KR20080059085A

KR20080059085A - 액츄에이터 및 이것을 이용한 전동전자 칫솔

Info

Publication number: KR20080059085A
Application number: KR1020070135315A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 시미즈; 도모히로 구니타; 신이치 다니구치; 수에히사 기시모토; 다카히로 니시나카
Original assignee: 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2008-06-26
Also published as: CN101207317A; JP2008173468A; CN201146443Y; CN101207317B; JP4539716B2; RU2371142C2; US7646117B2; KR100997600B1; RU2007147926A; EP1935371A1; EP1935371B1; US20080258566A1

Abstract

축 방향 왕복 운동을 하는 샤프트로의 통전을 안정적으로 실행한다.

축 방향의 왕복운동 또는 축 주위의 왕복회전운동이 자유롭도록 지지되어 있는 샤프트와, 이 샤프트에 마련한 가동자 블럭과, 교번 전류가 인가되는 것에 의해 상기 가동자 블럭 및 샤프트에 축 방향 왕복 운동을 하게 하는 전자 블럭으로 이루어짐과 함께, 다른 부재로의 통전 경로로서 이용하는 상기 샤프트의 주위면의 다점에서 샤프트에 접촉하는 통전 부재를 구비한다. 샤프트의 주위면의 다점에서 통전 부재가 접하기 때문에, 1개소에서의 접속이 불안정하게 되어도 다른 점에서의 접촉에 의해서 전기적 접속의 안정성이 유지된다.

Description

액츄에이터 및 이것을 이용한 전동전자 칫솔{ACTUATOR AND ELECTRIC TOOTHBRUSH USING THE SAME}

본 발명은, 액츄에이터와, 이 액츄에이터를 칫솔의 구동 수단으로서 이용하고 있는 전동전자 칫솔에 관한 것이다.

전기 칫솔, 혹은 이온 칫솔, 혹은 전자 칫솔이라고 불리는 칫솔이 있다. 이것은, 입 안에 들어가는 부분과, 손으로 잡는 부분 사이에 인체를 통해서 미약한 전류를 흐르게 함으로써 전위 경사를 이용하여 치석의 제거를 도모하는 칫솔이다.

이러한 기능을 전동 칫솔에 부가한 것으로서, 특허문헌 1에 나타낸 것이 있다. 축 방향의 왕복 구동이 이루어짐과 함께 선단에 브러쉬체가 연결되는 샤프트(Shaft)에 대하여, 전원에 접속되어 있는 단자판을 접촉시킴으로써 샤프트를 통해서 브러쉬체에 급전하고 있다.

그러나, 샤프트의 왕복 운동에 의해 샤프트와 단자판이 미끄러져 접하는 것이기 때문에, 브러쉬체의 브러쉬를 이에 눌러 닿게 했을 때의 샤프트의 비뚤어짐이나 샤프트의 축 방향 왕복 운동시의 흔들림 등이 원인이 되어 샤프트와 단자판의 미끄럼 운동 접촉부의 전기적 저항값이 변화하여, 통전(通電) 전류에 큰 격차를 발생시키는 문제를 가지고 있다.

(특허문헌 1) 특허 제2560025호 공보

본 발명은 상기 종래의 문제점에 비추어 봐 발명한 것으로, 축 방향 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복회전운동을 하는 샤프트로의 통전을 안정적으로 실행할 수 있는 액츄에이터와, 이 액츄에이터를 이용함으로써 안정된 전류를 브러쉬체에 흐르게 할 수 있는 전동전자(電動電子) 칫솔을 제공하는 것을 과제로 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 관한 액츄에이터는, 축 방향의 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전운동이 자유롭도록 지지되어 있는 샤프트와, 이 샤프트를 가지는 액츄에이터에 있어서, 다른 부재로의 통전 경로로서 이용하는 상기 샤프트의 주위면의 다점(多點)에서 샤프트에 접촉하는 통전 부재를 구비하고 있는 특징을 가지고 있다. 샤프트의 주위면의 다점에서 통전 부재가 접하기 때문에, 1개소에서의 접속이 불안정하게 되어도 다른 점에서의 접촉에 의해 전기적 안정성이 유지된다.

상기 액츄에이터는, 축 방향의 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전 운동이 자유롭도록 지지되어 있는 샤프트와, 이 샤프트에 마련한 가동자 블럭과, 교번 전류가 인가되는 것에 의해 상기 가동자 블럭 및 샤프트에 축 방향 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전 운동을 하게 하는 전자 블럭으로 이루진 진동형 리니어액츄에이터를 적합하게 사용할 수 있다.

상기 통전 부재로서는, 샤프트의 지지용의 베어링을 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 샤프트가 출몰하는 실내에 배치된 액체 내지 겔 형상의 통전제를 통전 부재로 하여도 좋다.

그리고 본 발명에 관한 전동전자 칫솔은, 상기 액츄에이터를 브러쉬체의 구동원으로 하고 있음과 함께, 브러쉬체가 샤프트를 통하여 급전되는 부재인 것에 특징을 가지고 있다. 따라서, 접속이 불안정하게 되는 일 없이 안정된 전류가 흐르기 때문에 치석 효과가 높은 전동 전자 칫솔로서 기능하게 된다.

본 발명의 액츄에이터는, 샤프트로의 통전(급전)을 샤프트 주위면에 다점에서 접촉하는 통전 부재를 이용하여 실행하기 때문에, 샤프트와 통전 부재 사이의 전기적 저항이 샤프트에 외적인 힘이 가해지더라도 변화하는 일은 거의 없으며, 안정된 전류를 샤프트에 공급할 수 있다.

또한, 액츄에이터는 고속 구동이 가능한 축 방향의 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전 운동이 지지부재에 의해 자유롭도록 지지되어 있는 샤프트와, 이 샤프트에 마련된 가동자 블럭과, 교번 전류가 인가되는 것에 의해 상기 가동자 블럭 및 샤프트에 축 방향 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전 운동을 하게 하는 전자(電磁) 블럭으로 이루진 진동형 리니어액츄에이터를 사용해도 샤프트로의 통전(급전)을 샤프트 주위면의 다점에서 샤프트에 접촉하는 통전 부재를 이용하여 행하기 때문에, 고속구동되는 샤프트와 도전부재 사이의 전기적 저항이 샤프트에 외적인 힘이 가해져도 변화하는 일은 거의 없으며 안정된 전류를 샤프트에 공급할 수 있다.

본 발명의 전동전자칫솔은, 샤프트로의 통전(급전)을 샤프트 주위면의 다점에서 샤프트에 접촉하는 통전 부재를 사용하여 행하기 때문에, 안정적인 전류를 샤프트에 공급할 수 있어, 치석제거효과가 안정된 전동전자칫솔로서 기능하게 된다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 도시한 실시 형태에 기초하여 설명하면, 도 1은 본 발명에 관한 전동 칫솔의 일례를 도시하고 있으며, 원통 형상의 하우징(1)내에는 액츄에이터로서의 진동형 리니어액츄에이터(2)와 전원으로서의 전지(12)가 수납되어 있으며, 하우징(1)의 선단으로부터는 상기 진동형 리니어액츄에이터(2)에 의해서 축 방향의 왕복 구동이 이루어지는 샤프트(11)의 선단부가 돌출하여, 이 선단부에 브러쉬체(5)가 장착 및 분리가 자유롭게 연결되어 있다.

도 2 내지 도 4에 상기 진동형 리니어액츄에이터(2)를 상세하게 도시한다. 상기 샤프트(11)의 양쪽 단부 쪽에 가까운 부분을 각각 축 방향 슬라이드 자유롭게 또한 축 주위 회전 자유롭게 지지하는 한 쌍의 축받이부(20, 20) 사이에는, 자성체(磁性體)로 형성된 원통 형상의 케이스(21)를 배치하고 있으며, 해당 케이스의 내주에는 코일(25)과 한 쌍의 자극(22, 22)을 가진 원통 형상의 전자 블럭을 수납하고 있다.

상기 샤프트(11)는 도전성재로 형성된 것으로, 그 중간 정도에는 영구 자석(23)과 요크(24)로 이루어진 가동자 블럭이 고정되어 있다. 그리고, 가동자 블 럭은 상기 전자 블럭의 내주위치에 배치되고, 또한 가동자 블럭과 상기 축받이부(20, 20)사이에는, 각각 코일 스프링(29, 29)이 배치된다. 이들 코일 스프링(29, 29)은, 가동자 블럭 및 샤프트(11)를 용수철 진동계로 하기 위한 것이다.

전자 블럭에 있어서의 코일(25)에 전류를 인가하면, 자극(22)과 영구 자석(24) 및 요크(23) 사이에 작용하는 자기(磁氣) 흡인력이나 자기(磁氣) 반발력으로, 가동자 블럭 및 샤프트(11)가 축 방향으로 구동되고, 코일(25)에 역 방향 전류를 흐르게 하면, 가동자 블럭 및 샤프트(11)가 역 방향으로 구동되기 때문에, 코일(25)으로의 인가 전류를 교번 전류(교류 전류)로 함으로써 샤프트(11)는 축 방향의 왕복 구동이 이루어지게 된다. 이 때, 상기 용수철 진동계의 공진 주파수가 되도록 왕복 구동함으로써, 안정된 왕복 구동을 얻을 수 있다.

그리고 이 진동형 리니어액츄에이터(2)를 상기 하우징(1) 내에 내장하여, 샤프트(11)의 선단에 브러쉬체(5)를 연결했을 때, 브러쉬체(5)의 브러쉬(50)가 식모된 선단부까지의 통전로로서, 여기서는 진동형 리니어액츄에이터(2)의 샤프트(11) 그 자체를 이용하고 있다.

여기에 있어서, 샤프트(11)는 축 방향 왕복 운동을 하고, 또한 축 주위의 회전도 자유자재로 되어 있기 때문에, 샤프트(11)를 지지하고 있는 축받이부(20, 20) 중 전지(12)에 가까운 쪽에 위치하고 있는 축받이부(20)에 배치한 베어링(4)을 이용하여, 샤프트(11)로의 통전로를 확보하고 있다.

즉, 베어링(4)으로서, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 아우터 링(40)과, 그 내주에 있으며 리테너(retainer)(42)로 유지되고 있는 복수의 강철구(41)로 이루어진 것을 이용하여, 상기 아우터 링(40)을 리드선 등을 거쳐서 상기 전지(12)에 접속하고 있다. 상기 강철구(41)는 샤프트(11)에 접함과 동시에 아우터 링(40)에 접하고 있기 때문에, 샤프트(11)에도 통전된다. 또한 베어링(4)에 있어서의 강철구(41)는 복수개 있으므로, 아우터 링(40)으로부터 강철구(41)를 통한 샤프트(11)로의 급전은, 샤프트(11)의 주위면에 있어서의 복수점에서 이루어지는 것이며, 또한 샤프트(11)에 외적인 힘이 작용하여, 복수개 중 어느 강철구(41)와 샤프트(11)가 떨어지거나, 전기적 저항이 높아지는 일이 있어도, 다른 강철구(41)는 샤프트(11)에 접하고 있기 때문에, 샤프트(11)로의 급전부에 있어서의 전기적 접속이 불안정하게 되는 일은 없다.

한 쌍의 축받이부(20, 20) 중 전지(12)쪽에 가까운 축받이부(20)에 배치한 베어링(4)으로 샤프트(1)로의 급전을 하고 있는 것은, 전지(12)로부터 베어링(4)까지의 배선용리드선의 길이를 짧게 함과 함께, 진동형 리니어액츄에이터(2)에 있어서의 전자 블럭이 배치된 부분에 리드선을 통과시키킬 필요가 없게 하기 위해서지만, 브러쉬체(5) 측의 축받이부(20)의 베어링으로 샤프트(11)에 급전하도록 하여도 좋다.

브러쉬체(5)는 그 내부에 브러쉬(50)에 연결되는 통전로가 준비되어 있는 것으로, 샤프트(11)와의 접촉면에 있어서 상기 통전로는 샤프트(11)에 전기적으로 접속된다. 또한, 하우징(1)의 외주면에는 상기 전지(12)의 타극(他極)에 접속된 단자판(13)이 배치되어 있으며, 하우징(1)을 손에 쥐고 칫솔을 사용할 때, 브러쉬(50)와 단자판(13) 사이의 전기적 접속은 인체를 이용하여 실행한다.

또한, 진동형 리니어액츄에이터(2)로서, 여기서는 축 방향의 왕복 운동만을 샤프트(1)에 하게 하는 것을 나타내었지만, 이 밖에, 축 주위의 왕복 회전도 하게 하는 것이어도 좋다. 또한, 베어링(4)으로서 상기 형태의 것을 나타내었지만, 복수 점에서 샤프트(11)에 접하는 것이라면, 어떠한 것이라도 좋다. 또한, 베어링(4)에 도전성을 가지는 윤활 그리스를 이용할 때는, 강철구(41)는 도전성을 가지지 않는 것이라도 좋다.

도 7에 다른 예를 도시한다. 이것은 상기 하우징(1)에 있어서의 전지(12)의 수납부와 리니어액츄에이터(2)의 수납부 사이에 액체 내지 겔 형상의 도전제를 채운 통전실(15)을 마련하여, 축 방향 왕복 운동을 하는 상기 샤프트(11)의 한쪽 단부를 이 통전실(15)내에 위치시키고 있다. 전지(12)에 한쪽 단부를 접속한 단자도 다른 쪽 단부를 통전실(15)내에 위치시키고 있기 때문에, 상기 도전제를 거쳐서 샤프트(11)에 통전되게 연결되어 있다. 또한, 상기 도전제는 스폰지 형상의 부재에 스며들게 한 상태에서 통전실(15)내에 배치하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예의 일례의 단면도이고,

도 2는 동상의 진동형 리니어액츄에이터의 사시도이고,

도 3는 동상의 분해사시도이고,

도 4는 동상의 케이스 및 전자 블럭을 떼어낸 상태의 사시도이고,

도 5는 동상의 베어링의 사시도이고,

도 6은 동상의 베어링의 정면도이고,

도 7은 다른 실시 형태의 일례의 단면도이다.

Claims

축 방향의 왕복 운동 또는 축주위의 왕복 회전 운동이 자유롭도록 지지되어 있는 샤프트와,

다른 부재로의 통전 경로로서 이용하는 상기 샤프트의 주위면의 다점에서 샤프트에 접촉하는 통전 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
제 1 항에 있어서,

액츄에이터는 상기 샤프트에 마련한 가동자 블럭과,

교번 전류(교류 전류)가 인가되는 것에 의해 상기 가동자 블럭 및 샤프트에 축 방향 왕복 운동 또는 축 주위의 왕복 회전 운동을 하게 하는 전자 블럭으로 이루진 진동형 리니어액츄에이터인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

통전 부재는 샤프트의 지지용의 베어링인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

통전 부재는, 샤프트가 출몰하는 실내에 배치된 액체 내지 겔(gel) 형상의 통전제인 것을 특징으로 액츄에이터.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액츄에이터를, 브러쉬체의 구동원으로 하고 있음과 동시에, 브러쉬체가 샤프트를 통하여 급전되는 부재인 것을 특징으로 하는 전동전자 칫솔.