JP2007083073A

JP2007083073A - 振動型リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP2007083073A
Application number: JP2006340405A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kobayashi; 昇小林; Hiroaki Shimizu; 宏明清水; Hidekazu Yabuuchi; 英一薮内; Masatsugu Moriguchi; 雅嗣森口; Makoto Motohashi; 良本橋; Riyuuji Ootani; 隆児大谷
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2022-06-17
Also published as: JP4631846B2

Abstract

【課題】小型化について有利なものとする。
【解決手段】複数の可動子２を固定子１で往復駆動する振動型リニアアクチュエータであり、固定子１が固定されたシャーシ３の固定部１０と可動子２とに連結された連結板９で可動子が往復動自在に支持されている。上記固定部１０は金属部材１３を成形品１４で被覆して形成されたもので、連結板の連結用である成形品１４は、金属部材１３外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分、あるいは金属部材１３に設けた貫通孔６２に設けられている。成形品１４が厚みあるいは幅を増大させてしまうことがないものとすることができる。
【選択図】図１

Description

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。

振動型リニアアクチュエータを駆動源としている往復式電気かみそりが特開平７−３１３７４６号公報に示されている。これは固定子とこの固定子に対して往復動する可動子とを備えた振動型リニアアクチュエータ（往復動型電動機）において、複数の刃ヘッドの各可動刃に対応した複数の可動子を有して、これらの複数の可動子を１つの固定子で駆動するようにしたもので、固定子に対して複数の可動子を連結板で往復動自在に支持するとともに、複数の可動子間にはコイルばねからなる連結体を介在させている。この連結体は、複数の可動子を逆位相で振動させる時、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、他の可動子によってこの減少を抑えるものであり、片方の可動子のみの振幅減少を防ぎ、バランスの取れた均一な振幅量を得るように機能している。

ここにおいて、可動子の支持用の上記連結板が固定される固定部は、金属部材に成形品を被覆したものとして形成していたが、この成形品で被覆した分だけ厚みあるいは幅が増大し、アクチュエータの小型化を難しくしていた。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、小型化について有利な振動型リニアアクチュエータを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、複数の可動子を固定子で往復駆動する振動型リニアアクチュエータにおいて、固定子が固定されたシャーシの固定部と可動子とに連結された連結板で可動子が往復動自在に支持されているとともに、上記固定部は金属部材を成形品で被覆して形成されたもので、該固定部における連結板の連結用の成形品は、金属部材外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分に設けられていることに特徴を有している。

上記固定部における連結板の連結用の成形品は、金属部材に設けた貫通孔部分に設けられているものであってもよい。

シャーシの固定部における成形品が厚みあるいは幅を増大させてしまうことがないものとすることができる。

本発明は、固定部における連結板の連結用の成形品を、金属部材外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分、あるいは金属部材に設けた貫通孔部分に設けていることから、成形品が固定部の厚みあるいは幅を大きくしてしまうことがなく、小型化の点で有利なものである。

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３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。

上記可動子２はバックヨーク５が一体成形されたもので、磁性材料からなるバックヨーク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駆動子２２を備えている。なお、この駆動子２２は図４〜及び図５に示すように、可動子２の上面から側方に突出するとともに先端部が可動子２の振動方向に延長されているＬ型のアーム２１の先端部上面に設けており、一対の同一形状の可動子２，２はその駆動子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とともに、各可動子２，２の駆動子２２，２２は、共に可動子２の振動方向における振動ストロークの中央位置に並んで位置する。図５中の２８は可動子２側面とアーム２１の底面とをつないでいる補強部である。

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。

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に固定された固定プレート１０に、下端部が可動子２に固定されている。固定プレート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。

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。

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、しかも２つの可動子２，２は同じ形状である上に、各可動子２における駆動子２２は他方の可動子２の直上に相互に位置しており、また駆動子２２は図４に示すように可動子２の振動方向ｘにおいて中央位置にあって、振動方向ｘと直交する方向ｙに駆動子２２，２２が並ぶことから、可動子２，２に往復振動を行わせた時、余分な振動が発生せず、振動バランスがきわめて良好な状態に保たれている。

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。

なお、図示形状の連結体１２は一端の固定用係合部３０を一方の可動子２の端部から突出する連結用突起部２０に嵌合固定し、他端の固定用係合部３０を他方の可動子２の端部から突出する連結用突起部２０に嵌合固定したもので、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。

図６もしくは図７は可動子２が備えるバックヨーク５の上面側に凹部もしくは凸部を設けて可動子２との間に凹凸係合部２７が生じるようにしたものであり、このような凹凸係合部２８の存在は、バックヨーク５と可動子２との結合強度を高めて、バックヨーク５が剥がれたりずれたりすることを防ぐ。図８に示すように、バックヨーク５の上面に段差を形成しておくことで可動子２との間に凹凸係合部２７が生じるようにしておいてもよい。いずれにしても、このような凹凸係合部２７は、駆動子２２の近傍に設けておくことが望ましい。駆動子２２と可動子２との間の連結部分の強度を高めることにもなるからである。また、バックヨーク５の内部に形成される磁気回路のことを考えれば、バックヨーク５の断面積を小さくしてしまうことがないもの、つまり図７に示す形態の凹凸係合部２７が最も好ましいものとなる。

図９は可動子２における駆動子２２をオフセット配置するためのアーム２１の他の形状例を示すものである。このような斜辺としてのアーム２１であっても、振動バランスを良好に保つことができる。

図１０に示すように、駆動子２２を可動子２の振動方向の中央からずれたところに設けたものであってもよい。この場合においても、可動子２，２同士の重心を合わせることができる。

図１１及び図１２は上記固定子１の詳細形状を示しており、巻線７の端末の端子部７０は、ボビン１６に設けた引き出しガイド部９０のガイド溝９１を通ってボビン１６から引き出されている。また、上記引き出しガイド部９０の底面部は、図１２(b)に示すように曲面９２を持つ面とされており、上記端子部７０を屈曲させた横方向に引き出す時、曲面９２に沿って端子部７０が曲げられるために、端子部７０にクラック等の破損が生じることがない。上記引き出しガイド部９０や曲面９２は、図１３に示すようにボビン１６から突出する突起部として設けてもよく、この場合の曲面９２は突起部である引き出しガイド部９０の下面全面に設けるとよい。引き出しガイド部９０及び曲面９２を備えたボビン１６の成形が容易となる。

図１４にシャーシ３における連結板９の固定用の固定部を構成している前記固定プレート１０を示す。この固定プレート１０は、両端が金属製のシャーシ３に溶接固定される金属部材１３と、金属部材１３に一体成形で被覆されて前記連結板９の一端の固定に供される成形品１４とからなるが、金属部材１３が図１４(a)に示す平板状のものであると、成形品１４を成形した時、固定プレート１０の厚みや幅は成形品１４の厚み分だけ金属部材１３単体より大きくなってしまう。

しかし、図１５に示すように金属部材１３の両端部下面側、あるいは図１６に示すように金属部材１３の両端部上面側を切り欠く段差６０で厚みを薄くした部分を設け、この部分に成形品１４を成形すれば、成形品１４の表面を金属部材１３の表面と同一に保つことができるものであり、このために固定プレート１０の厚みを薄くすることができる。もちろん、図１７に示すように、金属部材１３の両端部の上面と下面の双方を切り欠く段差６０，６０を設けておくならば、成形品１４の部分の厚みを金属部材１３の厚みと同じにすることができるために、薄型化の点でより有利となる。

図１８に示すように、金属部材１３の側面に切り欠き６１を設けても良い、この場合、切り欠き６１部分に成形品１４を成形することで、幅方向（可動子２の振動方向）に成形品１４が突出することがないものを得ることができて、振動方向の寸法の小型化を図ることができるものとなる。

上記金属部材１３の側面に切り欠き６１を設けることに代えて、図１９に示すように、金属部材１３に貫通孔６２を設けておき、この貫通孔６２の部分に成形品１４の成形を行う場合も、幅方向（可動子２の振動方向）に成形品１４が突出することがないものを得ることができる。

更には、図２０に示すように、金属部材１３の上下面に段差６０を、側面に切り欠き６１を設けたり、図２１に示すように金属部材１３の上下面に段差６０と貫通孔６２を設けたり、あるいは図２２に示すように金属部材１３の上下面に段差６０を、側面に切り欠き６１を設け、更に貫通孔６２を設けたりする場合には、成形品１４が金属部材１３から厚み方向にも幅方向にも突出することがないものを得ることができて、小型化の点で更に有利となる。

図２３〜図２５は上記の振動型リニアアクチュエータを駆動源としている往復式の電気かみそりを示している。この電気かみそりは、電源部を内蔵しているとともに使用時のグリップ部となる本体部４４と、本体部４４上にあって本体部４３に対して上下に可動で且つ左右に揺動自在となっている可動ケース４３と、可動ケース４３を覆う外刃枠４２とを備え、振動型リニアアクチュエータは可動ケース４３内に収容して可動子２における駆動子２２に可動刃（図示せず）を連結し、リニアアクチュエータによって往復駆動される該可動刃を外刃枠４２に保持された外刃４７，４７，４８の内面に摺接させたものである。

本発明の実施の形態の一例の斜視図である。同上の側面図である。同上の分解斜視図である。同上の可動子の平面図である。同上の可動子の正面図である。可動子の他例の側面図である。可動子の更に他例の側面図である。可動子の別の例の側面図である。可動子の更に別の例の平面図である。可動子の異なる例の平面図である。固定子の斜視図である。 (a)は固定子の正面図、(b)は固定子のＡ−Ａ線断面図、(c)は固定の底面図である。固定子の他例の斜視図である。 (a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は固定部レートの平面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの側面図である。固定プレートの他例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の側面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの側面図である。固定プレートの更に他例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の側面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの側面図である。固定プレートの別の例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の側面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの側面図である。固定プレートの更に別の例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の平面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの平面図である。固定プレートの異なる例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の平面図、(c)は固定プレートの斜視図、(d)は固定プレートの平面図である。固定プレートの他例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の平面図、(c)は金属部材の平面図、(d)は固定プレートの斜視図、(e)は固定プレートの平面図、(f)は固定プレートの側面図である。固定プレートの更に他例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の平面図、(c)は金属部材の平面図、(d)は固定プレートの斜視図、(e)は固定プレートの平面図、(f)は固定プレートの側面図である。固定プレートの別の例を示すもので、(a)は固定プレートにおける金属部材の斜視図、(b)は金属部材の平面図、(c)は金属部材の平面図、(d)は固定プレートの斜視図、(e)は固定プレートの平面図、(f)は固定プレートの側面図である。本発明にかかる振動型リニアアクチュエータを備えた電気かみそりの斜視図である。同上の正面図である。同上の分解斜視図である。

符号の説明

１固定子
２可動子
３シャーシ
１０固定プレート
１３金属部材
１４成形品

Claims

複数の可動子を固定子で往復駆動する振動型リニアアクチュエータにおいて、固定子が固定されたシャーシの固定部と可動子とに連結された連結板で可動子が往復動自在に支持されているとともに、上記固定部は金属部材を成形品で被覆して形成されたもので、該固定部における連結板の連結用の成形品は、金属部材外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分に設けられていることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
複数の可動子を固定子で往復駆動する振動型リニアアクチュエータにおいて、固定子が固定されたシャーシの固定部と可動子とに連結された連結板で可動子が往復動自在に支持されているとともに、上記固定部は金属部材を成形品で被覆して形成されたもので、該固定部における連結板の連結用の成形品は、金属部材に設けた貫通孔部分に設けられていることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。