KR101027215B1 - 진동형 리니어 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 진동형 리니어 액추에이터는, 영구자석을 구비해서 병렬로 배열되는 복수의 가동자(2)를 이동 가능하게 지지하는 지지부(3)를 구비하고, 고정자(1)의 전자석에 공급되는 교번 전류에 의해서 가동자(2)를 진동시키며, 상기 지지부(3)는 이 진동형 리니어 액추에이터를 수납하는 하우징(6)에 고정되는 피고정부(60)를 구비하고, 상기 하우징에 지지부를 고정해서 고정자가 지지부에 고정되게 되어 있다. 또한, 하우징에 조립함으로써 최종적으로 조립이 완성된다. 상기 구성에 의해 부품수 및 조립 공정수가 줄어들어 비용이 적게 든다.

Description

진동형 리니어 액추에이터{VIBRATORY LINEAR ACTUATOR}

본 발명은 왕복식 전기 면도기 등의 구동원으로서 이용할 수 있는 진동형 리니어 액추에이터에 관한 것이다.

고정자와, 가동자와, 고정자에 배치된 전자석과, 가동자에 배치된 영구자석과, 병렬로 배열되는 복수의 가동자를 이동가능하게 지지해서 상기 전자석의 자극면과 영구자석의 자극면을 갭을 거쳐서 대향시키는 지지부를 구비하고, 전자석에 공급되는 전류에 의해서 가동자를 진동시키는 진동형 리니어 액추에이터가 알려져 있다. (특허문헌 1 참조)

상기 진동형 리니어 액추에이터에 있어서는 소형화를 목적으로 해서 단일의 지지부와 병렬로 배열되어 있는 복수의 가동자의 사이를 각각 박육탄성편으로 일체로 연결해서 복수의 가동자와 지지부를 합성 수지제의 일체물로서 형성하고 있다. 또한, 상기 지지부는 가동자의 왕복 진동 방향에 있어서 2개로 나누어서 마련하고, 2개의 지지부 사이에 고정자를 개재시킴으로써 높이 방향의 치수를 억제할 수 있도록 하고 있다.

여기에서, 상기 진동형 리니어 액추에이터에서는 고정자에 전자석을, 가동자에 영구자석을 배치하는 동시에 복수의 가동자를 역위상으로 왕복 진동시키고 있기 때문에, 상기의 지지부에는 항상 비틀림의 힘이 가해지고, 영구자석과 전자석의 사이의 갭 치수가 변화되기 쉽고, 이 때문에 고정자에 마련한 합성 수지제의 기대<基台: base>와 각 지지부를 복수개씩의 나사로 견고하게 연결함으로써, 갭 치수의 안정화를 도모하고 있다.

그러나, 이와 같은 나사 체결 구조는 비용이 들게 된다. 또한, 상기 진동형 리니어 액추에이터를 전기 면도기의 하우징에 고정시키기 위해서는 별도로 나사가 필요하게 된다.

(특허문헌 1) 일본국 특허공개공보 제2005-354879호

본 발명은 상기의 종래의 문제점을 감안해서 발명한 것으로서, 소형화는 물론, 저비용의 진동형 리니어 액추에이터를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 진동형 리니어 액추에이터는 고정자와, 가동자와, 고정자와 가동자 중의 한쪽에 배치된 전자석과, 고정자와 가동자 중의 다른쪽에 배치된 영구자석과, 가동자를 이동가능하게 지지해서 상기 전자석의 자극면과 영구자석의 자극면을 갭을 거쳐서 대향시키는 지지부를 구비하고, 전자석에 공급되는 전류에 의해서 가동자를 진동시키는 진동형 리니어 액추에이터로서, 상기 지지부는 이 진동형 리니어 액추에이터를 수납하는 하우징에 고정되는 피고정부를 구비하여, 상기 하우징에의 지지부의 고정에 의해 고정자가 지지부에 고정되는 것을 특징으로 한다. 하우징에 조립함으로써 완성된다.

상기 고정자는 지지부와 하우징 사이에서 빠짐이 방지되게 고정되는 것이 바람직하고, 또한 고정자는 지지부에 마련된 피걸어맞춤부에 걸어 맞추어 위치 결정되는 걸어 맞춤부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 하우징은 상기 전자석과 가동자의 영구자석 사이의 갭을 외부로부터 확인이 가능한 형상으로 하는 것이 특성 검사나 갭 량의 확인이 용이하기 때문에 바람직하다.

본 발명에서, 지지부는 하우징에 조립함으로써 고정자와 함께 고정되는 것이며, 고정자와 지지부의 사이의 고정을 위한 나사 등을 필요로 하지 않기 때문에, 부품점수가 적어지고 조립 편차도 줄어들어, 비용을 저감할 수 있는 동시에 특성의 안정화도 도모할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 나타내는 실시예를 참조하여 설명하면, 도 1 및 도 2에 나타내는 진동형 리니어 액추에이터는 고정자(1)와, 병렬로 배열되는 2개의 가동자(2)와, 양 가동자(2)의 각 일단측이 박육의 탄성편(20)을 거쳐서 연결되어 있는 지지부(3)와, 양 가동자(2)의 각 타단측이 박육의 탄성편(20)을 거쳐서 연결되어 있는 지지부(3)와, 양 가동자(2)의 일단끼리를 연결하고 있는 스프링편(4)과, 양 가동자(2)의 타단끼리를 연결하고 있는 스프링편(4)으로 이루어지는 것으로, 상기의 2개의 가동자(2)와 지지부(3), 스프링(4), 그리고 총계 4개의 탄성편(20)은 합성 수지제의 일체물로서 형성되어 있다.

왕복식 전기 면도기의 구동용인 도시예의 진동형 리니어 액추에이터는 각 가동자(2)의 상면측에 면도용의 내부날이 장착되는 구동자(21)를 구비하고 있고, 각 가동자(2)의 하면측에는 영구자석(22)과 백 요크(23)가 부착되어 있다.

여기서, 각 탄성편(20)은 가동자(2)의 양 단부로부터 아래쪽으로 늘어진 모양으로 형성되어 있고, 한쌍의 지지부(3)는 상기 영구자석(22)보다도 아래쪽측에 대향한 상태로 형성되어 있다.

고정자(1)는 금속제의 E자형 코어(11)와 코일 보빈(12) 및 코어(11)의 중앙편의 외주에 감긴 권선(13)으로 이루어지는 전자석이며, 상기 양 지지부(3)의 사이에 배치되어, 코어(11)의 선단 자극면을 상기 영구자석(22)과 갭을 두고 대향한다.

그리고, 상기 권선(13)에 교번 전류를 흘렸을 때, 가동자(2)는 탄성편(20)을 휘게 하면서 왕복 진동을 실행하는 것이며, 이 때, 2개의 가동자(2)는 역위상으로 왕복 진동을 실행하도록 각 영구자석(22)의 자극이 배치되어 있다. 또한, 양 가동자(2)가 역위상으로 왕복 진동을 실행할 때, 스프링편(4)은 양 가동자(2)를 스프링 진동계로 하는 것이며, 그 고유 진동수에 일치하는 진동수로 가동자(2)를 구동함으로써, 가동자(2)의 왕복 진동을 공진 상태로 한다.

여기에서, 상기 코어(11)는 도 1에 명확히 도시된 바와 같이, 가동자(2)의 진동 방향의 양단으로부터 각 지지부(3)측을 향해 각각 복수의 돌기부(15)를 일체로 돌출시키고 있다. 2개의 가동자(2)가 배열되는 방향으로 간격을 두고 마련된 이들 돌기부(15)는 상기 지지부(3)의 하면측에 마련된 오목홈형상의 피걸어맞춤부(30)에 끼워 넣어서 걸어 맞추는 걸어 맞춤부로서 존재하며, 코어(11)와 영구자석(22)의 사이에 작용하는 자기 흡인력에 의해서 가동자(2)측으로 당겨져 있는 고정자(1)는 상기 총계 4개의 돌기부(15)와 피걸어맞춤부(30)의 걸어맞춤에 의해 위치가 결정되고, 코어(11)의 선단 자극면과 영구자석(22)의 사이에 갭을 형성한다.

또한, 양 가동자(2)는 역위상으로 구동되기 때문에 지지부(3)에는 가동자(2)의 진동 방향과 직교하는 방향의 비틀림의 힘이 인가되지만, 가동자(2)가 배열되는 방향으로 복수로 존재하고 있는 돌기부(15)가 각각 피걸어맞춤부(30)에 끼워 넣어져 있어서, 지지부(3)는 비틀리는 일이 없고, 상기 갭은 항상 안정된 치수로 유지된다.

상기의 지지부(3)에서 가동자(2)가 배열되는 방향의 중앙에 마련된 나사 구멍(33)은 도 9∼도 11에 나타내는 바와 같이, 상기와 같이 구성된 진동형 리니어 액추에이터를 전기 면도기의 하우징(6)에 고정시키기 위한 나사(60)가 비틀어 넣어지는 나사 구멍이다.

이 나사(60)는 하우징(6)을 지지부(3)에 고정시킬 뿐만 아니라, 고정자(1)를 지지부(3)와 하우징(6)의 사이에 협지해서 빠짐이 방지되도록 고정시킨다. 결국은 지지부(3)와 고정자(1)를 최종적으로 고정시킨다. 하우징(6)에 조립함으로써, 진동형 리니어 액추에이터는 최종적으로 조립되어 완성된다.

도 3 및 도 4에 다른 예를 나타낸다. 기본적인 구성은 상기 실시예와 동일하지만, 여기에서는 가동자(2)의 진동 방향으로 떨어져서 위치하는 한쌍의 지지부(3) 사이를 연결하는 브리지(35)를 지지부(3)와 일체로 마련하고 있다. 해당 브리지(35)의 존재에 의해, 지지부(3)는 상기 비틀림의 힘에 대한 항력이 더욱 높아지기 때문에, 더욱 안정된 특성을 얻을 수 있는 것으로 되어 있다.

도 5∼도 8에 별도의 예를 나타낸다. 이것은 고정자(1)의 권선(13)이 접속된 한쌍의 코일 단자(14)에 접속되는 급전용의 리드선(도시하지 않음)의 처리를 위한 커버(5)를 고정자(1)와 지지부(3)의 하면측에 부착한 것으로, 합성 수지제의 상기 커버(5)는 그 외주부에 복수의 후크(50)를 구비하고 있으며, 이들 후크(50)를 지지부(3)에 마련한 걸림 오목부(36)에 걸어 고정시킴으로써 고정자(1)와 지지부(3)의 하면을 덮는다.

상기 커버(5)는 도 7에 나타내는 바와 같이, 그 하면측에 상기 리드선을 걸어서 처리하기 위한 배선 처리부(51, 51)를 구비하는 것 이외에, 진동형 리니어 액추에이터를 상기 하우징(6)에 고정시키기 위한 나사(60)가 삽입 통과되는 구멍(52, 52)을 구비하고 있다. 덧붙여서 말하면 도 9∼도 11은 해당 커버(5)를 구비한 것에 대응하고 있다.

도 12는 상기 커버(5)를 구비하고 있지 않은 진동형 리니어 액추에이터를 하우징(6)에 나사(60)로 고정시킨 것을 도시하고 있다.

하우징(6)에 고정하는 방법은 나사(60)에 의한 고정이 아니어도 좋고, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 하우징(6)의 내면에 마련한 고정 후크(61)를 하우징(6)내에 끼워 넣은 지지부(3)의 상부 가장자리에 걸어 고정시킴으로써, 하우징(6)에 지지부(3)와 고정자(1)를, 결국은 진동형 리니어 액추에이터를 고정시킨 것을 나타내고 있다.

또한, 여기에서 나타낸 하우징(6)은 도 14에도 나타내는 바와 같이, 진동형 리니어 액추에이터를 둘러싸는 것으로서, 전기 면도기의 그립부를 겸하는 본체부(도시하지 않음)에 별도로 연결되는 것이며, 그 상면측에는 면도용의 외부날이 장착되는 날프레임이 연결된다. 하우징(6)의 저면에 마련된 도 11에 나타내는 구멍(63)은 상기의 리드선의 삽입 통과용이다.

그런데, 해당 진동형 리니어 액추에이터는 하우징(6)에 조립함으로써 최종적 으로 조립되어 이루어지는 구조이기 때문에, 하우징(6)에 고정시킨 상태가 아니면 정확한 특성검사를 실행할 수는 없다. 이 점에서 보면, 하우징(6)의 적어도 일부를, 도 8에 쇄선(L)으로 나타내는 바와 같이, 고정자(1)와 영구자석(22)의 사이의 갭을 외부에서 볼 수 있는 높이로 해 두면, 갭량을 눈으로 볼 수 있어 검사 등이 용이하게 된다.

고정자(1)에 전자석이, 가동자(2)에 영구자석(22)이 배치된 것을 나타냈지만, 고정자(1)에 영구자석이, 가동자(2)에 전자석이 배치된 것이어도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 고정자(1)의 영구자석(22)의 배후에 배치하는 백 요크(23)에 걸어 맞춤부인 돌기부(15)를 마련하는 것이 강도 및 강성의 점에서 바람직하다.

또한, 고정자(1)가 지지부(3)에 연결되어 고정되는 것을 나타냈지만, 도 15에 나타내는 바와 같이, 고정자(1)와 지지부(3)가 탄성편(38)에 의해서 연결되어 도면중 좌우 방향으로 이동가능하게 하고, 단일의 가동자(2)를 왕복 진동시킬 때에, 혹은 복수의 가동자(2)를 동위상으로 왕복 진동시킬 때에, 고정자(1)가 가동자(2)와 역위상으로 진동하도록 하여도 좋다.

도 １은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동형 리니어 액추에이터의 분해 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 진동형 리니어 액추에이터의 사시도.

도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 진동형 리니어 액추에이터의 분해 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 진동형 리니어 액추에이터의 사시도.

도 5는 본 발명의 별도의 예에 따른 진동형 리니어 액추에이터의 사시도.

도 6은 도 5에 도시된 진동형 리니어 액추에이터의 분해 사시도.

도 7은 도 5에 도시된 진동형 리니어 액추에이터의 저면도.

도 8은 도 5에 도시된 진동형 리니어 액추에이터의 정면도.

도 9는 커버를 구비한 진동형 리니어 액추에이터를 하우징에 고정시킨 상태의 종단면도.

도 10은 도 9에 도시된 하우징에 고정된 진동형 리니어 액추에이터의 측면에서 본 종단면도.

도 11은 도 9에 도시된 하우징에 고정된 진동형 리니어 액추에이터의 저면도.

도 12는 커버를 구비하지 않은 진동형 리니어 액추에이터를 하우징에 고정시킨 상태의 종단면도.

도 13은 고정 후크를 사용하여 진동형 리니어 액추에이터를 하우징에 고정시킨 상태의 측면에서 본 종단면도.

도 14는 도 13에 도시된 하우징에 고정된 진동형 리니어 액추에이터의 사시도.

도 15는 참고예에 따른 진동형 리니어 액추에이터의 정면도.

(부호의 설명)

1 - 고정자

2 - 가동자

3 - 지지부

4 - 스프링편

5 - 커버

6 - 하우징

11 - 코어

13 - 권선

15 - 돌기부

22 - 영구자석

30 - 맞춤부

Claims (4)

1. 고정자와, 가동자와, 고정자와 가동자 중의 한쪽에 배치된 전자석과, 고정자와 가동자 중의 다른쪽에 배치된 영구자석과, 가동자를 이동가능하게 지지해서 상기 전자석의 자극면과 영구자석의 자극면을 갭을 거쳐서 대향시키는 지지부를 구비하고, 전자석에 공급되는 전류에 의해서 가동자를 진동시키는 진동형 리니어 액추에이터에 있어서,

   상기 지지부는 이 진동형 리니어 액추에이터를 수납하는 하우징에 고정되는 피고정부를 구비하여, 상기 하우징에의 지지부의 고정에 의해 고정자가 지지부에 고정되는 것인 것을 특징으로 하는

   진동형 리니어 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정자는 지지부와 하우징의 사이에서 빠짐이 방지되게 고정되는 것인 것을 특징으로 하는

   진동형 리니어 액추에이터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   고정자는 지지부에 마련된 피걸어맞춤부에 걸어 맞추어 위치 결정되는 걸어 맞춤부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

   진동형 리니어 액추에이터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   하우징은 상기 전자석과 영구자석의 사이의 갭을 외부로부터 확인 가능하게 한 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는

   진동형 리니어 액추에이터.

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