JP2016073126A - リニアアクチュエータ及び電動ブラシ、電動切削機及び電動エアポンプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定体40は、コイル21を有する電磁石20を有する。可動体50は、コイル21の巻回軸CL方向でコイル21に対向し、且つ、コイル巻回軸CL方向に単極着磁された磁石30と、同CL方向に延びる出力軸60とを有する。弾性体70は、コイル巻回軸CL方向に沿って配置され、その配置方向で弾性変形し、可動体50をコイル巻回軸CL方向で往復運動自在に支持する。弾性体70は、電磁石20及び磁石30との間に中心側エアギャップCGが形成されるように、コイル巻回軸CL方向で離間する両端部71、72で固定体40と可動体50とに固定される。
【選択図】図3
Description
本発明の電動ブラシ、電動切削機、電動エアポンプの一つの態様は、上記構成のアクチュエータを備える構成を採る。
図1は、本発明に係る実施の形態1のリニアアクチュエータを示す外観図であり、図2は、同リニアアクチュエータの分解斜視図である。
図6は本発明に係る実施の形態2のリニアアクチュエータ10Aの磁気回路を示す平断面図である。
図7は、本発明に係る実施の形態3のリニアアクチュエータ10Bの磁気回路を示す平断面図である。
図8は、本発明に係る実施の形態4のリニアアクチュエータ10Cを示す外観図であり、図9は、同リニアアクチュエータ10Cの分解斜視図である。また、図10は、同リニアアクチュエータ10Cの要部構成を示す概略断面図である。
図11は、本発明に係る実施の形態5のリニアアクチュエータ10Dを示す外観図であり、図12は、同リニアアクチュエータ10Dの分解斜視図であり、図13は、同リニアアクチュエータ10Dの要部構成を示す概略断面図である。
図14は、本発明に係る実施の形態6のリニアアクチュエータ10Eを示す外観図であり、図15は、同リニアアクチュエータ10Eの分解斜視図である。また、図16は、同リニアアクチュエータ10Eの要部構成を示す概略断面図である。
図17は、本発明に係る実施の形態7のリニアアクチュエータにおける要部構成を示す概略断面図であり、図18は、本発明に係る実施の形態7のリニアアクチュエータの磁石を示す斜視図である。図17に示すリニアアクチュエータ10Fは、図1〜4に示す実施の形態1に対応するリニアアクチュエータ10と比較して、磁石30に換えて磁石30Aを備える構成が異なり、この構成以外は、同様の構成である。よって、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。すなわち、図17に示すリニアアクチュエータ10Fにおいて、リニアアクチュエータ10の構成と同様に、固定体40は、コイル21を有する電磁石20を有する。可動体50は、コイル21の巻回軸CL方向でコイル21に対向し、且つ、コイル巻回軸CL方向に単極着磁された磁石30Aと、同CL方向に延びる出力軸60とを有する。弾性体70は、電磁石20及び磁石30Aとの間に中心側エアギャップCGが形成されるように、コイル巻回軸CL方向で離間する両端部71、72で固定体40と可動体50とに固定される。可動体50は、交流供給部80(図示省略)からの電力供給によって固定体40に対して軸CL方向に往復運動し、これに伴い出力軸60が軸CL方向に往復運動(矢印方向)して、外部に出力される。
図19は、本発明に係る実施の形態6のリニアアクチュエータを備える電動歯ブラシを示す斜視図であり、図20は、同電動歯ブラシの要部構成を示す縦断面図である。
図19及び図20に示す電動歯ブラシ100Aは、歯ブラシ部105と、筒状(軸状)の筐体101と、筐体101内に配置された電池103及びリニアアクチュエータ10Eを有する。
この開口部102から挿入される歯ブラシ部105の基端部は、リニアアクチュエータ10Eの出力軸60Eに同一軸心で着脱自在に取り付けられている。
リニアアクチュエータ10Eは、筐体101内に、出力軸60Eの軸(図16に示すコイル21の巻回軸CL)が筐体101の長手方向に沿うように配置されている。また、リニアアクチュエータ10Eは、筐体101内に、出力軸60Eの軸(コイル21の巻回軸CL)方向(長手方向)で並んで配置された電池103に接続されている。電池105は、交流供給部(図示省略)の一部であり、この交流供給部によりリニアアクチュエータ10E(具体的には、図16に示すコイル21)に交流が供給される。これにより、リニアアクチュエータ10Eは電池からの電力により出力軸60Eを矢印方向(A方向、−A方向)に可動させ、これにより、歯ブラシ部105も同様に往復運動させる。
このように、リニアアクチュエータ10Eは、小型化が図られた構成を有するので、細長い軸状の筐体101内に配置でき、歯ブラシ部105を可動させることができる。
図21は本発明に係る実施の形態6のリニアアクチュエータを備える電動切削機を示す斜視図であり、図22は、同電動切削機の要部構成を示す縦断面図である。
図21及び図22に示す電動切削機100Bは、図19及び図20に示す電動歯ブラシ100Aの構成において、出力軸60Eに取り付けるアタッチメントを歯ブラシ部105に換えて、切削部(切削刃)106を取り付けたものである。すなわち、伝動切削機100Bは、切削部106と、筒状(軸状)の筐体101Bと、電池103と、リニアアクチュエータ10Eとを有する。
リニアアクチュエータ10Eは、筐体101B内に、出力軸60Eの軸(コイル21の巻回軸CL)が筐体101Bの長手方向に沿うように配置されている。また、リニアアクチュエータ10Eは、筐体101B内に、出力軸60Eの軸(コイル21の巻回軸CL)方向(筐体101Bの長手方向)で並んで配置された電池103に接続されている。電池105は、交流供給部(図示省略)の一部であり、この交流供給部によりリニアアクチュエータ10E(具体的には、図16に示すコイル21)に交流が供給される。これにより、リニアアクチュエータ10Eは、電池からの電力により出力軸60Eを矢印方向(A方向、−A方向)に可動させ、これにより、切削部106も同様に往復運動させる。このように、リニアアクチュエータ10Eは、小型化が図られた構成を有するので、細長い軸状の筐体101B内に配置でき、切削部106を可動させることができる。
図23は、本発明に係る実施の形態6のリニアアクチュエータを備える電動エアポンプを示す斜視図であり、図24は、同電動エアポンプの要部構成を示す概略断面図である。
図23及び図24に示す電動エアポンプ100Cは、リニアアクチュエータ10Gと、リニアアクチュエータ10Gの一端面475(出力側の面)に接合されたポンプユニット110と、を有する。
なお、電動エアポンプ100Cにおけるリニアアクチュエータ10Gでは、図16に示すリニアアクチュエータ10Eの構成において、ケース47Eに換えて、可動体50Eとともに、電磁石20Eを収容するポンプ用ケース47Gを適用している。その他の基本的な構成はリニアアクチュエータ10Eと同様であり、磁気回路の作用効果も、基本的には各リニアアクチュエータ10、10A〜10D、10Fと同様である。よって、ここでは、リニアアクチュエータ10Eと同様の構成には同名称、同符号を付して説明は省略する。リニアアクチュエータ10Gは、リニアアクチュエータ10Eと同様の磁気回路を有し、この回路により、軸方向に往復運動する出力軸60Gを有する。
出力軸60Gは、ポンプ用ケース47Gの一端面475側(磁石30を挟んで電磁石20Eとは反対側)から突出して配置されており、ポンプユニット110内のプランジャ112に接合されている。
20、20C、20D、20E 電磁石
21 コイル
23、23D ボビン
24E コア
25、25E 本体コア
26、27E 板コア
26C 円盤コア
26E 筒状コア
28 磁性ケース
29 正面コア部
30、30A 磁石
32 対向面
40、40A、40B、40C、40D、40E 固定体
41 ベースプレート
41a 正面板部
41b、41c 側面板部
44、44D、44E 軸受け
46、48 バネ受け部
47、47E ケース
50、50A、50B、50C、50D、50E 可動体
52、52D ヨーク
54、54E 可動側バネ受け部
55、525 板ヨーク
56 固着板部
57 カップ状磁性体
58 軸固定部
60、60D、60E 出力軸
61 フランジ
62 軸部
70、70D、70E 弾性体
71、71D、71E 一端部
72、72D、72E 他端部
80 交流供給部
252、252E 本体コアの端面
301 分割磁石
471 蓋部
472 スペーサ
474 可動側バネ受け部
476 固定側バネ受け部
521 ヨーク底面部
522 ヨーク周壁部
CG 中心側エアギャップ(エアギャップ)
Claims (15)
- コイルを有する電磁石と、前記コイルのコイル巻回軸方向で前記コイルに対向して配置され、且つ、前記コイル巻回軸方向に単極着磁された磁石とを備えるアクチュエータであって、
前記電磁石及び前記磁石のうち一方を有し、前記コイル巻回軸方向に延びる出力軸を有する可動体と、
前記電磁石及び前記磁石のうち他方を有する固定体と、
前記コイル巻回軸方向に沿って配置され、且つ、前記コイル巻回軸方向で弾性変形して、前記可動体を前記コイル巻回軸方向で往復動自在に支持する弾性体と、
前記可動体の共振周波数に略等しい周波数の交流を前記コイルに供給する交流供給部と、
を有し、
前記弾性体は、前記電磁石及び前記磁石との間にエアギャップが形成されるように、前記コイル巻回軸方向で離間する両端部で前記固定体と前記可動体とに固定されている、
リニアアクチュエータ。 - 前記弾性体は、前記コイル巻回軸方向で伸縮するコイルバネである、
請求項1に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記可動体は前記磁石を有し、
前記固定体は前記電磁石を有し、
前記電磁石は、前記コイル内に設けられる磁性体である本体コアを有し、
前記本体コアには、前記可動体の出力軸が前記コイル巻回軸方向に移動自在に挿通される軸受けが設けられている、
請求項1または2記載のリニアアクチュエータ。 - 前記可動体は、前記磁石と、前記磁石が固定されるヨークとを有し、
前記ヨークは、前記磁石を底面に固定した有底筒状をなし、底面から突出する筒状部は、前記固定体の前記電磁石側に開口して、前記電磁石の前記コイルの外周側から囲むように、前記コイル巻回軸方向に移動可能に配置される、
請求項1から3のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記可動体は、前記磁石と、前記磁石が中央に固定される円盤状のヨークとを有し、
前記固定体は、前記電磁石を有し、
前記電磁石は、前記コイル内に設けられる磁性体である本体コアを有するとともに、前記電磁石は、磁性体である有底筒状コア内に、前記コイル巻回軸方向を前記有底筒状コアの中心軸に合わせて装着され、
前記本体コアは、前記有底筒状コアの内側底面の中で一体的に接合され、
前記本体コアと前記磁石とが前記エアギャップを介して対向するように、前記有底筒状コアは、その開口縁部を、前記板状のヨークに向けて、配置されている、
請求項1または2記載のリニアアクチュエータ。 - 前記電磁石は、前記コイル内に、前記コイル巻回軸方向に設けた磁性体である本体コアを有し、
前記固定体は、前記電磁石と、有底筒状に形成され、内部に前記電磁石を配置して前記本体コアが底面で接合される磁性体である有底筒状コアと、を有し、
前記可動体は、前記磁石と、有底筒状に形成され、且つ、前記磁石を内側底面に固定したヨークと、を有し、
前記電磁石は、前記有底筒状コア内に、前記電磁石の前記コイル巻回軸を前記有底筒状コアの中心軸に合わせて配置され、
前記有底筒状コアと前記ヨークは、互いの開口縁部を向けて配置された同じ形状である、
請求項1または2記載のリニアアクチュエータ。 - 磁石はネオジウム磁石で構成されている、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記磁石は、同様に形成された複数の磁石を、着磁方向を同じにして出力軸を中心に円周状に配置されている、
請求項1から7のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記出力軸は非磁性体である、
請求項1から8のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記軸受けは、磁性体である、
請求項3記載のリニアアクチュエータ。 - 前記固定体は、前記弾性体と、前記弾性体により前記可動部を前記コイル巻回軸方向で往復動自在に支持する前記可動体とを覆うケースを有する、
請求項1から10のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ。 - 前記弾性体の一端部で固定された前記固定体の前記電磁石と、前記弾性体の他端部で固定された前記可動体の前記磁石とが、前記弾性体の内部で、前記エアギャップを空けて、前記コイル巻回軸方向に往復動可能に配置されている、
請求項2記載のリニアアクチュエータ。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータを備える、
電動ブラシ。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータを備える、
電動切削機。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータを備える、
電動エアポンプ。
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