JP5995083B2 - 電動リニアアクチュエーターおよびこの電動リニアアクチュエーターを有する出力軸振動型電動装置 - Google Patents
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Description
電動リニアアクチュエーター941は、出力用機能部品942を有するため、一方の磁性ブロック934にかかる負荷が同磁性ブロック934の突出側の端部および引込側の端部において互いに異なる。このため、第1連結部品938および第2連結部品939のそれぞれにおいて好ましいばね定数が互いに異なる。
本発明に従う電動リニアアクチュエータの第2の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の厚さおよび前記引込側連結部品の厚さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
本発明に従う電動リニアアクチュエーターの第3の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、固定ブロック、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記固定ブロック、前記出力可動ブロック、および前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記固定ブロックとの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記出力可動ブロックと結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
本発明に従う電動リニアアクチュエーターの第4の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
(1)本発明に従う電動リニアアクチュエータの第1の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、固定ブロック、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記固定ブロック、前記出力可動ブロック、および前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記固定ブロックとの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記出力可動ブロックと結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の厚さおよび前記引込側連結部品の厚さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
(2)本発明に従う電動リニアアクチュエータの第2の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の厚さおよび前記引込側連結部品の厚さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
(3)前記(1)または(2)に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記突出側連結部品の厚さは、前記引込側連結部品の厚さよりも薄い。
(4)前記(3)に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記突出側連結部品は、連結部接触抑制構造を有し、前記連結部接触抑制構造は、前記突出側連結部品と前記出力用機能部品とが接触しにくくなるように前記突出側連結部品の厚さが前記引込側連結部品の厚さよりも薄く設定された前記突出側連結部品の厚さと前記引込側連結部品の厚さとの関係を有する。
(5)前記(3)または(4)に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記引込側連結部品のばね定数は、前記突出側連結部品の厚さが薄いことによる前記突出側連結部品のばね定数の低下を補償できるように設定されている。
(6)本発明に従う電動リニアアクチュエーターの第3の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、固定ブロック、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記固定ブロック、前記出力可動ブロック、および前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記固定ブロックとの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記出力可動ブロックと結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
(7)本発明に従う電動リニアアクチュエーターの第4の形態は、出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる。
(8)前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記電動リニアアクチュエーターは、平面視において前記可動方向と直交する方向を幅方向と規定し、前記突出側連結部品は、前記電動リニアアクチュエーターの側面視において、前記幅方向の中心線に対して非対称の形状を有する。
(9)前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記電動リニアアクチュエーターは、対偶用機能部品を有し、前記対偶用機能部品は、前記対偶可動ブロックと結合されている。
(10)前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記ブロック結合部品は、出力可動用結合部、対偶可動用結合部、突出側支持部、引込側支持部、出力側樹脂入口部、対偶側樹脂入口部、出力側樹脂流路部、および対偶側樹脂流路部を有し、前記出力可動用結合部、前記対偶可動用結合部、前記突出側支持部、前記引込側支持部、前記出力側樹脂入口部、前記対偶側樹脂入口部、前記出力側樹脂流路部、および前記対偶側樹脂流路部が樹脂材料により一体的に形成された構造を有し、前記出力可動用結合部は、前記出力可動ブロックと結合され、前記対偶可動用結合部は、前記対偶可動ブロックと結合され、前記突出側支持部は、前記出力可動用結合部と結合され、前記引込側支持部は、前記対偶可動用結合部と結合され、前記出力側樹脂流路部は、前記出力可動用結合部と連続し、前記対偶側樹脂流路部は、前記対偶可動用結合部と連続し、前記出力側樹脂入口部は、前記出力側樹脂流路部と連続し、前記対偶側樹脂入口部は、前記対偶側樹脂流路部と連続し、前記突出側連結部品および前記引込側連結部品は、前記樹脂材料により前記ブロック結合部品と一体的に形成され、前記出力可動用結合部および前記対偶可動用結合部と連続している。
(11)前記(1)〜(10)のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターにおいて、前記ブロック結合部品は、結合部支持面を有し、前記結合部支持面は、前記出力軸振動型電動装置の本体ケースと結合されることにより、前記出力軸の荷重を受ける構造を有する。
(12)出力軸振動型電動装置であって、前記(1)〜(11)のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターおよび出力軸を有し、前記出力軸は、前記出力用機能部品と結合されている。
(13)前記(12)に記載の出力軸振動型電動装置において、前記出力軸振動型電動装置は、電動口腔衛生装置の形態を有する。
出力軸振動型電動装置10の構成について説明する。
出力軸振動型電動装置10に関する説明は、主として図1および図16を参照する。出力軸振動型電動装置10は、一例として、電動口腔衛生装置としての電動歯ブラシの形態を有する。出力軸振動型電動装置10は、複数の構成部品を有する。出力軸振動型電動装置10の複数の構成部品は、電動装置本体11、装置機能部品12、回路基板13、制御部14、電池15、弾性部品16(図16参照)、締結部品17(図16参照)、および電動リニアアクチュエーター40を含む。出力軸振動型電動装置10は、電動装置本体11および装置機能部品12を互いに結合および分離することが可能な構造を有する。出力軸振動型電動装置10は、電動リニアアクチュエーター40により装置機能部品12を往復運動させる。
電動装置本体11は、縦長形状を有する。電動装置本体11は、出力軸20および本体ケース30有する。電動装置本体11は、電動リニアアクチュエーター40により出力軸20を往復運動させる。
電動リニアアクチュエーター40に関する説明は、主として図2を参照する。電動リニアアクチュエーター40の各構成部品は、可動方向DX、高さ方向DY、幅方向DZ、および平面方向を規定する。可動方向DXは、電動リニアアクチュエーター40が出力する運動の双方向を示す。高さ方向DYは、電動リニアアクチュエーター40の正面視(図5)において、可動方向DXに直交する双方向を示す。幅方向DZは、可動方向DXおよび高さ方向DYに直交する双方向を示す。平面方向は、可動方向DXに直交する全部の方向を示す。平面方向は、高さ方向DYおよび幅方向DZを含む。
各構成部品の関係に関する説明は、主として図3を参照する。電動リニアアクチュエーター40は、一体化された関係を有する複数の機能結合部を有する。機能結合部における一体化の関係は、部品同士の結合により形成される。個々の機能結合部は、機能結合部を単位として他の機能結合部と相対的に運動することが可能な構造を有する。機能結合部の一体化は、それぞれの機能結合部に含まれる複数の構成部品において、各構成部品が相対的に運動することを許容する。固定ブロック50、出力可動ブロック60、対偶可動ブロック70、突出側連結部品80、および引込側連結部品90は、それぞれ機能結合部を形成している。
固定ブロック50に関する説明は、主として図3および図5〜図7を参照する。固定ブロック50は、可動方向DXにおいて、ブロック結合部品100の中間部分に配置されている。固定ブロック50は、高さ方向DYにおいて、出力可動用結合部120および対偶可動用結合部130の底面方向DYB側の箇所に配置されている。固定ブロック50は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の正面方向DZF側の箇所から背面方向DZR側の箇所にわたり配置されている。
出力可動ブロック60に関する説明は、主として図3および図5〜図7を参照する。出力可動ブロック60は、可動方向DXにおいて、突出側支持部140と引込側支持部150との間に配置されている。出力可動ブロック60は、高さ方向DYにおいて、固定用結合部110と出力可動用結合部120との間に配置されている。出力可動ブロック60は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の幅方向DZの中心線よりも正面方向DZF側の箇所に配置されている。
対偶可動ブロック70に関する説明は、主として図3および図5〜図7を参照する。対偶可動ブロック70は、可動方向DXにおいて、突出側支持部140と引込側支持部150との間に配置されている。対偶可動ブロック70は、高さ方向DYにおいて、固定用結合部110と対偶可動用結合部130との間に配置されている。対偶可動ブロック70は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の幅方向DZの中心線よりも背面方向DZR側の箇所に配置されている。
突出側連結部品80に関する説明は、主として図10〜図12を参照する。突出側連結部品80は、可動方向DXにおいて、ブロック結合部品100よりも突出方向DXL側の箇所に配置されている。突出側連結部品80は、高さ方向DYにおいて、ブロック結合部品100の頂面方向DYT側の箇所から底面方向DYB側の箇所にわたり配置されている。突出側連結部品80は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の正面方向DZF側の箇所から背面方向DZR側の箇所にわたり配置されている。
引込側連結部品90に関する説明は、主として図10、図11、および図13を参照する。引込側連結部品90は、可動方向DXにおいて、ブロック結合部品100よりも引込方向DXR側の箇所に配置されている。引込側連結部品90は、高さ方向DYにおいて、ブロック結合部品100の頂面方向DYT側の箇所から底面方向DYB側の箇所にわたり配置されている。引込側連結部品90は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の正面方向DZF側の箇所から背面方向DZR側の箇所にわたり配置されている。
突出側連結部品80は、可動方向DXにおいて出力用機能部品200と隣り合う。このため、突出側連結部品80は、出力可動ブロック60および対偶可動ブロック70が往復運動するとき、出力用機能部品200と接触するおそれを有する。このため、突出側連結部品80は、連結部接触抑制構造を有する。突出側連結部品80は、連結部接触抑制構造を有することにより、出力用機能部品200と接触しにくい。
ブロック結合部品100に関する説明は、主として図10および図11を参照する。ブロック結合部品100は、樹脂材料により形成されている。ブロック結合部品100は、複数の部品構成部分が同一の樹脂材料により一体的に形成された構造を有する。ブロック結合部品100の複数の部品構成部分は、2つの固定用結合部110、出力可動用結合部120、対偶可動用結合部130、2つの突出側支持部140、および2つの引込側支持部150を含む。ブロック結合部品100の複数の部品構成部分は、2つの出力側樹脂入口部121、出力側樹脂流路部122、出力突出側連結部123、および出力引込側連結部124をさらに含む。ブロック結合部品100の複数の部品構成部分は、2つの対偶側樹脂入口部131、対偶側樹脂流路部132、対偶突出側連結部133、対偶引込側連結部134をさらに含む。
突出側支持部140に関する説明は、主として図3、図7、図11、および図12を参照する。突出側支持部140は、可動方向DXにおいて、突出方向DXL側の固定用結合部110と突出側連結部品80との間に配置されている。突出側支持部140は、突出側変形部141および突出側連結部142を有する。
引込側支持部150に関する説明は、主として図3、図7、図10、および図13を参照する。引込側支持部150は、可動方向DXにおいて、引込方向DXR側の固定用結合部110と引込側連結部品90との間に配置されている。引込側支持部150は、引込側変形部151および引込側連結部152を有する。
正面方向DZF側の突出側支持部140、および正面方向DZF側の引込側支持部150は、固定ブロック50に対する出力可動ブロック60の高さ方向DYの位置を規定している。正面方向DZF側の突出側支持部140および引込側支持部150は、出力可動ブロック60の高さ方向DYの位置を規定することにより、出力側ギャップ63を形成している。
出力用機能部品200に関する説明は、主として図3〜図5および図8を参照する。出力用機能部品200は、可動方向DXにおいて、対偶用機能部品300よりも突出方向DXL側の箇所に配置されている。出力用機能部品200は、高さ方向DYにおいて、ブロック結合部品100よりも頂面方向DYT側の箇所に配置されている。出力用機能部品200は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の正面方向DZF側の箇所から背面方向DZR側の箇所にわたり配置されている。
ギャップ確認構造に関する説明は、主として図5および図6を参照する。ギャップ確認構造は、出力側ギャップ確認構造および対偶側ギャップ確認構造を有する。電動リニアアクチュエーター40は、出力側ギャップ確認構造が存在していないと仮定した場合、製造過程において、出力用機能部品200がブロック結合部品100と結合された後に出力側ギャップ63の大きさおよび形状を確認することが難しくなる。電動リニアアクチュエーター40は、対偶側ギャップ確認構造が存在していないと仮定した場合、製造過程において、対偶用機能部品300がブロック結合部品100と結合された後に対偶側ギャップ73の大きさおよび形状を確認することが難しくなる。
補強部接触抑制構造に関する説明は、主として図4〜図6を参照する。電動リニアアクチュエーター40は、補強部接触抑制構造が存在していないと仮定した場合、対偶側補強部232が対偶可動ブロック70および対偶可動用結合部130の少なくとも一方と接触するおそれを有する。その理由は、以下のとおり記述することができる。
内部構造保護部240に関する説明は、主として図17〜図19を参照する。内部構造保護部240は、出力軸20に作用する力に起因して、電動リニアアクチュエーター40の内部構造が損傷することを抑制する構造を有する。内部構造保護部240は、出力軸20に作用する力を、本体ケース30の本体側保護部32と協働して受けることにより、内部構造の損傷を抑制する。電動リニアアクチュエーター40の内部構造は、ブロック結合部品100、ブロック結合部品100と一体的に形成された部品、およびブロック結合部品100の内部においてブロック結合部品100に結合された部品を含む。
負荷受部250に関する説明は、主として図4〜図6および図16を参照する。負荷受部250は、円環形状を有する。負荷受部250の外周面は、球面に類似する湾曲面を有する。球面に類似する湾曲面は、球体の最大径部分を含む帯状部分の1周が形成する外周面に類似している。負荷受部250は、結合部周壁部223と結合されている。負荷受部250は、結合部周壁部223の外周上に形成されている。負荷受部250は、結合部周壁部223から平面方向に突出している。負荷受部250は、出力軸20に作用する荷重を受ける構造を有する。負荷受部250は、出力軸20を本体ケース30の中心線に対して傾ける荷重が作用したとき、本体ケース30のケース負荷受部37と接触することによりこの荷重を受ける。負荷受部250は、球面に類似する湾曲面を有するため、ケース負荷受部37に不均一な面圧分布を形成しにくい。
部品受部260に関する説明は、主として図4〜図6および図16を参照する。部品受部260は、円環形状に類似する形状を有する。部品受部260は、結合部周壁部223と結合されている。部品受部260は、結合部周壁部223の外周上に形成されている。部品受部260は、結合部周壁部223から平面方向に突出している。部品受部260は、負荷受部250よりも可動方向DXの突出方向DXL側の箇所に形成されている。部品受部260は、可動方向DXにおいて、電動リニアアクチュエーター40のうちの最も突出方向DXL側の箇所に形成されている。部品受部260は、部品受面261を有する。部品受部260は、部品受面261により電動装置本体11の弾性部品16を支持する構造を有する。
対偶用機能部品300に関する説明は、主として図3、図4、図6、図7および図9を参照する。対偶用機能部品300は、可動方向DXにおいて、出力用機能部品200よりも引込方向DXR側の箇所に配置されている。対偶用機能部品300は、高さ方向DYにおいて、ブロック結合部品100の頂面方向DYT側の箇所に配置されている。対偶用機能部品300は、幅方向DZにおいて、ブロック結合部品100の正面方向DZF側の箇所から背面方向DZR側の箇所にわたり配置されている。
付加調整部品400に関する説明は、主として図3および図15を参照する。付加調整部品400は、金属材料により形成されている。付加調整部品400は、円柱形状を有する。付加調整部品400は、対偶用機能部品300とは個別に形成されている。付加調整部品400は、接着により対偶部品調整部320と結合されている。付加調整部品400は、可動方向DXにおいて、対偶部品調整部320に対して突出方向DXL側の箇所に配置されている。付加調整部品400の一部は、連結部品内空間93に配置されている。付加調整部品400は、出力可動ブロック60を含む機能結合部の重量と、対偶可動ブロック70を含む機能結合部の重量とのバランスを取るための構造を有する。
振動低減構造に関する説明は、主として図3〜図7を参照する。振動低減構造は、第1振動低減構造および第2振動低減構造を有する。電動リニアアクチュエーター40は、振動低減構造が存在していないと仮定した場合、好ましくない振動を発生するおそれを有する。その理由は、以下のとおり記述することができる。
電動リニアアクチュエーター40は、出力軸用結合部220の軸方向の中心線を結合部中心線と規定し、正面視において結合部中心線により区分される領域を第1中心区分領域および第2中心区分領域と規定する。第1中心区分領域は、高さ方向DYにおいて、結合部中心線よりも頂面方向DYT側の領域を示す。第2中心区分領域は、高さ方向DYにおいて、結合部中心線よりも底面方向DYB側の領域を示す。
固定構造に関する説明は、主として図16を参照する。本体ケース30は、複数のケース側結合部36および複数の締結部品17を有する。ケース側結合部36は、平面形状の外面を有する。ケース側結合部36の外面は、固定用結合部110の結合部支持面111(図4参照)と平行する形状を有する。ケース側結合部36の外面は、結合部支持面111と面接触している。
動作に関する説明は、主として図1〜図3を参照する。固定ブロック50は、制御部14からコイル52に電流が供給されることにより磁界を形成する。出力可動ブロック60は、固定ブロック50との間において作用する電磁気力により可動方向DXに往復運動する。対偶可動ブロック70は、固定ブロック50との間において作用する電磁気力により可動方向DXに往復運動する。出力可動ブロック60および対偶可動ブロック70は、互いに反対の位相により往復運動する。出力用機能部品200は、出力可動ブロック60と一体的に往復運動する。出力軸20は、出力用機能部品200と一体的に往復運動する。このように、電動リニアアクチュエーター40は、出力可動ブロック60の往復運動を出力することにより、出力軸20を往復運動させる。
(1)電動リニアアクチュエーター40は、突出側連結部品80および引込側連結部品90を有する。突出側連結部品80および引込側連結部品90は、互いに異なる形状を有する。この構成によれば、各連結部品80,90の構造に関する自由度が高められる。このため、共振駆動の好ましい形態を形成すること、および各連結部品80,90の構造に起因する電動リニアアクチュエーター40の大型化を抑制することが両立される。
第2実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、次の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と相違し、その他の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と同じ構成を有する。第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図14に示される構成を有する。一方、第2実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図20に示される構成を有する。なお、第2実施形態の電動リニアアクチュエーター40の説明は、第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と共通する構成に同一の符号を付し、共通する構成の説明の一部または全部を省略する。
第3実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、次の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と相違し、その他の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と同じ構成を有する。第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図15に示される構成を有する。第1実施形態の振動低減構造は、対偶部品調整部320および付加調整部品400を有する。一方、第3実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図21に示される構成を有する。第3実施形態の振動低減構造は、付加調整部品400を省略し、第1変形調整部330を有する。なお、第3実施形態の電動リニアアクチュエーター40の説明は、第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と共通する構成に同一の符号を付し、共通する構成の説明の一部または全部を省略する。
第4実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、次の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と相違し、その他の点において第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と同じ構成を有する。第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図15に示される構成を有する。第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、第1振動低減構造および第2振動低減構造を有する。一方、第4実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、図21に示される構成を有する。第4実施形態の電動リニアアクチュエーター40は、第1振動低減構造および第3振動低減構造を有する。なお、第4実施形態の電動リニアアクチュエーター40の説明は、第1実施形態の電動リニアアクチュエーター40と共通する構成に同一の符号を付し、共通する構成の説明の一部または全部を省略する。
対偶可動ブロック70は、第1中心区分領域に配置されている。対偶可動ブロック70を含む機能結合部は、第1中心区分領域に対偶重心を有する。対偶可動ブロック70を含む機能結合部は、第1中心区分領域に対偶重心を有することにより、対偶重心と対偶モーメントの中心点との距離を近づけている。
本出力軸振動型電動装置は、第1実施形態〜第4実施形態とは異なるその他の実施形態を含む。その他の実施形態は、一例として、以下に示される第1実施形態〜第X実施形態の変形例としての形態を有する。なお、以下の各変形例は、技術的に矛盾しない範囲において互いに組み合わせることができる。
20…出力軸、21…軸基礎部、22…軸先端部、23…嵌合溝
30…本体ケース、31…ケース周壁部、32…本体側保護部、33…本体側押込規制部、34…本体側引抜規制部、35…本体側回転規制部、35A…本体側第1規制部、35B…本体側第2規制部、36…ケース側結合部、37…ケース負荷受部、38…ケース内部空間
40…電動リニアアクチュエーター、41…締結部品、42…締結部品
50…固定ブロック、51…コア、52…コイル、53…絶縁部品、54…支持部品
60…出力可動ブロック、61…出力用永久磁石、62…出力用バックヨーク、63…出力側ギャップ
70…対偶可動ブロック、71…対偶用永久磁石、72…対偶用バックヨーク、73…対偶側ギャップ
80…突出側連結部品、81…連結部品出力側端部、82…連結部品対偶側端部、83…連結部品内空間、84…連結部品離間部
90…引込側連結部品、91…連結部品出力側端部、92…連結部品対偶側端部、93…連結部品内空間、94…連結部品離間部
100…ブロック結合部品
110…固定用結合部、111…結合部支持面
120…出力可動用結合部、121…出力側樹脂入口部、122…出力側樹脂流路部、123…出力突出側連結部、124…出力引込側連結部
130…対偶可動用結合部、131…対偶側樹脂入口部、132…対偶側樹脂流路部、133…対偶突出側連結部、134…対偶引込側連結部
140…突出側支持部、141…突出側変形部、142…突出側連結部
150…引込側支持部、151…引込側変形部、152…引込側連結部
200…出力用機能部品
210…出力部品本体部
220…出力軸用結合部、221…結合部基礎部、222…結合部基礎面、223…結合部周壁部、224…結合部内空間、225…結合部延長部
230…出力部品補強部、231…出力側補強部、232…対偶側補強部
240…内部構造保護部、241…押込移動規制部、242…引抜移動規制部、243…第1回転規制部、244…第2回転規制部
250…負荷受部
260…部品受部、261…部品受面
300…対偶用機能部品
310…対偶部品本体部
320…対偶部品調整部、330…第1変形調整部、340…第2変形調整部
400…付加調整部品
DX…可動方向、DXL…突出方向、DXR…引込方向、DY…高さ方向、DYT…頂面方向、DYB…底面方向、DZ…幅方向、DZF…正面方向、DZR…背面方向
Claims (13)
- 出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、
前記電動リニアアクチュエーターは、固定ブロック、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、
前記ブロック結合部品は、前記固定ブロック、前記出力可動ブロック、および前記対偶可動ブロックと結合され、
前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記固定ブロックとの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、
前記出力用機能部品は、前記出力可動ブロックと結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、
前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記突出側連結部品の厚さおよび前記引込側連結部品の厚さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる
電動リニアアクチュエーター。 - 出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、
前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、
前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、
前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、
前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、
前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記突出側連結部品の厚さおよび前記引込側連結部品の厚さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる
電動リニアアクチュエーター。 - 前記突出側連結部品の厚さは、前記引込側連結部品の厚さよりも薄い
請求項1または2に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 前記突出側連結部品は、連結部接触抑制構造を有し、
前記連結部接触抑制構造は、前記突出側連結部品と前記出力用機能部品とが接触しにくくなるように前記突出側連結部品の厚さが前記引込側連結部品の厚さよりも薄く設定された前記突出側連結部品の厚さと前記引込側連結部品の厚さとの関係を有する
請求項3に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 前記引込側連結部品のばね定数は、前記突出側連結部品の厚さが薄いことによる前記突出側連結部品のばね定数の低下を補償できるように設定されている
請求項3または4に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、
前記電動リニアアクチュエーターは、固定ブロック、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、
前記ブロック結合部品は、前記固定ブロック、前記出力可動ブロック、および前記対偶可動ブロックと結合され、
前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記固定ブロックとの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、
前記出力用機能部品は、前記出力可動ブロックと結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、
前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる
電動リニアアクチュエーター。 - 出力軸振動型電動装置の出力軸を駆動する電動リニアアクチュエーターであって、
前記電動リニアアクチュエーターは、出力可動ブロック、対偶可動ブロック、突出側連結部品、引込側連結部品、ブロック結合部品、および出力用機能部品を有し、往復運動を出力し、前記往復運動の方向を可動方向と規定し、前記可動方向に対して前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックを並列的に配置し、
前記ブロック結合部品は、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックと結合され、
前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの間において作用する電磁気力により前記可動方向に往復運動し、互いに反対の位相により前記可動方向に往復運動し、
前記出力用機能部品は、前記ブロック結合部品と結合され、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置される部分を有し、
前記突出側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の突出方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記引込側連結部品は、前記ブロック結合部品に対して前記可動方向の引込方向側に配置され、前記ブロック結合部品に結合され、
前記突出側連結部品の経路長さおよび前記引込側連結部品の経路長さは、前記出力可動ブロックおよび前記対偶可動ブロックの共振駆動に関する好ましい形態が得られるように互いに異なる
電動リニアアクチュエーター。 - 前記電動リニアアクチュエーターは、平面視において前記可動方向と直交する方向を幅方向と規定し、
前記突出側連結部品は、前記電動リニアアクチュエーターの側面視において、前記幅方向の中心線に対して非対称の形状を有する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 前記電動リニアアクチュエーターは、対偶用機能部品を有し、
前記対偶用機能部品は、前記対偶可動ブロックと結合されている
請求項1〜8のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 前記ブロック結合部品は、出力可動用結合部、対偶可動用結合部、突出側支持部、引込側支持部、出力側樹脂入口部、対偶側樹脂入口部、出力側樹脂流路部、および対偶側樹脂流路部を有し、前記出力可動用結合部、前記対偶可動用結合部、前記突出側支持部、前記引込側支持部、前記出力側樹脂入口部、前記対偶側樹脂入口部、前記出力側樹脂流路部、および前記対偶側樹脂流路部が樹脂材料により一体的に形成された構造を有し、
前記出力可動用結合部は、前記出力可動ブロックと結合され、
前記対偶可動用結合部は、前記対偶可動ブロックと結合され、
前記突出側支持部は、前記出力可動用結合部と結合され、
前記引込側支持部は、前記対偶可動用結合部と結合され、
前記出力側樹脂流路部は、前記出力可動用結合部と連続し、
前記対偶側樹脂流路部は、前記対偶可動用結合部と連続し、
前記出力側樹脂入口部は、前記出力側樹脂流路部と連続し、
前記対偶側樹脂入口部は、前記対偶側樹脂流路部と連続し、
前記突出側連結部品および前記引込側連結部品は、前記樹脂材料により前記ブロック結合部品と一体的に形成され、前記出力可動用結合部および前記対偶可動用結合部と連続している
請求項1〜9のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 前記ブロック結合部品は、結合部支持面を有し、
前記結合部支持面は、前記出力軸振動型電動装置の本体ケースと結合されることにより、前記出力軸の荷重を受ける構造を有する
請求項1〜10のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーター。 - 出力軸振動型電動装置であって、
前記出力軸振動型電動装置は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の電動リニアアクチュエーターおよび出力軸を有し、
前記出力軸は、前記出力用機能部品と結合されている
出力軸振動型電動装置。 - 前記出力軸振動型電動装置は、電動口腔衛生装置の形態を有する
請求項12に記載の出力軸振動型電動装置。
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