(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により異なる磁極を交互に形成する電磁石を有する磁極形成部と、
この磁極形成部に対向して設けられ前記磁極形成部が形成した磁極に対して吸引、反発する磁性体を備え、前記磁極形成部に対して相対的に往復動する磁性ブロックと、
この磁性ブロックを往復動自在に支持する弾性支持部と、
前記磁極形成部に対向して配置した前記磁性ブロックの往復動方向の両側でそれぞれ往復動自在に隣接する磁性ブロック同士を連結する連結ばね部とを備えた振動型リニアアクチュエータであって、
前記弾性支持部は、前記磁性ブロックの両側部から延設された上延設部と、前記磁極形成部が固定された基台の両側部から延設された下延設部と、これらの上下の延設部間に一体に設けられた弾性板部とで形成され、
前記上延設部と前記弾性板部との連続部分に、前記磁性ブロック側に凹む凹部が形成され、
前記凹部は、前記磁性ブロックにおける前記弾性板部の中間部との対向面より内側に凹んだ凹み対向面と、この凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部まで連続する円弧形状の弧状面とを有していることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の発明であって、
前記弧状面は、前記凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部の前記上延設部側に向けて上り傾斜の曲面であることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１記載の発明であって
前記弧状面は、前記凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部の前記上延設部側に向けて下り傾斜の曲面であることを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電気かみそりの駆動源として利用可能な振動型リニアアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の振動型リニアアクチュエータとして、特許文献１に開示されたものがある。この振動型リニアアクチュエータ５０は、図７〜図９に示すように、電磁石５２を有する固定子ブロック５１と、電磁石５２に対向配置された永久磁石６１を有する２つの可動子６０と、各可動子６０を固定子ブロック５１にそれぞれ連結する一対の連結板７０と、２つの可動子６０間を連結する左右一対の連結ばね部３０とを備えている。
【０００３】
固定子ブロック５１の電磁石５２の磁極面は、２つの可動子６０の永久磁石６１に対向する位置に配置されている。
【０００４】
一対の可動子６０は可動側ハウジング部６４をそれぞれ有し、この可動側ハウジング部６４が一対の連結板７０に一体成形されることにより、一対の可動子６０は、一対の連結板７０の撓み変形によって往復動方向（M方向）に別個独立に往復動自在に配置されている。各可動子６０の永久磁石６１は、各連結板７０によって固定子ブロック５１の電磁石５２の磁極面に所定のギャップを介して対向配置されている。一対の可動子６０の永久磁石６１は、電磁石５２の磁極面に対して互いに逆極性で配置され、互いに逆パターンの電磁力（吸引力・反発力）を受けるよう配置されている。これにより、一対の可動子６０には、電磁石５２の通電時に、往復動方向（M矢印方向）に互いに逆方向の移動力が作用する。
【０００５】
一対の連結板７０は、各可動子６０の両端部に設けられている。一対の連結板７０は各可動子６０の可動側ハウジング部６４に一体成形によって形成されている。各連結板７０は、上延設部７３と、下延設部７４と、これらの間に形成された弾性板部７１とによって形成されており、可動子６０を弾性的に支持する弾性支持部となっている。上延設部７３は可動子６０の可動側ハウジング部６４に連結され、下延設部７４は固定子ブロック５１の固定側基台５４に連結されている。弾性板部７１は間隔を置いて平行配置された２つのばね板部７１ａ、７１ｂによって形成されており、上延設部７３及び下延設部７４を連結している。一対の連結板７０においては、上延設部７３が可動側ハウジング部６４を介して可動子６０と連結されるが、上延設部７３における可動側ハウジング部６４との連続部分７６は、図９及び図１０に示すように小さな曲率で湾曲した単純な円弧形状となっている。
【０００６】
各連結ばね部８０は、両端が切り離されたほぼ円弧状である。各連結ばね部８０の両端が各可動子６０にそれぞれ固定されている。各連結ばね部８０は、２つの可動子６０間を中心として一方側と他方側の形状が対称形状である。
【０００７】
上記構成において、電磁石５２に交流電流が通電されると、電磁石５２の磁極面に形成される極性が交互に切り替わる。すると、電磁石５２と永久磁石６１とによる電磁力によって、一対の可動子６０には往復動方向（M矢印方向）に互いに逆方向の移動力が交互に作用する。これにより、一対の可動子６０は、一対の連結板７０の撓み変形によって１８０度異なる位相でそれぞれ往復動する。又、連結ばね部８０は、双方の可動子６０の振幅を規制する方向に弾性変形によるばね力を作用させる。これにより、一対の可動子６０は、各振幅のバラツキを抑制されつつ所定の均一な振幅で往復動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３５４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、連結板７０における可動子６０との連続部分７６が小さな曲率の単純な円弧形状となっているため、可動子６０の往復動の際に連続部分７６に応力が集中し、集中した応力によって連続部分７６、すなわち連結板７０が損傷する問題がある。
【００１０】
このため、連続部分７６の曲率を大きくして大きな円弧状とすることが考えられるが、この場合には連結板７０が両側に出っ張るためアクチュエータが大型化する。
【００１１】
そこで、本発明は、大型化することなく可動子の往復動に際して連続部分への応力を緩和して弾性支持部である連結板の損傷を防止することが可能な振動型リニアアクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、通電により異なる磁極を交互に形成する電磁石を有する磁極形成部と、この磁極形成部に対向して設けられ前記磁極形成部が形成した磁極に対して吸引、反発する磁性体を備え、前記磁極形成部に対して相対的に往復動する磁性ブロックと、この磁性ブロックを往復動自在に支持する弾性支持部と、前記磁極形成部に対向して配置した前記磁性ブロックの往復動方向の両側でそれぞれ往復動自在に隣接する磁性ブロック同士を連結する連結ばね部とを備えた振動型リニアアクチュエータであって、前記弾性支持部は、前記磁性ブロックの両側部から延設された上延設部と、前記磁極形成部が固定された基台の両側部から延設された下延設部と、これらの上下の延設部間に一体に設けられた弾性板部とで形成され、前記上延設部と前記弾性板部との連続部分に、前記磁性ブロック側に凹む凹部が形成され、前記凹部は、前記磁性ブロックにおける前記弾性板部の中間部との対向面より内側に凹んだ凹み対向面と、この凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部まで連続する円弧形状の弧状面とを有していることを特徴とする振動型リニアアクチュエータである。
【００１４】
又、前記弧状面は、前記凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部の前記上延設部側に向けて上り傾斜の曲面であることが好ましい。
【００１５】
又、前記弧状面は、前記凹み対向面の上延設部側から前記弾性板部の前記上延設部側に向けて下り傾斜の曲面であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、弾性支持部が磁性ブロックと磁極形成部とを連結しており、磁極形成部の電磁石への通電により磁性ブロックが往復動するとき、弾性支持部に往復動の応力が作用する。弾性支持部は、磁性ブロックから延設された上延設部と、磁極形成部から延設された下延設部と、これらを連結する弾性板部とによって形成され、上延設部と弾性板部との連続部分に磁性ブロック側に凹む凹部が形成されているため、連続部分に凹部の大きな円弧が形成され、この大きな円弧によって磁性ブロックと上延設部とが連結された構造となっている。このように大きな円弧では、連続部分で応力が緩和されるため、連続部分における弾性支持部の損傷を防止することができる。
【００１７】
又、弾性支持部の連続部分に凹部が形成されることにより、弾性支持部を成形する金型における連続部分の成形部位を肉厚とすることができ、金型の強度が向上する。
【００１８】
さらに、磁性ブロック側に凹む凹部としたことで、アクチュエータの大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示し、振動型リニアアクチュエータの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示し、振動型リニアアクチュエータの正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示し、振動型リニアアクチュエータの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示し、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示し、弾性支持部の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の変形例の弾性支持部の部分拡大断面図である。
【図７】従来例の振動型リニアアクチュエータの斜視図である。
【図８】従来例の振動型リニアアクチュエータの正面図である。
【図９】従来例の振動型リニアアクチュエータの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図４に示すように、振動型リニアアクチュエータ１は、電磁石４を有する磁極形成部である固定子ブロック２と、電磁石４に対向配置された永久磁石１２を有する２つの磁性ブロックである可動子１０と、各可動子１０を固定子ブロック２にそれぞれ連結する２組の一対の弾性支持部である連結板２０と、２つの可動子１０間を連結する左右一対の連結ばね部３０とを備えている。
【００２２】
磁性ブロックとしての固定子ブロック２は、合成樹脂製の固定側基台３を有する。固定側基台３上に電磁石４が固定されている。電磁石４は、磁性体であるコア５と、コア５に絶縁性のボビン６を介して巻き付けされたコイル７とを備えている。コイル７には交流電流が通電される。電磁石４の各磁極面５ａは、２つの可動子１０間の永久磁石１２に対向する位置に配置されている。
【００２３】
磁性ブロックとしての一対の可動子１０は、ギャップを介して前後方向に並んで配置されている。各可動子１０は、合成樹脂製の可動側ハウジング部１１と、永久磁石１２と、磁性体のバックヨーク１３とをそれぞれ備えている。各可動側ハウジング部１１の上面には、駆動子１４が例えばねじでそれぞれ固定されている。振動型リニアアクチュエータ１を電気かみそりの駆動源に適用する場合には、各駆動子１４に内刃（図示せず）がそれぞれ連結される。
【００２４】
各可動子１０は、一対の連結板２０の撓み変形によって往復動方向（M矢印方向）に別個独立に往復動自在に配置されている。各可動子１０の永久磁石１２は、各連結板２０によって固定子ブロック２の電磁石４の磁極面５ａに所定のギャップを介して対向配置されている。一対の可動子１０の永久磁石１２は、電磁石４の磁極面５ａに対して互いに逆極性で配置され、互いに逆パターンの電磁力（吸引力・反発力）を受けるように配置されている。これにより、一対の可動子１０は、電磁石４への通電時に、往復動方向（M矢印方向）に対して互いに逆方向の移動力が作用するようになっている。バックヨーク１３は、永久磁石１２の電磁石４側とは反対側の面に配置されている。
【００２５】
弾性支持部としての一対の連結板２０は、合成樹脂製であり、可動側ハウジング部１１に一体成形によって形成されている。各連結板２０は、上延設部２１と下延設部２２とこれらの間に配置された弾性板部２３とから構成されている。一対の上延設部２１が可動側ハウジング部１１の両端にそれぞれ固定されている。一対の下延設部２２は固定子ブロック２の固定側基台３に連結されている。各下延設部２２には取付用突部２２ａが設けられている。各取付用突部２２ａは、固定子ブロック２の固定側基台３に例えばねじで固定されている。これにより、各可動子１０は、一対の連結板２０によって吊り上げ状態で支持されている。弾性板部２３は、間隔をおいて平行配置された２つのばね板部２３ａ、２３ｂより構成されている。２つのばね板部２３ａ、２３ｂの撓み変形によって可動子１０が往復動方向（Ｍ矢印方向）に往復動可能とされている。これらのばね板部２３ａ、２３ｂは図７に示すように板状で、幅は可動子１０の幅寸法と略等しく、高さは可動子１０から固定側基台３までの高さ寸法に形成されている。弾性板部２３においては、ばね板部２３ａが連結ばね部３０側に位置し、ばね板部２３ｂが可動側ハウジング部１１側に位置するように設けられることにより、ばね板部２３ａが外側に、ばね板部２３ｂが内側に位置している。
【００２６】
この実施形態において、図５に示すように、上延設部２１とばね板部２３ｂ（弾性板部２３）との連続部分２５には、可動子１０側（可動側ハウジング部１１側）に凹む凹部２６が形成されている。この凹部２６は、可動側ハウジング部１１におけるばね板部２３ｂ（弾性板部２３）の中間部２３ｃとの対向面１６より内側（可動側ハウジング部１１側）に凹んだ凹み対向面２７と、凹み対向面２７の上延設部２１側の終端部からばね板部２３ｂまで連続する円弧形状の弧状面２８とによって形成されている。また凹部２６は、可動子１０の幅寸法に略等しい長さまで形成されており、凹み対向面２７、弧状面も可動子の幅寸法分形成されている。
【００２７】
凹み対向面２７は、ばね板部の中間部２３ｃとの対向面１６よりも内側に位置し、この位置から上延設部２１に向かって平面状となって延びている。弧状面２８は、この凹み対向面２７の終端部から上延設部２１に向けて上り傾斜の曲面となって凹み対向面２７に連設している。このような形状の凹部２６を上延設部２１とばね板部２３ｂとの連続部分２５に形成することにより、可動子１０の往復動に伴う連続部分２５への応力を緩和することができる。
【００２８】
一対の連結ばね部３０は、合成樹脂製であり、可動側ハウジング部１１及び連結板２０に一体成形によって形成されている。各連結ばね部３０は、２つの連結基部３１と、これら連結基部３１間に設けられた２つのばね片部３２とから構成されている。２つの連結基部３１が各可動子１０側の各連結板２０の上延設部２１にそれぞれ固定されている。２つのばね片部３２は、共に大略方形枠状であり、内周側に位置するインナーばね片部３３と外周側に位置するアウターばね片部３４とから構成されている。
【００２９】
上記構成において、電磁石４に交流電流が通電されると、電磁石４の磁極面５ａに形成される極性が交互に切り替わる。すると、電磁石４及び永久磁石１２による電磁力によって一対の可動子１０には往復動方向（M矢印方向）に互いに逆方向の移動力が交互に作用する。これにより、一対の可動子１０は、それぞれの一対の連結板２０の撓み変形によって１８０度異なる位相でそれぞれ往復動する。又、連結ばね部３０は、双方の可動子１０の振幅を規制する方向に弾性変形によるばね力を作用させるため、一対の可動子１０は、各振幅のバラツキを抑制されつつ所定の均一な振幅で往復動する。
【００３０】
この一対の可動子１０の往復動に際し、連結板２０に可動子１０の往復動に起因した応力が作用する。この応力は、上延設部２１に対し可動子１０の可動側ハウジング部１１から連続部分２５に伝達されるため、連続部分２５に応力が作用する。連続部分２５には、凹み対向面２７及び弧状面２８からなる凹部２６が形成されているため、応力が凹み対向面２７及び弧状面２８の全体に分散する。これにより、連続部分２５に作用する応力が緩和されるため、連続部分２５における連結板２０の損傷を防止することができる。
【００３１】
又、連結板２０の連続部分２５に凹部２６が形成されていることから、連結板２０を成形する金型においては、連続部分の成形部位を肉厚とすることができる。これにより、金型の強度を向上させることが可能となる。
【００３２】
凹部２６を可動子側に凹むように形成してたので、アクチュエータの大型化を抑制するとができる。
【００３３】
図６は、連続部分２５に形成される凹部２６Ａの別の形態を示す。この形態の凹部２６Ａは、図５と同様に上延設部２１とばね板部２３ｂとの連続部分２５に形成されるものであり、可動子１０側（可動側ハウジング部１１側）に凹んでいる。凹部２６Ａは、凹み対向面２７と、弧状面２８Ａとが連設されることにより形成される。
【００３４】
凹み対向面２７は、可動側ハウジング部１１におけるばね板部２３ｂの中間部２３ｃとの対向面１６より内側（可動側ハウジング部１１側）に凹んでおり、対向面１６よりも内側から上延設部２１に向かって平面状となって延びている。弧状面２８Ａは、凹み対向面２７の終端部から上延設部２１に向けて下り傾斜の曲面となるように凹み対向面２７に連設している。このような凹部２６Ａを上延設部２１とばね板部２３ｂとの連続部分２５に形成することにより、可動子１０の往復動による応力が凹み対向面２７及び弧状面２８Ａの全体に分散し、連続部分２５に作用する応力が緩和される。このため、連続部分２５における連結板２０の損傷を防止することができる。
【００３５】
又、連結板２０の連続部分２５に凹部２６Ａが形成されていることから、連結板２０を成形する金型においては、連続部分の成形部位を肉厚とすることができる。これにより、金型の強度を向上させることが可能となる。
【００３６】
上述した振動型リニアアクチュエータ１は、電気かみそりの駆動源として好適であるが、それ以外の用途にも適用することができる。又、磁性ブロックである可動子１０が２つの場合だけなく、可動子１０が１つであっても良く、可動子１０が３つ以上であっても良い。又、上記実施形態では、電磁石４を有する磁極形成部側が固定側で、永久磁石１２を有する磁性ブロック側が可動側となっているが、これとは逆に、電磁石４を有する磁極形成部側を可動側とし、永久磁石１２を有する磁性ブロック側を固定側としても良く、電磁石４を有する磁極形成部側が一方の可動側とし、一方の永久磁石１２を有する磁性ブロック側を他方の可動側としても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では、凹部２６が可動子１０の幅寸法全域に連続して形成されているが、必ずしも連続して設ける必要はなく、応力が緩和され、強度を保つことができれば可動子１０の幅方向に不連続に設けても良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、弾性支持部、連結ばね部が可動子と一体成形された例を説明したが、弾性支持部、連結ばね部を可動子と別体に形成し、可動子に対してねじ等により固定しても良い。
【００３９】
さらに、上記実施形態では、磁極形成部が基台上に固定されている例を示したが、磁極形成部は基台に対してばね部材を介して固定しても良い。
【００４０】
また、上記実施形態において、振動型アクチュエータを電気かみそりのかみそり刃を駆動するアクチュエータとして用いた場合、駆動子を介して内刃を往復動しても良く、複数の可動子の一つで外刃を往復動させても良い。
【符号の説明】
【００４１】
１  振動型リニアアクチュエータ
２  固定子ブロック（磁極形成部）
４  電磁石
１０  可動子（磁性ブロック）
１１  可動側ハウジング部
１２  永久磁石
１４  駆動子
１６  対向面
２０  連結板（弾性支持部）
２１  上延設部
２２  下延設部
２３  弾性板部
２３ａ、２３ｂ  ばね板部
２３ｃ  中間部
２５  連続部
２６、２６Ａ  凹部
２７  凹み対向面
２８，２８Ａ  弧状面
３０  連結ばね部
【図１】
0005624417.tif 000002
【図２】
0005624417.tif 000003
【図３】
0005624417.tif 000004
【図４】
0005624417.tif 000005
【図５】
0005624417.tif 000006
【図６】
0005624417.tif 000007
【図７】
0005624417.tif 000008
【図８】
0005624417.tif 000009
【図９】
0005624417.tif 000010