dirección radial con respecto al árbol rotativo 122 (es decir, de forma radial) es una posición neutra de rotación del cuerpo móvil 120A.
Por lo tanto, el actuador 100A difiere del actuador 100 sólo en que las caras magnetizadas (caras de polo magnéti­ co) del imán 123 configuradas como una sola pieza anteriormente se forman de segmentos de imán separados. Por lo tanto, el operación similar al actuador 100 se realiza suministrando una corriente alterna a la bobina 114b, y es posible proporcionar el mismo efecto que el actuador 100.
Además, es posible fabricar fácilmente el actuador 100A en comparación con un caso en el que los imanes propor­ cionados en el cuerpo móvil 120 se magnetizan para tener alternativamente propiedades magnéticas diferentes sobre la superficie circunferencial interior cilíndrica, correspondiente a los dientes de polo del cuerpo inmóvil 110. Es decir, en un caso en el que se fabrican los imanes dispuestos con diferentes caras de polo magnético alternadamen­ te en la dirección circunferencial, sólo se tienen que fijar los segmentos 1231 y 1232 del imán a la superficie circun­ ferencial interior de la porción tubular de la porción de fijación 124 del imán de tal manera que las caras del polo magnético cambien alternativamente. De esta manera, es posible fabricar fácilmente el actuador 100A sin un paso de magnetización.
(Realización 3)
La figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra el actuador 100B de acuerdo con la realización 3 y la figura 11 es una vista en perspectiva que ilustra la superficie inferior de este actuador 100B. Además, la figura 12 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la parte principal de este actuador 100B, la figura 13 es una vista en sección transversal esquemática que ilustra una configuración de la pieza principal en este actuador 100B y la figura 14 es una vista en sección transversal de planta que ilustra un circuito magnético de este actuador 100B.
Aquí, el actuador 100B de acuerdo con esta realización 3 tiene una configuración básica similar al actuador 100 de acuerdo con la realización 1 ilustrada en las figuras 1 a 7, sólo excepto en que la relación posicional entre el sólido inmóvil y el sólido móvil es diferente. De manera más específica, mientras que el actuador 100 de la realización 1 y el actuador 100A de la realización 2 son un tipo de rotor exterior, el actuador 100B es un actuador de un tipo de rotor interior. Por lo tanto, se asignan los mismos números de referencia a los componentes que tienen la misma función y se omite la explicación.
El actuador 100B ilustrado en las figuras 10 y 11 tienen cuerpo inmóvil 110B, un cuerpo móvil 120B (véase la figura 12), un miembro elástico (soporte elástico) 180 (véase la figura 11) que sostiene el cuerpo móvil 120B al cuerpo inmóvil 110B de forma móvil y al suministro de corriente alterna 190 (véase la figura 12).
En el actuador 100B ilustrado en la figura 10, el brazo de salida 126B del cuerpo móvil 120B rota en la dirección hacia adelante y hacia atrás (la dirección de la flecha en la figura 10) dentro de un rango angular predeterminado por una onda de corriente alterna suministrada por el suministro de corriente alterna 190 (véase la figura 12) y la rota­ ción se produce de salida al exterior como una vibración rotativa recíproca.
El cuerpo inmóvil 110B ilustrado en las figuras 11 a 13 tiene la placa base 111B, la porción anular de bobina 114B, los yugos superior e inferior con dientes de peine 115b y 116b que tienen dientes de polo 1155 y 1165 dispuestos a lo largo de la superficie circunferencial interior de la porción de bobina 114B, y la caja 117.
En cuerpo inmóvil 110B como se ilustra en las figuras 11 a 13, el cojinete 113B está unido en comunicación con la abertura que se proporciona en el centro de la placa base 111B. El árbol rotativo 122B del cuerpo móvil 120B se inserta en la abertura de las placas base 111B y del cojinete 113B. El cojinete 113B soporta el árbol rotativo 122B del cuerpo móvil 120B de una manera rotativa.
La porción de bobina 114B emparedada en la dirección axial del árbol rotativo 122 por los yugos superior e inferior 115b y 116b está dispuesta en este cojinete 113B de modo que encierre el cuerpo móvil 120B.
La porción de bobina 114B se configura mediante el devanado de la bobina 1142 al carrete 1141. El carrete 1141 y la bobina 1142 se utilizan juntos para crear una fuente de accionamiento del actuador 100B. El carrete 1141 es coaxial con árbol rotativo 122B y un eje de la bobina 1142.
El hilo de devanado de la bobina 1142 está conectado a un sustrato (no ilustrado) y conectado a un terminal externo a través del sustrato. La corriente alterna (voltaje de corriente alterna) se suministra desde el suministro de corriente alterna 190 a la bobina 1142 a través del terminal externo.
Los yugos superior e inferior 115b y 116b están hechos de un material magnético y tienen, respectivamente, dientes de polo de tipo peine 1155 y 1165 que se extienden verticalmente desde el borde interior de las porciones 1154 y 1164 de la placa del cuerpo, cada una con forma de placa anular y plana. Los yugos superior e inferior 115b y 116b están dispuestos de forma que no entren en contacto uno con el otro, con el fin de emparedar la porción de bobina 114B en la dirección axial del árbol rotativo 122. Las porciones de la placa de cuerpo respectivas 1154 y 1164 de los yugos superior e inferior 115b y 116b están dispuestas orientadas a las superficies superior e inferior de la bobina 114B estando separadas en la dirección axial del árbol rotativo 122, y los dientes de polo respectivos 1155 y 1165 de los yugos superior e inferior 115b y 116b están situados alternativamente con el fin de encerrar la superficie cir­ cunferencial interior de la porción de bobina 114B.
De manera más específica, el yugo superior 115b está ajustado desde el lado superior de la porción de bobina 114B, su porción de placa de cuerpo 1154 está orientada hacia la superficie superior de la porción de bobina 114B y los dientes de polo 1155 se encuentran en forma de dientes de peine (separados en un intervalo predeterminado) a lo largo de la superficie circunferencial interior de la porción de bobina 114B. El yugo inferior 116b se instala desde el lado inferior de la porción de bobina 114B, su porción de placa de cuerpo 1164 está orientada hacia la superficie inferior de la porción de bobina 114B y los dientes de polo 1165 están dispuestos uniformemente entre los dientes de polo 1155 situados a lo largo de la superficie circunferencial interior de la porción de bobina 114B.
El número de polos de los dientes de polo 1155 y 1165 de los yugos superior e inferior 115b y 116b es igual al nú­ mero de polos magnéticos de los imanes 123B (que se describirán más adelante) del cuerpo móvil 120B.
Con esta configuración, cuando se suministra una corriente alterna a la bobina 1142, el yugo superior 115b y el yugo inferior 116b se excitan respectivamente para tener polaridades mutuamente diferentes, y los dientes de polo 1155 y 1165 de los yugos superior e inferior 115b y 116b también se excitan con diferentes polaridades. Es decir, en la superficie circunferencial interior de la porción de bobina 114B, diferentes caras de polo magnético están dispuestas alternativamente a lo largo de la superficie circunferencial interior.
Las polaridades de estos dientes de polo 1155 y 1165 cambian alternativamente por la corriente de dirección hacia adelante y la corriente de dirección hacia atrás suministrada a la porción de bobina 114B.
Estas porciones de bobina 114B están unidas a la placa base 111B para ser cubiertas por una caja con forma de copa 117 desde el lado superior.
El imán 123B del cuerpo móvil 120B está dispuesto en un intervalo predeterminado con el fin de estar orientado a los dientes de polo 1155 y 1165 dispuestos a lo largo de la superficie circunferencial interior de la porción de bobina 114B.
Aquí, aunque los dientes de polo 1155 y 1165 están configurados para tener 12 polos, que son los mismos que un imán correspondiente (que se describirá más adelante), el número de polos no se limita a esto y puede ser dos o más en una variación de la presente invención.
El cuerpo móvil 120 tiene un árbol rotativo 122B, un imán 123B y un rotor 124B que fija el imán 123B al árbol rotativo 122B.
Como se ilustra en la figura 14, el imán 123B es cilíndrico y está magnetizado con múltiples polos (12, en este caso) y, por ejemplo, se emplea un imán de enlace de neodimio.
De manera más específica, el imán 123B está magnetizado de modo que tenga caras de polos magnéticos de pola­ ridades alternadamente diferentes en la superficie circunferencial exterior que está orientada a los dientes de polo 1155 y 1165. La longitud de cada una de las caras magnetizadas del polo N, polo S,..., en la dirección circunferencial (aquí, la dirección perpendicular al árbol rotativo en la dirección circunferencial) es sustancialmente la misma que la longitud de los dientes de polo 1155 y 1165 en la dirección circunferencial. Aquí, aunque el imán 123B está configu­ rado como una sola pieza de forma cilíndrica, las posiciones entre caras magnetizadas adyacentes en las que se invierte la polaridad se ilustran convenientemente por medio de líneas de partición en la figura 14.
El árbol rotativo 122B está fijado a presión en el centro del imán 123B y el imán 123B está instalado externamente en la superficie circunferencial exterior del rotor 124B con un radio predeterminado. El imán 123B, el árbol rotativo 122B, el rotor 124B y el brazo de salida 126B forman el cuerpo móvil 120B.
En las caras magnetizadas (caras de polo N y caras de polo S) del imán 123B, los dientes de polo 1155 y 1165 se encuentran en posiciones en las que las posiciones centrales CL1 en la dirección circunferencial coinciden con las posiciones CL2 (posiciones en las que se dividen las caras magnetizadas S y N) entre la cara magnetizada N y la cara magnetizada S en la dirección radial con respecto al centro de rotación A. Además, una posición en la que la posición central CL1 y la posición CL2 están superpuestas en la misma línea recta en la dirección radial con respec­ to al árbol rotativo 122b (es decir, de forma radial) es una posición neutra de operación del cuerpo móvil 120B.
El brazo de salida 126B que se extiende perpendicularmente al árbol rotativo 122B sobre la caja 117 está fijado a un extremo del árbol rotativo 122B que pasa a través de la parte superior de la placa de la caja 117. El actuador 100B transmite una fuerza de accionamiento hacia el exterior a través de este brazo de salida 126B.
El otro extremo de este árbol rotativo 122B pasa a través de la placa base 111B. Este otro extremo está fijado a la placa base 111B por el elemento elástico 180 en la parte trasera de la placa base 111B.
El miembro elástico 180 soporta elásticamente el cuerpo móvil 120B con respecto al cuerpo inmóvil 110B. Aquí, un resorte helicoidal de torsión se emplea como miembro elástico 180.
Un extremo del resorte helicoidal de torsión que es el miembro elástico 180 está fijado al árbol rotativo 122B por la pieza de fijación del árbol 184 y el otro extremo está fijado a la placa base 111B por la pieza de fijación de la base 186.
El miembro elástico (resorte helicoidal de torsión) 180 está posicionado de tal manera que en la superficie circunfe­ rencial exterior del imán 123B del cuerpo móvil 120B las posiciones de partición entre las caras magnetizadas adya­ centes N y S de diferentes propiedades magnéticas están situadas en el centro en la dirección circunferencial de los dientes de polo respectivos 1155 y 1165 del cuerpo inmóvil 110B.
Además, el miembro elástico (resorte helicoidal de torsión) 180 puede adquirir una constante de resorte dada con respecto a la dirección de rotación del imán 123B y el cuerpo móvil 120B se puede mover en la dirección circunfe­ rencial.
En el actuador 100B de la configuración anterior, los yugos superior e inferior 115b y 116b, es decir, los dientes de polo 1155 y 1165, se magnetizan mediante la entrada de ondas de corriente alterna a la bobina 1142, y la fuerza magnética atractiva y la fuerza magnética repulsiva se generan eficientemente para el imán 123B del cuerpo móvil 120B. De esta manera, el imán 123B del cuerpo móvil 120B se mueve hacia adelante y hacia atrás en la dirección circunferencial siendo el centro de los dientes de polo 1155 y 1165 la posición neutra, y como resultado de esto, el imán mismo 123B realiza la rotación recíproca alrededor del árbol rotativo 122B.
Este actuador 100B satisface las Ecuaciones 2 y 3 y es accionado por un fenómeno de resonancia usando la fre­ cuencia de resonancia dada por la Ecuación 1. Este accionamiento es el mismo que el del actuador 100 y, por lo tanto, se omite la explicación. La potencia consumida en estado estacionario es sólo por una pérdida debida al par de torsión de carga y a una pérdida debida a la fricción o similares, y es posible accionar el cuerpo móvil 120B con un bajo consumo de energía, Es decir, es posible hacer que el cuerpo móvil 120B realice la vibración rotativa recí­ proca con bajo consumo de energía.
De manera similar al actuador 100, el actuador 100B es aplicable a aparatos de belleza eléctricos tales como un cepillo de dientes eléctrico, una máquina de afeitar eléctrica, una afeitadora eléctrica y un cortaúñas eléctrico. De esta manera, es posible realizar el movimiento rotativo recíproco de las hojas en estos aparatos eléctricos de belle­ za, con bajo consumo de energía sin utilizar un mecanismo de transferencia de accionamiento diferente de una fuente de accionamiento.
Aquí, en cada realización, el ángulo de operación que es el rango de rotación recíproca, es decir, el ángulo de ope­ ración que es el rango de oscilación se puede ampliar ensanchando las caras del polo magnético de los dientes de polo que están orientados a las caras del polo magnético de los imanes 123, 123A y 123B tanto como sea posible. Se pueden hacer varias modificaciones a la presente invención que se ha mencionado más arriba sin salir del alcan­ ce definido por las reivindicaciones adjuntas.
Aplicabilidad industrial
Un actuador y un aparato de belleza eléctrico de acuerdo con la presente invención proporcionan un efecto de reali­ zar una elevada producción con alta eficiencia de conversión de energía en una configuración simple, y son útiles para ser aplicados a una maquinilla de afeitar eléctrica, un cepillo de dientes eléctrico, y así sucesivamente.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Un actuador (100, 100A) que comprende:
un cuerpo móvil (120, 120A) que incluye una porción cilindrica de imán (123, 123A) que tiene sobre una superficie circunferencial interior caras del polo N y caras del polo S alternantes a lo largo de una dirección circunferencial de los mismos;
un cuerpo inmóvil (110, 110A) que incluye una superficie circunferencial exterior orientada hacia la superfi­ cie circunferencial interior de la porción del imán (123, 123A), caras de diente de polo (115b, 116b) dispues­ tas en la superficie circunferencial exterior a lo largo de la dirección circunferencial, y una bobina (114b) que excita las caras de diente de polo (115b, 116b); y.
un resorte helicoidal de torsión (180) configurado para sostener el cuerpo móvil (120, 120A) al cuerpo in­ móvil (110, 110A) de modo que el cuerpo móvil (120, 120A) pueda producir un movimiento recíproco rotati­ vo con respecto a un árbol rotativo (122) que forma parte del cuerpo móvil (120, 120A) y forzar el cuerpo móvil (120, 120A) a una posición neutra para el movimiento de rotación recíproca,
en el que la bobina (114b) está configurada para recibir una corriente alterna de una frecuencia sustancial­ mente igual a una frecuencia de resonancia del cuerpo móvil (120, 120A), la frecuencia de resonancia está determinada por una inercia del cuerpo móvil (120, 120A) y una constante de resorte en una dirección de torsión del resorte helicoidal de torsión (180), y excitar las caras de diente de polo (115b, 116b) para tener alternadamente diferentes polaridades en la dirección circunferencial, y.
en el que un extremo del resorte helicoidal de torsión (180) está fijado a un extremo del árbol rotativo (122) del cuerpo móvil (120, 120A), el otro extremo del resorte helicoidal de torsión (180) está fijado al cuerpo in­ móvil (110, 110A), y se coloca el resorte helicoidal de torsión (180) de forma que un árbol central de la di­ rección de torsión coincida con un centro del árbol rotativo (122), y está configurado para soportar el cuerpo móvil (120, 120A) al cuerpo inmóvil (110, 110A) de forma que el cuerpo móvil (120, 120A) vibre a la fre­ cuencia de resonancia del cuerpo móvil (120, 120A).
2. El actuador (100, 100A) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la posición neutra para el movimiento rotativo recíproco es una posición en la cual las posiciones centrales (CL1) de las caras de los dientes de polo (115b, 116b) en la dirección circunferencial y las posiciones límite (CL2) entre las caras de polo de la porción del imán (123, 123A) están orientadas unas a las otras.
3. El actuador (100A) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la porción del imán (123A) incluye una pluralidad de segmentos separados (1231 , 1232) incluyendo las caras del polo N y las caras del polo S.
4. Un aparato de belleza eléctrico que comprende el actuador (100, 100A) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
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