KR100543098B1 - 진동형 리니어 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결체에 따른 응력을 줄여 수명을 길게 한다.

본 발명은, 복수의 가동자(2, 2)를 고정자(1)로 왕복구동하는 동시에, 가동자(2)의 왕복운동방향으로 변위하는 스프링 특성을 구비한 연결체(12)로 가동자(2)끼리를 연결하고 있는 진동형 리니어 액츄에이터(Linear Oscillating Actuator)이다. 가동자(2, 2)의 진동방향의 단부끼리를 연결하고 있는 연결체(12)를 적어도 한쪽의 단부에 복수 배치한다. 하나의 연결체(12)마다의 응력이 저감된다.

면도기, 액츄에이터, 가동자, 고정자, 연결체

Description

진동형 리니어 액츄에이터{Linear Oscillating Actuator}

도 1은, 본 발명의 일실시예에 대한 사시도이다.

도 2는, 도 1의 분해사시도이다.

도 3은, 도 1의 사시도이다.

도 4는, 도 1의 분해사시도이다.

도 5는, 다른 예에 대한 분해사시도이다.

도 6은, 도 5의 사시도이다.

도 7은, 다른 예에 대한 사시도이다.

도 8은, 또 다른 예에 대한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ... 고정자

2 ... 가동자

12 ... 연결체

본 발명은 왕복식 전기면도기 등의 구동원으로서 이용할 수가 있는 진동형 리니어 액츄에이터(Linear Oscillating Actuator)에 관하는 것이다.

진동형 리니어 액츄에이터로서, 복수의 가동자(可動子)의 단부끼리를 가동자의 왕복이동방향으로 변위하는 스프링 특성을 갖춘 연결체로 연결한 것이 일본 특개평11-136921호 공보에 개시되어 있다. 이 경우, 복수의 가동자를 역위상(逆位相)으로 왕복구동시키면, 하나의 가동자에만 큰 부하가 걸려 진폭이 급격히 감소하려고 했을 때, 연결체가 다른 가동자의 움직임을 전달하여 상기 감소를 억제하게 되며, 한쪽의 가동자만의 진폭 감소를 막기 때문에, 밸런스를 갖는 균일한 진폭량을 얻을 수 있다.

그러나, 상기 공보에 개시된 것에서는, 판스프링으로 형성되어 가동자의 단부끼리를 잇는 연결체가 가동자의 한쪽의 단부에 관해서 하나만 배치하는 것이었다.

이 경우, 필요한 스프링 정수로 한 연결체에 따른 응력이 높게 되고, 연결체가 파손하기 쉽다고 하는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 발명한 것으로서, 연결체에 따른 응력이 작고 연결체의 수명을 길게 할 수가 있는 진동형 리니어 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 복수의 가동자를 고정자로 왕복구동하는 동시에 가동자의 왕복이동방향으로 변위하는 스프링 특성을 갖춘 연결체로 가동자끼리를 연결하고 있는 진 동형 리니어 액츄에이터에 있어서, 가동자의 진동방향의 단부끼리를 연결하는 연결체를 적어도 한쪽의 단부에 복수 배치하고 있는 것을 특징으로 한다. 하나의 연결체마다 응력이 저감되기 때문에 긴 수명화를 꾀할 수 있다.

이 경우, 복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에, 이들 연결체를 가동자의 진동방향으로 나란히 세워도, 또는, 이들 연결체를 동일 평면상에 배치하여도 좋으며, 특히 후자의 경우, 수평방향으로 나란히 서는 2개의 가동자의 상방측과 하방측에 각각 연결체를 배치하거나, 가동자의 진동방향에서의 동일 개소에 복수의 연결체를 연결하는것이 바람직하다.

연결체가 그 단부에 고정용 결합부를 구비하고, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 상기 고정용 결합부에 마련한 연결구멍에 끼워지도록 하는 것도 바람직하다.

특히, 복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에 가동자의 진동방향에 나란히 선 이들 연결체의 단부에 고정용 결합부를 마련하고 있는 경우는, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 끼워지는 연결구멍을 상기 고정용 결합부에 마련하고, 왕복진동의 안쪽에 위치하는 연결체의 연결구멍은 관통구멍으로서 상기 연결용 돌기부를 관통시켜 놓으면 좋다.

연결체의 단부가 가동자의 단부에 뚫린 구멍에 끼워져 가동자에 연결되어 있어도 좋다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실시의 형태의 일례에 기초하여 상술하면, 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 진동형 리니어 액츄에이터의 일례를 나타내고 있다. 왕복식 전기면도기의 구동원 용도로서 형성되어 있는 도시예의 진동형 리니어 액츄에이터는, 고정자(1)와 한쌍의 가동자(2, 2), 샤시(Chassis, 3), 2개의 가동자(2, 2)를 연결하고 있는 연결체(12)로 구성되어 있다.

상기 가동자(2)는 요크(5)(백 요크)가 일체로 성형된 것으로, 자성재료로 이루어지는 요크(5)에는 영구자석(4)이 접착하여 있다. 또한, 전기면도기에 있어서의 가동날이 연결되는 연결부(22)를 갖추고 있다. 또, 이 연결부(22)는 가동자(2)의 상면으로부터 옆쪽으로 L형으로 돌출하는 아암(21)의 상면에 마련되어 있고, 한쌍의 가동자(2, 2)는 그 연결부(22)가 다른 쪽의 가동자(2) 위에 위치하도록 조립된다.

고정자(1)는 자성재료의 소결체나 자성재료 철판을 적층한 것에 보빈(16)을 통해 코일(8)을 감아 전자석으로 한 것이며, 나사 등에 의해 샤시(3)에 고정되어 있다.

그리고, 상기 가동자(2)는, 샤시(3)에 판스프링으로 이루어지는 연결판(9)으로 매달아 그 영구자석(4)과 고정자(1)가 면대향(面對向)하고 있는 동시에 양자간에 캡부(8)가 확보되어 있다. 또, 상기 연결판(9)은 그 상단부가 샤시(3)에 고정된 브리지 플레이트(Bridge Plate, 10)에, 하단부(11)가 가동자(2)에 고정되어 있다. 브리지 플레이트(10)는, 상기 진동형 리니어 액츄에이터를 전기면도기 본체 등에 맞붙이는 경우의 고정부로서의 역할도 가진다.

스프링 특성을 갖고있는 연결판(9, 9)으로 매달려 있는 동시에 반대방향으로 또 평행하게 나란히 설치된 2개의 동일 형상의 가동자(2, 2)는, 고정자(1)인 전자석의 전류방향을 번갈아 바꿀 때, 전자석인 고정자(1)와의 사이에 흡인·반발력이 작용하는 영구자석(4)을 갖추고 있기 때문에, 연결판(9)을 휘게하면서 왕복이동한다. 또, 고정자(1)를 구성하는 전자석의 코일(8)이 1개인 경우는, 왕복운동의 오른쪽 방향과 왼쪽 방향운동으로 코일(8)에 부여하는 전류의 방향을 반전시킨다. 즉, 이동방향으로 추진력이 움직이는 방향으로 전류를 흘려 가동자(2)를 왕복이동시킨다.

또한, 여기서는 2개의 가동자(2)의 영구자석(4)의 극성을 반대로 하고 있기 때문에, 복수의 가동자(2, 2)는 180°벗어난 진동위상을 갖게 되어, 진동방향의 진동이 저감되고 있다.

또한, 상기 양쪽 가동자(2, 2) 사이는, 가동자(2)의 왕복이동방향으로 스프링 특성을 갖는 연결체(12)로 연결되고 있지만, 이 연결체(12)로서, 여기서는 가동자의 진동방향과 직교하는 평면상에 위치하는 U자형의 판스프링으로 형성된 것을 사용하고 있는 동시에, 가동자(2)의 진동방향의 한쪽의 단부에 2장의 연결체(12, 12)를, 다른 쪽의 단부에 2장의 연결체(12, 12)를 각각 배치하여, 총계 4장의 연결체(12)로 2개의 가동자(2, 2) 사이를 연결하고 있다. 이들 연결체(12)는, 한쪽의 가동자(2)의 부하가 크고 진폭이 급하게 감소하려고 할 때, 다른 쪽의 가동자(2)의 움직임으로 이 감소를 억제하는 것이며, 이 때문에 한쪽만의 진폭감소를 방지하고, 항상 밸런스를 갖는 균일한 진폭량을 발생시킨다. 또한, 이 연결체(12)는, 각 가동 자(2)의 고유진동수를 일정하게 하기 위한 고유진동수 설정스프링도 되도록 하고 있다.

이와 같은 판스프링으로 연결체(12)를 구성한 것에서는, 그 설치용으로 큰 공간을 필요로 하지 않고, 진동형 리니어 액츄에이터를 조밀화할 수 있으며, 또한 도시된 형상의 연결체(12)는 그 전체 길이가 매우 유효한 스프링부로서 기능하기 때문에, 필요한 스프링 길이를 작은 판스프링으로 확보할 수가 있다. 더구나, 여기서는 각 단부에 대하여 2장, 총계 4장의 연결체(12)를 사용하고 있기 때문에, 1장의 연결체(12)에 걸리는 응력은 작고, 따라서 연결체(12)의 수명을 길게 할 수가 있는 것이다.

또한, 연결체(12)는, 예컨대 한쪽에 대하여 3장 이상이더라도 좋으며, 또한 한쪽에 3장 이상의 연결체(12)를 배치하는 경우, 다른 한쪽에 연결체(12)를 배치하지 않아도 좋다. 이때에도 각 연결체(12)가 부담하는 응력은 종래예보다도 작게 된다.

또한, 여기서는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 연결체(12)의 단부에 고정용 결합부(30)를 마련하여, 가동자(2)의 단부로부터 돌출된 연결용 돌기부(20)를 고정용 결합부(30)에 마련한 연결구멍(31)에 끼워넣으므로써, 가동자(2)와 연결체(12)를 연결하도록 하고 있는 동시에, 진동방향의 각 단부에 2장씩 존재하고 있는 연결체(12) 중, 진동방향 안쪽에 위치하는 연결체(12)의 고정용 결합부(30)의 연결구멍(31)은 상기 연결용 돌기부(20)가 관통하는 관통구멍으로 하고 있으며, 연결용 돌기부(20)가 진동방향으로 나란한 2개의 고정용 결합부(30)에 결합하는 동시 에, 진동방향 외측에 위치하는 고정용 결합부(30)와 연결용 돌기부(20)를 용접이나 피스체결, 또는 접착고정 등의 수단으로 고정시켜 버리면, 진동방향 안쪽에 위치하는 연결체(12)의 고정용 결합부(30)도 끼워져 고정되어 버리도록 하고 있다. 또한, 외측의 연결체(12)의 고정용 결합부(30)의 연결구멍(30)은, 가동자(2)와의 사이의 위치결정기능과, 용착(溶着)에 의한 연결고정기능을 달성하게 되고, 가동자(2)와의 연결부의 소형화에 유효하다.

도 5 및 도 6에 다른 예를 나타낸다. U자형의 판스프링으로 형성된 연결체(12, 12)는, 그 단부가 가동자(2, 2)의 단부에 뚫린 구멍(33, 33)에 끼워져 가동자(2, 2)에 연결되고 있다.

상기의 2예에서는, 가동자(2)의 한쪽의 단부에 관해서 2장 배치된 연결체(12, 12)가 가동자(2)의 진동방향으로 나란히 서 있지만, 도 7에 도시한 바와 같이, 가동자(2)의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 각각 형성된 2장의 연결체(12, 12)를 진동방향과 직교하는 단일 평면상에 배치하여도 좋다. 이 경우, 연결체(12, 12) 사이에 연결체(12)의 휨을 허용하기 위한 진동방향에서의 공간을 비울 필요가 없어지기 때문에, 진동방향의 치수를 상기 2예의 것보다 작게 할 수가 있다.

또한, 도 7에 나타낸 것에서는, 2장의 연결체(12)의 각 단부에 마련한 가동자(2)와의 연결용인 고정용 결합부(30)를 공용하고 있기 때문에, 가동자(2, 2)에의 고정도 간단히 행할 수 있다.

또한, 2개의 가동자(2, 2)가 수평방향으로 나란히 서 있는 도시예에서는 이 들 가동자(2, 2)의 상방측과 하방측에 각각 연결체(12, 12)를 배치하고 있지만, 2개의 가동자(2, 2)가 수직방향으로 나란히 서 있는 경우는 이들의 좌우로 배치하면 좋으며, 또 2개의 가동자(2, 2)의 배치가 어떻든지, 양쪽 연결체(12, 12)를 동일 평면에 배치하면, 진동방향의 치수를 작게 할 수가 있다.

도 8는 가동자(2)의 단부에 마련된 상하로 관통하는 구멍(33)에 연결체(12, 12)의 단부를 상하로부터 집어넣어 압입하거나 용접에 의해서 고정한 것을 나타내고 있다. 가동자(2)에 복수개의 연결체(12)의 연결을 적은 부품수로 또 간단한 구조로 실현할 수가 있는 동시에, 가동자(2)의 같은 개소에 복수의 연결체(12, 12)를 연결하기 때문에, 연결부분의 소형화를 꾀할 수 있다.

이상의 각 예에서는, 왕복식 전기면도기의 구동원에 적합한 형태의 것을 나타내었지만, 본 발명에 따른 진동형 리니어 액츄에이터는 왕복식 전기면도기의 구동원에만 한정되는 것이 아니고, 다른 종류의 기기(機器)의 구동원으로서 사용할 수가 있다.

이상과같이 본 발명에 있어서는, 복수의 가동자를 고정자로 왕복구동하는 동시에 가동자의 왕복이동방향으로 변위하는 스프링 특성을 갖춘 연결체로 가동자끼리를 연결하고 있는 진동형 리니어 액츄에이터에 있어서, 가동자의 진동방향의 단부끼리를 연결하고 있는 연결체를 적어도 한쪽의 단부에 복수 배치하고 있기 때문에, 하나의 연결체마다의 응력이 저감되며, 따라서 연결체의 긴 수명화, 억지로는 진동형 리니어 액츄에이터의 긴 수명화를 소형화를 유지하면서 꾀할 수 있다.

이때, 복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에, 이들 연결체를 가동자의 진동방향으로 나란히 세우면, 스프링 특성이 우수한 연결체의 복수 사용이 용이해진다.

또한, 복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에, 이들 연결체를 동일 평면상에 배치하였으면, 특히 수평방향으로 나란히 서는 2개의 가동자의 상방측과 하방측에 각각 연결체를 배치하거나, 가동자의 진동방향에서의 동일 개소에 복수의 연결체를 연결하면, 전체로서의 진동방향의 치수의 소형화를 꾀할 수 있다.

연결체가 그 단부에 고정용 결합부를 구비하고, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 상기 고정용 결합부에 마련된 연결구멍에 끼워넣도록 하여도 좋으며, 이 경우, 연결구멍은 위치결정기능과 연결고정을 위한 기능을 달성하기 때문에, 양쪽 기능이 다른 부재로 얻는 경우에 비하여 소형화를 꾀할 수 있다.

특히, 복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에, 가동자의 진동방향으로 나란히 선 이들 연결체의 단부에 고정용 결합부를 마련하고 있는 경우는, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 끼워지는 연결구멍을 상기 고정용 결합부에 마련하여, 왕복진동의 안쪽에 위치하는 연결체의 연결구멍은 관통구멍으로서 상기 연결용 돌기부를 관통시켜 놓으면, 외측의 연결체를 가동자에 고정만하여 안쪽의 연결체의 가동자에 고정도 행할 수 있다.

연결체의 단부가 가동자의 단부에 뚫린 구멍에 끼워져 가동자에 연결되어 있어도 좋다. 가동자와의 연결고정을 간편하면서 용이하게 행할 수 있다.

Claims (8)

1. 왕복 구동되는 2개의 가동자와, 상기 가동자를 구동시키는 고정자와, 상기 고정자가 결합되고 상기 가동자를 지지하는 고정부재와, 상기 가동자의 왕복이동방향으로 변위하는 스프링 특성을 갖춘 연결체를 포함하는 진동형 리니어 액츄에이터(Linear Oscillating Actuator)에 있어서,

   상기 연결체는, 띠 모양으로 형성되어 상기 가동자의 단부 외측면을 감싸는 형태로 대칭되게 배치되어 상기 가동자의 단부에 양단이 각각 결합되고, 상기 가동자의 적어도 일측 단부에 복수 배치되는 것을 특징으로하는 진동형 리니어 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서,

   복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어있는 판스프링으로 각각 형성하는 동시에, 이들 연결체가 가동자의 진동방향으로 나란히 서 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
3. 제1항에 있어서,

   복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 각각 형성하는 동시에, 이들 연결체를 동일 평면상에 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
4. 제3항에 있어서,

   수평방향에 나란히 서는 2개의 가동자의 상방측과 하방측에 연결체를 배치하 고 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
5. 제3항에 있어서,

   가동자의 진동방향에서의 동일 개소에 복수의 연결체를 연결하고 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
6. 제1항에 있어서,

   연결체는 그 단부에 고정용 결합부를 갖추고 있고, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 상기 고정용 결합부에 마련된 연결구멍에 끼워 넣어지는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
7. 제1항에 있어서,

   복수의 연결체를 가동자의 진동방향이 두께방향으로 되어 있는 판스프링으로 형성하는 동시에 가동자의 진동방향으로 나란히 선 이들 연결체의 단부에 고정용 결합부를 마련하고, 가동자의 단부에 형성된 연결용 돌기부가 끼워지는 연결구멍을 상기 고정용 결합부에 마련하고, 왕복진동의 안쪽에 위치하는 연결체의 연결구멍은 관통구멍으로서 상기 연결용 돌기부를 관통시키고 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.
8. 제1항에 있어서,

   연결체는, 그 단부가 가동자의 단부에 뚫린 구멍에 끼워져 가동자에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진동형 리니어 액츄에이터.

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