JP3661369B2

JP3661369B2 - 振動型リニアアクチュエータ

Info

Publication number: JP3661369B2
Application number: JP29472097A
Authority: JP
Inventors: 良本橋; 宏明清水; 文朗谷口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2017-10-28
Also published as: JPH11136920A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、往復式電気かみそり等に利用できる振動型リニアアクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から振動型リニアアクチュエータを用いた往復式電気かみそりとして、特開平７ー２６５５５９号公報が知られている。
このものは、固定子に対して可動子を往復動させるための往復運動式の電動機において、可動子と固定子を非接触構造にし、運動方向にのみ変位可能で運動方向以外には変位不能の連結体で可動子を固定部に堅持して可動子を固定子に対して非接触状態に保持したものである。そして、このように連結体で固定子に対して可動子を非接触状態に保持することで、可動子を非接触で、運動することができて、摺動部が無くなり、高速で動かすことができ、摺動部がないので、長寿命化が図れるようにしている。
【０００３】
しかしながら、上記の従来例にあっては、単一の連結体により構成してあるため、このタイプでは単一の連結体が振子運動した場合、可動子の上下方向に移動する移動量が大きく、この結果、上下方向の振動が発生するという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、可動子の上下方向の振動を抑えることができる振動型リニアアクチュエータを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決して本発明の目的を達成するため、本発明の振動型リニアアクチュエータは、固定子１に対して可動子２を往復動させるための往復運動式の電動機であって、運動方向にのみ変位可能で運動方向以外には変位不能の連結体１３で可動子２を固定部に堅持して可動子２と固定子１とを非接触構造にし、この連結体１３は少なくとも一つの支点部５０を持ち、支点部５０を境にして両側に取付け部５１を備え、一方の取付け部５１に固定部を、他方の取付け部５１に可動子２を取付けて可動子２を固定子１に対して非接触状態に保持すると共に、可動子２の移動により可動子２に取付けた取付け部５１が運動すると支点部５０を支点にして固定部に取付けた方の取付け部５１が上記可動子２に取付けた取付け部５１の運動方向と逆方向に運動するように構成して成ることを特徴とするものである。このような構成とすることで、連結体１３の支点部５０を境にして両側の取付け部５１が互いに逆方向に運動するものであり、この場合、つまり、一方の取付け部５１が振子運動すると、この振子運動した一方の取付け部５１の非固定端である支点部５０を支点にして他方の取付け部５１が振子運動し、互いの振子運動がお互いに逆方向であるため、両側の取付け部の運動方向の変位が少なく、全体として可動子２の上下方向の振動を抑えることができるものである。
【０００６】
また、連結体１３が支点部を境にして両取付け部を１８０°逆方向に延設して構成してあることが好ましい。このような構成とすることで、連結体１３の上下長さを短くすることができるものである。
また、連結体１３が板ばねからなることが好ましい。このような構成とすることで、連結体１３を可動子２の振動周波数を決定する際における固有振動数を求めるためのばね定数の項として利用することができるものである。
【０００７】
また、連結体１３が薄い板ばねを複数枚重ね合わせて構成してあることが好ましい。このような構成とすることで、上記可動子２の振動周波数を決定する際における固有振動数を求めるためのばね定数の項を調整できるとともに非運動方向の動きに対して剛性を持たせることができるものである。
また、連結体１３が固定子１に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、固定部に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、両板体を支点部を構成する蝶番を境にして回動自在に連結して構成してあることが好ましい。このような構成とすることで、非運動方向の剛性が非常に強くなるものである。
【０００８】
また、連結体１３が支点部を境に第１ばね部と第２ばね部とから構成してあることが好ましい。このような構成とすることで、単一ばねで構成するよりも各ばね部の長さが短くてよいものである。
また、連結体１３の第１ばね部と第２ばね部との長さが略同一であることが好ましい。このような構成とすることで、可動子２の上下動きを無くし、上下方向の振動が無くなるものである。
【０００９】
また、連結体１３が一方のばね部の隣りに他方のばね部が隣接して配置され、両ばね部の端部同士が支点部において連続していることが好ましい。このような構成とすることで、連結体１３の構成を簡略化できることになる。
また、連結体１３が環状をした一方のばね部と、該環状をした一方のばね部の内部に他方のばね部が位置し、この他方のばね部の一端部が一方の環状をしたばね部の一部と連続して該連続部分が支点部となっていることが好ましい。このような構成とすることで、リニアアクチュエータの厚み（前後）方向における連結体の剛性が上がるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて詳述する。図１には本発明の振動型リニアアクチュエータである電動機Ａを駆動源として用いている往復式電気かみそりの要部の正面断面図を示し、電動機Ａは電気かみそり本体Ｂ内に組み込んである。図２には電動機Ａ及び内刃体３の組立状態の斜視図を示し、図３には電動機Ａの分解斜視図を示している。
【００１１】
電動機Ａは固定子１に対して可動子２を往復動させるための往復運動式のものである。可動子２は永久磁石８とヨーク９とこれらを一体化する骨組み部材１０とで構成してある。ヨーク９は磁性材料であって永久磁石８が接着してある。固定子１は磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層したものに巻線１１を施した電磁石により構成してある。電磁石により構成した固定子１は可動子２に設けた永久磁石８とギャップ１２を隔てて面対向している。
【００１２】
１３は可動子２を固定子１に対して非接触状態に保持して上記ギャップ１２を確保するための連結体であり、連結体１３はばね鋼あるいは成形品からなる板ばねである。連結体１３は伸びの少ない材料からなり、上記ギャップ１２を保持するものである。連結体１３は少なくとも一つの支点部５０を持ち、支点部５０を境にして両側に取付け部５１を備え、一方の取付け部５１を固定部であるシャーシ１４にねじ具１５又は溶接により固定してあり、他方の取付け部５１を可動子２にねじ具１５又は溶接により固着してある。図２、図３に示す実施形態においては、板ばねよりなる連結体１３に切り欠きを設けることで固定部であるシャーシ１４と一つの可動子２とを連結する連結体１３に支点部５０を境にして２つの取付け部５１となる第１ばね部５３ａと第２ばね部５３ｂとが設けてある。図２、図３に示す実施形態においては、可動子２が２つ設けてあり、このため、各可動子２を固定部であるシャーシ１４に連結して支持するために２つの連結体１３があるが、この２つの連結体１３は連設部５４により連設してある。しかしながら、連設部５４で連設することなく２つの連結体１３を別体として分離したものであってもよい。連設部５４で連設したものは２つの連結体１３を一度の打抜きで同時に形成することができる。連結体１３は支点部５０を境にして２つの取付け部５１が１８０°逆方向に延設してある（つまり、支点部５０を境にして一つの取付け部５１の延長線上に他の一つの取付け部５１を延設するのではなく、支点部５０を境にして一つの取付け部５１の延長線とは１８０°逆方向に延設してある）。
【００１３】
固定子１を構成する電磁石はねじ具１４によりシャーシ７に固定してある。この実施例では図２に示すように可動子２は固定部を構成するシャーシ７から連結体１３を構成する板ばねにより吊り下げられた構成となっている。ここで、固定子１である電磁石の電流方向を交番にすることで、可動子２に取付けた永久磁石８が往復方向に移動するようになっていていわゆるリニアモータと称される往復運動式の電動機Ａを構成しており、この往復運動式の電動機Ａは上記のように可動子２、固定子１が連結体１３、シャーシ７を介して位置固定されてブロック化してある。
【００１４】
尚、連結体１３を構成するばね板を薄板を複数枚重ね合わせて構成してもよい。この場合、薄板にすることで板金の応力を低減することができる。
尚、固定子１をシャーシ７に固定せず、可動子２、連結体１３、シャーシ７のブロックとは別として固定子１をかみそり本体Ｂのハウジングに固定するようにしてもよい。
【００１５】
可動子２は添付図面に示す実施例では複数個設けてあるが可動子２は１個でもよい。可動子２には駆動子１７が設けてあり、駆動子１７には内刃を有する内刃体３を上下移動自在に取付けてあって、内刃体３は押し上げばねにより上方に弾性的に押し上げられていて内刃体３の内刃を外刃２１に弾接している。
本実施形態の電動機Ａを駆動源として用いた往復式電気かみそりにおいて駆動周波数は系の固有振動数により決まる。したがって、この場合は、可動子２と駆動子１７と内刃体３の合計重量Ｍと連結体１３を構成する板ばねのばね定数Ｋｂと磁石の吸引力によるばね定数成分Ｋｍとの合計のばね定数Ｋから、周波数ｆ＝（１／２π）・（Ｋ／Ｍ）^1/2が決定される。
【００１６】
しかして、固定子１である電磁石の電流方向を交番にすることで、可動子２が往復方向に移動するのであるが、可動子２が往復方向に移動すると、連結体１３は支点部５０を境にして両側に第１ばね部５３ａを構成する取付け部５１と第２ばね部５３ｂを構成する取付け部５１とを備え、一方の取付け部に固定部を、他方の取付け部に可動子２を取付けて可動子２を固定子１に取付けているので、連結体１３の支点部５０を境にして一方の取付け部５１を構成する第１ばね部５３ａと、他方の取付け部５１を構成する第２ばね部５３ｂが運動することになる。この場合、第２ばね部５３ｂが振子運動すると、この振子運動した第２ばね部５３ｂの非固定端である支点部５０を支点にして第１ばね部５３ａが振子運動する。このように振子運動がお互いに逆方向であるため全体として可動子２の上下動が無くなるものである。また、従来のように、一つのもので板ばねを構成する場合と比べて、各ばね部５３ａ、５３ｂの変位は半分でよくて、ばねの長さも短縮できるものである。
【００１７】
この場合、第１ばね部５３ａと第２ばね部５３ｂとの長さが略同じであると、可動子２の上下移動をゼロにできるものである。
ここで、板ばねよりなる連結体１３に切り欠きを設けて固定部であるシャーシ１４と一つの可動子２とを連結する連結体１３に支点部５０を境にして２つの取付け部５１となる第１ばね部５３ａと第２ばね部５３ｂとを設けるに当たり、ばね板の打抜きにより連結体１３を形成するのであるが、この場合、図２、図３に示す実施形態においては、一方のばね部５３ａの隣りに他方のばね部５３ｂが切り欠きを介して隣接して配置され、両ばね部５３ａ、５３ｂの端部同士が支点部５０において連続している。このような構成とすると、切り欠きを介してばね部５３ａとばね部５３ｂとを隣接させると共に支点部５０部分に連続させるという簡単な構成で簡略な連結体１３を得ることができるものである。
【００１８】
図４、図５には本発明の他の実施形態が示してあり、本実施形態においては、連結体１３が環状（実施形態においては矩形環状）をした一方のばね部５３ａと、該環状をした一方のばね部５３ａの内部に他方のばね部５３ｂが位置し、この他方のばね部５３ｂの一端部が一方の環状をしたばね部５３ａの一部と連続していてこの連続部分が支点部５０となっている例である。
【００１９】
このものにおいては、一方の環状のばね部５３ａの内部に他方のばね部５３ｂが位置しているので、連結体１３のねじれに対して強いものであり、電動機Ａの厚み方向（前後方向）における連結体１３の剛性が上がるものである。
次に、図６に基づいて本発明の他の実施形態につき説明する。この実施形態においては、連結体１３が固定子１に蝶番１３ｃにより回動自在に取付けられる変位不能の板体１３ａと、固定部に蝶番１３ｄにより回動自在に取付けられる変位不能の板体１３ｂと、両板体１３ａを支点部５０構成する蝶番１３ｅを境にして回動自在に連結して構成してある。そして、上記変位不能な２つの板体１３ａ、１３ｂ、蝶番１３ｃ、蝶番１３ｄ、蝶番１３ｅとよりなる蝶番機構の連結体１３は運動方向にのみ変位可能で、ギャップ１２を保持している。この時のばね定数Ｋ＝Ｋｍ（磁石の吸引力によるばね定数）となる。この実施形態においては、非運動方向の剛性が非常に強くなる。なお、この実施形態においても、図６のように一方の板体１３ａの隣りに他方の板体１３ａを隣接させて、支点部５０となる蝶番１３ｅに両板体１３ａの他端部をそれぞれ回動自在に連結するように配置する場合と、図示は省略しているが、一方の板体１３ａを環状とし、この環状の一方の板体１３ａの一端部を蝶番１３ｃで固定部又は可動子２の一方に取付け、環状をした一方の板体１３ａ内に他方の板体１３ｂを配置し、他方の板体１３ｂの一端部蝶番１３ｄにより可動子２又は固定部の他方に取付け、他方の板体１３ｂの他端部を環状の板体１３ａの他端部に支点部５０となる蝶番１３ｅにより回動自在に取付ける構成とする場合とがある。
【００２０】
次に、図７、図８に基づいて本発明の更に他の実施形態を説明する。すなわち、前述の各実施形態においては、連結体１３が固定部から可動子２を吊り下げるように構成したものであるが、図７、図８に示す実施形態においては、連結体１３により固定部から可動子２を持ち上げるように構成したものである。すなわち、図７、図８に示す実施形態においては、固定部となるシャーシ７から連結体１３により可動子２を持ち上げる構造となっている。ここで、連結体１３は板ばねにより構成してあり、可動子２及びシャーシ７に溶接してある。このように連結体１３により固定部から可動子２を持ち上げるように構成したものも、前述の連結体１３により固定部から可動子２を吊り上げるように構成したものと同じ効果を有している。なお、図７に示すものは連結体１３が環状（実施形態においては矩形環状）をした一方のばね部５３ａと、該環状をした一方のばね部５３ａの内部に他方のばね部５３ｂが位置し、この他方のばね部５３ｂの一端部が一方の環状をしたばね部５３ａの一部と連続していてこの連続部分が支点部５０となっている例である。また、図８に示すものは、一方のばね部５３ａの隣りに他方のばね部５３ｂが切り欠きを介して隣接して配置され、両ばね部５３ａ、５３ｂの端部同士が支点部５０において連続している例である。
【００２１】
次に、図９、図１０に基づいて本発明の更に他の実施形態を説明する。この実施形態においては、連結体１３が固定部より伸びて可動子２を側面から支持するように構成したものである。すなわち固定部を構成するシャーシ７から側方に板ばねよりなる連結体１３が伸びて可動子２を側面から支持するようになっている。連結体１３は可動子２及びシャーシ７に溶接して固着してある。この実施形態においては、可動子２の上下方向の変位がなくなるものである。なお、図１０に示すものは連結体１３が環状（実施形態においては矩形環状）をした一方のばね部５３ａと、該環状をした一方のばね部５３ａの内部に他方のばね部５３ｂが位置し、この他方のばね部５３ｂの一端部が一方の環状をしたばね部５３ａの一部と連続していてこの連続部分が支点部５０となっている例である。また、図９に示すものは、一方のばね部５３ａの隣りに他方のばね部５３ｂが切り欠きを介して隣接して配置され、両ばね部５３ａ、５３ｂの端部同士が支点部５０において連続している例である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、固定子に対して可動子を往復動させるための往復運動式の電動機であって、運動方向にのみ変位可能で運動方向以外には変位不能の連結体で可動子を固定部に堅持して可動子と固定子とを非接触構造にし、この連結体は少なくとも一つの支点部を持ち、支点部を境にして両側に取付け部を備え、一方の取付け部に固定部を、他方の取付け部に可動子を取付けて可動子を固定子に対して非接触状態に保持してあるので、可動子を非接触で運動することができて、摺動部が無くなり高速で動かすことができ、摺動部がないので長寿命で騒音も小さのは勿論のこと、可動子の移動により可動子に取付けた取付け部が運動すると支点部を支点にして固定部に取付けた方の取付け部が上記可動子に取付けた取付け部の運動方向と逆方向に運動するように構成してあるので、つまり、連結体の支点部を境にして両側の取付け部が互いに反対方向に運動するため、両側の取付け部の運動方向の変位が少なく、可動子の上下方向に移動する量を少なくして、全体として可動子の上下方向の振動の発生を抑制することができるものである。
【００２３】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体が支点部を境にして両取付け部を１８０°逆方向に延設して構成してあるので、連結体の長さが短くてよいものである。
また、請求項３記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体が板ばねからなるので、連結体を可動子の振動周波数を決定する際における固有振動数を求めるためのばね定数の項として利用することができるものである。
【００２４】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体が薄い板ばねを複数枚重ね合わせて構成してあるので、上記ばね定数の項の調整ができると共に、非運動方向に対する剛性を持たせることができて、非運動方向への変位を防止できるものである。
また、請求項５記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体が固定子に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、固定部に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、両板体を支点部を構成する蝶番を境にして回動自在に連結して構成してあるので、非運動方向の剛性が非常に強く、非運動方向への変位を防止できるものである。
【００２５】
また、請求項６記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体が支点部を境に第１ばね部と第２ばね部とから構成してあるので、単一ばねで構成するよりも各ばね部の長さが短くてよいものである。
また、請求項７記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、連結体の第１ばね部と第２ばね部との長さが略同一であるので、可動子の上下動をできるだけ無くすことができるものである。
【００２６】
また、請求項８記載の発明にあっては、上記請求項３又は請求項４記載の発明の効果に加えて、連結体が一方のばね部の隣りに他方のばね部が隣接して配置され、両ばね部の端部同士が支点部において連続しているので、連結体の構成を簡略化できるものである。
また、請求項９記載の発明にあっては、上記請求項３又は請求項４記載の発明の効果に加えて、連結体が環状をした一方のばね部と、該環状をした一方のばね部の内部に他方のばね部が位置し、この他方のばね部の一端部が一方の環状をしたばね部の一部と連続して該連続部分が支点部となっているので、電動機の厚み方向（前後方向）における連結体の剛性が向上し、電動機の厚み方向の変位を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動機を使用した往復式電気かみそりの要部の正面断面図である。
【図２】同上の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図３】同上の往復運動式の電動機の分解斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図５】同上の往復運動式の電動機の分解斜視図である。
【図６】本発明の更に他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図７】本発明の更に他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図８】本発明の更に他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【図１０】本発明の更に他の実施例の往復運動式の電動機及び内刃体の組立状態の斜視図である。
【符号の説明】
Ａ電動機
１固定子
２可動子
３内刃体
１３連結体
５０支点部
５１取付け部

Claims

固定子に対して可動子を往復動させるための往復運動式の電動機であって、運動方向にのみ変位可能で運動方向以外には変位不能の連結体で可動子を固定部に堅持して可動子と固定子とを非接触構造にし、この連結体は少なくとも一つの支点部を持ち、支点部を境にして両側に取付け部を備え、一方の取付け部に固定部を、他方の取付け部に可動子を取付けて可動子を固定子に対して非接触状態に保持すると共に、可動子の移動により可動子に取付けた取付け部が運動すると支点部を支点にして固定部に取付けた方の取付け部が上記可動子に取付けた取付け部の運動方向と逆方向に運動するように構成して成ることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
連結体が支点部を境にして両取付け部を１８０°逆方向に延設して構成してあることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が板ばねからなることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が薄い板ばねを複数枚重ね合わせて構成してあることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が固定子に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、固定部に蝶番により回動自在に取付けられる変位不能の板体と、両板体を支点部を構成する蝶番を境にして回動自在に連結して構成してあることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が支点部を境に第１ばね部と第２ばね部とから構成してあることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体の第１ばね部と第２ばね部との長さが略同一であることを特徴とする請求項６記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が一方のばね部の隣りに他方のばね部が隣接して配置され、両ばね部の端部同士が支点部において連続していることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の振動型リニアアクチュエータ。
連結体が環状をした一方のばね部と、該環状をした一方のばね部の内部に他方のばね部が位置し、この他方のばね部の一端部が一方の環状をしたばね部の一部と連続して該連続部分が支点部となっていることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の振動型リニアアクチュエータ。