JP2004023908A - 振動型リニアアクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の可動子2,2を固定子1で往復駆動するとともに可動子2の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体12で可動子2同士を連結している振動型リニアアクチュエータである。可動子2,2の振動方向の端部同士を連結している連結体12を少なくとも片側の端部に複数配置する。一つの連結体12あたりの応力が低減される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は往復式電気かみそり等の駆動源として利用することができる振動型リニアアクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
振動型リニアアクチュエータとして、複数の可動子の端部同士を可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で連結したものが特開平11−136921号公報に示されている。この場合、複数の可動子を逆位相で往復駆動させると、一つの可動子のみに大きな負荷がかかって振幅が急激に減少しようとした時、連結体が他の可動子の動きを伝えて上記減少を抑制することになり、片方の可動子のみの振幅減少を防ぐために、バランスの取れた均一な振幅量を得ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報で示されたものでは、板ばねで形成されて可動子の端部同士をつなぐ連結体が可動子の一方の端部について一つだけ配置するものであった。
【0004】
この場合、所要のばね定数とした連結体にかかる応力が高くなり、連結体が破損しやすいという問題を有している。
【0005】
本発明はこのような点に鑑みて発明したものであって、連結体にかかる応力が小さくて連結体の寿命を長くすることができる振動型リニアアクチュエータを提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、可動子の振動方向の端部同士を連結している連結体を少なくとも片側の端部に複数配していることに特徴を有している。一つの連結体あたりの応力が低減されるために長寿命化を図ることができる。
【0007】
この場合、複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに、これら連結体を可動子の振動方向に並べても、あるいは、これら連結体を同一平面上に配置してもよく、特に後者の場合、水平方向に並ぶ2つの可動子の上方側と下方側とに夫々連結体を配置したり、可動子の振動方向における同一箇所に複数の連結体を連結するのが好ましい。
【0008】
連結体がその端部に固定用係合部を備え、可動子の端部に形成された連結用突起部が上記固定用係合部に設けた連結穴に嵌り込んでいるようにすることも好ましい。
【0009】
特に複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに可動子の振動方向に並んだこれら連結体の端部に固定用係合部を設けている場合は、可動子の端部に形成された連結用突起部が嵌り込む連結穴を上記固定用係合部に設け、往復振動の内側に位置する連結体の連結穴は貫通穴として上記連結用突起部を貫通させておくとよい。
【0010】
連結体の端部が可動子の端部に開けられた穴に差し込まれて可動子に連結されているものであってもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図1乃至図4は本発明に係る振動型リニアアクチュエータの一例を示している。往復式電気かみそりの駆動源用として形成されている図示例の振動型リニアアクチュエータは、固定子1と一対の可動子2,2、シャーシ3,2つの可動子2,2同士を連結している連結体12で構成されている。
【0012】
上記可動子2はヨーク5(バックヨーク)が一体成形されたもので、磁性材料からなるヨーク5には永久磁石4が接着してある。また、電気かみそりにおける可動刃が連結される連結部22を備えている。なお、この連結部22は可動子2の上面から側方にL型に突出するアーム21の上面に設けており、一対の可動子2,2はその連結部22が他方の可動子2上に位置するように組み立てられる。
【0013】
固定子1は磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層したものにボビン16を介して巻線8を施して電磁石としたもので、ねじ具等によりシャーシ3に固定されている。
【0014】
そして上記可動子2は、シャーシ3に板ばねからなる連結板9で吊り下げられてその永久磁石4と固定子1とが面対向しているとともに両者の間にギャップ8が確保されている。なお、上記連結板9はその上端部がシャーシ3に固定されたブリッジプレート10に、下端部11が可動子2に固定されている。ブリッジプレート10は、該振動型リニアアクチュエータを電気かみそり本体などに組み付ける場合の固定部としての役割も持つ。
【0015】
ばね性を有している連結板9,9で吊り下げられているとともに逆向きに且つ平行並列に配設された2つの同形状の可動子2,2は、固定子1である電磁石の電流方向を交番にした時、電磁石である固定子1との間に吸引・反発力が作用する永久磁石4を備えているために、連結板9を撓ませつつ往復動を行う。なお、固定子1を構成する電磁石の巻線8が1本である場合は、往復運動の右方向運動と左方向運動で巻線8に与える電流の向きを反転させる。つまり移動方向に推進力が働く方向に電流を流すことで可動子2を往復動させる。
【0016】
また、ここでは2つの可動子2の永久磁石4の極性を逆にしていることから、複数の可動子2,2は180°ずれた振動位相を有するものとなっており、振動方向の振動が低減されている。
【0017】
さらに、上記両可動子2,2間は、可動子2の往復動方向にばね性を有する連結体12で連結されているのであるが、この連結体12として、ここでは可動子の振動方向と直交する平面上に位置するU字形の板ばねで形成されたものを用いているとともに、可動子2の振動方向の一方の端部に2枚の連結体12,12を、他方の端部に2枚の連結体12,12を夫々配置しており、総計4枚の連結体12で2つの可動子2,2間を連結している。これら連結体12は、一方の可動子2の負荷が大きく振幅が急激に減少しようとした時、他方の可動子2の動きでこの減少を抑えるものであり、このために片方のみの振幅減少を防ぎ、常にバランスの取れた均一な振幅量を発生させる。また、この連結体12は、各可動子2の固有振動数を一定にするための固有振動数設定ばねともなるようにしてある。
【0018】
このような板ばねで連結体12を構成したものでは、その配設用に大きなスペースを必要とせず、振動型リニアアクチュエータをコンパクト化できるものであり、また図示形状の連結体12はその全長がすべて有効なばね部として機能するために、所要のばね長を小さな板ばねで確保することができる。しかも、ここでは各端部につき2枚、総計4枚の連結体12を用いているために、1枚の連結体12にかかる応力は小さく、従って連結体12の寿命を長くすることができるものである。
【0019】
なお、連結体12は例えば片側につき3枚以上であってもよく、また片側に3枚以上の連結体12を配置する場合、他の片側に連結体12を配置しなくてもよい。この時にも各連結体12が負担する応力は従来例よりも小さくなる。
【0020】
さらに、ここでは図3及び図4に示すように、連結体12の端部に固定用係合部30を設けて、可動子2の端部から突出させた連結用突起部20を固定用係合部30に設けた連結穴31に嵌め込むことで可動子2と連結体12とを連結するようにしているとともに、振動方向の各端部に2枚ずつ存在している連結体12のうち、振動方向内側に位置する連結体12の固定用係合部30の連結穴31は上記連結用突起部20が貫通する貫通穴としており、連結用突起部20が振動方向に並ぶ2つの固定用係合部30に係合すると同時に、振動方向外側に位置する固定用係合部30と連結用突起部20とを溶接やビス止め、あるいは接着固定等の手段で固定してしまえば、振動方向内側に位置する連結体12の固定用係合部30も挟持固定されてしまうようにしている。また、外側の連結体12の固定用係合部30の連結穴30は、可動子2との間の位置決め機能と、溶着による連結固定機能とを果たすものとなり、可動子2との連結部の小型化に有効である。
【0021】
図5及び図6に他例を示す。U字形の板ばねで形成された連結体12,12はその端部が可動子2,2の端部に開けられた穴33,33に差し込まれることで可動子2,2に連結されている。
【0022】
上記の2例では、可動子2の一方の端部について2枚配された連結体12,12が可動子2の振動方向に並んでいるが、図7に示すように、可動子2の振動方向が厚み方向となっている板ばねで夫々形成した2枚の連結体12,12を振動方向と直交する単一平面上に配置してもよい。この場合、連結体12,12間に連結体12の撓みを許すための振動方向における空間を空ける必要がなくなるために、振動方向の寸法を上記2例のものより小さくすることができる。
【0023】
また、図7に示したものでは、2枚の連結体12の各端部に設けた可動子2との連結用の固定用係合部30を共用しているために、可動子2,2への固定も簡単に行うことができる。
【0024】
なお、2つの可動子2,2が水平方向に並んでいる図示例ではこれら可動子2,2の上方側と下方側とに夫々連結体12,12を配置しているが、2つの可動子2,2が垂直方向に並んでいる場合はこれらの左右に配置すればよく、さらに2つの可動子2,2の配置がどうであれ、両連結体12,12を同一平面に配置するのであれば、振動方向の寸法を小さくすることができる。
【0025】
図8は可動子2の端部に設けた上下に貫通する穴33に連結体12,12の端部を上下から差し込んで圧入や溶接によって固定したものを示している。可動子2への複数本の連結体12の連結を少ない部品数且つ簡単な構造で実現することができるとともに、可動子2の同じ箇所に複数の連結体12,12を連結するために、連結部分の小型化を図ることができる。
【0026】
以上の各例では、往復式電気かみそりの駆動源に適した形態のものを示したが、本発明に係る振動型リニアアクチュエータは往復式電気かみそりの駆動源にのみ限定されるものではなく、他の種々の機器の駆動源として使用することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、可動子の振動方向の端部同士を連結している連結体を少なくとも片側の端部に複数配しているために、一つの連結体あたりの応力が低減されるものであり、従って連結体の長寿命化、しいては振動型リニアアクチュエータの長寿命化を小型化を維持しつつ図ることができる。
【0028】
この時、複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに、これら連結体を可動子の振動方向に並べると、長くてばね特性に優れた連結体の複数使用が容易となる。
【0029】
また、複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに、これら連結体を同一平面上に配置したならば、特に水平方向に並ぶ2つの可動子の上方側と下方側とに夫々連結体を配置したり、可動子の振動方向における同一箇所に複数の連結体を連結すると、全体としての振動方向の寸法の小型化を図ることができる。
【0030】
連結体がその端部に固定用係合部を備え、可動子の端部に形成された連結用突起部が上記固定用係合部に設けた連結穴に嵌り込んでいるようにしてもよく、この場合、連結穴は位置決め機能と連結固定のための機能とを果たすために、両機能を異なる部材で得る場合に比して小型化を図ることができる。
【0031】
特に複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに可動子の振動方向に並んだこれら連結体の端部に固定用係合部を設けている場合は、可動子の端部に形成された連結用突起部が嵌り込む連結穴を上記固定用係合部に設け、往復振動の内側に位置する連結体の連結穴は貫通穴として上記連結用突起部を貫通させておくと、外側の連結体を可動子に固定するだけで内側の連結体の可動子への固定も行うことができる。
【0032】
連結体の端部が可動子の端部に開けられた穴に差し込まれて可動子に連結されているものであってもよい。可動子との連結固定を簡便に且つ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の斜視図である。
【図2】同上の分解斜視図である。
【図3】同上の斜視図である。
【図4】同上の分解斜視図である。
【図5】他例の分解斜視図である。
【図6】同上の斜視図である。
【図7】別の例の斜視図である。
【図8】更に別の例の斜視図である。
【符号の説明】
1 固定子
2 可動子
12 連結体
Claims (8)
- 複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、可動子の振動方向の端部同士を連結する連結体を少なくとも片側の端部に複数配していることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
- 複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで夫々形成するとともに、これら連結体を可動子の振動方向に並べていることを特徴とする請求項1記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで夫々形成するとともに、これら連結体を同一平面上に配置していることを特徴とする請求項1記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 水平方向に並ぶ2つの可動子の上方側と下方側とに夫々連結体を配置していることを特徴とする請求項3記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 可動子の振動方向における同一箇所に複数の連結体を連結していることを特徴とする請求項3または4記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 連結体はその端部に固定用係合部を備えており、可動子の端部に形成された連結用突起部が上記固定用係合部に設けた連結穴に嵌り込んでいることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 複数の連結体を可動子の振動方向が厚み方向となっている板ばねで形成するとともに可動子の振動方向に並んだこれら連結体の端部に固定用係合部を設け、可動子の端部に形成された連結用突起部が嵌り込む連結穴を上記固定用係合部に設け、往復振動の内側に位置する連結体の連結穴は貫通穴として上記連結用突起部を貫通させていることを特徴とする請求項1または2記載の振動型リニアアクチュエータ。
- 連結体はその端部が可動子の端部に開けられた穴に差し込まれて可動子に連結されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
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