JPH10303018A - 往復回動アクチュエータ - Google Patents

往復回動アクチュエータ

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JPH10303018A
JPH10303018A JP9105459A JP10545997A JPH10303018A JP H10303018 A JPH10303018 A JP H10303018A JP 9105459 A JP9105459 A JP 9105459A JP 10545997 A JP10545997 A JP 10545997A JP H10303018 A JPH10303018 A JP H10303018A
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Yoshitaka Ichii
義孝 一井
Yoshio Mitsutake
義雄 光武
Katsuhiro Hirata
勝弘 平田
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接的に往復回動運動を行うことができて、
エネルギー損失が少なく、コンパクトに構成できるもの
にする。 【解決手段】 径方向に磁化する電磁石を形成するため
のコイル21を巻回した円周磁極部を有する固定子2
と、固定子に対向配設して略半円弧状であって径方向に
磁化する永久磁石30を有する可動子3と、可動子の駆
動を固定子の円周方向に案内する案内部50bと、可動
子の可動範囲を規制する可動範囲規制部4とを設けた。
また、可動子は、磁化方向を反転した第1の可動子と第
2の可動子とから構成した。更に、可動範囲規制部は、
中立位置からの変移に応じた引き戻し力を可動子に与え
るもとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、肩叩き器やマッサ
ージ器などの振動駆動動力源として用いて好適な往復回
動アクチュエータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、往復回動運動を1つのアクチュエ
ータで実現するには、力の方向を変換するための何らか
の機構が設けられている。例えば、図5は、モータによ
る回転運動を往復運動に変換する機構の原理を示す説明
図である。図5において、1は回転する円盤部、2は円
盤部1の偏心した部分に回転自在に軸着するシャフト、
3は中央が固定部4に回転自在に軸着するとともに固定
部4の近傍でシャフト2の端に回動自在に軸着するアー
ムである。従って、図5に示す機構にあっては、円盤部
1が回転すると、アーム3の両端は略上下運動を行うこ
とができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示すような従来の往復運動機構では、力の方向を変換す
るための機構により、力の伝達損失が発生する、また騒
音が発生する、更にコンパクトに構成することが難しく
大型化する、という問題点があった。
【0004】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、力の方向を
変換するための機構を用いずに、直接的に往復運動を行
うことができて、エネルギー損失が少なく、コンパクト
に構成できる、優れた往復回動アクチュエータを提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項1記載の発明にあっては、径方向
に磁化する電磁石を形成するためのコイルを巻回した円
周磁極部を有する固定子と、該固定子に対向配設して略
半円弧状であって径方向に磁化する永久磁石を有する可
動子と、可動子の駆動を固定子の円周方向に案内する案
内部と、可動子の可動範囲を規制する可動範囲規制部と
を設け、固定子を中心に可動子は回動できるようにし
て、可動子の端部で打撃を与えることができるようにし
ている。
【0006】請求項2記載の発明にあっては、前記可動
子は、磁化方向を反転した第1の可動子と第2の可動子
とから構成して、それぞれの可動子の回動方向を反対に
なるようにして、それぞれの可動子の回動時に生じる不
要な振動を相殺できるようにしている。
【0007】請求項3記載の発明にあっては、前記可動
範囲規制部を、中立位置からの変移に応じた引き戻し力
を前記可動子に与えるように構成して、駆動力がそれほ
ど大きくなくても共振にて増幅して振幅を大きくできる
ようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る往復回動アク
チュエータの第1の実施の形態を図1〜図3に基づい
て、第2の実施の形態を図4に基づいて、それぞれ詳細
に説明する。
【0009】[第1の実施の形態]この第1の実施の形
態の往復回動アクチュエータは、請求項1または3記載
の往復回動アクチュエータに対応する。図1は往復回動
アクチュエータの概要を示す構成図であり、図1(a)
は一部を破砕した正面図、図1(b)は一部を破砕した
底面図である。図2は往復回動アクチュエータの可動子
が左回動して先端が突出した状態を示す正面図である。
図3は往復回動アクチュエータのハウジングを示す図で
あり、図3(a)は一部を破砕した正面図、図3(b)
は一部を破砕した底面図である。
【0010】図1は可動子が中立の位置にある状態を示
しており、図1に示すように、この往復回動アクチュエ
ータ1は、固定子2と、可動子3と、可動範囲規制部に
相当するコイルバネ4と、ハウジング5とを備える。固
定子2は、半円柱状形の磁性体20と、コイル21とか
ら構成される。コイル21は、磁性体20の半円柱面の
45°の方向から設けた二つの溝22,22で挟まれる
中央脚部2aを巻回する。
【0011】可動子3は、半円筒状の永久磁石30と半
円筒状の継鉄31とから構成される。永久磁石30の外
側円弧面の曲率半径と継鉄31の内側円弧面の曲率半径
とは等しくされており、半円弧状の継鉄31の内側円弧
面に永久磁石30の外側円弧面を密着させ、接着などの
適宜方法にて固着してある。永久磁石30は、厚さ方向
(径方向)に着磁されていて、円周方向の左半分は内側
がN極で外側がS極になるように着磁してあり、円周方
向の右半分は内側がS極で外側がN極になるように着磁
してあり、前記右半分と左半分とでは逆方向に着磁して
ある。
【0012】コイルばね4は、ばね線材をコイル状に巻
回したものである。コイルばね4のばね定数は、目的
(肩叩き、マッサージ)に適した固有振動数を得ること
ができるように可動子3の慣性モーメントとの関係から
設定され、小さな回動振動力であっても共振の増幅作用
によって大きな振動振幅を得ることができるように設定
されている。
【0013】ハウジング5は、耐摩耗性に優れる非磁性
体の硬質プラスチック成形品であり、詳しくは図3に示
すように、外観的には略半円柱状(扇状)の外郭を有し
ており、内部には固定子2と可動子3とコイルばね4と
を組み込むことのできる、扇状に広がった空洞空間50
を備えている。空洞空間50を形成するところの対向す
る内両側面には、それぞれ対向する位置に円弧状凸リブ
51,51が形成されており、この円弧状凸リブ51を
境界に、中心軸側には固定子2を収納するための固定子
収納空間50aが形成され、外側には可動子3を収容す
るための可動子収容空間50bが形成されている。
【0014】従って、固定子収納空間50aには固定子
2が収納固定され、固定子収納空間50a近傍のハウジ
ング5からはコイル21への給電リード線(図示せず)
が適宜引き出される。また、可動子収容空間50bに
は、可動子3が円弧方向へ回動移動自在に収容される。
なお、可動子3が可動子収容空間50bを回動移動する
場合の摩擦抵抗を少なくするために、ハウジング5と可
動子3との摺動部に、適宜ベアリング構造(図示せず)
を採用することが好ましい。
【0015】ところで、可動子収容空間50bはハウジ
ング5の底面から外部空間に連通しており、可動子3は
支えが無いと連通口52から抜け出てしまう。そこで、
3本のコイルばね4,4,4を以て、そのようなことの
無いように、可動子3をハウジング5の円弧内面から支
持している。なお、可動範囲規制部に相当するコイルバ
ネ4の代わりに、ゴム紐のようなもので代用することも
できる。
【0016】上述のように構成される往復回動アクチュ
エータ1は次のように動作する。すなわち、例えばコイ
ル21に交番電流を印加し、固定子2の中央脚部2aの
先端円弧面部から磁束が放出するような状態になった場
合を想定すると、すなわち中央脚部2aの先端円弧面部
がN極になり、中央脚部2aの両隣にある両脚部2b,
2bの先端円弧面部がそれぞれS極になった場合を想定
すると、可動子3には図2に示すような左回りの回動力
が作用することになり、可動子3は反時計方向の回動力
とコイルばね4,4,4による時計方向の引き戻し力と
が釣り合う位置まで回動して、可動子3の左端部がハウ
ジング5から突出し、可動子3の右端部はハウジング5
内に入り込む。
【0017】次に、コイル21に流れる交番電流の向き
が逆転した状態を想定すると、すなわち中央脚部2aの
先端円弧面部がS極になり、中央脚部2aの両隣にある
両脚部2b,2bの先端円弧面部がそれぞれN極になっ
た場合を想定すると、可動子3には図2に示すのとは逆
に右回りの回動力が作用することになり、可動子3は時
計方向の回動力とコイルばね4,4,4による反時計方
向の引き戻し力とが釣り合う位置まで回動して、可動子
3の右端部がハウジング5から突出し、可動子3の左端
部はハウジング5内に入り込む。
【0018】従って、交番電流をコイル21に供給する
と、可動子3はハウジング5の可動子収容空間50bに
沿って左右に回動振動することになる。しかも、可動子
3の慣性モーメントとコイルばね4,4,4による引き
戻し力との関係から定まる固有振動数を、前記交番電流
の周波数に一致するようにしてあるので、固定子2と可
動子3との間に作用する回動力がさほど強力でなくて
も、共振現象による増幅作用によって比較的大きな振幅
の回動振動を得ることができ、可動子2の両端に施療部
材(図示せず)を付設すれば直接患部に叩き振動を与え
ることができ、肩叩き器やマッサージ器の振動駆動動力
源として好適なものにできる。
【0019】[第2の実施の形態]この第2の実施の形
態の往復回動アクチュエータは、請求項2記載の往復回
動アクチュエータに対応する。図4は往復回動アクチュ
エータの概要を示す構成図であり、図4(a)は一部を
破砕した正面図、図4(b)は一部を破砕した底面図で
ある。なお、図4において、第1の実施の形態の往復回
動アクチュエータと同等の個所には同じ符号を付し、詳
細な説明を省略する。
【0020】この図4に示す往復回動アクチュエータ1
が、第1の実施の形態の往復回動アクチュエータと異な
り特徴となるのは、ハウジング5を軸方向に拡張して、
可動子収容空間50bに可動子収容空間50cを軸方向
に併設し、可動子収容空間を2箇所にして、可動子収容
空間50bには第1の可動子3を収容し、可動子収容空
間50cには第2の可動子6を収容し、しかも第1の可
動子3と第2の可動子6との着磁関係を逆にして、第1
の可動子3と第2の可動子6との回動方向がそれぞれ逆
方向になるようにし、第1の可動子3の回動振動による
作用反作用力と第2の可動子6の回動振動による作用反
作用力とを打ち消すようにして、往復回動アクチュエー
タ1全体の不要振動を少なくするようにした構成であ
る。
【0021】なお、図4に示すように、可動子6は可動
子3と同様、半円筒状の永久磁石60と半円筒状の継鉄
61とから構成され、永久磁石60の外側円弧面の曲率
半径と継鉄61の内側円弧面の曲率半径とは等しくされ
ており、半円弧状の継鉄61の内側円弧面に永久磁石6
0の外側円弧面を密着させ、接着などの適宜方法にて固
着してある。また、永久磁石60は、厚さ方向(径方
向)に着磁されていて、円周方向の左半分は内側がS極
で外側がN極になるように着磁してあり、円周方向の右
半分は内側がN極で外側がS極になるように着磁してあ
る。
【0022】可動子6は、可動子3と同様、3本のコイ
ルばね(図示せず)によりハウジング5の円弧内面から
支持され、可動子3と全く同じ固有振動数で共振するよ
うにされている。なお、固定子もそれぞれ分離して構成
しても良いが、別に分離する必要も無く、コンパクト化
の観点からも固定子を共通にすることが好ましい。
【0023】上述のように構成される往復回動アクチュ
エータ1は次のように動作する。すなわち、例えばコイ
ル21に交番電流を印加し、固定子2の中央脚部2aの
先端円弧面部から磁束が放出するような状態になった場
合を想定すると、すなわち中央脚部2aの先端円弧面部
がN極になり、中央脚部2aの両隣にある両脚部2b,
2bの先端円弧面部がそれぞれS極になった場合を想定
すると、可動子3には左回りの回動力が作用することに
なり、可動子3は反時計方向の回動力とコイルばね4,
4,4による時計方向の引き戻し力とが釣り合う位置ま
で回動して、可動子3の左端部がハウジング5から突出
し、可動子3の右端部はハウジング5内に入り込む。ま
た、可動子6には右回りの回動力が作用することにな
り、可動子6は時計方向の回動力と3本のコイルばねに
よる反時計方向の引き戻し力とが釣り合う位置まで回動
して、可動子6の右端部がハウジング5から突出し、可
動子6の左端部はハウジング5内に入り込む。
【0024】次に、コイル21に流れる交番電流の向き
が逆転した状態を想定すると、すなわち中央脚部2aの
先端円弧面部がS極になり、中央脚部2aの両隣にある
両脚部2b,2bの先端円弧面部がそれぞれN極になっ
た場合を想定すると、可動子3には右回りの回動力が作
用することになり、可動子3は時計方向の回動力とコイ
ルばね4,4,4による反時計方向の引き戻し力とが釣
り合う位置まで回動して、可動子3の右端部がハウジン
グ5から突出し、可動子3の左端部はハウジング5内に
入り込む。また、可動子6には左回りの回動力が作用す
ることになり、可動子6は反時計方向の回動力と3本の
コイルばねによる時計方向の引き戻し力とが釣り合う位
置まで回動して、可動子6の左端部がハウジング5から
突出し、可動子6の右端部はハウジング5内に入り込
む。
【0025】従って、交番電流をコイル21に供給する
と、可動子3はハウジング5の可動子収容空間50bに
沿って左右に、可動子6はハウジング5の可動子収容空
間50cに沿って右左に、それぞれ回動振動することに
なる。
【0026】しかも、可動子3の慣性モーメントとコイ
ルばね4,4,4による引き戻し力との関係から定まる
固有振動数、および、可動子6の慣性モーメントと3本
のコイルばね(図示せず)による引き戻し力との関係か
ら定まる固有振動数は、前記交番電流の周波数に一致す
るようにしてあるので、固定子2から可動子3および可
動子6に作用する回動力がさほど強力でなくても、共振
現象による増幅作用によって比較的大きな振幅の回動振
動を得ることができ、可動子2と可動子6とのそれぞれ
の両端に施療部材(図示せず)を付設すれば直接患部に
叩き振動を与えることができ、肩叩き器やマッサージ器
の振動駆動動力源として好適なものにできる。
【0027】更に、可動子3の振動条件と可動子6の振
動条件とは回動方向が逆転しているのみであるので、往
復回動アクチュエータ1全体の不要振動が打ち消しあい
減衰されて、肩叩き器やマッサージ器などを手に持った
ときの手に伝わる不要振動は少なくなり、治療個所にの
み叩き振動を与えることのできる、肩叩き器やマッサー
ジ器の振動駆動動力源に用いて更に好適なものにでき
る。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、固定子の
磁力によって可動子に直接回動振動を与えることができ
るので、力の伝達損失が少ないとともに騒音の発生も少
なく、コンパクトで、肩叩き器やマッサージ器の振動駆
動動力源として好適な往復回動アクチュエータを提供で
きるという効果を奏する
【0029】請求項2記載の発明によれば、前記請求項
1記載の発明の効果に加えて、往復回動アクチュエータ
全体の不要振動が打ち消しあい減衰されて、肩叩き器や
マッサージ器などを手に持ったときの手に伝わる不要振
動は少なくなり、治療個所にのみ叩き振動を与えること
のできる、肩叩き器やマッサージ器の振動駆動動力源に
用いて更に好適な、往復回動アクチュエータを提供でき
るという効果を奏する
【0030】請求項3記載の発明によれば、前記請求項
1記載の発明の効果に加えて、固定子のコイルに印加す
る交番電流の周波数を、可動子と可動範囲規制部との関
係から定まる固有振動数に一致するようにでき、弱い回
動振動力でも共振による増幅作用により比較的大きな振
幅の振動を生じせしめることのできる、肩叩き器やマッ
サージ器の振動駆動動力源に用いて好適な、往復回動ア
クチュエータを提供できるという効果を奏する
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態の往復回動アク
チュエータを示す図である。
【図2】上記往復回動アクチュエータの可動子が左回動
して先端が突出した状態を示す正面図である。
【図3】上記往復回動アクチュエータのハウジングを示
す図である。
【図4】本発明に係る第2の実施の形態の往復回動アク
チュエータを示す図である。
【図5】従来の往復回動アクチュエータの機構を示す簡
易な説明図である。
【符号の説明】 1 往復回動アクチュエータ 2 固定子 21 コイル 3 可動子(第1の可動子) 4 可動範囲規制部 50b 案内部 50c 案内部 6 可動子(第2の可動子)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 径方向に磁化する電磁石を形成するため
    のコイルを巻回した円周磁極部を有する固定子と、該固
    定子に対向配設して略半円弧状であって径方向に磁化す
    る永久磁石を有する可動子と、可動子の駆動を固定子の
    円周方向に案内する案内部と、可動子の可動範囲を規制
    する可動範囲規制部とを設けた往復回動アクチュエー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記可動子は、磁化方向を反転した第1
    の可動子と第2の可動子とからなることを特徴とする、
    請求項1記載の往復回動アクチュエータ。
  3. 【請求項3】 前記可動範囲規制部は、中立位置からの
    変移に応じた引き戻し力を前記可動子に与えるものであ
    ることを特徴とする、請求項1記載の往復回動アクチュ
    エータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030070261A (ko) * 2002-02-23 2003-08-30 주식회사 엠베스트 전자기식 타격기

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