JP2012070578A - Vibration type linear actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電気かみそりの駆動源として利用可能な振動型リニアアクチュエータに関する。 The present invention relates to a vibration type linear actuator that can be used, for example, as a drive source for an electric razor.
従来の振動型リニアアクチュエータとして、特許文献1に開示されたものがある。この振動型リニアアクチュエータ50は、図9〜図11に示すように、電磁石52を有する電磁コアブロック51と、電磁石52に対向配置された永久磁石61を有する2つの磁性ブロック60と、各磁性ブロック60を電磁コアブロック51にそれぞれ連結する一対の連結板70と、2つの磁性ブロック60間を連結する左右一対の連結ばね部80とを備えている。
As a conventional vibration type linear actuator, there is one disclosed in
電磁コアブロック51の電磁石52の磁極面は、2つの磁性ブロック60の永久磁石61に対向する位置に配置されている。
The magnetic pole surface of the
一対の磁性ブロック60は、一対の連結板70の変形によって往復動方向(M矢印方向)に別個独立に往復動自在に配置されている。各磁性ブロック60の永久磁石61は、各連結板70によって電磁コアブロック51の電磁石52の磁極面に所定のギャップを介して対向配置されている。一対の磁性ブロック60の永久磁石61は、電磁石52の磁極面に対して互いに逆極性で配置され、互いに逆パターンの電磁力(吸引力・反発力)を受けるよう配置されている。これにより、一対の磁性ブロック60には、電磁石52の通電時に、往復動方向(M矢印方向)に互いに逆方向の移動力が作用する。
The pair of
一対の連結板70は、各磁性ブロック60の両端部にそれぞれ設けられている。各連結板70は、間隔を置いて平行配置された2枚のばね板部71をそれぞれ有している。
A pair of connecting
各連結ばね部80は、両端が切り離されたほぼ円弧板状である。各連結ばね部80の両端が各磁性ブロック60にそれぞれ固定されている。各連結ばね部80は、2つの磁性ブロック60間を中心として一方側と他方側の形状が対称形状(シンメトリー)である。
Each
上記構成において、電磁石52に交互に異なる方向に供給される電流が通電されると、電磁石52の磁極面に形成される極性が交互に切り替わる。すると、電磁石52と永久磁石61による電磁力によって、一対の磁性ブロック60には往復動方向(M矢印方向)に互いに逆方向の移動力が交互に作用する。これにより、一対の磁性ブロック60は、一対の連結板70の変形によって180度異なる位相でそれぞれ往復動する。この一対の磁性ブロック60の往復動に際して、連結板60及び連結ばね部80は、一対の磁性ブロック60の振幅を規制する方向に弾性変形によるばね力(弾性復帰力)を作用させる。これにより、一対の磁性ブロック60は、各振幅のバラツキを抑制されつつ所定の均一な振幅で往復動する。
In the above configuration, when currents supplied in different directions are alternately supplied to the
ところで、上記従来例では、一対の磁性ブロック60の各振幅を調整するには、磁性ブロック60の全体的な重量バランスを可変することによって調整していた。
By the way, in the above conventional example, in order to adjust the amplitudes of the pair of
しかしながら、全体的な重量バランスによる調整は、各磁性ブロック60の質量及びその重心位置を可変する必要があるため、調整が難しいという問題点があった。
However, the adjustment based on the overall weight balance has a problem that adjustment is difficult because the mass of each
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、簡単に複数の可動ブロック側の各振幅調整を行う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。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vibration type linear actuator that can easily adjust the amplitudes of a plurality of movable blocks.
本発明は、通電により異なる磁極を交互に形成する電磁石を有する電磁コアブロックと、前記電磁コアブロックに対向して配置され、前記電磁コアブロックが形成した磁極に対して吸引、反発する永久磁石を有し、前記電磁コアブロックに対して相対的に往復動する複数の磁性ブロックと、前記各磁性ブロックをそれぞれ往復動自在に支持する複数の弾性支持部と、複数の前記磁性ブロック同士を連結する連結ばね部とを備えた振動型リニアアクチュエータであって、前記連結ばね部は、複数の前記磁性ブロック間を中心として一方側と他方側が非対称形状であることを主な特徴とする。 The present invention includes an electromagnetic core block having electromagnets that alternately form different magnetic poles when energized, and a permanent magnet that is disposed opposite to the electromagnetic core block and that attracts and repels the magnetic poles formed by the electromagnetic core block. A plurality of magnetic blocks that reciprocate relative to the electromagnetic core block, a plurality of elastic support portions that reciprocally support the magnetic blocks, and a plurality of the magnetic blocks connected to each other. It is a vibration type linear actuator provided with the connection spring part, Comprising: The said connection spring part is characterized by asymmetrical shape on the one side and the other side centering around between the said some magnetic blocks.
本発明によれば、例えば2つの磁性ブロックが往復動する場合にあって、連結ばね部は、一対の磁性ブロックの振幅を規制する方向に弾性変形によるばね力を作用させるが、連結ばね部は、一対の磁性ブロック間の中心を中心として一方側と他方側がそれぞれ逆方向に弾性変形して各ばね力を発生させ、一方側の弾性変形によるばね力が一方側の磁性ブロックに、他方側の弾性変形によるばね力が他方側の磁性ブロックに作用する。ここで、連結ばね部は、一対の磁性ブロック間を中心として一方側と他方側が非対称形状でばね定数が異なるため、一対の磁性ブロックには異なる弾性変形量によるばね力を作用させることができ、一対の磁性ブロックはそれぞれ各ばね定数に応じた振幅で往復動することになる。つまり、連結ばね部の非対称形状によって一対の磁性ブロックの各振幅調整を行うことができる。そして、連結ばね部の非対称形状への形状変更は、従来例の全体的な重量バランスによる調整に較べて簡単にできる。以上より、簡単に複数の磁性ブロックの各振幅調整を行うことができる。 According to the present invention, for example, when two magnetic blocks reciprocate, the coupling spring portion applies a spring force due to elastic deformation in a direction that regulates the amplitude of the pair of magnetic blocks. The one side and the other side are elastically deformed in opposite directions around the center between the pair of magnetic blocks to generate each spring force, and the spring force due to the elastic deformation on one side is applied to the magnetic block on one side, A spring force due to elastic deformation acts on the magnetic block on the other side. Here, since the connection spring part has an asymmetrical shape on the one side and the other side around the pair of magnetic blocks and different spring constants, the spring force due to different elastic deformation amounts can be applied to the pair of magnetic blocks, The pair of magnetic blocks reciprocate with an amplitude corresponding to each spring constant. That is, each amplitude adjustment of a pair of magnetic block can be performed with the asymmetrical shape of a connection spring part. Then, the shape change of the connecting spring portion to the asymmetric shape can be simplified as compared with the adjustment by the overall weight balance of the conventional example. As described above, the amplitude adjustment of the plurality of magnetic blocks can be easily performed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態)
図1〜図4に示すように、振動型リニアアクチュエータ1は、電磁石4を有する電磁コアブロック2と、電磁石4に対向配置された永久磁石12を有する2つの磁性ブロック10と、各磁性ブロック10を電磁コアブロックにそれぞれ連結する2組の一対の弾性支持部である連結板20と、2つの磁性ブロック10間を連結する左右一対の連結ばね部30とを備えている。
(Embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 4, the vibration type
電磁コアブロック2は、基台3を有する。基台3上に電磁石4が固定されている。電磁石4は、磁性体であるコア5と、コア5に絶縁性のボビン6を介して巻き付けされたコイル7とを備えている。コイル7には交互に異なる方向に供給される電流が通電される。電磁石4の各磁極面5aは、2つの磁性ブロック10の永久磁石12に対向する位置に配置されている。
The
一対の磁性ブロック10は、ギャップを介して前後方向に並んで配置されている。各磁性ブロック10は、保持部11と、永久磁石12と、磁性体のバックヨーク13とをそれぞれ備えている。各保持部11の上面には、駆動子14が例えばネジでそれぞれ固定されている。振動型リニアアクチュエータ1を電気かみそりの駆動源に適用する場合には、各駆動子14に内刃(図示せず)がそれぞれ連結される。
The pair of
各磁性ブロック10は、一対の連結板20の変形によって往復動方向(M矢印方向)に別個独立に往復動自在に配置されている。各磁性ブロック10の永久磁石12は、各連結板20によって電磁コアブロック1の電磁石4の磁極面5aに所定のギャップを介して対向配置されている。一対の磁性ブロック10の永久磁石12は、電磁石4の磁極面5aに対して互いに逆極性で配置され、互いに逆パターンの電磁力(吸引力・反発力)を受けるよう配置されている。これにより、一対の磁性ブロック10には、電磁石4への通電時に、往復動方向(M矢印方向)に対して互いに逆方向の移動力が作用するようになっている。バックヨーク13は、永久磁石12の電磁石4側とは反対側の面に配置されている。
Each
一対の連結板20は、保持部11に一体に形成されている。各連結板20は、上延設部21と下延設部22とこれらの間に配置された弾性板部23とから構成されている。一対の上延設部21が保持部11の両端にそれぞれ固定されている。各下延設部22には取付用突部22aが設けられている。各取付用突部22aは、電磁コアブロック2の基台3に例えばネジで固定されている。これにより、各磁性ブロック10は、一対の連結板20によって吊り上げ状態で支持されている。弾性板部23は、間隔を置いて平行配置された2枚のばね板部23a,23bより構成されている。2枚のばね板部23a,23bの変形によって磁性ブロック10が往復動方向(M矢印方向)に往復動可動とされている。
The pair of connecting
一対の連結ばね部30は、保持部11及び連結板20に一体に形成されている。各連結ばね部30は、2つの連結基部31とこれら連結基部31間に設けられた2つのばね片部32とから構成されている。2つの連結基部31が各磁性ブロック10側の各連結板20の上延設部21にそれぞれ固定されている。2つのばね片部32は、共に大略方形枠状であり、内周側に位置するインナーばね片部33と外周側に位置するアウターばね片部34から構成されている。
The pair of connecting
インナーばね片部33とアウターばね片部34は、図5(a)〜(c)に示すように、一対の磁性ブロック10間を中心(O)として一方側である前方側の部分32Aと他方側である後方側の部分32Bが非対称形状(アシンメトリー)に形成されている。詳細には、アウターばね片部34は、磁性ブロック10の往復動方向(M矢印方向)の直交方向である厚み寸法が異なり、前方側の部分32Aの厚み寸法aが小さく、後方側の部分32Bの厚み寸法bが大きく設定されている。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the inner
上記構成において、電磁石4に交互に異なる方向に供給される電流が通電されると、電磁石4の磁極面5aに形成される極性が交互に切り替わる。すると、電磁石4と永久磁石12による電磁力によって、一対の磁性ブロック10には往復動方向(M矢印方向)に互いに逆方向の移動力が交互に作用する。これにより、一対の磁性ブロック10は、それぞれの一対の連結板20の変形によって、180度異なる位相でそれぞれ往復動する。
In the above configuration, when currents supplied in different directions are alternately supplied to the
この一対の磁性ブロック10の往復動に際して、連結ばね部30は、一対の磁性ブロック10の振幅を規制する方向に弾性変形によるばね力を作用させるが、連結ばね部30は、一対の磁性ブロック10間の中心線(O)を中心として前方側の部分32Aと後方側の部分32Bがそれぞれ逆方向に弾性変形して各ばね力を発生させる。前方側の弾性変形によるばね力は前方側の磁性ブロック10に、後方側の弾性変形によるばね力は後方側の磁性ブロック10に作用する。
When the pair of
ここで、連結ばね部30は、一対の磁性ブロック10間を中心として一方側と他方側が非対称形状であり、各ばね定数が異なるため、一対の磁性ブロック10には異なる弾性変形量によるばね力が作用し、一対の磁性ブロック10はそれぞれ各ばね定数に応じた振幅で往復動する。
Here, the connecting
つまり、一対の磁性ブロック10間の中心線(O)を中心として連結ばね部30を非対称形状とすることによって一対の磁性ブロック10の各振幅調整を行うことができる。そして、連結ばね部30の非対称形状への形状変更は、従来例の全体的な重量バランスによる調整に較べて簡単にできる。以上より、簡単に複数の磁性ブロック10の各振幅調整を行うことができる。
That is, the amplitude of each of the pair of
一対の磁性ブロック10の振幅調整は、一対の磁性ブロック10を同一の振幅に調整する場合と、一対の磁性ブロック10をそれぞれ異なる所望の振幅に調整する場合が考えられる。
As for the amplitude adjustment of the pair of
例えば磁性ブロック10の振幅を小さくしたい場合には、連結ばね部30の当該磁性ブロック10側の部分をばね定数を相対的に大きくする形状に変更する。これにより、連結ばね部30の当該磁性ブロック10側の部分が所定のばね力を磁性ブロック10に作用させるのに、小さな弾性変形(撓み変形とねじり変形)で良くなるため、当該磁性ブロック10の振幅が小さくなる。逆に、磁性ブロック10の振幅を大きくしたい場合には、連結ばね部30の当該磁性ブロック10側の部分をばね定数を相対的に小さくする形状に変更する。これにより、連結ばね部30の当該磁性ブロック10側の部分が所定のばね力を磁性ブロック10に作用させるのに、大きな弾性変形(撓み変形とねじり変形)が必要となるため、当該磁性ブロック10の振幅が大きくなる。
For example, when it is desired to reduce the amplitude of the
連結ばね部30の非対称形状への形状変更によって磁性ブロック10の振幅調整を行うため、バックヨーク等の質量が大きい部材の重量を可変することによって振幅調整する場合に較べて全体重量を重くすることなく振幅調整が可能である。
Since the amplitude of the
また、一対の連結ばね部30の非対称形状を一方側と他方側で異なるものとすれば、当該磁性ブロック10の振幅中心を可変することができる。従って、一対の連結ばね部30をそれぞれ異なる非対称形状とすることによって、全体的な重量バランスによる調整に較べて簡単に磁性ブロック10の振幅中心の調整を行うことができる。例えば、簡単に一対の磁性ブロック10の振幅中心を同じ位置に調整可能である。
Further, if the asymmetric shape of the pair of connecting
尚、この実施形態では、一対の磁性ブロック10間を中心(O)としてアウターばね片部34のみを非対称形状(アシンメトリー)に形成したが、インナーばね片部33のみを、又は、インナーばね片部33及びアウターばね片部34の双方を非対称形状(アシンメトリー)に形成しても良い。
In this embodiment, only the
(連結ばね部の第1変形例)
図6は連結ばね部30Aの第1変形例を示す。第1変形例の連結ばね部30Aは、前記実施形態のものと同様に、インナーばね片部33とアウターばね片部34を有する。インナーばね片部33の前方側の部分32Aと後方側の部分32Bの実質長は、同じであるが、アウターばね片部34の前方側の部分32Aと後方側の部分32Bの実質長が異なる。つまり、前方側の部分32Aの高さ寸法cが大きく、後方側の部分32Bの高さ寸法dが小さく設定されている。これによって、前方側の部分32Aと後方側の部分32Bが非対称形状に形成されている。
(First modification of the connecting spring)
FIG. 6 shows a first modification of the connecting
この第1変形例の連結ばね部30Aを適用しても、前記実施形態と同様に、連結ばね部30Aによって2つの磁性ブロックの各振幅調整を行うことができる。
Even when the
(連結ばね部の第2変形例)
図7は連結ばね部30Bの第2変形例を示す。第2変形例の連結ばね部30Bは、前記実施形態のものと同様に、インナーばね片部33とアウターばね片部34を有する。インナーばね片部33及びアウターばね片部34は、共に前方側の部分32Aと後方側の部分32Bの実質長が異なる。前方側の部分32Aの前後寸法eが小さく、後方側の部分32Bの前後寸法fが大きく設定されている。これによって、前方側の部分32Aと後方側の部分32Bが非対称形状に形成されている。
(Second modification of the connecting spring part)
FIG. 7 shows a second modification of the connecting
この第2変形例の連結ばね部30Bを適用しても、前記実施形態と同様に、連結ばね部30Bによって2つの磁性ブロックの各振幅調整を行うことができる。
Even when the
(連結ばね部の第3変形例)
図8は連結ばね部30Cの第3変形例を示す。第3変形例の連結ばね部30Cは、前記実施形態のものと異なり、単一のばね片部32を有する。そして、単一のばね片部32は、その前方側の部分32Aの前後寸法eが小さく、後方側の部分32Bの前後寸法fが大きく設定されている。これによって、前方側の部分32Aと後方側の部分32Bが非対称形状に形成されている。
(Third modification of the connecting spring)
FIG. 8 shows a third modification of the connecting
この第3変形例の連結ばね部30Cを適用しても、前記実施形態と同様に、連結ばね部30Cによって2つの磁性ブロックの各振幅調整を行うことができる。
Even when the
(変形例等)
前記実施形態及び各変形例では、連結ばね部30,30A〜30Cを非対称形状とするのに、厚み寸法、実質長寸法(高さ方向、前後方向)をそれぞれ可変したが、厚み寸法と実質長寸法を共に可変した非対称形状としても良い。実質長寸法にあっては、高さ方向と前後方向の寸法を共に可変した非対称形状としても良い。
(Modifications etc.)
In the embodiment and each modification, the connecting
前記実施形態では、磁性ブロック10が2つの場合を説明したが、本発明は磁性ブロックが3つ以上であっても略同様に適用可能である。
In the above embodiment, the case where there are two
前記実施形態では、電磁石4を有する電磁コアブロック側が固定側であり、永久磁石12を有する磁性ブロック側が可動側である。本発明は、上記と反対に、電磁石4を有する電磁コアブロック側が可動側で、永久磁石12を有する磁性ブロック側が固定側として構成しても、又、電磁石4を有する電磁コアブロック側が一方の可動側で、一方の永久磁石12を有する磁性ブロック側が他方の可動側として構成しても適用可能である。
In the said embodiment, the electromagnetic core block side which has the
前記各実施形態では、連結板20A,20B、連結ばね部30が磁性ブロック10A,10Bの保持部11と一体成形された例を説明したが、連結板20A,20B、連結ばね部30を磁性ブロック10A,10Bの保持部11と別体に形成し、保持部11に対してねじ等により固定しても良い。
In each of the above embodiments, the connection plates 20A and 20B and the
前記各実施形態では、電磁石4は、基台3上に固定されている例を示したが、電磁石4は基台3に対してばね部材を介して固定しても良い。
In each said embodiment, although the
上記した振動型リニアアクチュエータ1は、電気かみそりの駆動源として好適であるが、それ以外の用途にも適用可能であることはもちろんである。振動型リニアアクチュエータ1を電気かみそりの駆動源として用いる場合、駆動子14を介して内刃を往復動させても良く、複数の磁性ブロック10A,10Bの一つで外刃を往復動させても良い。
The vibration type
1 振動型リニアアクチュエータ
2 電磁コアブロック
4 電磁石
10 磁性ブロック
12 永久磁石
20 連結板(弾性支持部)
30 連結ばね部
32 ばね片部
32A 前方側の部分(一方側の部分)
32B 後方側の部分(他方側の部分)
DESCRIPTION OF
30
32B Rear part (the other part)
Claims (6)
前記連結ばね部は、複数の前記磁性ブロック間を中心として一方側と他方側が非対称形状であることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。 An electromagnetic core block having electromagnets that alternately form different magnetic poles when energized, and a permanent magnet that is disposed opposite to the electromagnetic core block and that attracts and repels the magnetic poles formed by the electromagnetic core block, A plurality of magnetic blocks that reciprocate relative to the electromagnetic core block; a plurality of elastic support portions that reciprocally support the magnetic blocks; and a connecting spring portion that connects the plurality of magnetic blocks to each other. A vibration type linear actuator comprising:
The coupling spring portion is a vibration type linear actuator characterized in that one side and the other side are asymmetrical with respect to a plurality of the magnetic blocks.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140507 |