JP2013158136A - アクチュエーター及び電動理美容器具 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部の往復運動により利用者に振動が伝達されるのを防止できるとともに、製品の小型化を図ることができるアクチュエーター及び電動理美容器具を提供する。
【解決手段】アクチュエーターは、支軸と、支軸に固定されたコイルを有する固定部と、内外方向に着磁され、固定部の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネットを有し、弾性保持された状態で支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部と、内外方向に着磁され、固定部の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネットを有し、弾性保持された状態で支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部と、を備える。そして、コイルに電流を流したときに、第１の可動部と第２の可動部が逆方向に移動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アクチュエーター及び電動理美容器具に関する。

従来、電気かみそり、電気バリカン、電動歯ブラシ等の電動理美容器具が知られている（例えば特許文献１）。電動理美容器具においては、可動部材（電気かみそりの場合、内刃又は外刃）が往復運動することにより、剃髪、剃毛等の理美容行為が行われる。一般に、電動理美容器具は手に持って使用されるが、振動や騒音が大きいと利用者に不快感を与え、使い心地が悪いものとなる。そこで、電動理美容器具における振動対策として様々な技術が提案されている（例えば特許文献２〜４）。

具体的に説明すると、特許文献２には、可動部に振幅制御錘を接続し、これらを共振周波数で往復運動させる、いわゆる動吸振器を適用したリニアオシレーターが開示されている。
また、特許文献３には、２つの可動部（中央可動子、側可動子）を平行に配置し、運動方向が逆になるようにそれぞれを駆動する往復式電気かみそりが開示されている。
また、特許文献４には、動力変換機構を用いてモーター駆動力を直線運動に変換し、同一軸（案内部材）上で２つの内刃を逆方向に駆動させる電気ひげそり装置が開示されている。

特許第４１２３２３２号公報 特許第３４７５９４９号公報 特許第３４２７４６８号公報 特表２０００−５００３７０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の技術を適用した場合、動吸振器を配置するスペースが必要となるため、製品の小型化を図ることが困難となる。
また、特許文献３に記載の技術を適用した場合、２つの可動部の運動方向が同一軸上となっていないため、重心位置が不均衡であると振動発生方向がずれてしまい、振動を完全に抑制することが困難となる。
また、特許文献４に記載の技術を適用した場合、動力変換機構を配置するスペースが必要となるため、製品の小型化を図ることが困難となる。また、モーター駆動のため、駆動速度が制限され、高速駆動が困難であるという課題もある。

本発明の目的は、可動部の往復運動により利用者に振動が伝達されるのを防止できるとともに、製品の小型化を図ることができるアクチュエーター及び電動理美容器具を提供することである。

本発明に係るアクチュエーターは、支軸と、前記支軸に固定されたコイルを有する固定部と、
内外方向に着磁され、前記固定部の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネットを有し、弾性保持された状態で前記支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部と、
内外方向に着磁され、前記固定部の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネットを有し、弾性保持された状態で前記支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部と、を備え、
前記コイルに電流を流したときに、前記第１の可動部と前記第２の可動部が逆方向に移動することを特徴とする。

本発明に係る電動理美容器具は、上記のアクチュエーターを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１の可動部と第２の可動部が、それぞれ逆方向に往復運動することにより振動が相殺されるので、利用者に振動が伝達されるのを効果的に防止できる。また、動吸振器や動力変換機構を設ける必要がないので、省スペース化、小型化を図ることができる。

第１の実施の形態に係るアクチュエーターの外観斜視図である。 第１の実施の形態に係るアクチュエーターの分解斜視図である。 第１の実施の形態に係るアクチュエーターの軸方向に沿う縦断面図である。 コイルに電流を流したときに可動部に生じる推力を示す図である。 第１の実施の形態に係るアクチュエーターの可動部の往復運動を示す図である。 第１の実施の形態に係るアクチュエーターの可動部の往復運動を示す図である。 第２の実施の形態に係るアクチュエーターの外観斜視図である。 第２の実施の形態に係るアクチュエーターの分解斜視図である。 第２の実施の形態に係るアクチュエーターの軸方向に沿う縦断面図である。 コイルに電流を流したときに可動部に生じる推力を示す図である。 第３の実施の形態に係るアクチュエーターの外観斜視図である。 第３の実施の形態に係るアクチュエーターの分解斜視図である。 第３の実施の形態に係るアクチュエーターの軸方向に沿う縦断面図である。 コイルに電流を流したときに可動部に生じる吸引力／反発力を示す図である。 実施の形態のアクチュエーターに用いられるマグネットの一例を示す図である。 実施の形態のアクチュエーターに用いられるマグネットの他の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るアクチュエーター１００の外観斜視図である。図２は、アクチュエーター１００の分解斜視図である。図３は、アクチュエーター１００の軸方向における縦断面図である。このアクチュエーター１００は、例えば電気かみそり等の電動理美容器具に適用される。

図１〜３に示すように、アクチュエーター１００は、固定部１１０、第１の可動部１２０、第２の可動部１３０を備える。第１の可動部１２０及び第２の可動部１３０は、固定部１１０と同軸上に配置され、軸方向に往復運動を行う。

固定部１１０は、支軸１１１、コイル１１２、及びボビン１１３等を備える。
ボビン１１３は、絶縁材料からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、中空部の軸方向中央に仕切壁１１３ａが形成される。仕切壁１１３ａには貫通口１１３ｂが形成され、この貫通口１１３ｂに支軸１１１が挿通され、固定される。また、ボビン１１３の外周面には、全長にわたって同一方向にコイル１１２が巻回される。コイル１１２から引き出されたリード部１１４には、交流電源１６０が接続される。

第１の可動部１２０は、第１のマグネット１２１、第１の外ヨーク１２２、第１の内ヨーク１２３、及び第１の軸受１２４等を備える。

第１のマグネット１２１は、筒状（図では円筒状）の永久磁石であり、内外方向に着磁される。内外方向とは、筒状マグネットの内面から外面に向かう方向であり、円筒状マグネットの場合はラジアル方向（中心から放射状）である。
ここでは、第１のマグネット１２１は、内周側がＳ極、外周側がＮ極に着磁されているものとする。また、第１のマグネット１２１は、等方性マグネットに比較して強い磁力が得られる異方性マグネットであることが望ましい。

第１の外ヨーク１２２は、磁性体からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、第１のマグネット１２１の外周面側に配置される。第１のマグネット１２１は、第１の外ヨーク１２２の内周面に、例えば接着により固定される。第１の外ヨーク１２２の一端側には、第１の内ヨーク１２３を固定するための突出部１２２ａが形成される。
また、第１の外ヨーク１２２には、電動理美容器具の可動部材（例えば電気かみそりの内刃等）を取り付けるための出力接続部１２５が取り付けられる。

第１の内ヨーク１２３は、磁性体からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、第１のマグネット１２１の内周面側に、コイル１１２を挟んで配置される。第１の内ヨーク１２３は、第１の外ヨーク１２２の突出部１２２ａに、例えば接着により固定される。

第１の軸受１２４、１２４は、所定距離だけ離間した状態で、第１の内ヨーク１２３の内周面に、例えば接着により固定される。第１の軸受１２４、１２４は、支軸１１１に沿って摺動可能となっている。

第１の可動部１２０は、ボビン１１３の一方（図では右側）の中空部に、第１の軸受１２４が固定された第１の内ヨーク１２３を、圧縮コイルばね１４１を介して挿嵌することにより、固定部１１０に取り付けられる。このとき、第１のマグネット１２１と第１の内ヨーク１２３との間にコイル１１２の一端側が介在し、第１の軸受１２４、１２４に支軸１１１が挿通される。
さらに、支軸１１１に圧縮コイルばね１４２を挿通させ、圧縮コイルばね１４１、１４２が圧縮された状態で、支軸１１１の一端部にばね抜け止め部材１４３を取り付けることにより、圧縮コイルばね１４１、１４２の復元力が釣り合った状態で第１の可動部１２０は保持される。すなわち、第１の可動部１２０は、２つの圧縮コイルばね１４１、１４２によって弾性保持される。
第１のマグネット１２１、第１の外ヨーク１２２、第１の内ヨーク１２３、及び第１の軸受１２４は一体化され、可動部１２０として往復運動を行う。

第２の可動部１３０は、第１の可動部１２０と対称的に配置される。すなわち、第２の可動部１３０は、第２のマグネット１３１、第２の外ヨーク１３２、第２の内ヨーク１３３、及び第２の軸受１３４等を備える。

第２のマグネット１３１は、筒状（図では円筒状）の永久磁石であり、内外方向（ラジアル方向）に着磁される。第２のマグネット１３１の着磁方向は、第１のマグネット１２１の着磁方向と逆である。つまり、第２のマグネット１３１は、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されている。また、第２のマグネット１３１は、等方性マグネットに比較して強い磁力が得られる異方性マグネットであることが望ましい。

第２の外ヨーク１３２は、磁性体からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、第２のマグネット１３１の外周面側に配置される。第２のマグネット１３１は、第２の外ヨーク１３２の内周面に、例えば接着により固定される。第２の外ヨーク１３２の一端側には、第２の内ヨーク１３３を固定するための突出部１３２ａが形成される。
また、第２の外ヨーク１３２には、電動理美容器具の可動部材（例えば電気かみそりの内刃等）を取り付けるための出力接続部１３５が取り付けられる。

第２の内ヨーク１３３は、磁性体からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、第２のマグネット１３１の内周面側に、コイル１１２を挟んで配置される。第２の内ヨーク１３３は、第２の外ヨーク１３２の突出部１３２ａに、例えば接着により固定される。

第２の軸受１３４、１３４は、所定距離だけ離間した状態で、第２の内ヨーク１３３の内周面に、例えば接着により固定される。第２の軸受１３４、１３４は、支軸１１１に沿って摺動可能となっている。

第２の可動部１３０は、ボビン１１３の他方（図では左側）の中空部に、第２の軸受１３４が固定された第２の内ヨーク１３３を、圧縮コイルばね１５１を介して挿嵌することにより、固定部１１０に取り付けられる。このとき、第２のマグネット１３１と第２の内ヨーク１３３との間にコイル１１２の他端側が介在し、第２の軸受１３４、１３４に支軸１１１が挿通される。
さらに、支軸１１１に圧縮コイルばね１５２を挿通させ、圧縮コイルばね１５１、１５２が圧縮された状態で、支軸１１１の他端部にばね抜け止め部材１５３を取り付けることにより、圧縮コイルばね１５１、１５２の復元力が釣り合った状態で第２の可動部１３０は保持される。すなわち、第２の可動部１３０は、２つの圧縮コイルばね１５１、１５２によって弾性保持される。
第２のマグネット１３１、第２の外ヨーク１３２、第２の内ヨーク１３３、及び第２の軸受１３４は一体化され、第２の可動部１３０として往復運動を行う。

図４は、コイル１１２に電流を流したときに第１の可動部１２０及び第２の可動部１３０に生じる推力を示す図である。

図４に示すように、第１のマグネット１２１のＮ極から出た磁力線は、第１の外ヨーク１２２、第１の内ヨーク１２３を通り、コイル１１２を横切ってＳ極に戻る。すなわち、コイル１１２の第１のマグネット１２１に対応する部分には、内側から外側に向かって垂直に横切る磁界が生じる。

第１の可動部１２０は、第１のマグネット１２１の外周面側に配置される第１の外ヨーク１２２及び第１のマグネット１２１の内周面側にコイル１１２を挟んで配置される第１の内ヨーク１２３を有するので、所望の磁界を容易に生じさせることができる。なお、第１の外ヨーク１２２又は第１の内ヨーク１２３のいずれか一方を配置するだけでも、第１のマグネット１２１を単体で配置するより効果的である。

第２のマグネット１３１のＮ極から出た磁力線は、コイル１１２を横切った後、第２の内ヨーク１３３、第２の外ヨーク１３２を通ってＳ極に戻る。すなわち、コイル１１２の第２のマグネット１３１に対応する部分には、外側から内側に向かって垂直に横切る磁界が生じる。

第１の可動部１２０は、第１のマグネット１２１の外周面側に配置される第１の外ヨーク１２２及び第１のマグネット１２１の内周面側にコイル１１２を挟んで配置される第１の内ヨーク１２３を有するので、所望の磁界を容易に生じさせることができる。なお、第１の外ヨーク１２２又は第１の内ヨーク１２３のいずれか一方を配置するだけでも、第１のマグネット１２１を単体で配置するより効果的である。第２の可動部１３０についても同様のことがいえる。

ここで、図４のＡ矢視で時計回りの電流をコイル１１２に流すと、フレミング左手の法則により、コイル１１２の第１のマグネット１２１に対応する部分には軸方向外側（図４では右側）に向かう電磁力Ｆ_e1が作用する。しかし、コイル１１２が固定されているため、作用・反作用の法則に従って、第１の可動部１２０に軸方向内側（図４では左側）に向かう推力Ｆ_t1が作用する。
この推力Ｆ_t1により、第１の可動部１２０は圧縮コイルばね１４１を圧縮させながら、軸方向内側に移動することとなる（図５参照）。

同様に、コイル１１２の第２のマグネット１３１に対応する部分には軸方向外側（図４では左側）に向かう電磁力Ｆ_e2が作用する。しかし、コイル１１２が固定されているため、作用・反作用の法則に従って、第２の可動部１３０に軸方向内側（図４では右側）に向かう推力Ｆ_t2が作用する。
この推力Ｆ_t2により、第２の可動部１３０は圧縮コイルばね１５１を圧縮させながら、軸方向内側（第１の可動部１２０と逆）に移動することとなる（図５参照）。

また、図４のＡ矢視で反時計回りの電流をコイル１１２に流すと、第１の可動部１２０は圧縮コイルばね１４２を圧縮させながら軸方向外側に移動し、第２の可動部１３０は圧縮コイルばね１５２を圧縮させながら軸方向外側（第１の可動部１２０と逆）に移動する（図６参照）。

したがって、コイル１１２に交流を流すと、第１の可動部１２０及び第２の可動部１３０は、互いに逆方向に往復運動する。
なお、アクチュエーター１００における動作原理を示す運動方程式は下式（１）で表され、回路方程式は下式（２）で表される。すなわち、第１の可動部１２０及び第２の可動部１３０は、式（１）、（２）に基づいて往復運動を行う。

また、アクチュエーター１００の共振周波数は、下式（３）に示すように、第１の可動部１２０及び第２の可動部１３０の質量と圧縮コイルばね１４１、１４２、１５１、１５２のばね定数により決まる。共振周波数ｆ_rと略等しい周波数の交流でアクチュエーター１００を駆動することにより、効率的に大きな出力を得ることが可能となる。すなわち、定常状態において低消費電力での駆動が可能となるので、アクチュエーター１００のエネルギー効率が向上する。

このように、第１の実施の形態に係るアクチュエーター１００は、支軸１１１と、支軸１１１にボビン１１３を介して固定されたコイル１１２を有する固定部１１０と、ラジアル方向に着磁され、固定部１１０の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネット１２１を有し、弾性保持された状態で支軸１１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部１２０と、ラジアル方向に着磁され、固定部１１０の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネット１３１を有し、弾性保持された状態で支軸１１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部１３０と、を備える。
そして、コイル１１２に電流を流したときに、第１の可動部１２０と第２の可動部１３０が逆方向に移動する。

具体的には、第１のマグネット１２１及び第２のマグネット１３１は、コイル１１２に流れる電流を垂直に横切る磁界を発生させ、コイル１１２に電流を流したときに、フレミング左手の法則に従って第１の可動部１２０に生じる推力Ｆ_t1と、第２の可動部１３０に生じる推力Ｆ_t2が逆方向となる。

アクチュエーター１００によれば、第１の可動部１２０と第２の可動部１３０が、それぞれ逆方向に往復運動することにより振動が相殺されるので、利用者に振動が伝達されるのを効果的に防止できる。また、支軸機構を用いたことにより、第１の可動部１２０と第２の可動部１３０の重心を同一軸上に設計することができるため、振動発生方向にずれがないため、効果的に振動が抑制される。
また、動吸振器や動力変換機構を設ける必要がないので、省スペース化、小型化を図ることができ、実装される製品の設計自由度、デザイン性が向上する。
したがって、アクチュエーター１００を適用することにより、デザイン性に優れるとともに、低振動、低騒音で、利用者にとって使い心地のよい電動理美容器具が実現される。

また、アクチュエーター１００において、コイル１１２は固定部１１０の全長にわたって同一方向に巻回され、第１のマグネット１２１の着磁方向と、第２のマグネット１２２の着磁方向が逆となっている。

これにより、簡単な構成で、第１の可動部１２０と第２の可動部１３０を、それぞれ逆方向に往復運動させることができる。また、アクチュエーター１００を簡単に組み立てることができる。

［第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態に係るアクチュエーター２００の外観斜視図である。図８は、アクチュエーター２００の分解斜視図である。図９は、アクチュエーター２００の軸方向における縦断面図である。このアクチュエーター２００は、例えば電気かみそり等の電動理美容器具に適用される。
なお、第１の実施の形態のアクチュエーター１００と同一又は対応する構成要素については２００番台の符号で示し、重複する説明は省略する。

図７〜９に示すように、アクチュエーター２００は、固定部２１０、第１の可動部２２０、第２の可動部２３０を備える。第１の可動部２２０及び第２の可動部２３０は、固定部２１０と同軸上に配置され、軸方向に往復運動を行う。

固定部２１０は、支軸２１１、第１のコイル２１２Ａ、第２のコイル２１２Ｂ、及びボビン２１３等を備える。
ボビン２１３には、軸方向中央から両側に、逆方向に電流が流れる第１のコイル２１２Ａ、第２のコイル２１２Ｂが巻回される。第１のコイル２１２Ａ、第２のコイル２１２Ｂのそれぞれから引き出されたリード部２１４には、交流電源２６０が接続される。
なお、図９では、交流電源２６０に対して第１のコイル２１２Ａと第２のコイル２１２Ｂが直列に接続されているが、第２のコイル２１２Ａと第２のコイル２１２Ｂが並列に接続されていてもよい。

第１の可動部２２０は、第１のマグネット２２１、第１の外ヨーク２２２、第１の内ヨーク２２３、及び第１の軸受２２４等を備える。
第１のマグネット２２１は、リング状の永久磁石であり、ラジアル方向（中心から放射状）に着磁される。ここでは、第１のマグネット２２１は、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されているものとする。

第２の可動部２３０は、第１の可動部２２０と対称的に配置される。すなわち、第２の可動部２３０は、第２のマグネット２３１、第２の外ヨーク２３２、第２の内ヨーク２３３、及び第２の軸受２３４等を備える。
第２のマグネット２３１は、リング状の永久磁石であり、ラジアル方向（中心から放射状）に着磁される。第２のマグネット２３１の着磁方向は、第１のマグネット２２１の着磁方向と同じである。つまり、第２のマグネット２３１は、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されている。

図１０は、コイル２１２に電流を流したときに第１の可動部２２０及び第２の可動部２３０に生じる推力を示す図である。

図１０に示すように、第１のマグネット２２１のＮ極から出た磁力線は、第１のコイル２１２Ａを横切った後、第１の内ヨーク２２３、第１の外ヨーク２２２を通ってＳ極に戻る。すなわち、第１のコイル２１２Ａには、外側から内側に向かって垂直に横切る磁界が生じる。

同様に、第２のマグネット２３１のＮ極から出た磁力線は、第２のコイル２１２Ｂを横切った後、第２の内ヨーク２３３、第２の外ヨーク２３２を通ってＳ極に戻る。すなわち、第２のコイル２１２Ｂには、外側から内側に向かって垂直に横切る磁界が生じる。

ここで、図１０のＡ矢視で反時計回りの電流を第１のコイル２１２Ａに流すと、フレミング左手の法則により、第１のコイル２１２Ａには軸方向外側（図１０では右側）に向かう電磁力Ｆ_e1が作用する。しかし、第１のコイル２１２Ａが固定されているため、作用・反作用の法則に従って、第１の可動部２２０に軸方向内側（図１０では左側）に向かう推力Ｆ_t1が作用する。この推力Ｆ_t1により、第１の可動部２２０は圧縮コイルばね２４１を圧縮させながら、軸方向内側に移動することとなる。

このとき、第２のコイル２１２Ｂには、第１のコイル２１２Ａとは逆方向、すなわち図１０のＡ矢視で時計回りの電流が流れる。したがって、フレミング左手の法則により、第２のコイル２１２Ｂには軸方向外側（図１０では左側）に向かう電磁力Ｆ_e2が作用する。しかし、第２のコイル２１２Ｂが固定されているため、作用・反作用の法則に従って、第２の可動部２３０に軸方向内側（図１０では右側）に向かう推力Ｆ_t2が作用する。この推力Ｆ_t2により、第２の可動部２３０は圧縮コイルばね２５１を圧縮させながら、軸方向内側（第１の可動部２２０と逆）に移動することとなる。

また、図１０のＡ矢視で時計回りの電流を第１のコイル２１２Ａに流し、反時計回りの電流を第２のコイル２１２Ｂに流すと、第１の可動部２２０は圧縮コイルばね２４２を圧縮させながら軸方向外側に移動し、第２の可動部２３０は圧縮コイルばね２５２を圧縮させながら軸方向外側（第１の可動部２２０と逆）に移動する。
したがって、第１のコイル２１２Ａ及び第２のコイル２１２Ｂに交流を流すと、第１の可動部２２０及び第２の可動部２３０は、互いに逆方向に往復運動する。

このように、第２の実施の形態に係るアクチュエーター２００は、支軸２１１と、支軸２１１にボビン２１３を介して固定されたコイル２１２（第１のコイル２１２Ａ、第２のコイル２１２Ｂ）を有する固定部２１０と、ラジアル方向に着磁され、固定部２１０の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネット２２１を有し、弾性保持された状態で支軸２１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部２２０と、ラジアル方向に着磁され、固定部２１０の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネット２３１を有し、弾性保持された状態で支軸２１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部２３０と、を備える。
そして、コイル２１２に電流を流したときに、第１の可動部２２０と第２の可動部２３０が逆方向に移動する。

具体的には、第１のマグネット２２１及び第２のマグネット２３１は、コイル２１２に流れる電流を垂直に横切る磁界を発生させ、コイル２１２に電流を流したときに、フレミング左手の法則に従って第１の可動部２２０に生じる推力Ｆ_t1と、第２の可動部２３０に生じる推力Ｆ_t2が逆方向となる。

アクチュエーター２００によれば、第１の可動部２２０と第２の可動部２３０が、それぞれ逆方向に往復運動することにより振動が相殺されるので、利用者に振動が伝達されるのを効果的に防止できる。また、支軸機構を用いたことにより、第１の可動部２２０と第２の可動部２３０の重心を同一軸上に設計することができるため、振動発生方向にずれがないため、効果的に振動が抑制される。
また、動吸振器や動力変換機構を設ける必要がないので、省スペース化、小型化を図ることができ、実装される製品の設計自由度、デザイン性が向上する。
したがって、アクチュエーター２００を適用することにより、デザイン性に優れるとともに、低振動、低騒音で、利用者にとって使い心地のよい電動理美容器具が実現される。

また、アクチュエーター２００において、コイル２１２は、第１のマグネット２２１に対応して巻回され、電流が第１の方向に流れる第１のコイル２１２Ａと、第２のマグネット２３１に対応して巻回され、電流が第１の方向とは逆の第２の方向に流れる第２のコイル２１２Ｂと、を有する。また、第１のマグネット２２１と、第２のマグネット２３１の着磁方向が同じとなっている。

これにより、簡単な構成で、第１の可動部２２０と第２の可動部２３０を、それぞれ逆方向に往復運動させることができる。また、アクチュエーター２００を簡単に組み立てることができる。
また、第１の可動部２２０と第２の可動部２３０が同じ構成となり、製造工程を統一することができるので、製造コストを低減することができる。さらに、第１のコイル２１２Ａと第２のコイル２１２Ｂを並列に接続した場合には、コイル抵抗が減少するので、動作時の銅損を低減することができる。

［第３の実施の形態］
図１１は、第３の実施の形態に係るアクチュエーター３００の外観斜視図である。図１２は、アクチュエーター３００の分解斜視図である。図１３は、アクチュエーター３００の軸方向における縦断面図である。このアクチュエーター３００は、例えば電気かみそり等の電動理美容器具に適用される。
なお、第１の実施の形態のアクチュエーター１００と同一又は対応する構成要素については３００番台の符号で示し、重複する説明は省略する。

図１１〜１３に示すように、アクチュエーター３００は、固定部３１０、第１の可動部３２０、第２の可動部３３０を備える。第１の可動部３２０及び第２の可動部３３０は、固定部３１０と同軸上に配置され、軸方向に往復運動を行う。

固定部３１０は、支軸３１１、コイル３１２、ボビン３１３、及びコア３１５等を備える。
コア３１５は、磁性体からなる筒状（図では円筒状）の部材であり、中空部の軸方向中央に仕切壁３１５ａが形成される。仕切壁３１５ａには貫通口３１５ｂが形成され、この貫通口３１５ｂに支軸３１１が挿通され、固定される。コア３１５の外周面の軸方向中央には凹部３１５ｃが形成され、この凹部３１５ｃに絶縁性のボビン３１３を介してコイル３１２が巻回される。コイル３１２から引き出されたリード部３１４には、交流電源３６０が接続される。固定部３１０は、コイル３１２に電流を流したときだけコア３１５が磁化される電磁石である。

第１の可動部３２０は、第１のマグネット３２１、第１の外ヨーク３２２、第１の内ヨーク３２３、及び第１の軸受３２４等を備える。

第１のマグネット３２１は、固定部３１０との間で吸引力又は反発力を発生させるために配置されるもので、ここでは逆方向に着磁された２つのマグネット３２１Ａ、３２１Ｂで構成される。第１のマグネット３２１の数は限定されず、隣接するマグネットの着磁方向が逆となるように配置されていればよい。
第１のマグネット３２１Ａ、３２１Ｂは、筒状（図では円筒状）の永久磁石であり、内外方向（ラジアル方向）に着磁される。ここでは、内側に配置された第１のマグネット３２１Ａは、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されているものとし、外側に配置された第１のマグネット３２１Ｂは、内周側がＳ極、外周側がＮ極に着磁されているものとする。

第２の可動部３３０は、第１の可動部３２０と対称的に配置される。すなわち、第２の可動部３３０は、第２のマグネット３３１、第２の外ヨーク３３２、第２の内ヨーク３３３、及び第２の軸受３３４等を備える。

第２のマグネット３３１は、固定部３１０との間で吸引力又は反発力を発生させるために配置されるもので、ここでは逆方向に着磁された２つのマグネット３３１Ａ、３３１Ｂで構成される。第２のマグネット３３１の数は限定されず、隣接するマグネットの着磁方向が逆となるように配置されていればよい。
第２のマグネット３３１Ａ、３３１Ｂは、筒状（図では円筒状）の永久磁石であり、内外方向（ラジアル方向）に着磁される。第２のマグネット３３１の着磁方向は、第１のマグネット３２１の着磁方向と逆である。つまり、内側に配置された第２のマグネット３３１Ａは、内周側がＳ極、外周側がＮ極に着磁され、外側に配置された第２のマグネット３３１Ｂは、内周側がＮ極、外周側がＳ極に着磁されている。

図１４は、コイル３１２に電流を流したときに第１の可動部３２０及び第２の可動部３３０に生じる推力を示す図である。

図１４に示すように、Ａ矢視で反時計回りの電流をコイル３１２に流すと、コア３１５の第１のマグネット３２１に対応する部分がＮ極に磁化される。そして、内側に配置された第１のマグネット３２１Ａとコア３１５の間には反発力が生じ、外側に配置された第１のマグネット３２１Ｂとコア３１５の間には吸引力が生じる。したがって、第１の可動部３２０は圧縮コイルばね３４１を圧縮させながら、軸方向内側に移動することとなる。

一方、コイル３１２の第２のマグネット３３１に対応する部分はＳ極に磁化される。そして、内側に配置された第２のマグネット３３１Ａとコア３１５の間には反発力が生じ、外側に配置された第２のマグネット３３１Ｂの間には吸引力が生じる。したがって、第２の可動部３３０は圧縮コイルばね３５１を圧縮させながら、軸方向内側に移動することとなる。

また、図１４のＡ矢視で反時計回りの電流をコイル３１２に流すと、コア３１５は逆方向に磁化されるので、第１の可動部３２０は圧縮コイルばね３４２を圧縮させながら軸方向外側に移動し、第２の可動部３３０は圧縮コイルばね３５２を圧縮させながら軸方向外側（第１の可動部３２０と逆）に移動する。
したがって、コイル３１２に交流を流すと、第１の可動部３２０及び第２の可動部３３０は、互いに逆方向に往復運動する。

このように、第３の実施の形態に係るアクチュエーター３００は、支軸３１１と、支軸３１１にコア３１５及びボビン３１３を介して固定されたコイル３１２を有する固定部３１０と、ラジアル方向に着磁され、固定部３１０の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネット３２１を有し、弾性保持された状態で支軸３１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部３２０と、ラジアル方向に着磁され、固定部３１０の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネット３３１を有し、弾性保持された状態で支軸３１１に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部３３０と、を備える。
そして、コイル３１２に電流を流したときに、第１の可動部３２０と第２の可動部３３０が逆方向に移動する。

具体的には、固定部３１０が、磁性体からなるコア３１５の外周面にコイル３１２が巻回された電磁石で構成され、第１のマグネット３２１の着磁方向と第２のマグネット３３１の着磁方向が逆となっている。そして、コイル３１２に電流を流し、コア３１５の両端部が逆極性に磁化されたときに、第１のマグネット３２１とコア３１５間に働く吸引力又は反発力と、第２のマグネット３３１とコア３１５間に働く吸引力又は反発力が逆方向になる。

アクチュエーター３００によれば、第１の可動部３２０と第２の可動部３３０が、それぞれ逆方向に往復運動することにより振動が相殺されるので、利用者に振動が伝達されるのを効果的に防止できる。また、支軸機構を用いたことにより、第１の可動部３２０と第２の可動部３３０の重心を同一軸上に設計することができるため、振動発生方向にずれがないため、効果的に振動が抑制される。
また、動吸振器や動力変換機構を設ける必要がないので、省スペース化、小型化を図ることができ、実装される製品の設計自由度、デザイン性が向上する。
したがって、アクチュエーター３００を適用することにより、デザイン性に優れるとともに、低振動、低騒音で、利用者にとって使い心地のよい電動理美容器具が実現される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、第１の実施の形態において、第１のマグネット１２１及び第２のマグネット１３１に代えて、図１５に示す２分割のマグネットＭ２や、図１６に示す４分割のマグネットＭ３に代表される複数分割のセグメント型マグネットを適用することができる。第２の実施の形態及び第３の実施の形態においても同様である。
セグメント型マグネットＭ２、Ｍ３は、異方配向させやすく、内外方向（ラジアル方向）に容易に着磁させることができるので、安定した製造が可能となり、安価で入手することができる。したがって、セグメント型マグネットＭ２、Ｍ３を適用することにより、アクチュエーター１００の製造コストを低減することができる。

また、第１の実施の形態において、第１のマグネット１２１及び第２のマグネット１３１に代えて、複数の角型マグネットを組み合わせて全体として角筒状にしたマグネットを適用することもできる。第２の実施の形態及び第３の実施の形態においても同様である。この場合、角形マグネットは厚み方向（内外方向）に着磁される。

また例えば、第１の実施の形態において、圧縮コイルばね１４１、１４２、１５１、１５２に代えて、板ばね等の弾性部材や磁気ばねを適用することができる。第２の実施の形態及び第３の実施の形態においても同様である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ アクチュエーター
１１０ 固定部
１１１ 支軸
１１２ コイル
１１３ ボビン
１１３ａ 仕切壁
１１３ｂ 貫通口
１１４ リード部
１２０ 第１の可動部
１２１ 第１のマグネット
１２２ 第１の外ヨーク
１２２ａ 突出部
１２３ 第１の内ヨーク
１２４ 第１の軸受
１２５ 出力接続部
１３０ 第２の可動部
１３１ 第２のマグネット
１３２ 第２の外ヨーク
１３２ａ 突出部
１３３ 第２の内ヨーク
１３４ 第２の軸受
１３５ 出力接続部
１４１、１４２ 圧縮コイルばね
１４３ ばね抜け止め部材
１５１、１５２ 圧縮コイルばね
１５３ ばね抜け止め部材
１６０ 交流電源

Claims (11)

1. 支軸と、前記支軸に固定されたコイルを有する固定部と、
   内外方向に着磁され、前記固定部の軸方向一端側の外周面を覆うように配置される第１のマグネットを有し、弾性保持された状態で前記支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第１の可動部と、
   内外方向に着磁され、前記固定部の軸方向他端側の外周面を覆うように配置される第２のマグネットを有し、弾性保持された状態で前記支軸に取り付けられ、軸方向に移動可能となっている第２の可動部と、を備え、
   前記コイルに電流を流したときに、前記第１の可動部と前記第２の可動部が逆方向に移動することを特徴とするアクチュエーター。
2. 前記第１マグネット及び前記第２のマグネットは、前記コイルに流れる電流を垂直に横切る磁界を発生させ、
   前記コイルに電流を流したときに、フレミング左手の法則に従って前記第１の可動部に生じる推力と、前記第２の可動部に生じる推力が逆方向となることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。
3. 前記第１の可動部は、前記第１のマグネットの外周面側に配置される第１の外ヨーク又は前記第１のマグネットの内周面側に前記コイルを挟んで配置される第１の内ヨークを有し、
   前記第２の可動部は、前記第２のマグネットの外周面側に配置される第２の外ヨーク又は前記第２のマグネットの内周面側に前記コイルを挟んで配置される第２の内ヨークを有することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエーター。
4. 前記コイルは前記固定部の全長にわたって同一方向に巻回され、
   前記第１のマグネットの着磁方向と、前記第２のマグネットの着磁方向が逆であることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエーター。
5. 前記コイルは、前記第１のマグネットに対応して巻回され、電流が第１の方向に流れる第１のコイルと、前記第２のマグネットに対応して巻回され、電流が前記第１の方向とは逆の第２の方向に流れる第２のコイルと、を有し、
   前記第１のマグネットと、前記第２のマグネットの着磁方向が同じであることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクチュエーター。
6. 前記固定部が、磁性体からなるコアの外周面に前記コイルが巻回された電磁石であり、
   前記第１のマグネットの着磁方向と前記第２のマグネットの着磁方向が逆であり、
   前記コイルに電流を流し、前記コアの両端部が逆極性に磁化されたときに、前記第１のマグネットと前記コア間に働く吸引力又は反発力と、前記第２のマグネットと前記コア間に働く吸引力又は反発力が逆方向になることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。
7. 前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットが、複数のセグメント型マグネットを組み合わせて構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
8. 前記第１のマグネット及び前記第２のマグネットが、異方性マグネットであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
9. 前記コイルが、略共振周波数で駆動されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
10. 前記第１の可動部及び前記第２の可動部が、それぞれ２つの付勢部材で軸方向に狭持されて弾性保持されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のアクチュエーターを備えることを特徴とする電動理美容器具。

Images