JP3427568B2 - 振動型リニアモータの可動子の支持構造 - Google Patents
振動型リニアモータの可動子の支持構造Info
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- JP3427568B2 JP3427568B2 JP13966995A JP13966995A JP3427568B2 JP 3427568 B2 JP3427568 B2 JP 3427568B2 JP 13966995 A JP13966995 A JP 13966995A JP 13966995 A JP13966995 A JP 13966995A JP 3427568 B2 JP3427568 B2 JP 3427568B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、振動型リニアモータの
可動子の支持構造、特に可動子と固定子の基台とを連結
する連結体の構造に関するものである。
可動子の支持構造、特に可動子と固定子の基台とを連結
する連結体の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】振動型リニアモータの可動子と、固定子
の基台とを薄板の連結体により連結する従来例として、
図１１に示すものがある。図１１において１０５は固定
子で、磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層したも
のに巻線１０５ａを施した電磁石により構成してある。
この電磁石により構成した固定子１０５は基台１０１を
構成するシャーシにねじ具により固着してある。図中１
０３、１０４は可動子である。１０２は薄板よりなる櫛
歯状をした連結体であり、連結体１０２の上端部に基台
１０１に結合し、櫛歯状の連結体１０２の各下端部に可
動子１０３、１０４を結合してある。ここで、固定子１
０５は可動子１０３、１０４に設けた永久磁石１０３
ａ、１０４ａとギャップを隔てて面対向している。可動
子１０３、１０４にはセンサー磁石１０９が設けてあ
り、基台１０１にはセンサ１０６が設けてある。可動子
１０４の上部の突出部分は枠状の可動子１０３の枠内に
挿入され、可動子１０４の移動方向の両側と枠状の可動
子１０３の両端部との間にばね１０７が介在してある。
の基台とを薄板の連結体により連結する従来例として、
図１１に示すものがある。図１１において１０５は固定
子で、磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層したも
のに巻線１０５ａを施した電磁石により構成してある。
この電磁石により構成した固定子１０５は基台１０１を
構成するシャーシにねじ具により固着してある。図中１
０３、１０４は可動子である。１０２は薄板よりなる櫛
歯状をした連結体であり、連結体１０２の上端部に基台
１０１に結合し、櫛歯状の連結体１０２の各下端部に可
動子１０３、１０４を結合してある。ここで、固定子１
０５は可動子１０３、１０４に設けた永久磁石１０３
ａ、１０４ａとギャップを隔てて面対向している。可動
子１０３、１０４にはセンサー磁石１０９が設けてあ
り、基台１０１にはセンサ１０６が設けてある。可動子
１０４の上部の突出部分は枠状の可動子１０３の枠内に
挿入され、可動子１０４の移動方向の両側と枠状の可動
子１０３の両端部との間にばね１０７が介在してある。
【０００３】このような構成の振動型リニアモータは、
固定子１０５を構成する電磁石の捲線１０５ａに流れる
電流の方向を切り換えることで、可動子１０３、１０４
に取り付けられている永久磁石１０３ａ、１０４ａの吸
引、反発により図１１、図１２のｘ方向に可動子１０
３、１０４を振動する構造となっている。そして、従来
にあっては、薄板よりなる櫛歯状の連結体１０２は櫛歯
を構成する各片の側端がストレート形状となっており、
このため、各片は長方形状となっている。
固定子１０５を構成する電磁石の捲線１０５ａに流れる
電流の方向を切り換えることで、可動子１０３、１０４
に取り付けられている永久磁石１０３ａ、１０４ａの吸
引、反発により図１１、図１２のｘ方向に可動子１０
３、１０４を振動する構造となっている。そして、従来
にあっては、薄板よりなる櫛歯状の連結体１０２は櫛歯
を構成する各片の側端がストレート形状となっており、
このため、各片は長方形状となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
例にあっては、薄板よりなる櫛歯状の連結体１０２は櫛
歯を構成する各片の側端がストレート形状となっている
ため、固定子１０５を構成する電磁石の捲線１０５ａの
電流の切り換えにより可動子１０３、１０４がｘ方向に
振幅して、その動きに合わせて連結体１０２が不静定に
変形する。
例にあっては、薄板よりなる櫛歯状の連結体１０２は櫛
歯を構成する各片の側端がストレート形状となっている
ため、固定子１０５を構成する電磁石の捲線１０５ａの
電流の切り換えにより可動子１０３、１０４がｘ方向に
振幅して、その動きに合わせて連結体１０２が不静定に
変形する。
【０００５】この動作で図１３（ｂ）のように変形され
た連結体１０２の応力分布図を図１３（ａ）に示す。こ
こで、図１３（ａ）ので示す部分の応力を１００％〜
９０％とした場合、で示す部分の応力は９０％〜７０
％、で示す部分の応力は７０％〜６０％、で示す部
分の応力は６０％〜４０％、で示す部分の応力は４０
％というように、連結体１０２の基台１０１への連結部
１０２ａ及び連結体１０２の可動子１０３、１０４への
連結部１０２ａから連結体１０２の中央側に行く程応力
値が低くなっている。
た連結体１０２の応力分布図を図１３（ａ）に示す。こ
こで、図１３（ａ）ので示す部分の応力を１００％〜
９０％とした場合、で示す部分の応力は９０％〜７０
％、で示す部分の応力は７０％〜６０％、で示す部
分の応力は６０％〜４０％、で示す部分の応力は４０
％というように、連結体１０２の基台１０１への連結部
１０２ａ及び連結体１０２の可動子１０３、１０４への
連結部１０２ａから連結体１０２の中央側に行く程応力
値が低くなっている。
【０００６】この図１３（ａ）から明らかなように、連
結体１０２の基台１０１及び可動子１０３、１０４が結
合されている部分である連結体１０２の両端部のコーナ
部１０２ｂに一番応力がかかっていることが判る。この
事から、可動子１０２、１０３の振幅による連結体１０
２の変形による繰り返し寿命が５〜８万回でコーナ部１
０２ｂの４箇所のいずれかから、折れてしまうという問
題があった。
結体１０２の基台１０１及び可動子１０３、１０４が結
合されている部分である連結体１０２の両端部のコーナ
部１０２ｂに一番応力がかかっていることが判る。この
事から、可動子１０２、１０３の振幅による連結体１０
２の変形による繰り返し寿命が５〜８万回でコーナ部１
０２ｂの４箇所のいずれかから、折れてしまうという問
題があった。
【０００７】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、その目的とするところは、連結体
の長寿命化を図り、且つ高性能な連結体を用いた振動型
リニアモータの可動子の支持構造を提供するにある。
明したものであって、その目的とするところは、連結体
の長寿命化を図り、且つ高性能な連結体を用いた振動型
リニアモータの可動子の支持構造を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決して本発明の目的を達成するため、本発明の振動型リ
ニアモータの可動子の支持構造は、電磁石により構成し
た固定子１に対して永久磁石８を設けた可動子２を振動
させるための振動型リニアモータにおいて、固定子１と
可動子２に設けた永久磁石８とをギャップ１２を隔てて
面対向させ、可動子２と、固定子１の基台４とを可動子
２の振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体５に
より連結して該連結体５により上記可動子２と固定子１
との間の上記面対向のギャップ１２を確保するように保
持し、該薄板の連結体５が可動子２の振動方向に対して
直交する方向においてＲ形状に切り欠かれて薄板の中央
部側の幅が狭く且つ基台４及び可動子２との連結部分側
の幅が広くなるように設定して成ることを特徴とするも
のである。
決して本発明の目的を達成するため、本発明の振動型リ
ニアモータの可動子の支持構造は、電磁石により構成し
た固定子１に対して永久磁石８を設けた可動子２を振動
させるための振動型リニアモータにおいて、固定子１と
可動子２に設けた永久磁石８とをギャップ１２を隔てて
面対向させ、可動子２と、固定子１の基台４とを可動子
２の振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体５に
より連結して該連結体５により上記可動子２と固定子１
との間の上記面対向のギャップ１２を確保するように保
持し、該薄板の連結体５が可動子２の振動方向に対して
直交する方向においてＲ形状に切り欠かれて薄板の中央
部側の幅が狭く且つ基台４及び可動子２との連結部分側
の幅が広くなるように設定して成ることを特徴とするも
のである。
【０００９】また、連結体５の側端部において、基台４
と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との連結
部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５ｄを
設けることが好ましい。
と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との連結
部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５ｄを
設けることが好ましい。
【００１０】
【作用】しかして、上記のような構成の本発明にあって
は、可動子２と固定子１との間の面対向のギャップ１２
を確保するように保持するための薄板の連結体５が可動
子２の振動方向に対して直交する方向においてＲ形状に
切り欠かれて薄板の中央部側の幅が狭く且つ基台４及び
可動子２との連結部分側の幅が広くなるように設定して
あることで、可動子２と固定子１との間の面対向のギャ
ップ１２を確保するように保持するための薄板よりなる
連結体５の連結部５ａ付近の両端のコーナ部５ｂの応力
を軽減することが可能となる。
は、可動子２と固定子１との間の面対向のギャップ１２
を確保するように保持するための薄板の連結体５が可動
子２の振動方向に対して直交する方向においてＲ形状に
切り欠かれて薄板の中央部側の幅が狭く且つ基台４及び
可動子２との連結部分側の幅が広くなるように設定して
あることで、可動子２と固定子１との間の面対向のギャ
ップ１２を確保するように保持するための薄板よりなる
連結体５の連結部５ａ付近の両端のコーナ部５ｂの応力
を軽減することが可能となる。
【００１１】また、連結体５の側端部において、基台４
と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との連結
部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５ｄを
設けるものにおいては、連結体５の連結部５ａ付近の両
端のコーナ部５ｂの応力をより軽減することが可能とな
る。
と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との連結
部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５ｄを
設けるものにおいては、連結体５の連結部５ａ付近の両
端のコーナ部５ｂの応力をより軽減することが可能とな
る。
【００１２】
【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て詳述する。図１には本発明の振動型リニアモータの組
立状態を示す斜視図が示してあり、図２には同上の要部
拡大斜視図が示してあり、図３、図４には可動子２の斜
視図が示してある。２は可動子であって、永久磁石８と
ヨーク９（バックヨーク）とこれらを一体化する合成樹
脂製の本体部１０ａと本体部１０ａに一体化された剛性
を有する非磁性金属プレートからなる剛性部１０ｂとで
構成してある。ヨーク９は磁性材料であって永久磁石８
が接着してある。１は固定子で磁性材料の焼結体や磁性
材料の鉄板を積層したものに巻線１１を施した電磁石に
より構成してある。固定子１は基台４に固着してある。
この電磁石により構成した固定子１は可動子２に設けた
永久磁石８とギャップ１２を隔てて面対向している。す
なわち、５は上記ギャップ１２を確保するための連結体
であり、連結体５の上端部を固定子１の基台４に溶接や
かしめ固定等により固着すると共に連結体５の下端部を
可動子２の剛性部１０ｂに溶接やかしめ固定等により固
着して連結体５により基台４と可動子２を連結すること
で、上記ギャップ１２が確保してある。連結体５は可動
子２の往復動方向にのみ変位可能な薄板の板ばねにより
形成してある。
て詳述する。図１には本発明の振動型リニアモータの組
立状態を示す斜視図が示してあり、図２には同上の要部
拡大斜視図が示してあり、図３、図４には可動子２の斜
視図が示してある。２は可動子であって、永久磁石８と
ヨーク９（バックヨーク）とこれらを一体化する合成樹
脂製の本体部１０ａと本体部１０ａに一体化された剛性
を有する非磁性金属プレートからなる剛性部１０ｂとで
構成してある。ヨーク９は磁性材料であって永久磁石８
が接着してある。１は固定子で磁性材料の焼結体や磁性
材料の鉄板を積層したものに巻線１１を施した電磁石に
より構成してある。固定子１は基台４に固着してある。
この電磁石により構成した固定子１は可動子２に設けた
永久磁石８とギャップ１２を隔てて面対向している。す
なわち、５は上記ギャップ１２を確保するための連結体
であり、連結体５の上端部を固定子１の基台４に溶接や
かしめ固定等により固着すると共に連結体５の下端部を
可動子２の剛性部１０ｂに溶接やかしめ固定等により固
着して連結体５により基台４と可動子２を連結すること
で、上記ギャップ１２が確保してある。連結体５は可動
子２の往復動方向にのみ変位可能な薄板の板ばねにより
形成してある。
【００１３】可動子２は複数個設けてあり、添付図面に
示す実施例では図３、図４に示すような２個の可動子２
ａ、２ｂが設けてある。つまり、可動子２は振動型ニリ
アモータの厚さ方向（ｙ方向）の中央に位置する中央可
動子２ｂと、その両側に位置する側可動子２ａとで構成
したものである。ここで、一対の側可動子２ａの上部は
連結部２６により一体化した枠状構造となっている。
示す実施例では図３、図４に示すような２個の可動子２
ａ、２ｂが設けてある。つまり、可動子２は振動型ニリ
アモータの厚さ方向（ｙ方向）の中央に位置する中央可
動子２ｂと、その両側に位置する側可動子２ａとで構成
したものである。ここで、一対の側可動子２ａの上部は
連結部２６により一体化した枠状構造となっている。
【００１４】一対の側可動子２ａのうち一方の側可動子
２ａには駆動子１７が突設してある。中央の中央可動子
２ｂの上面部には振動方向の両側面部がばね受け部１６
となる突部が突設してあり、該突部の上面部に駆動子１
７が突設してある。この中央の中央可動子２ｂの突部
は、一対の側可動子２ａと連結部２６とに囲まれた矩形
状の開口部２７内に挿入され、両連結部２６と中央可動
子２ｂに設けたばね受け部１６との間にそれぞればね
（図示せず）が介在してある。なお、駆動子１７は被駆
動部材を取付けるためのものであり、例えば往復式電気
かみそりとして使用する場合には、駆動子１７に内刃が
取付けられる。
２ａには駆動子１７が突設してある。中央の中央可動子
２ｂの上面部には振動方向の両側面部がばね受け部１６
となる突部が突設してあり、該突部の上面部に駆動子１
７が突設してある。この中央の中央可動子２ｂの突部
は、一対の側可動子２ａと連結部２６とに囲まれた矩形
状の開口部２７内に挿入され、両連結部２６と中央可動
子２ｂに設けたばね受け部１６との間にそれぞればね
（図示せず）が介在してある。なお、駆動子１７は被駆
動部材を取付けるためのものであり、例えば往復式電気
かみそりとして使用する場合には、駆動子１７に内刃が
取付けられる。
【００１５】可動子２ａにはセンサー磁石２３を設ける
と共に基台４にセンサー用捲線からなるセンサー５０が
設けてあり、また、可動子２ａにはスリットを有する被
検知片５２が設けてあり、基台４にスリットを光学的に
検出するセンサー５１が設けてある。ここで、本実施例
ではセンサー５０で移動方向を検出し、センサー５１で
速度を検出するようになっている。
と共に基台４にセンサー用捲線からなるセンサー５０が
設けてあり、また、可動子２ａにはスリットを有する被
検知片５２が設けてあり、基台４にスリットを光学的に
検出するセンサー５１が設けてある。ここで、本実施例
ではセンサー５０で移動方向を検出し、センサー５１で
速度を検出するようになっている。
【００１６】そして、固定子１である電磁石の電流方向
を交番にすることで、可動子２に取付けた永久磁石８が
往復方向（ｘ方向）に移動するようになっていて振動型
ニリアモータを構成している。上記のような振動型リニ
アモータにおいて、本発明は連結体５の構成に特徴があ
る。すなわち、本発明の連結体５は薄板の板ばねの肉厚
方向を可動子２の振動方向（すなわちｘ方向）と同方向
としてあって、上記のように可動子２の往復動方向にの
み変位可能となっているのであるが、この薄板の板ばね
よりなる連結体５が可動子２の振動方向に対して直交す
る方向（すなわちｙ方向）において図５のようにＲ形状
に切り欠かれてＲ形状部５ｃを形成してあり、このこと
により薄板の中央部側の幅が狭く且つ基台４及び可動子
２との連結部分側の幅が広くなるように設定してある。
を交番にすることで、可動子２に取付けた永久磁石８が
往復方向（ｘ方向）に移動するようになっていて振動型
ニリアモータを構成している。上記のような振動型リニ
アモータにおいて、本発明は連結体５の構成に特徴があ
る。すなわち、本発明の連結体５は薄板の板ばねの肉厚
方向を可動子２の振動方向（すなわちｘ方向）と同方向
としてあって、上記のように可動子２の往復動方向にの
み変位可能となっているのであるが、この薄板の板ばね
よりなる連結体５が可動子２の振動方向に対して直交す
る方向（すなわちｙ方向）において図５のようにＲ形状
に切り欠かれてＲ形状部５ｃを形成してあり、このこと
により薄板の中央部側の幅が狭く且つ基台４及び可動子
２との連結部分側の幅が広くなるように設定してある。
【００１７】ここで、固定子１を構成する電磁石に巻い
ている捲線１１の電流を切り換えることで可動子２ａ、
２ｂに取付けられている永久磁石８の吸引、反発により
可動子２がｘ方向に振幅し、これに伴い、連結体５が図
５（ｂ）のように不静定に変形する。この時の連結体５
の応力分布は図５（ａ）のような分布となる。ここで、
図５（ａ）ので示す部分の応力を１００％とした場
合、で示す部分の応力は１００％〜７５％、で示す
部分の応力は７５％〜６２％、で示す部分の応力は６
２％〜５０％、で示す部分の応力は５０％以下とな
る。この図５（ａ）から判るように、可動子２ａ、２ｂ
及び基台４に固定されている連結体５の基台４又は可動
子２との連結部５ａ付近の幅方向の両端部であるコーナ
部５ｂはで示す部分であり、このため、で示す部分
の応力よりも２５％〜３８％の軽減が可能となる。
ている捲線１１の電流を切り換えることで可動子２ａ、
２ｂに取付けられている永久磁石８の吸引、反発により
可動子２がｘ方向に振幅し、これに伴い、連結体５が図
５（ｂ）のように不静定に変形する。この時の連結体５
の応力分布は図５（ａ）のような分布となる。ここで、
図５（ａ）ので示す部分の応力を１００％とした場
合、で示す部分の応力は１００％〜７５％、で示す
部分の応力は７５％〜６２％、で示す部分の応力は６
２％〜５０％、で示す部分の応力は５０％以下とな
る。この図５（ａ）から判るように、可動子２ａ、２ｂ
及び基台４に固定されている連結体５の基台４又は可動
子２との連結部５ａ付近の幅方向の両端部であるコーナ
部５ｂはで示す部分であり、このため、で示す部分
の応力よりも２５％〜３８％の軽減が可能となる。
【００１８】また、連結体５の変形時には図６（ａ）の
ようになるが、ここで、変形時における図２のａーａ、
ａ′ーａ′における断面を取ると、それぞれ図６（ｂ）
（ｃ）のようになり、ｙ方向の両端部において幅方向の
各部における変位は連結体５の幅方向の断面中央に行く
ほど大きくなっている。なお、図２のｂーｂにおける断
面を取ると図６（ｄ）のようになる。
ようになるが、ここで、変形時における図２のａーａ、
ａ′ーａ′における断面を取ると、それぞれ図６（ｂ）
（ｃ）のようになり、ｙ方向の両端部において幅方向の
各部における変位は連結体５の幅方向の断面中央に行く
ほど大きくなっている。なお、図２のｂーｂにおける断
面を取ると図６（ｄ）のようになる。
【００１９】この事により連結体５にかかる応力は連結
部５ａの近くにおいて幅方向の断面中央部に集中する構
造となり、連結部５ａの近くにおいて幅方向の両端部で
あるコーナ部５ｂの応力緩和が可能となる。例えば、連
結体５の繰り返し変形による寿命は２億回以上で破壊し
ないという結果が得られる。つまり、本発明の連結体５
の最大幅と従来の連結体の幅を同じにし、ｚ方向の長さ
を同じにし、板厚を同じにした場合に比較すると、従来
の連結体の形状での繰り返し寿命の約２０倍以上の長寿
命化がはかれる。
部５ａの近くにおいて幅方向の断面中央部に集中する構
造となり、連結部５ａの近くにおいて幅方向の両端部で
あるコーナ部５ｂの応力緩和が可能となる。例えば、連
結体５の繰り返し変形による寿命は２億回以上で破壊し
ないという結果が得られる。つまり、本発明の連結体５
の最大幅と従来の連結体の幅を同じにし、ｚ方向の長さ
を同じにし、板厚を同じにした場合に比較すると、従来
の連結体の形状での繰り返し寿命の約２０倍以上の長寿
命化がはかれる。
【００２０】また、連結体５のｚ方向の両端部の幅Ｂに
対してｚ方向の中央部の幅Ｃを細くしてＲ形状に切り欠
かれた切欠部の曲率半径Ｄを小さくすることで、よりコ
ーナ部５ｂの応力緩和が促進されることになる。また、
上記のような構成の本発明における連結体５は高速（１
００Ｈｚ以上の振動領域）、低速（１００Ｈｚ以下の振
動領域）のいずれの振動の場合であっても、連結体５の
ｚ方向の両端部において幅方向であるｙ方向の両端部の
コーナ部５ｂの応力を低減できるものである。
対してｚ方向の中央部の幅Ｃを細くしてＲ形状に切り欠
かれた切欠部の曲率半径Ｄを小さくすることで、よりコ
ーナ部５ｂの応力緩和が促進されることになる。また、
上記のような構成の本発明における連結体５は高速（１
００Ｈｚ以上の振動領域）、低速（１００Ｈｚ以下の振
動領域）のいずれの振動の場合であっても、連結体５の
ｚ方向の両端部において幅方向であるｙ方向の両端部の
コーナ部５ｂの応力を低減できるものである。
【００２１】また、連結体５を不静定に変位させた状態
で可動子２の動きを停止させてこの停止状態のままにし
ている状態でも、連結体５のｚ方向の両端部において幅
方向であるｙ方向の両端部のコーナ部５ｂの応力を低減
できるものである。図７には連結体５の他の実施例が示
してある。この実施例においては、連結体５の側端部に
おいて、基台４と連結体５との連結部及び可動子２と連
結体５との連結部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にスト
レート部５ｄを設けた構成となっている。このように基
台４と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との
連結部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５
ｄを設けた連結体５の応力分布は図７（ｂ）のような分
布となる。ここで、図７（ｂ）ので示す部分の応力を
１００％とした場合、で示す部分の応力は１００％〜
７５％、で示す部分の応力は７５％〜６２％、で示
す部分の応力は６２％〜５０％、で示す部分の応力は
５０％以下となる。この図７（ｂ）から判るように、可
動子２ａ、２ｂ及び基台４に固定されている連結体５の
基台４又は可動子２との連結部５ａ付近の幅方向の両端
部であるコーナ部５ｂはで示す部分であり、このた
め、図５に示すストレート部５ｄを設けないものよりも
更にコーナ部５ｂにおける応力を軽減することが可能と
なる。ここで、ストレート部５ｄの長さは連結体５のｚ
方向の長さＥの約３〜１０％の長さが好ましい。例えば
一例を示すと図７（ｂ）においてＥ＝１５ｍｍ、Ｅ1 ＝
１〜１．５ｍｍ、Ｅ2 ＝７ｍｍである。
で可動子２の動きを停止させてこの停止状態のままにし
ている状態でも、連結体５のｚ方向の両端部において幅
方向であるｙ方向の両端部のコーナ部５ｂの応力を低減
できるものである。図７には連結体５の他の実施例が示
してある。この実施例においては、連結体５の側端部に
おいて、基台４と連結体５との連結部及び可動子２と連
結体５との連結部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にスト
レート部５ｄを設けた構成となっている。このように基
台４と連結体５との連結部及び可動子２と連結体５との
連結部とＲ形状部５ｃの始まりとの間にストレート部５
ｄを設けた連結体５の応力分布は図７（ｂ）のような分
布となる。ここで、図７（ｂ）ので示す部分の応力を
１００％とした場合、で示す部分の応力は１００％〜
７５％、で示す部分の応力は７５％〜６２％、で示
す部分の応力は６２％〜５０％、で示す部分の応力は
５０％以下となる。この図７（ｂ）から判るように、可
動子２ａ、２ｂ及び基台４に固定されている連結体５の
基台４又は可動子２との連結部５ａ付近の幅方向の両端
部であるコーナ部５ｂはで示す部分であり、このた
め、図５に示すストレート部５ｄを設けないものよりも
更にコーナ部５ｂにおける応力を軽減することが可能と
なる。ここで、ストレート部５ｄの長さは連結体５のｚ
方向の長さＥの約３〜１０％の長さが好ましい。例えば
一例を示すと図７（ｂ）においてＥ＝１５ｍｍ、Ｅ1 ＝
１〜１．５ｍｍ、Ｅ2 ＝７ｍｍである。
【００２２】次に、本発明における振動型リニアモータ
を用いた振動装置の基本動作を説明する。可動子２ａ、
２ｂはそれぞれ上記のように永久磁石８との吸引、反発
力により移動するが、その移動方向は、連結体５により
振動装置の往復運動方向にのみ移動可能となっている。
固定子１を構成する電磁石の捲線１１は実施例において
は１本であり、往復運動の右方向運動と左方向では捲線
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のである。電流を流すタ
イミングはセンサー５０、５１により判断する。振幅と
速度信号、電流のタイミングは図９のようにして表され
る。
を用いた振動装置の基本動作を説明する。可動子２ａ、
２ｂはそれぞれ上記のように永久磁石８との吸引、反発
力により移動するが、その移動方向は、連結体５により
振動装置の往復運動方向にのみ移動可能となっている。
固定子１を構成する電磁石の捲線１１は実施例において
は１本であり、往復運動の右方向運動と左方向では捲線
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のである。電流を流すタ
イミングはセンサー５０、５１により判断する。振幅と
速度信号、電流のタイミングは図９のようにして表され
る。
【００２３】つまり、可動子２ａの往復動に伴ってセン
サー５０に誘起される電流（図９中のイ）の電圧から、
可動子２ａの移動方向を判別し、被検知片５１のスリッ
トによってセンサー５１がオンとなる時間（図９のロ）
から、可動子２ａの移動速度を検出すると共に、この移
動速度から可動子２ａの振幅を判別している。ここで、
センサー５０出力から判別することができる移動方向の
反転時から所定時間ｔ0 経過時から検出した移動方向に
応じた方向の電流を所定時間（ｔ1 −ｔ0 ）だけ捲線１
１に電流を流すとともに、検出した可動子２ａの速度か
ら例えば負荷の増大による振幅の減少を検出した時に
は、駆動電流（図９のハ）の電流量（図示例では通電時
間ｔ1 −ｔ0 ）を増加させることで、振幅を所要の値に
保つようにしている。
サー５０に誘起される電流（図９中のイ）の電圧から、
可動子２ａの移動方向を判別し、被検知片５１のスリッ
トによってセンサー５１がオンとなる時間（図９のロ）
から、可動子２ａの移動速度を検出すると共に、この移
動速度から可動子２ａの振幅を判別している。ここで、
センサー５０出力から判別することができる移動方向の
反転時から所定時間ｔ0 経過時から検出した移動方向に
応じた方向の電流を所定時間（ｔ1 −ｔ0 ）だけ捲線１
１に電流を流すとともに、検出した可動子２ａの速度か
ら例えば負荷の増大による振幅の減少を検出した時に
は、駆動電流（図９のハ）の電流量（図示例では通電時
間ｔ1 −ｔ0 ）を増加させることで、振幅を所要の値に
保つようにしている。
【００２４】図８には制御回路ブロック図を示してい
る。Ａは振動型リニアモータであり、６６は制御部であ
る。制御部６６には振動型リニアモータＡに設けられた
センサー５１のセンサー出力電圧幅を基準電圧幅と比較
して、それらの差から、速度を判断する速度検知部３０
が設けてあり、また、速度検知部３０で判断した速度か
ら、入力電流を決定するための入力電流判定部３１が設
けてあり、入力電流判定部３１で決定された入力電流の
信号は電流入力部３２に出力される。また、センサー５
０の情報に基づいて、移動方向検知部３３により可動子
２ａ、２ｂの移動方向を判断し、移動方向検知部３３で
判断された移動方向に基づいて入力電流方向判定部３４
で電流の極性を決定し、入力方向判定部３４で決定され
た電流の極性の信号が電流入力部３２に出力される。こ
のようにして、設定された電流値で且つ設定された極性
の電流が振動型リニアモータＡの固定子１を構成する電
磁石の捲線１１に与えられる。ここで、制御部６６は速
度検知部３０と入力電流判定部３１とで構成される振幅
制御部６６ａと、速度検知部３０と入力電流判定部４３
とで構成される駆動制御部６６ｂとを備えている。
る。Ａは振動型リニアモータであり、６６は制御部であ
る。制御部６６には振動型リニアモータＡに設けられた
センサー５１のセンサー出力電圧幅を基準電圧幅と比較
して、それらの差から、速度を判断する速度検知部３０
が設けてあり、また、速度検知部３０で判断した速度か
ら、入力電流を決定するための入力電流判定部３１が設
けてあり、入力電流判定部３１で決定された入力電流の
信号は電流入力部３２に出力される。また、センサー５
０の情報に基づいて、移動方向検知部３３により可動子
２ａ、２ｂの移動方向を判断し、移動方向検知部３３で
判断された移動方向に基づいて入力電流方向判定部３４
で電流の極性を決定し、入力方向判定部３４で決定され
た電流の極性の信号が電流入力部３２に出力される。こ
のようにして、設定された電流値で且つ設定された極性
の電流が振動型リニアモータＡの固定子１を構成する電
磁石の捲線１１に与えられる。ここで、制御部６６は速
度検知部３０と入力電流判定部３１とで構成される振幅
制御部６６ａと、速度検知部３０と入力電流判定部４３
とで構成される駆動制御部６６ｂとを備えている。
【００２５】図１０には可動子２ａ、２ｂの検知信号と
振動型リニアモータＡへの入力信号を示す。図１０は検
知信号の大きさにより、入力信号を電流入力時間幅で制
御する方式である。すなわち、可動子２ａ、２ｂの往復
速度の変化は半周期毎に変化するため、この半周期内で
検知する固定子１の電磁石の捲線１１は１本であり、往
復運動の右方向運動と左方向運動では捲線１１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のである。電流を流すタイミング
は図９のように表される。
振動型リニアモータＡへの入力信号を示す。図１０は検
知信号の大きさにより、入力信号を電流入力時間幅で制
御する方式である。すなわち、可動子２ａ、２ｂの往復
速度の変化は半周期毎に変化するため、この半周期内で
検知する固定子１の電磁石の捲線１１は１本であり、往
復運動の右方向運動と左方向運動では捲線１１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のである。電流を流すタイミング
は図９のように表される。
【００２６】本発明では、前記センサー５０、５１の働
きにより振幅の変動を速度信号の変動で判断できる。速
度信号の変動を検知すると、例えば、速度が減少したと
判断すると、次の半周期では速度の減少を元に戻そうと
して入力電流を増加させるように制御部６６により制御
する。入力電流が増加すると振幅が増加する。すなわ
ち、速度も増加するのである。このようにして、振幅の
減少を抑えようと振幅制御するものである。
きにより振幅の変動を速度信号の変動で判断できる。速
度信号の変動を検知すると、例えば、速度が減少したと
判断すると、次の半周期では速度の減少を元に戻そうと
して入力電流を増加させるように制御部６６により制御
する。入力電流が増加すると振幅が増加する。すなわ
ち、速度も増加するのである。このようにして、振幅の
減少を抑えようと振幅制御するものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明にあって
は、電磁石により構成した固定子に対して永久磁石を設
けた可動子を振動させるための振動型リニアモータにお
いて、固定子と可動子に設けた永久磁石とをギャップを
隔てて面対向させ、可動子と、固定子の基台とを可動子
の振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体により
連結して該連結体により上記可動子と固定子との間の上
記面対向のギャップを確保するように保持し、該薄板の
連結体が可動子の振動方向に対して直交する方向におい
てＲ形状に切り欠かれて薄板の中央部側の幅が狭く且つ
基台及び可動子との連結部分側の幅が広くなるように設
定してあるので、可動子と固定子との間の面対向のギャ
ップを振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体に
より確保でき、このように可動子と固定子との間の面対
向のギャップを確保するように保持するための薄板より
なる連結体の基台及び可動子との連結部分付近における
幅方向の両端部であるコーナ部の応力を軽減することが
可能であって、この結果、当該コーナ部での破損が防止
できて連結体の長寿命化を図り、且つ高性能とすること
ができるものである。
は、電磁石により構成した固定子に対して永久磁石を設
けた可動子を振動させるための振動型リニアモータにお
いて、固定子と可動子に設けた永久磁石とをギャップを
隔てて面対向させ、可動子と、固定子の基台とを可動子
の振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体により
連結して該連結体により上記可動子と固定子との間の上
記面対向のギャップを確保するように保持し、該薄板の
連結体が可動子の振動方向に対して直交する方向におい
てＲ形状に切り欠かれて薄板の中央部側の幅が狭く且つ
基台及び可動子との連結部分側の幅が広くなるように設
定してあるので、可動子と固定子との間の面対向のギャ
ップを振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連結体に
より確保でき、このように可動子と固定子との間の面対
向のギャップを確保するように保持するための薄板より
なる連結体の基台及び可動子との連結部分付近における
幅方向の両端部であるコーナ部の応力を軽減することが
可能であって、この結果、当該コーナ部での破損が防止
できて連結体の長寿命化を図り、且つ高性能とすること
ができるものである。
【００２８】また、本発明の請求項２記載の発明にあっ
ては、上記の請求項１記載の発明の効果に加えて、連結
体の側端部において、基台と連結体との連結部及び可動
子と連結体との連結部とＲ形状部の始まりとの間にスト
レート部を設けるので、連結体の連結部付近の両端のコ
ーナ部の応力をより軽減することが可能となるものであ
る。
ては、上記の請求項１記載の発明の効果に加えて、連結
体の側端部において、基台と連結体との連結部及び可動
子と連結体との連結部とＲ形状部の始まりとの間にスト
レート部を設けるので、連結体の連結部付近の両端のコ
ーナ部の応力をより軽減することが可能となるものであ
る。
【図１】本発明の斜視図である。
【図２】同上の要部の拡大斜視図である。
【図３】同上の側可動子の斜視図である。
【図４】同上の中央可動子の斜視図である。
【図５】同上の連結体を示し、（ａ）は応力分布を示す
正面図であり、（ｂ）は連結体の変形を示す側面図であ
る。
正面図であり、（ｂ）は連結体の変形を示す側面図であ
る。
【図６】同上の連結体の幅方向の変位を示し、（ａ）は
変位状態を示す概略斜視図であり、（ｂ）は図２のａー
ａにおける変位時の断面図であり、（ｃ）は図２のａ′
ーａ′における変位時の断面図であり、（ｄ）は図２の
ｂーｂにおける変位時の断面図である。
変位状態を示す概略斜視図であり、（ｂ）は図２のａー
ａにおける変位時の断面図であり、（ｃ）は図２のａ′
ーａ′における変位時の断面図であり、（ｄ）は図２の
ｂーｂにおける変位時の断面図である。
【図７】（ａ）は同上の連結体の他の実施例を示す正面
図であり、（ｂ）は応力分布を示す正面図である。
図であり、（ｂ）は応力分布を示す正面図である。
【図８】同上の制御ブロック図である。
【図９】可動子の検知信号と電動機への入力信号を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】可動刃の速度と電流入力時間の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】従来例の分解斜視図である。
【図１２】従来例の要部拡大斜視図である。
【図１３】従来例の連結体を示し、（ａ）は応力分を示
す正面図であり、（ｂ）は連結体の変形を示す側面図で
ある。
す正面図であり、（ｂ）は連結体の変形を示す側面図で
ある。
１ 固定子
２ 可動子
４ 基台
５ 連結体
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−355652（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−158233（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭60−66506（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭44−32530（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B26B 19/00 - 19/48
Claims (2)
- 【請求項１】 電磁石により構成した固定子に対して永
久磁石を設けた可動子を振動させるための振動型リニア
モータにおいて、固定子と可動子に設けた永久磁石とを
ギャップを隔てて面対向させ、可動子と、固定子の基台
とを可動子の振動方向にのみ変位可能な薄板よりなる連
結体により連結して該連結体により上記可動子と固定子
との間の上記面対向のギャップを確保するように保持
し、該薄板の連結体が可動子の振動方向に対して直交す
る方向においてＲ形状に切り欠かれて薄板の中央部側の
幅が狭く且つ基台及び可動子との連結部分側の幅が広く
なるように設定して成ることを特徴とする振動型リニア
モータの可動子の支持構造。 - 【請求項２】 連結体の側端部において、基台と連結体
との連結部及び可動子と連結体との連結部とＲ形状部の
始まりとの間にストレート部を設けて成ることを特徴と
する請求項１記載の振動型リニアモータの可動子の支持
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13966995A JP3427568B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 振動型リニアモータの可動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13966995A JP3427568B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 振動型リニアモータの可動子の支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08323061A JPH08323061A (ja) | 1996-12-10 |
| JP3427568B2 true JP3427568B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=15250669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13966995A Expired - Lifetime JP3427568B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 振動型リニアモータの可動子の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427568B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3928619B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2007-06-13 | 松下電工株式会社 | 振動型リニアアクチュエータ |
| EP3396828B1 (en) * | 2017-04-27 | 2021-08-18 | Braun GmbH | Electric appliance for personal care |
| EP3396821B1 (en) | 2017-04-27 | 2023-06-14 | Braun GmbH | Electric shaver |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP13966995A patent/JP3427568B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08323061A (ja) | 1996-12-10 |
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