WO2022181490A1 - 電気機械変換器 - Google Patents

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WO2022181490A1
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armature
yoke
rotor
cylinder
electromechanical converter
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PCT/JP2022/006707
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Inventor
行志 岩倉
Original Assignee
リオン株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
    • H02K33/18—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with coil systems moving upon intermittent or reversed energisation thereof by interaction with a fixed field system, e.g. permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to an electromechanical converter that converts electrical signals into mechanical vibrations.
  • the so-called balanced armature type electromechanical transducer includes a type in which the restoring force necessary for vibrating the armature is obtained from the elastic force of the armature itself (for example, see Patent Document 1), and a separately provided spring. There is a type obtained from the elastic force of (for example, see Patent Document 2). Also, conventionally, an electric shaver that applies the principle of a linear motor using a permanent magnet is known (see, for example, Patent Document 3), and many inventions using this principle have been applied for (for example, patent document 3). See reference 4).
  • the restoring force required to return the armature to its original position when one end of the armature is displaced by magnetic attraction is obtained from the elastic force of the armature itself.
  • the restoring force must be larger than the magnetic attractive force, but if the restoring force is too large, the sensitivity will decrease, limiting the degree of freedom in designing the armature.
  • the armature is responsible for the design requirements related to magnetism
  • the spring is responsible for the design requirements related to the elastic force affected by the mechanical structure. Therefore, the degree of freedom in design is high, and it is possible to obtain vibration with a large driving force.
  • the structure is complicated because the parts have to be arranged symmetrically in two places in relation to the two pairs of magnets.
  • the present invention has been made in view of such problems, and aims to provide a technique for downsizing an electromechanical converter with a simple structure.
  • the present invention employs the following electromechanical converter. It should be noted that the following expressions in parentheses are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
  • the electromechanical transducer of the present invention comprises a yoke having a substantially U-shape, an armature having one end rotatably disposed at the closed end of the yoke and the other end projecting from the open end of the yoke,
  • the coil is fixed inside the yoke near the closed end, and the armature passes through the air core with a gap. It has a pair of magnets facing each other and a pair of elastic members that sandwich and hold the other end of the armature projecting from the open end.
  • the electromechanical transducer of this aspect when an alternating current flows through the coil, one end of the rotatably held armature is used as an axis, and the other end of the armature vibrates while receiving a restoring force from the pair of elastic members. do. Therefore, the electromechanical converter can be miniaturized with a simple structure. Furthermore, it is more efficient than a linear motor and can generate a linear driving force of a certain magnitude.
  • the armature has a substantially cylindrical rotor at one end, and the yoke is provided at the closed end and has a substantially cylindrical shape. have a cylinder. The rotor is then placed with a gap in the cylinder.
  • a substantially cylindrical rotor is arranged inside a substantially cylindrical cylinder with a gap therebetween. Therefore, when the rotor rotates, the state of magnetic coupling with the cylinder can be stabilized. Also, by designing the outer diameter of the rotor and the inner diameter of the cylinder to be large, it is possible to ensure a large facing area between the two. Furthermore, if the processing accuracy and assembly accuracy are improved, the gap between them can be made sufficiently small. As a result, without fixing the armature to the yoke, the magnetic resistance in the gap between the two can be sufficiently suppressed.
  • the armature has a shaft on the rotor, and the yoke is fixed with bearings holding the shaft on both sides of the cylinder.
  • the armature and the yoke are coupled via the bearing. Therefore, the gap formed between the rotor and the cylinder can be made very small. As a result, the armature can be rotated with respect to the yoke while further suppressing the magnetic resistance in this portion.
  • the armature and the yoke are constructed by laminating a plurality of punched plate materials.
  • the armature and yoke can be manufactured at low cost. As a result, the manufacturing cost of these parts and the manufacturing cost of the electromechanical converter can be reduced.
  • an object is to provide a technique for downsizing an electromechanical converter with a simple structure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an electromechanical converter 1 of one embodiment;
  • FIG. 3 is a diagram showing an armature 18 in the electromechanical converter 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing an armature 18 in the electromechanical converter 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing an armature 18 in the electromechanical converter 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing a yoke 10 in the electromechanical converter 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing a yoke 10 in the electromechanical converter 1;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing an electromechanical converter 1 (1/2);
  • FIG. 2 is a diagram showing a simplified magnetic circuit in the electromechanical converter 1;
  • FIG. FIG. 2 is a diagram showing a usage example of the electromechanical converter 1; It is a figure explaining the electromechanical converter as a comparative example. It is a figure explaining the electromechanical converter as a comparative example.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an electromechanical converter 1 of one embodiment.
  • the electromechanical transducer 1 mainly includes a substantially U-shaped yoke 10, an air-core coil 12 and a pair of magnets 14 and 16 fixed inside the yoke 10, an air-core portion of the coil 12
  • An armature 18 arranged so as to penetrate between the pair of magnets 14, 16, and a pair of springs 24, 26, etc., which hold the armature 18 on the open end side of the yoke 10 and give a restoring force according to its displacement.
  • each shape of the yoke 10 and the armature 18 and their mutual positional relationship are characteristic. Details of the electromechanical converter 1 will be described later with reference to other drawings.
  • FIG. 2A to 2C are diagrams showing the armature 18 in the electromechanical converter 1.
  • FIG. 2A and 2B are perspective views of the armature 18, and
  • FIG. 2C is a front view of the armature 18.
  • FIG. 2A and 2B are perspective views of the armature 18, and
  • FIG. 2C is a front view of the armature 18.
  • the armature 18 has a flat plate portion 18a having a certain length and a substantially columnar rotor 18b provided at one end thereof.
  • a through-hole 18c is formed in the rotor 18b so as to extend through the armature 18 in the width direction.
  • the shaft 20 is inserted into the through hole 18c and fixed by laser welding or the like. At this time, the central axes of the rotor 18b, the through hole 18c, and the shaft 20 are aligned. Instead of inserting and fixing the shaft 20 to the rotor 18b, the rotor 18b and the shaft 20 may be integrally manufactured.
  • the plate portion 18a has a thickness TA .
  • Rotor 18b also has an outer diameter DR.
  • the armature 18 is made of a soft magnetic material such as silicon steel or permalloy.
  • a plurality of plate materials are punched and laminated in the central axis direction of the shaft 20 (by adhesion, welding, or mechanical fitting structure). With such a configuration, the manufacturing cost of the armature 18 can be suppressed, but it is also possible to manufacture it by cutting or molding.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams showing the yoke 10 in the electromechanical converter 1.
  • FIG. 3A is a perspective view of the yoke 10
  • FIG. 3B is a front view of the yoke 10.
  • FIG. 3A is a perspective view of the yoke 10
  • FIG. 3B is a front view of the yoke 10.
  • the yoke 10 is formed in a substantially U-shape in which two opposing arms 10a and 10b are connected and closed at one end.
  • the portion on the closed side will be referred to as the "closed end”, and the portion on the non-closed side will be referred to as the "open end”.
  • a substantially cylindrical cylinder 10c is provided inside the closed end, into which the rotor 18b is inserted. Further, bearings, which will be described later, are arranged in openings on both sides of the cylinder 10c. Further, the armature 18 is formed to have such a length that the flat plate portion 18a protrudes from the open end of the yoke 10 when the rotor 18b is inserted into the cylinder 10c.
  • the inner diameter D C of the cylinder 10c is set slightly larger than the outer diameter D R of the rotor 18b (D C >D R ).
  • D C >D R the outer diameter of the rotor 18b
  • the cylinder 10c and the rotor 18b do not come into contact with each other, but can be magnetically coupled.
  • the magnetic resistance in the gap between the cylinder 10c and the rotor 18b is constant when the rotor 18b rotates about its axis. As a result, the magnetic coupling state between the two can be stabilized.
  • a part of the cylinder 10c is open toward the inside of the yoke 10, and the cross section has an arc shape larger than a semicircle. Further, the gap T C in the cylinder 10c is set larger than the thickness T A of the flat plate portion 18a of the armature (T C >T A ). Specifically, in order to secure a large area where the rotor 18b and the cylinder 10c face each other, the interval T C is as small as possible, but large enough not to hinder the rotation of the armature 18 about its axis (forward and reverse rotation). is set to
  • the yoke 10 is made of a soft magnetic material such as silicon steel or permalloy. structured). With such a configuration, the manufacturing cost of the yoke 10 can be suppressed, but it is also possible to manufacture it by cutting or molding.
  • FIG. 4 and 5 are exploded perspective views showing the electromechanical converter 1.
  • FIG. 4 and 5 are exploded perspective views showing the electromechanical converter 1.
  • the armature 18 having the shaft 20 fixed to the through hole 18c of the rotor is inserted into the cylinder 10c.
  • Bearings 36 and 38 are arranged at both ends of the shaft 20, and the bearings 36 and 38 are fixed to the yoke 10 with an adhesive or the like.
  • a slide bearing is used to achieve miniaturization, but a rolling bearing such as a ball bearing may be used. Also, it is possible to insert a lubricant between the armature 18 and the yoke 10 to provide suitable viscous resistance.
  • a coil 12 is arranged inside the yoke 10 at a position closer to the closed end.
  • the coil 12 is adhered and fixed to the yoke 10 with the armature 18 passing through its air core.
  • a pair of magnets 14 and 16 are arranged symmetrically with respect to the armature 18 at positions closer to the open end than the coil 12 inside the yoke 10 .
  • a pair of magnets 14, 16 are magnetized in the same direction. That is, the magnets are adhered and fixed to the yoke 10 with the north pole of one magnet facing the south pole of the other magnet.
  • a connecting member 22 is attached to the end of the armature 18 protruding from the open end of the yoke 10 and fixed by laser welding or the like. Since the connecting member 22 transmits the vibration of the armature 18, it has a shape that matches the connecting structure of other structures.
  • a pair of spring holding side plates 28 and 30 are provided on both sides (the front side and the back side in FIG. 4) of the end portion of the armature 18 to which the connecting member 22 is fixed, with the open end of the yoke 10 interposed therebetween. It is arranged and fixed to the yoke 10 by laser welding or the like.
  • a pair of springs 24 and 26 are provided on both sides (upper and lower sides in FIG. 5) of the armature 18 (connecting member 22) in the thickness direction. is placed. Further, a pair of spring holding portion top plates 32, 34 are arranged so as to press the pair of springs 24, 26 against the armature 18 from outside (upper and lower sides in FIG. 5). The pair of spring holder top plates 32 and 34 are fixed to the pair of spring holder side plates 28 and 30 by laser welding or the like.
  • the springs 24, 26 give a restoring force to the displacement of the armature 18, and in a state of being contracted by an appropriate amount, the spring holding portion top plates 32, 34 and the connecting member 22 (ends of the armature 18) are connected. is placed between Thereby, the armature 18 can be held in a stable state.
  • a compression coil spring is used in this embodiment, the present invention is not limited to this, and other types of springs (for example, leaf springs) may be used.
  • the spring holding top plates 32 and 34 are provided with protrusions 32a and 34a for holding the springs 24 and 26, and the ends of the springs 24 and 26 are held by the protrusions 32a and 34a. , the position does not shift even if it vibrates.
  • FIG. 6 is a vertical cross-sectional view (a cross-sectional view parallel to the vibration direction of the armature 18 along line VI-VI in FIG. 1) showing the electromechanical transducer 1 in a state in which no current is flowing.
  • FIG. 6 shows the gap between the rotor 18b and the cylinder 10c larger than it actually is.
  • the electromechanical transducer 1 is assembled so that the magnetic attraction forces from the pair of magnets 14 and 16 sandwiching the armature 18 are balanced.
  • the armature 18 is held by the pair of springs 24 and 26 at a position where their elastic forces (restoring forces) are balanced. Air gaps also exist between the armature 18 and the coil 12 and between the armature 18 and the pair of magnets 14,16. A slight gap also exists between the armature 18 and the yoke 10 (between the rotor 18b and the cylinder 10c).
  • an alternating current flows through the coil 12 , the armature 18 rotates about its axis with respect to the yoke 10 and vibrates while receiving restoring force from the pair of springs 24 and 26 .
  • the degree of freedom of movement of the armature 18 with respect to the yoke 10 is limited to rotation around the axis and movement (displacement) in a slight axial gap (gap between the armature 18 and the bearings 36, 38). If the magnets 14 and 16 are fixed symmetrically with respect to the yoke 10 and the width of the armature 18 and the width of the magnets 14 and 16 are the same, the magnetic force generated in the magnetic circuit when the coil 12 is energized causes the armature to move. Movement of 18 is limited to pivoting only about the axis. Therefore, after a slight shift to a position where the magnetic forces are roughly balanced, the axial movement is small enough to be ignored.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit of the magnetic circuit in the electromechanical converter 1, which is simplified by ignoring leakage magnetic paths.
  • Fm1 and Fm2 in FIG. 7 represent the magnetomotive force by the magnets 14 and 16, respectively.
  • Fc represents the magnetomotive force when current flows through the coil 12 .
  • Rg1 and Rg2 represent the reluctance in the air gap between magnets 14 and 16 and armature 18, respectively.
  • Rg3 and Rg4 represent two divisions of the magnetic resistance in the gap between the rotor 18b and the cylinder 10c.
  • Ry1 and Ry2 represent the magnetic resistance at the yoke arms 10a and 10b, respectively.
  • Ry3 represents the reluctance at the closed end of the yoke 10;
  • Ra represents the magnetic resistance in the flat plate portion 18a of the armature.
  • the solid arrows represent the direction of the magnetic flux in the air gap between the magnets 14, 16 and the armature 18 (flat plate portion 18a) generated by the magnetization of the magnets 14, 16. As shown in FIG. A dashed arrow indicates the direction of magnetic flux generated when a current flows through the coil 12 in a certain direction.
  • the magnetic resistances Rg1 to Rg4 in each gap are small so that as large a magnetic flux as possible penetrates the coil 12 when a current flows through the coil 12 and a magnetomotive force Fc is generated.
  • the reluctance in an air gap is inversely proportional to the cross-sectional area of the air gap (the cross-sectional area perpendicular to the magnetic flux) and proportional to the length of the air gap (along the magnetic flux).
  • the cross-sectional area and length of the gap between the magnets 14, 16 and the armature 18 are determined according to the purpose of use of the electromechanical transducer 1. Accordingly, the values of the magnetic resistances Rg1 and Rg2 are approximately determined. That is, since the magnetoresistances Rg1 and Rg2 are determined under design restrictions according to the purpose of use, it is difficult to make adjustments to reduce these resistance values.
  • the magnetic resistances Rg3 and Rg4 By designing the outer diameter of the rotor 18b and the inner diameter of the cylinder 10c to be large, it is possible to secure a sufficiently large cross-sectional area of the gap between the rotor 18b and the cylinder 10c. Further, the gap between the two can be made sufficiently small (0.05 mm or less) by increasing the machining accuracy and assembly accuracy of the parts, and the length of the gap can be suppressed to be sufficiently small. Therefore, according to this embodiment, the magnitudes of the magnetic resistances Rg3 and Rg4 can be sufficiently reduced without fixing the armature 18 and the yoke 10, and the size of the electromechanical converter 1 as a whole can be reduced. However, it is possible to generate a desired driving force.
  • the magnetic circuit can be designed without considering the restoring force due to the elasticity of the armature. Furthermore, compared with the electromechanical transducer described in Patent Document 2, only one pair of magnets is required, so a simple magnetic circuit can be configured and the structure can be simplified.
  • the frequency and amplitude of vibration of the armature 18 are controlled by the frequency and amplitude of the current flowing through the coil 12 . Therefore, by controlling the current flowing through the coil 12, the driving frequency and amplitude of the electromechanical transducer 1 can be controlled according to the application and circumstances.
  • FIG. 8 is a diagram showing a usage example of the electromechanical converter 1. As shown in FIG.
  • the electromechanical converter 1 can be used, for example, as a drive source for an electric shaver.
  • the electromechanical transducer 1 can generate a large driving force that can be used as a driving source for an electric shaver.
  • the inner blade BI is connected to the connecting member 22 provided at the end of the armature 18, and after being accommodated in a housing (not shown), the inner blade BI is covered with the outer blade BO. , the basic structure of the shaving part of an electric shaver is completed.
  • the electromechanical transducer 1 serves as a drive source for such an electric shaver, and can reciprocate the inner blade BI in the direction of the solid-line arrow in FIG. In such a usage example, it is preferable to drive the electric shaver at an efficient frequency.
  • FIG. 9A and 9B are diagrams for explaining an electromechanical converter as a comparative example, more specifically, a linear motor using permanent magnets, which is used as a drive source in an electric shaver described in Patent Document 3.
  • FIG. is.
  • a transducer that generates vibration by magnetic force generally has a mechanism in which an air gap is provided to concentrate magnetic flux, and vibration is generated by changing the magnetic flux in the air gap. The magnitude of the driving force due to vibration is determined by the magnetic force generated by the magnetic flux change in the air gap.
  • Fig. 9A shows the operating principle of the linear motor.
  • Arc-shaped solid line arrows shown in the figure represent magnetic fluxes caused by permanent magnets
  • arc-shaped broken line arrows represent magnetic fluxes caused by electromagnets.
  • the mover receives a force in the direction of the white arrow shown in the figure (rightward in FIG. 9A).
  • the magnetic poles of the electromagnet generated by the coil current are simply shown, but more precisely, they change according to the direction of the current and the positional relationship with the permanent magnet.
  • FIG. 9B shows an enlarged central portion of FIG. 9A.
  • this diagram schematically illustrates the magnetic flux associated with the magnetic force and more accurately represents the polarities of the electromagnets. Since the magnetic flux due to the coil current is superimposed on the magnetic flux due to the permanent magnet, the magnetic flux density increases in the left portion, whereas the magnetic flux density decreases in the right portion.
  • the magnetic force F is a magnetic attractive force acting in the direction along the magnetic flux, and is expressed by the following formula (1).
  • F A ⁇ B 2 /(2 ⁇ 0 ) (1)
  • B is the magnetic flux density
  • A is the cross-sectional area perpendicular to the magnetic flux
  • ⁇ 0 is the magnetic permeability of air ( ⁇ the magnetic permeability of a vacuum).
  • the magnetic flux in the air gap between the magnets 14, 16 and the armature 18, which determine the driving force has a larger cross-sectional area and approximately the same amount of magnetic flux. Magnetic flux density can be obtained. Therefore, a larger driving force can be obtained. Therefore, according to this embodiment, there is no need to increase the size and power consumption of the electromechanical converter 1, and a desired driving force can be efficiently secured with a simple and compact structure.
  • the yoke 10 and the armature 18 rotate while the rotor 18b provided at one end of the armature 18 is inserted into the cylinder 10c provided at the closed end of the yoke 10. can be held and magnetically coupled.
  • the other end of armature 18 protrudes from the open end of yoke 10 and is sandwiched between a pair of magnets 14 and 16 and held by a pair of springs 24 and 26 .
  • the armature 18 vibrates while receiving the magnetic attraction force from the pair of magnets 14 and 16 and the restoring force from the springs 24 and 26. can generate a large driving force.
  • the elastic force of the armature itself is not used for the restoring force, the degree of freedom in designing the magnetic circuit is improved.
  • the rotor 18b has a substantially columnar shape and the cylinder 10c has a substantially cylindrical shape, and a slight gap uniformly exists between the rotor 18b and the cylinder 10c. Therefore, the magnetic resistance of this gap can be reduced, and when the rotor 18b rotates about its axis, the magnetic coupling state with the cylinder 10c can be kept constant, and the influence on the driving force can be reduced. can be done.
  • the rotor 18b has a substantially columnar shape and the cylinder 10c has a substantially cylindrical shape.
  • the outer diameter of the rotor 18b and the inner diameter of the cylinder 10c it is possible to ensure a large facing area between the two. As a result, the magnetic resistance in the gap between the two can be sufficiently suppressed.
  • Both the armature 18 and the yoke 10 are constructed by punching out a plurality of plate materials and laminating them in the axial direction (by adhesion, welding, or mechanical fitting structure). Therefore, these parts can be manufactured at low cost, and the manufacturing cost of the electromechanical converter 1 can be suppressed.
  • the springs 24, 26 used in the above-described embodiment may be any elastic member other than the springs as long as they can give a restoring force corresponding to the displacement of the armature 18 displaced by the action of the magnetic force of the magnets 14, 16. It is also possible to use
  • an electric shaver is given as an example of use of the electromechanical transducer 1, but it is not limited to this, and can be used as a drive source for various devices such as toothbrushes, tweezers, and ultrasonic scalpels. .

Landscapes

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Abstract

ヨークの閉端部に設けられたシリンダーにアーマチュアの一端部に設けられたローターが挿入されており、軸受けを介してアーマチュアとヨークとが結合する。ローターとシリンダーとの間には僅かな隙間が存在し、コイルに交流電流が流れると、アーマチュアはヨークに対して軸回りに振動する。ローターの外径及びシリンダーの内径を大きくすれば両者の対向面積を大きく確保でき、両者間の隙間を小さくでき、磁気抵抗を十分に小さく抑制できる。

Description

電気機械変換器
　本発明は、電気信号を機械振動に変換する電気機械変換器に関する。
　いわゆるバランスドアーマチュア型の電気機械変換器には、アーマチュアを振動させるために必要な復元力をアーマチュア自身の弾性力から得るタイプのもの（例えば、特許文献１を参照。）や、別途設けたバネの弾性力から得るタイプのもの（例えば、特許文献２を参照。）が存在する。また、従来、永久磁石を用いたリニアモータの原理を応用した電気シェーバーが知られており（例えば、特許文献３を参照。）、この原理を用いた発明が多く出願されている（例えば、特許文献４を参照。）。
日本国　特開２００７－７４４９９号公報 日本国　特開２０１５－１３９０４１号公報 日本国　特公昭５０－２０４９３号公報 日本国　特開平１１－２７６７２７号公報
　特許文献１に記載の変換器においては、磁気吸引力によってアーマチュアの一端が変位したときに、アーマチュアを元の位置に戻すために要する復元力は、アーマチュア自身の弾性力から得ている。磁気吸引力より復元力が大きくなるよう構成する必要があるが、復元力を大きくしすぎると感度が低下するため、アーマチュアの設計の自由度が制限される。また、大きな駆動力の振動を要する場合には、アーマチュアを片持ち梁構造で設計することは困難である。
　これに対し、特許文献２に記載の変換器は、磁気に関する設計上の要求事項はアーマチュアに分担させ、機械構造が影響する弾性力に関する設計上の要求事項はバネに分担させる。そのため、設計の自由度が高く、大きな駆動力の振動を得ることが可能である。しかしながら、この変換器においては、２対の磁石との関係で部品が２か所で対称的に配置される必要があるため、構造が複雑になる。
　また、特許文献３に記載のリニアモータにおいては、その原理が影響し、十分な駆動力を得るためにはある程度の寸法と電力量を要するため、小型化することが困難である。
　本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、電気機械変換器をシンプルな構造により小型化する技術の提供を課題とする。
　上記の課題を解決するため、本発明は以下の電気機械変換器を採用する。なお、以下の括弧書中の文言はあくまで例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
　本発明の電気機械変換器は、略Ｕ字状の形状をなすヨークと、一端部がヨークの閉端部に回動可能に配置され、他端部がヨークの開放端から突出するアーマチュアと、ヨークの内側における閉端部寄りの位置に固定され、空芯部をアーマチュアが空隙をおいて貫通するコイルと、ヨークの内側における開放端寄りの対称となる位置に固定され、アーマチュアに空隙をおいて対向する１対の磁石と、開放端から突出したアーマチュアの他端部を挟んで保持する１対の弾性部材とを備えている。
　この態様の電気機械変換器によれば、コイルに交流電流が流れると、回動可能に保持されたアーマチュアの一端を軸とし、アーマチュアの他端が１対の弾性部材から復元力を受けながら振動する。そのため、電気機械変換器をシンプルな構造により小型化することができる。さらに、リニアモータと比較して効率良く、ある程度の大きさの直線的な駆動力を生じることができる。
　好ましくは、上記の態様の電気機械変換器において、アーマチュアは、一端部に略円柱状の形状をなすローターを有しており、ヨークは、閉端部に設けられた略円筒状の形状をなすシリンダーを有している。そして、ローターは、シリンダーに空隙をおいて配置される。
　この態様の電気機械変換器によれば、略円筒形状のシリンダーの内部に略円柱形状のローターが空隙をおいて配置される。そのため、ローターが回動する際に、シリンダーとの磁気的な結合状態を安定させることができる。また、ローターの外径及びシリンダーの内径を大きく設計することにより、両者の対向面積を大きく確保することができる。さらに、加工精度及び組立精度を上げれば、両者間の隙間は十分に小さくできる。その結果、アーマチュアをヨークに固定することなく、両者間の隙間における磁気抵抗を十分に小さく抑制することができる。
　より好ましくは、上記の態様の電気機械変換器において、アーマチュアは、ローターに軸を有しており、ヨークは、シリンダーの両側に軸を保持する軸受けが固定される。
　この態様の電気機械変換器によれば、アーマチュアとヨークとが軸受けを介して結合される。そのため、ローターとシリンダーとの間に形成される間隙を非常に小さくすることができる。その結果、この部分における磁気抵抗を一段と小さく抑制しつつ、アーマチュアをヨークに対して回動させることができる。
　さらに好ましくは、上記のいずれかの態様の電気機械変換器において、アーマチュア及びヨークは、打ち抜かれた複数枚の板材を積層して構成される。
　この態様の電気機械変換器によれば、アーマチュアやヨークを安価に製作することができる。その結果、これらの部品の製作コストひいては電気機械変換器の製造コストを抑制することができる。
　以上のように、本発明によれば、電気機械変換器をシンプルな構造により小型化する技術の提供を課題とする。
一実施形態の電気機械変換器１を示す斜視図である。 電気機械変換器１におけるアーマチュア１８を示す図である。 電気機械変換器１におけるアーマチュア１８を示す図である。 電気機械変換器１におけるアーマチュア１８を示す図である。 電気機械変換器１におけるヨーク１０を示す図である。 電気機械変換器１におけるヨーク１０を示す図である。 電気機械変換器１を示す分解斜視図である（１／２）。 電気機械変換器１を示す分解斜視図である（２／２）。 電気機械変換器１を示す断面図（図１中のＶＩ－ＶＩ線に沿う、アーマチュア１８の振動方向に平行な断面図）である。 電気機械変換器１における磁気回路を簡略化して示す図である。 電気機械変換器１の利用例を示す図である。 比較例としての電気機械変換器を説明する図である。 比較例としての電気機械変換器を説明する図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態は好ましい例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではない。
　図１は、一実施形態の電気機械変換器１を示す斜視図である。
　電気機械変換器１は、主に、略Ｕ字形状のヨーク１０と、ヨーク１０の内側に固定される空芯のコイル１２及び１対の磁石１４，１６と、コイル１２の空芯部及び１対の磁石１４，１６の間を貫くようにして配置されるアーマチュア１８と、ヨーク１０の開放端側でアーマチュア１８を保持し、その変位に応じた復元力を与える１対のバネ２４，２６等で構成されている。特に、ヨーク１０及びアーマチュア１８の各形状、並びにこれら相互の位置関係に特徴を有している。なお、電気機械変換器１の詳細については、別の図面を参照しながら後述する。
〔アーマチュアの構成〕
　図２Ａ～図２Ｃは、電気機械変換器１におけるアーマチュア１８を示す図である。このうち、図２Ａ及び図２Ｂはアーマチュア１８の斜視図であり、図２Ｃはアーマチュア１８の正面図である。
　図２Ａにおいて、アーマチュア１８は、ある程度の長さを有した平板状の形状をなす平板部１８ａと、その一端部に設けられた略円柱状の形状をなすローター１８ｂとを有している。ローター１８ｂには、アーマチュア１８の幅方向に貫通する貫通孔１８ｃが形成されている。
　図２Ｂにおいて、貫通孔１８ｃには軸２０が嵌挿され、レーザ溶接等で固定される。このとき、ローター１８ｂ、貫通孔１８ｃ、軸２０の中心軸は一致している。なお、ローター１８ｂに軸２０を嵌挿し固定するのに代えて、ローター１８ｂと軸２０とを一体的に製作してもよい。
　図２Ｃにおいて、平板部１８ａは、厚さＴＡを有している。また、ローター１８ｂは、外径ＤＲを有している。
　アーマチュア１８は、ケイ素鋼やパーマロイ等の軟磁性材料からなる。本実施形態においては、複数枚の板材を打ち抜き、軸２０の中心軸方向に積層にして（接着、溶接、又は機械的な嵌合構造により）構成されている。このような構成により、アーマチュア１８の製作コストを抑制することができるが、切削や成型により製作することも可能である。
〔ヨークの構成〕
　図３Ａおよび図３Ｂは、電気機械変換器１におけるヨーク１０を示す図である。このうち、図３Ａはヨーク１０の斜視図であり、図３Ｂはヨーク１０の正面図である。
　図３Ａにおいて、ヨーク１０は、対向する２つの腕部１０ａ，１０ｂがそれぞれの一端側で接続して閉じられたような略Ｕ字状の形状に形成されている。以下、閉じられた側の部位を「閉端部」と称し、閉じられていない側を「開放端」と称する。閉端部の内側には、略円筒形状をなすシリンダー１０ｃが設けられており、ここにローター１８ｂが挿入される。そして、さらにシリンダー１０ｃの両側の開口部には後述する軸受けが配置されることとなる。また、アーマチュア１８は、ローター１８ｂをシリンダー１０ｃに挿入した状態で平板部１８ａがヨーク１０の開放端から突出する程度の長さに形成されている。
　図３Ｂにおいて、シリンダー１０ｃの内径ＤＣは、ローター１８ｂの外径ＤＲより僅かに大きく設定されている（ＤＣ＞ＤＲ）。このことにより、シリンダー１０ｃとローター１８ｂとは接触しないが、磁気的に結合することが可能な構造となる。この構造において、シリンダー１０ｃ及びローター１８ｂが同心円であるため、ローター１８ｂが軸回りに回動する際に、シリンダー１０ｃとローター１８ｂとの間の隙間における磁気抵抗は一定となる。その結果、両者の磁気的な結合状態を安定させることができる。
　シリンダー１０ｃは、その一部がヨーク１０の内側に向かって開いており、断面は半円より大きい円弧形状を有している。また、シリンダー１０ｃにおける開きの間隔ＴＣは、アーマチュアの平板部１８ａの厚さＴＡより大きく設定されている（ＴＣ＞ＴＡ）。具体的には、間隔ＴＣは、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとが対向する面積を大きく確保するため、なるべく小さくしながらも、アーマチュア１８の軸回りの回動（正逆の回転）を妨げない大きさに設定されている。
　ヨーク１０は、アーマチュア１８と同様に、ケイ素鋼やパーマロイ等の軟磁性材料からなり、複数枚の板材を打ち抜き、シリンダー１０ｃの中心軸方向に積層にして（接着、溶接、又は機械的な嵌合構造により）構成されている。このような構成により、ヨーク１０の製作コストを抑制することができるが、切削や成型により製作することも可能である。
〔電気機械変換器の構成〕
　図４及び図５は、電気機械変換器１を示す分解斜視図である。
　ヨーク１０の内側には、先ず、ローターの貫通孔１８ｃに軸２０が固定されたアーマチュア１８がシリンダー１０ｃに挿入される。そして、軸２０の両端部に軸受け３６，３８が配置され、軸受け３６，３８がヨーク１０に対して接着材等で固定される。アーマチュア１８とヨーク１０とが軸受け３６，３８を介して結合されることにより、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間に形成される隙間を０．０５ｍｍ以下にすることができる。その結果、この部分における磁気抵抗を小さく抑制することができる。
　なお、本実施形態においては、小型化を実現するために滑り軸受けを採用したが、ボールベアリング等の転がり軸受けを採用してもよい。また、アーマチュア１８とヨーク１０との間に潤滑剤を入れて、適当な粘性抵抗を与えることも可能である。
　ヨーク１０の内側における閉端部寄りの位置には、コイル１２が配置される。コイル１２は、その空芯部にアーマチュア１８を通した状態で、ヨーク１０に対し接着して固定される。また、ヨーク１０の内側におけるコイル１２よりも開放端寄りの位置には、アーマチュア１８に対して対称になるように１対の磁石１４，１６が配置される。１対の磁石１４，１６は、同じ向きに磁化される。すなわち、一方の磁石のＮ極と他方の磁石のＳ極とが対向した状態でヨーク１０に対し接着して固定される。
　ヨーク１０の開放端から突出するアーマチュア１８の端部には、連結部材２２が取り付けられ、レーザ溶接等で固定される。連結部材２２は、アーマチュア１８の振動を伝達するため、他の構造物の連結構造に合致した形状となっている。また、連結部材２２が固定されたアーマチュア１８の端部の幅方向の両側（図４における手前側と奥側）に、ヨーク１０の開放端を挟んで１対のバネ保持部側板２８，３０が配置され、ヨーク１０に対してレーザ溶接等で固定される。
　また、図５に示されるように、アーマチュア１８の端部（連結部材２２）の厚さ方向の両側（図５における上側と下側）には、これを挟んで、１対のバネ２４，２６が配置される。さらに１対のバネ２４，２６を外側（図５における上側と下側）からアーマチュア１８に押さえつけるようにして、１対のバネ保持部天板３２，３４が配置される。１対のバネ保持部天板３２，３４は、１対のバネ保持部側板２８，３０に対してレーザ溶接等で固定される。
　バネ２４，２６は、アーマチュア１８の変位に対して復元力を与えるものであり、適切な量だけ縮ませた状態で、バネ保持部天板３２，３４と連結部材２２（アーマチュア１８の端部）との間に配置される。これにより、アーマチュア１８を安定した状態で保持することができる。本実施形態においては、圧縮コイルバネを採用したが、これに限定されず、他の態様のバネ（例えば、板バネ）を採用してもよい。バネ保持部天板３２，３４には、バネ２４，２６を保持するための突出部３２ａ，３４ａが設けられており、バネ２４，２６の端部は突出部３２ａ，３４ａに保持されることで、振動しても位置がずれることが無い。
　図６は、電流が流れていない状態における電気機械変換器１を示す垂直断面図（図１中のＶＩ－ＶＩ線に沿う、アーマチュア１８の振動方向に平行な断面図）である。なお、説明の便宜のため、図６ではローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間の隙間を実際より大きく表現している。
　電気機械変換器１は、アーマチュア１８を挟む１対の磁石１４，１６からの磁気吸引力がつり合うように組み立てられる。コイル１２に電流が流れていない状態においては、アーマチュア１８は１対のバネ２４，２６によってこれらの弾性力（復元力）がつり合う位置に保持される。また、アーマチュア１８とコイル１２との間、及び、アーマチュア１８と１対の磁石１４，１６との間には、空隙が存在する。アーマチュア１８とヨーク１０との間（ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間）にも、僅かな隙間が存在している。コイル１２に交流電流が流れると、アーマチュア１８は、ヨーク１０に対して軸回りに回動し、１対のバネ２４，２６からの復元力を受けながら振動する。
　ヨーク１０に対するアーマチュア１８の動きの自由度は、軸回りの回動と、軸方向の僅かな隙間（アーマチュア１８と軸受け３６，３８との間の隙間）における動き（ずれ）とに限られる。磁石１４，１６がヨーク１０に対して対称に固定され、アーマチュア１８の幅と磁石１４，１６の幅が同じであれば、コイル１２に電流を流した際に磁気回路で発生する磁気力によるアーマチュア１８の動きは、軸回りの回動だけに限定される。そのため、磁気力が概ねつり合う位置に僅かにずれ動いた後は、軸方向の動きは、十分小さいため無視できる。
〔磁気回路〕
　図７は、電気機械変換器１における磁気回路の等価回路で、漏洩磁路を無視して簡略化して示した図である。
　図７中のＦｍ１，Ｆｍ２は、それぞれ磁石１４，１６による起磁力を表している。Ｆｃは、コイル１２に電流が流れたときの起磁力を表している。Ｒｇ１，Ｒｇ２は、それぞれ磁石１４，１６とアーマチュア１８との間の空隙における磁気抵抗を表している。Ｒｇ３，Ｒｇ４は、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間の隙間における磁気抵抗を２分割したものを表している。Ｒｙ１，Ｒｙ２は、それぞれヨークの腕部１０ａ，１０ｂにおける磁気抵抗を表している。Ｒｙ３は、ヨーク１０の閉端部における磁気抵抗を表している。そして、Ｒａは、アーマチュアの平板部１８ａにおける磁気抵抗を表している。また、実線矢印は、磁石１４，１６の磁化によって生じる各磁石１４，１６とアーマチュア１８（平板部１８ａ）との間の空隙における磁束の向きを表している。破線矢印は、コイル１２に電流が或る向きに流れたときに発生する磁束の向きを表している。
　コイル１２に電流が流れて起磁力Ｆｃが発生する際に、できるだけ大きな磁束がコイル１２を貫通するためには、各空隙における磁気抵抗Ｒｇ１～Ｒｇ４は小さい方が有利である。空隙における磁気抵抗は、空隙の断面積（磁束に垂直な断面積）に反比例し、空隙の長さ（磁束に沿った長さ）に比例する。
　ここで、磁石１４，１６とアーマチュア１８（平板部１８ａ）との間の空隙の断面積及び長さは、電気機械変換器１の使用目的に応じて必要な量が決定され、これらの量に応じて磁気抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ２の値が概ね定まる。すなわち、磁気抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ２は、使用目的に応じた設計上の制約を受けて定まるものであることから、これらの抵抗値を小さくするための調整を加えることは困難である。
　これに対し、磁気抵抗Ｒｇ３，Ｒｇ４については、以下の事が可能である。ローター１８ｂの外径及びシリンダー１０ｃの内径を大きく設計すれば、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間の空隙の断面積を十分に大きく確保することができる。また、両者間の空隙は、部品の加工精度及び組立精度を上げれば十分に小さく（０．０５ｍｍ以下に）することができ、空隙の長さを十分に小さく抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、アーマチュア１８とヨーク１０とを固定することなく、磁気抵抗Ｒｇ３，Ｒｇ４の大きさを十分に小さくすることができ、電気機械変換器１全体としてのサイズを小型化しながらも、所望の駆動力を生じることが可能となる。
　また、本実施形態によれば、特許文献２に記載の電気機械変換器と同様に、アーマチュアの弾性による復元力を考慮することなく磁気回路を設計することができる。さらに、特許文献２に記載の電気機械変換器と比較すると、磁石が１対で済むため、シンプルな磁気回路を構成することができ、構造もシンプルにできる。
〔電気機械変換器における動作〕
　コイル１２に電流が流れていない状態においては、アーマチュア１８の軸回りの変位量は０であり、アーマチュア１８は初期位置で静止している。アーマチュア１８が初期位置に静止した状態で、コイル１２に或る向きの電流が流れ、図７の破線矢印の向きに磁束が発生したとすると、上側の空隙（磁石１４とアーマチュア１８との間の空隙）における磁束が増加する一方、下側の空隙（磁石１６とアーマチュア１８との間の空隙）における磁束が減少して、上側の磁気吸引力が大きくなる。その結果、アーマチュア１８は上側に（磁石１４寄りに）変位する。また、コイル１２に逆向きの電流が流れると、下側の空隙（磁石１６とアーマチュア１８との間の空隙）における磁束が増加する一方、上側の空隙（磁石１４とアーマチュア１８との間の空隙）における磁束が減少して、下側の磁気吸引力が大きくなる。その結果、アーマチュア１８は下側に（磁石１６寄りに）変位する。この事から、バネ２４，２６の復元力を磁気力より大きくしておけば、電流が０になるとアーマチュア１８は初期位置に戻る。したがって、コイル１２に交流電流を流せば、アーマチュア１８はヨーク１０に対して軸回りの振動運動をする。
　また、アーマチュア１８の振動の周波数及び振幅は、コイル１２に流す電流の周波数及び振幅により制御される。したがって、コイル１２に流す電流を制御することにより、電気機械変換器１の駆動の周波数や振幅を用途や状況に応じて制御することができる。
〔応用例〕
　図８は、電気機械変換器１の利用例を示す図である。
　電気機械変換器１は、例えば、電気シェーバーの駆動源として利用することができる。言い方を変えると、電気機械変換器１は、電気シェーバーの駆動源として利用できる程度の大きな駆動力を生じることができる。具体的には、アーマチュア１８の端部に設けられた連結部材２２に、内刃ＢＩを連結し、ハウジング（図示されていない）に収容した上で、内刃ＢＩに外刃ＢＯを被せれば、電気シェーバーの髭剃り部の基本的な構造が完成する。電気機械変換器１は、このような電気シェーバーの駆動源となり、内刃ＢＩを図８中の実線矢印の方向に往復運動させることができる。なお、このような利用例においては、電気シェーバーにとって効率のよい周波数で駆動することが好ましい。
〔比較例〕
　図９Ａおよび図９Ｂは、比較例としての電気機械変換器、より具体的には、特許文献３に記載の電気シェーバーにおいて駆動源として利用されている、永久磁石を用いたリニアモータを説明する図である。
　磁気力により振動を発生させる変換器は、一般的に、磁束を集中させる空隙が設けられ、その空隙における磁束を変化させることにより振動を発生させる、という仕組みを有する。振動による駆動力の大きさは、空隙における磁束変化によって生じる磁気力で決定する。
　図９Ａにおいて、リニアモータの動作原理を示している。図中に示された弧状の実線矢印は、永久磁石による磁束を表しており、弧状の破線矢印は、電磁石による磁束を表している。固定子のコイルに電流が流れ、破線矢印の向きに磁束が発生すると、可動子は、図中に示された白抜き矢印の向き（図９Ａにおける右向き）の力を受ける。なお、この図においては、コイル電流により生じる電磁石の磁極が簡易的に表されているが、正確には、電流の向きや永久磁石との位置関係に応じて変化する。
　図９Ｂは、図９Ａの中央部を拡大して示している。理解の促進のために述べるが、この図においては、磁気力に関係した磁束を模式化するとともに、電磁石の極性をより正確に表している。永久磁石による磁束にコイル電流による磁束が重畳されるため、左側に示された部位においては、磁束密度が大きくなるのに対し、右側に示された部位においては、磁束密度が小さくなる。
　ここで、磁気力Ｆは、磁束に沿った方向に作用する磁気吸引力であり、次式（１）で示される。
　Ｆ＝Ａ×Ｂ２／（２×μ０）　・・・（１）
　上記の式において、Ｂは磁束密度であり、Ａは磁束に垂直な方向の断面積であり、μ０は空気の透磁率（≒真空の透磁率）である。
　図９Ｂの左側に示された部位の磁気吸引力をＦ１、右側に示された部位の磁気吸引力をＦ２とすると、いずれも磁束に垂直な方向の断面積Ａは同じであるから、磁束密度が大きい左側の磁気吸引力Ｆ１の方が右側の磁気吸引力Ｆ２より大きくなることが分かる。磁気吸引力Ｆ１，Ｆ２のそれぞれの水平成分をＦ１ｘ，Ｆ２ｘとすると、これらの部位の間では、水平方向に「Ｆ１ｘ－Ｆ２ｘ」の大きさの力、すなわち右向きの力が作用することとなる。そして、このようにして作用する水平方向の力が、リニアモータにおける駆動力となる。
　磁石を用いたリニアモータの駆動力を大きくするためには、固定子と可動子との間の空隙を小さくして、磁束密度を大きくし、磁気吸引力の向きを水平方向に近づけることが考えられる。しかしながら、このようにすると、磁束に垂直な方向の断面積が小さくなるため、駆動力を十分に大きくすることができない。すなわち、この方式においては、十分な駆動力を確保する上である程度の寸法と電力量が必要となることから、変換器を小型化することが非常に困難になる。
　これに対し、本実施形態においては、上記のリニアモータの場合と比較して、駆動力を決定する磁石１４，１６とアーマチュア１８との間の空隙の磁束に関して、より大きな断面積と同程度の磁束密度を得ることができる。そのため、より大きな駆動力を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、電気機械変換器１の寸法や電力量を大きくする必要がなく、効率的に、シンプルかつ小型化された構造により所望の駆動力を確保することができる。
　以下、本実施形態における効果に関してまとめて述べる。
（１）電気機械変換器１においては、アーマチュア１８の一端部に設けられたローター１８ｂがヨーク１０の閉端部に設けられたシリンダー１０ｃに挿入された状態でヨーク１０とアーマチュア１８とが回動可能に保持され、かつ、磁気的に結合される。それとともに、アーマチュア１８の他端部がヨーク１０の開放端から突出して１対の磁石１４，１６により挟まれて、かつ、１対のバネ２４，２６で保持されている。コイル１２に交流電流が流れると、アーマチュア１８が１対の磁石１４，１６からの磁気吸引力とバネ２４，２６からの復元力を受けながら振動するため、このようなシンプルな構造で、効率的に、大きな駆動力を生じることができる。また、復元力にアーマチュア自身の弾性力を用いないため、磁気回路の設計の自由度が向上する。
（２）ローター１８ｂが略円柱形状をなしているとともにシリンダー１０ｃが略円筒形状をなしており、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間には僅かな隙間が均一に存在する。そのため、この隙間の磁気抵抗を小さくできるとともに、ローター１８ｂが軸回りに回動する際に、シリンダー１０ｃとの磁気的な結合状態を一定にすることができ、駆動力への影響を小さくすることができる。
（３）ローター１８ｂが略円柱形状をなしているとともにシリンダー１０ｃが略円筒形状をなしている。この場合、ローター１８ｂの外径及びシリンダー１０ｃの内径を大きくすれば、両者の対向面積を大きく確保することができる。その結果として両者間の隙間における磁気抵抗を、十分に小さく抑制することができる。
（４）軸２０が固定されたローター１８ｂがシリンダー１０ｃに挿入され、軸受け３６，３８が軸２０の両端部に配置され、シリンダー１０ｃに固定される。その軸受け３６，３８を介して、アーマチュア１８とヨーク１０とが結合されるため、ローター１８ｂとシリンダー１０ｃとの間に形成される間隙を非常に小さく保持することができる。その結果、この部分における磁気抵抗を小さく抑制することができる。
（５）アーマチュア１８及びヨーク１０は、いずれも複数枚の板材を打ち抜き、軸方向に積層にして（接着、溶接、又は機械的な嵌合構造により）構成されている。そのため、これらの部品を安価に製作することができ、電気機械変換器１の製造コストを抑制することが可能となる。
　本発明は、上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することが可能である。
　上述した実施形態に用いるバネ２４，２６は、磁石１４，１６の磁気力が作用して変位するアーマチュア１８に対しその変位に応じた復元力を与えられるものであればよく、バネ以外の弾性部材を用いることも可能である。
　上述した実施形態においては、電気機械変換器１の利用例として電気シェーバーを挙げているが、これに限定されず、歯ブラシ、毛抜き、超音波メス等、様々な機器の駆動源として利用可能である。
　その他、電気機械変換器１の各構成部品の例として挙げた材料や数値等はあくまで例示であり、本発明の実施に際して適宜に変形が可能であることは言うまでもない。
　本出願は、２０２１年２月２５日出願の日本特許出願２０２１－０２８９８７号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　　１　　　　電気機械変換器
　１０　　　　ヨーク
　１０ｃ　　　シリンダー
　１２　　　　コイル
　１４，１６　磁石
　１８　　　　アーマチュア
　１８ｂ　　　ローター
　２０　　　　軸
　２２　　　　連結部材
　２４，２６　バネ（弾性部材）
　２８，３０　バネ保持部側板
　３２，３４　バネ保持部天板
　３６，３８　軸受け
 

Claims (4)

  1. 　略Ｕ字状の形状をなすヨークと、
    　一端部が前記ヨークの閉端部に回動可能に配置され、他端部が前記ヨークの開放端から突出するアーマチュアと、
    　前記ヨークの内側における前記閉端部寄りの位置に固定され、空芯部を前記アーマチュアが空隙をおいて貫通するコイルと、
    　前記ヨークの内側における開放端寄りの対称となる位置に固定され、前記アーマチュアに空隙をおいて対向する１対の磁石と、
    　前記開放端から突出した前記アーマチュアの他端部を挟んで保持する１対の弾性部材と、
    を備えた電気機械変換器。
  2. 　前記アーマチュアは、
    　前記一端部に略円柱状の形状をなすローターを有しており、
    　前記ヨークは、
    　前記閉端部に設けられた略円筒状の形状をなすシリンダーを有しており、
    　前記ローターは、
    　前記シリンダーに空隙をおいて配置される、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電気機械変換器。
  3. 　前記アーマチュアは、
    　前記ローターに軸を有しており、
    　前記ヨークは、
    　前記シリンダーの両側に前記軸を保持する軸受けが固定される、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電気機械変換器。
  4. 　前記アーマチュア及び前記ヨークは、
    　打ち抜かれた複数枚の板材を積層して構成される、
    　ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機械変換器。
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