JP4631846B2 - Vibration type linear actuator - Google Patents
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Description
本発明は、往復式電気かみそり等の駆動源として利用することが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。 The present invention relates to a vibration type linear actuator that can be used as a drive source for a reciprocating electric shaver or the like.
振動型リニアアクチュエータを駆動源としている往復式電気かみそりが特開平7−313746号公報に示されている。これは固定子とこの固定子に対して往復動する可動子とを備えた振動型リニアアクチュエータ(往復動型電動機)において、複数の刃ヘッドの各可動刃に対応した複数の可動子を有して、これらの複数の可動子を1つの固定子で駆動するようにしたもので、固定子に対して複数の可動子を連結板で往復動自在に支持するとともに、複数の可動子間にはコイルばねからなる連結体を介在させている。この連結体は、複数の可動子を逆位相で振動させる時、一つの可動子のみに大きな負荷がかかって振幅が急激に減少しようとした時、他の可動子によってこの減少を抑えるものであり、片方の可動子のみの振幅減少を防ぎ、バランスの取れた均一な振幅量を得るように機能している。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-313746 discloses a reciprocating electric shaver using a vibration type linear actuator as a drive source. This is a vibration type linear actuator (reciprocating motor) having a stator and a movable element that reciprocates relative to the stator, and has a plurality of movable elements corresponding to each movable blade of a plurality of blade heads. The plurality of movers are driven by a single stator, and the plurality of movers are supported by the connecting plate so as to be reciprocally movable with respect to the stator, and between the plurality of movers. A coupling body composed of a coil spring is interposed. In this connection body, when a plurality of movers are vibrated in opposite phases, when a large load is applied to only one mover and the amplitude is about to decrease rapidly, the other movers suppress this decrease. It functions to prevent a decrease in amplitude of only one of the movers and to obtain a balanced and uniform amplitude.
ここにおいて、可動子の支持用の上記連結板が固定される固定部は、金属部材に成形品を被覆したものとして形成していたが、この成形品で被覆した分だけ厚みあるいは幅が増大し、アクチュエータの小型化を難しくしていた。 Here, the fixed portion to which the connecting plate for supporting the movable element is fixed is formed by coating a metal member with a molded product. However, the thickness or width increases by the amount covered with the molded product. Therefore, it was difficult to reduce the size of the actuator.
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、小型化について有利な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。 The present invention was invented in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vibration type linear actuator that is advantageous in terms of downsizing.
上記課題を解決するために本発明は、複数の可動子を固定子で往復駆動する振動型リニアアクチュエータにおいて、固定子が固定されたシャーシの固定部と可動子とに連結された連結板で可動子が往復動自在に支持されているとともに、上記固定部は金属部材と該金属部材に一体成形で被覆された成形品とからなり、該固定部における連結板の連結用の上記成形品は、金属部材外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分に設けられていることに特徴を有している。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vibration type linear actuator that reciprocally drives a plurality of movers with a stator. with children is reciprocatingly supported, the fixing unit is made up of a molded article coated with integrally molded to the metal member and the metal member, the molded article for connection of the connecting plate in the fixing part, It is characterized in that it is provided in a portion where the thickness provided on the outer surface of the metal member is reduced or a portion where the width is reduced.
上記固定部における連結板の連結用の成形品は、金属部材に設けた貫通孔部分に設けられているものであってもよい。 The molded product for connecting the connecting plate in the fixing portion may be provided in a through hole portion provided in the metal member.
シャーシの固定部における成形品が厚みあるいは幅を増大させてしまうことがないものとすることができる。 The molded product in the fixed portion of the chassis can be prevented from increasing in thickness or width.
本発明は、固定部における連結板の連結用の成形品を、金属部材外面に設けた肉厚が薄くなった部分もしくは幅が狭くなった部分、あるいは金属部材に設けた貫通孔部分に設けていることから、成形品が固定部の厚みあるいは幅を大きくしてしまうことがなく、小型化の点で有利なものである。 According to the present invention, the molded product for connecting the connecting plate in the fixing portion is provided in a portion where the thickness is reduced or a portion where the width is reduced provided on the outer surface of the metal member, or a through-hole portion provided in the metal member. Therefore, the molded product does not increase the thickness or width of the fixed portion, which is advantageous in terms of miniaturization.
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図1乃至図3は本発明に係る振動型リニアアクチュエータの一例を示している。往復式電気かみそりの駆動源用として形成されている図示例の振動型リニアアクチュエータは、固定子1と一対の可動子2,2、シャーシ3,2つの可動子2,2同士を連結している連結体12で構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment. FIG. 1 to FIG. 3 show an example of a vibration type linear actuator according to the present invention. The vibration type linear actuator of the illustrated example formed as a driving source for a reciprocating electric shaver connects a
上記可動子2はバックヨーク5が一体成形されたもので、磁性材料からなるバックヨーク5には永久磁石4が接着してある。また、電気かみそりにおける可動刃が連結される駆動子22を備えている。なお、この駆動子22は図4〜及び図5に示すように、可動子2の上面から側方に突出するとともに先端部が可動子2の振動方向に延長されているL型のアーム21の先端部上面に設けており、一対の同一形状の可動子2,2はその駆動子22が他方の可動子2上に位置するように組み立てられるとともに、各可動子2,2の駆動子22,22は、共に可動子2の振動方向における振動ストロークの中央位置に並んで位置する。図5中の28は可動子2側面とアーム21の底面とをつないでいる補強部である。
The
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ボビン16を介して巻線8を施して電磁石としたもので、ねじ具等によりシャーシ3に固定されている。
The
そして上記可動子2は、シャーシ3に板ばねからなる連結板9で吊り下げられてその永久磁石4と固定子1とが面対向しているとともに両者の間にギャップ8が確保されている。なお、上記連結板9はその上端部がシャーシ3に固定された固定プレート10に、下端部が可動子2に固定されている。固定プレート10は、該振動型リニアアクチュエータを電気かみそり本体などに組み付ける場合の固定部としての役割も持つ。
The
ばね性を有している連結板9,9で吊り下げられているとともに逆向きに且つ平行並列に配設された2つの可動子2,2は、固定子1である電磁石の電流方向を交番にした時、電磁石である固定子1との間に吸引・反発力が作用する永久磁石4を備えているために、連結板9を撓ませつつ往復動を行う。なお、固定子1を構成する電磁石の巻線8が1本である場合は、往復運動の右方向運動と左方向運動で巻線8に与える電流の向きを反転させる。つまり移動方向に推進力が働く方向に電流を流すことで可動子2を往復動させる。
The two
また、ここでは2つの可動子2の永久磁石4の極性を逆にしていることから、複数の可動子2,2は180°ずれた振動位相を有するものとなっており、しかも2つの可動子2,2は同じ形状である上に、各可動子2における駆動子22は他方の可動子2の直上に相互に位置しており、また駆動子22は図4に示すように可動子2の振動方向xにおいて中央位置にあって、振動方向xと直交する方向yに駆動子22,22が並ぶことから、可動子2,2に往復振動を行わせた時、余分な振動が発生せず、振動バランスがきわめて良好な状態に保たれている。
Here, since the polarities of the permanent magnets 4 of the two
さらに、上記両可動子2,2間は、可動子2の往復動方向にばね性を有する連結体12で連結されているのであるが、この連結体12は可動子の振動方向と直交する平面上に位置するU字形の板ばねで形成されているとともに、可動子2の振動方向の一方の端部に2枚の連結体12,12を、他方の端部に2枚の連結体12,12を夫々配置しており、総計4枚の連結体12で2つの可動子2,2間を連結している。これら連結体12は、一方の可動子2の負荷が大きく振幅が急激に減少しようとした時、他方の可動子2の動きでこの減少を抑えるものであり、このために片方のみの振幅減少を防ぎ、常にバランスの取れた均一な振幅量を発生させる。また、この連結体12は、各可動子2の固有振動数を一定にするための固有振動数設定ばねともなるようにしてある。
Further, the two
なお、図示形状の連結体12は一端の固定用係合部30を一方の可動子2の端部から突出する連結用突起部20に嵌合固定し、他端の固定用係合部30を他方の可動子2の端部から突出する連結用突起部20に嵌合固定したもので、その全長がすべて有効なばね部として機能するために、所要のばね長を小さな板ばねで確保することができる。
In addition, the
図6もしくは図7は可動子2が備えるバックヨーク5の上面側に凹部もしくは凸部を設けて可動子2との間に凹凸係合部27が生じるようにしたものであり、このような凹凸係合部28の存在は、バックヨーク5と可動子2との結合強度を高めて、バックヨーク5が剥がれたりずれたりすることを防ぐ。図8に示すように、バックヨーク5の上面に段差を形成しておくことで可動子2との間に凹凸係合部27が生じるようにしておいてもよい。いずれにしても、このような凹凸係合部27は、駆動子22の近傍に設けておくことが望ましい。駆動子22と可動子2との間の連結部分の強度を高めることにもなるからである。また、バックヨーク5の内部に形成される磁気回路のことを考えれば、バックヨーク5の断面積を小さくしてしまうことがないもの、つまり図7に示す形態の凹凸係合部27が最も好ましいものとなる。
FIG. 6 or FIG. 7 shows a case where a concave or convex portion is provided on the upper surface side of the
図9は可動子2における駆動子22をオフセット配置するためのアーム21の他の形状例を示すものである。このような斜辺としてのアーム21であっても、振動バランスを良好に保つことができる。
FIG. 9 shows another example of the shape of the
図10に示すように、駆動子22を可動子2の振動方向の中央からずれたところに設けたものであってもよい。この場合においても、可動子2,2同士の重心を合わせることができる。
As shown in FIG. 10, the
図11及び図12は上記固定子1の詳細形状を示しており、巻線7の端末の端子部70は、ボビン16に設けた引き出しガイド部90のガイド溝91を通ってボビン16から引き出されている。また、上記引き出しガイド部90の底面部は、図12(b)に示すように曲面92を持つ面とされており、上記端子部70を屈曲させた横方向に引き出す時、曲面92に沿って端子部70が曲げられるために、端子部70にクラック等の破損が生じることがない。上記引き出しガイド部90や曲面92は、図13に示すようにボビン16から突出する突起部として設けてもよく、この場合の曲面92は突起部である引き出しガイド部90の下面全面に設けるとよい。引き出しガイド部90及び曲面92を備えたボビン16の成形が容易となる。
11 and 12 show the detailed shape of the
図14にシャーシ3における連結板9の固定用の固定部を構成している前記固定プレート10を示す。この固定プレート10は、両端が金属製のシャーシ3に溶接固定される金属部材13と、金属部材13に一体成形で被覆されて前記連結板9の一端の固定に供される成形品14とからなるが、金属部材13が図14(a)に示す平板状のものであると、成形品14を成形した時、固定プレート10の厚みや幅は成形品14の厚み分だけ金属部材13単体より大きくなってしまう。
FIG. 14 shows the fixing
しかし、図15に示すように金属部材13の両端部下面側、あるいは図16に示すように金属部材13の両端部上面側を切り欠く段差60で厚みを薄くした部分を設け、この部分に成形品14を成形すれば、成形品14の表面を金属部材13の表面と同一に保つことができるものであり、このために固定プレート10の厚みを薄くすることができる。もちろん、図17に示すように、金属部材13の両端部の上面と下面の双方を切り欠く段差60,60を設けておくならば、成形品14の部分の厚みを金属部材13の厚みと同じにすることができるために、薄型化の点でより有利となる。
However, as shown in FIG. 15, there is provided a portion with a reduced thickness at a
図18に示すように、金属部材13の側面に切り欠き61を設けても良い、この場合、切り欠き61部分に成形品14を成形することで、幅方向(可動子2の振動方向)に成形品14が突出することがないものを得ることができて、振動方向の寸法の小型化を図ることができるものとなる。
As shown in FIG. 18, a
上記金属部材13の側面に切り欠き61を設けることに代えて、図19に示すように、金属部材13に貫通孔62を設けておき、この貫通孔62の部分に成形品14の成形を行う場合も、幅方向(可動子2の振動方向)に成形品14が突出することがないものを得ることができる。
Instead of providing the
更には、図20に示すように、金属部材13の上下面に段差60を、側面に切り欠き61を設けたり、図21に示すように金属部材13の上下面に段差60と貫通孔62を設けたり、あるいは図22に示すように金属部材13の上下面に段差60を、側面に切り欠き61を設け、更に貫通孔62を設けたりする場合には、成形品14が金属部材13から厚み方向にも幅方向にも突出することがないものを得ることができて、小型化の点で更に有利となる。
Furthermore, as shown in FIG. 20, a
図23〜図25は上記の振動型リニアアクチュエータを駆動源としている往復式の電気かみそりを示している。この電気かみそりは、電源部を内蔵しているとともに使用時のグリップ部となる本体部44と、本体部44上にあって本体部43に対して上下に可動で且つ左右に揺動自在となっている可動ケース43と、可動ケース43を覆う外刃枠42とを備え、振動型リニアアクチュエータは可動ケース43内に収容して可動子2における駆動子22に可動刃(図示せず)を連結し、リニアアクチュエータによって往復駆動される該可動刃を外刃枠42に保持された外刃47,47,48の内面に摺接させたものである。
23 to 25 show a reciprocating electric shaver using the above-described vibration type linear actuator as a drive source. This electric razor has a built-in power supply unit and a
1 固定子
2 可動子
3 シャーシ
10 固定プレート
13 金属部材
14 成形品
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