(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が形成された筐体と、
間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、少なくとも先端が前記筐体の外部に突出するように前記貫通孔に挿入され、前記接続部材と連結される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、
前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体のうちの前記貫通孔が形成された部分に設けられる緩衝部材とを備え、
前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１と、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２とは同じ大きさである
リニアアクチュエータ構造体。
【請求項２】
筐体と、
間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、前記接続部材と連結され、自身の軸方向が前記往復運動の方向と一致し、前記軸方向において前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの少なくとも一方と並べて配置される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、
前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体に設けられる緩衝部材と、
前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とを連結する第１の板ばねと、
前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部とを連結する第２の板ばねとを備え、
前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１は、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２以下であり、
前記緩衝部材のうちの前記出力軸の先端側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ１と前記寸法ｄ１とを乗算した値は、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙のうちの前記第２の板ばね側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ２と前記寸法ｄ２とを乗算した値よりも大きい
リニアアクチュエータ構造体。
【請求項３】
前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は前記出力軸の往復運動の方向と直交する方向に弾性変形可能であり、
前記緩衝部材は前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方の弾性変形に応じて前記出力軸と接触可能な状態で前記筐体に設けられる
請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ構造体。
【請求項４】
前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は前記出力軸の往復運動の方向まわりにおける回転方向に弾性変形可能であり、
前記緩衝部材は前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方の弾性変形に応じて前記出力軸と接触可能な状態で前記筐体に設けられる
請求項１または２に記載のリニアアクチュエータ構造体。
【請求項５】
前記出力軸と前記緩衝部材との接触を検知する接触検知手段をさらに備える
請求項１〜４のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ構造体。
【請求項６】
前記接触検知手段は前記出力軸と前記緩衝部材との間を流れる電流を検知することにより前記出力軸と前記緩衝部材との接触を検知する
請求項５に記載のリニアアクチュエータ構造体。
【請求項７】
前記接触検知手段は前記出力軸または前記緩衝部材に設けられる押しスイッチを含む
請求項５に記載のリニアアクチュエータ構造体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ構造体を備える
口腔衛生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動部が直線的な往復運動を行う振動型のリニアアクチュエータを筐体内に備えるリニアアクチュエータ構造体およびこれを備える口腔衛生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のリニアアクチュエータ構造体に用いられるリニアアクチュエータでは、電磁石や永久磁石等から構成される固定子と可動子とが、所定の間隙を有して配置されている。このようなリニアアクチュエータとして、従来、例えば特許文献１に記載のアクチュエータでは、筒状に形成された可動子の内側に固定子が配置されるとともに、固定子の周囲の一部に緩衝部材が設けられている。そして、固定子と緩衝部材との隙間が、固定子と可動子との間隙よりも小さく設定されている。これにより、リニアアクチュエータに外部から力が加えられたとしても、固定子が緩衝部材に先に接触し、固定子と可動子との接触に起因するリニアアクチュエータとしての信頼性の低下等を抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般にリニアアクチュエータにおいては、その特性の向上という観点から、固定子と可動子との間隙を小さくすることが求められる。こうした要請にあって、上記特許文献１に記載のリニアアクチュエータでは、固定子と緩衝部材との隙間を固定子と可動子との間隙よりもさらに小さく形成することが必要となるため、部品成形や組立てに高い精度が要求されることとなる。すなわち、製造や部品管理が困難になるばかりか、歩留まりの悪化も招きかねない。
【０００５】
本発明の目的は簡易な構成で固定子と可動子との接触を抑止可能なリニアアクチュエータ構造体およびこれを備える口腔衛生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従うリニアアクチュエータ構造体の第１の形態は、貫通孔が形成された筐体と、間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、少なくとも先端が前記筐体の外部に突出するように前記貫通孔に挿入され、前記接続部材と連結される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体のうちの前記貫通孔が形成された部分に設けられる緩衝部材とを備え、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１と、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２とは同じ大きさである。
本発明に従うリニアアクチュエータ構造体の第２の形態は、筐体と、間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、前記接続部材と連結され、自身の軸方向が前記往復運動の方向と一致し、前記軸方向において前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの少なくとも一方と並べて配置される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体に設けられる緩衝部材と、前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とを連結する第１の板ばねと、前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部とを連結する第２の板ばねとを備え、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１は、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２以下であり、前記緩衝部材のうちの前記出力軸の先端側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ１と前記寸法ｄ１とを乗算した値は、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙のうちの前記第２の板ばね側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ２と前記寸法ｄ２とを乗算した値よりも大きい。
本発明に従う口腔衛生装置の一形態は前記リニアアクチュエータ構造体を備える。
【発明の効果】
【００１２】
上記リニアアクチュエータ構造体および口腔衛生装置は簡易な構成で固定子と可動子との接触を抑止可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】は第１の実施形態のリニアアクチュエータ構造体の斜視図である。
【図２】は図１のリニアアクチュエータ構造体の分解斜視図である。
【図３】は電動歯ブラシの内部の側面構造を示す模式図である。
【図４】は電動歯ブラシの内部の平面構造を示す模式図である。
【図５】は図３および図４のＡ−Ａ線の断面図である。
【図６】は第２の実施形態の電動歯ブラシの内部の側面構造を示す模式図である。
【図７】は図５に対応する変形例の電動歯ブラシの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（リニアアクチュエータ構造体および口腔衛生装置が取り得る形態の一例）
〔１〕本発明に従うリニアアクチュエータ構造体の第１の形態は、貫通孔が形成された筐体と、間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、少なくとも先端が前記筐体の外部に突出するように前記貫通孔に挿入され、前記接続部材と連結される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体のうちの前記貫通孔が形成された部分に設けられる緩衝部材とを備え、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１と、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２とは同じ大きさである。
〔２〕本発明に従うリニアアクチュエータ構造体の第２の形態は、筐体と、間隙を隔てて対向し、磁力の作用により相対的に往復運動が可能な第１のブロックおよび第２のブロックと、前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの一方に設けられる接続部材と、前記接続部材と連結され、自身の軸方向が前記往復運動の方向と一致し、前記軸方向において前記第１のブロックおよび前記第２のブロックの少なくとも一方と並べて配置される出力軸とを含み、前記筐体内に配置されるリニアアクチュエータと、前記出力軸との間に隙間が形成されるように前記筐体に設けられる緩衝部材と、前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とを連結する第１の板ばねと、前記第１のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部と前記第２のブロックのうちの前記出力軸側の端部とは反対側の端部とを連結する第２の板ばねとを備え、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は弾性変形可能であり、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙の寸法である寸法ｄ１は、前記出力軸と前記緩衝部材との間に形成される前記隙間の寸法である寸法ｄ２以下であり、前記緩衝部材のうちの前記出力軸の先端側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ１と前記寸法ｄ１とを乗算した値は、前記第１のブロックと前記第２のブロックとの間に形成される前記間隙のうちの前記第２の板ばね側の端部と前記第１の板ばねのうちの前記緩衝部材側の端部との距離である距離Ｌ２と前記寸法ｄ２とを乗算した値よりも大きい。
〔３〕前記リニアアクチュエータ構造体の一例によれば、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は前記出力軸の往復運動の方向と直交する方向に弾性変形可能であり、前記緩衝部材は前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方の弾性変形に応じて前記出力軸と接触可能な状態で前記筐体に設けられる。
〔４〕前記リニアアクチュエータ構造体の一例によれば、前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方は前記出力軸の往復運動の方向まわりにおける回転方向に弾性変形可能であり、前記緩衝部材は前記出力軸および前記接続部材の少なくとも一方の弾性変形に応じて前記出力軸と接触可能な状態で前記筐体に設けられる。
〔５〕前記リニアアクチュエータ構造体の一例によれば、前記出力軸と前記緩衝部材との接触を検知する接触検知手段をさらに備える。
〔６〕前記リニアアクチュエータ構造体の一例によれば、前記接触検知手段は前記出力軸と前記緩衝部材との間を流れる電流を検知することにより前記出力軸と前記緩衝部材との接触を検知する。
〔７〕前記リニアアクチュエータ構造体の一例によれば、前記接触検知手段は前記出力軸または前記緩衝部材に設けられる押しスイッチを含む。
〔８〕本発明に従う口腔衛生装置の一形態は前記〔１〕〜〔７〕のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ構造体を備える。
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。
まず、本実施形態のリニアアクチュエータ構造体に備えられるリニアアクチュエータの構成について、図１，図２を参照して説明する。
図１に示されるように、リニアアクチュエータ１は、それぞれ固定子および可動子として間隙を挟んで対向配置された電磁ブロック１０および磁性ブロック２０と、これらブロックの協働によって軸方向に往復運動を行う出力軸３０とを備えている。これら各部の詳細構成について、図２を参照して説明する。
【００１６】
まず、電磁ブロック１０は、３つのティース部１１ａを有する櫛歯状に形成されたコア１１の中央のティース部に、電線である巻線１２が絶縁体１３を介して巻き回されて構成されている。コア１１は、磁性材料の焼結体もしくは鉄板の積層体からなり、コア１１と巻線１２とは、絶縁体１３によって絶縁されている。すなわち、巻線１２に電流が供給されると、電磁ブロック１０は電磁石として機能することとなる。また、電磁ブロック１０には、リニアアクチュエータ１をリニアアクチュエータ構造体の筐体内に固定するための固定部材１４が取り付けられている。
【００１７】
一方、磁性ブロック２０は、永久磁石２１と、磁性材料からなるバックヨーク２２とから構成され、バックヨーク２２は永久磁石２１に接着固定されている。また、本実施形態のリニアアクチュエータ１は、磁性ブロック２０として２つの磁性ブロック２０ａ，２０ｂを備えている。
【００１８】
そして、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０ａ，２０ｂとは、電磁石と永久磁石２１とが間隙を有して互いに対向するように、保持部材４０によって保持されている。具体的には、保持部材４０の電磁ブロック収容部４１に、電磁ブロック１０が、コア１１のティース部１１ａを内側に、固定部材１４を外側にして収容される。また、磁性ブロック２０ａ，２０ｂは、各々の永久磁石２１がコア１１のティース部１１ａと対向するように、かつ、磁性ブロック２０ａと磁性ブロック２０ｂとが並設される態様で、保持部材４０の磁性ブロック収容部４２ａ，４２ｂにそれぞれ収容される。そして、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０ａとは、その両端部を板ばね部４３，４４によってそれぞれ弾性支持され、これによって電磁ブロック１０と磁性ブロック２０ａとの間の上記間隙が形成保持される。同様に、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０ｂも、その間に上記間隙が形成される態様にて、両端部を板ばね部によってそれぞれ弾性支持される。なお、本実施形態において、板ばね部４３，４４はそれぞれが２枚の板ばねによって構成されている。
【００１９】
また、磁性ブロック２０ａを収容する磁性ブロック収容部４２ａと磁性ブロック２０ｂを収容する磁性ブロック収容部４２ｂとは、各々の一方側の端部同士が円環状の連結部４５によって連結されている。なお、保持部材４０の材料としては、伸びの少ない材料が適しており、また、連結部４５の材料としては、弾性を有する材料が適している。本実施形態では、この保持部材４０と連結部４５とは樹脂により一体に形成されている。
【００２０】
また、上記磁性ブロック２０のうち、磁性ブロック２０ａは、Ｌ字状に形成された出力軸接続部材３１を介して出力軸３０と連結されている。詳しくは、出力軸接続部材３１のＬ字状の一方の端部と磁性ブロック２０ａのバックヨーク２２とが保持部材４０を挟んでボルト３２で締結固定されるとともに、出力軸接続部材３１のＬ字状の他方の端部が出力軸３０と連結されている。本実施形態では、これら出力軸３０と出力軸接続部材３１とが、導電性樹脂材料によって形成されている。すなわち、出力軸３０と出力軸接続部材３１とは、導電性を有するとともに、弾性変形も可能に形成されている。
【００２１】
また、磁性ブロック２０のうち、磁性ブロック２０ｂの方は、直方体状に形成された錘５０と錘接続部材５１を介して連結されている。これも詳しくは、錘接続部材５１の一方の端部と磁性ブロック２０ｂのバックヨーク２２とが保持部材４０を挟んでボルト５２で締結固定されるとともに、錘接続部材５１の他方の端部と錘５０とがボルト５３にて固定されている。
【００２２】
次に、このリニアアクチュエータ１が備えられたリニアアクチュエータ構造体の構成について、図３〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態では、リニアアクチュエータ構造体を口腔衛生装置としての電動歯ブラシに備えられるものとして具体化している。
【００２３】
図３に示されるように、本実施形態のリニアアクチュエータ構造体２は、金属もしくは導電性樹脂材料等、導電性を有する材料から形成された筐体６０を有している。そして、リニアアクチュエータ構造体２は、この筐体６０の内部に、上述のリニアアクチュエータ１や、該リニアアクチュエータ１の駆動を制御する制御部を有する制御回路６１等を備えている。
【００２４】
リニアアクチュエータ１は、筐体６０内の固定部６２に上記電磁ブロック１０に取り付けられた固定部材１４が固定されることにより、筐体６０内に組み付けられる。このとき、上記電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間、すなわち対向するコア１１と永久磁石２１との間の間隙は、間隙ｄ１に設定されている。また、電磁ブロック１０の巻線１２は、制御回路６１と導線７０，７１によって電気的に接続されている。さらに、本実施形態では、上記出力軸接続部材３１と制御回路６１とが導線７２によって電気的に接続されている。また、制御回路６１と筐体６０とが導線７３によって電気的に接続されている。制御回路６１には、図示しない電池等から電力が供給されている。
【００２５】
ここで、リニアアクチュエータ１の駆動態様について説明する。電磁ブロック１０の巻線１２に制御回路６１を介して供給される電流の向きが周期的に反転されることにより、磁性ブロック２０は、永久磁石２１と電磁石の磁極となるコア１１との間に働く吸引力、反発力を磁気推力として往復駆動される。このとき、磁性ブロック２０は、保持部材４０によってその往復方向が規制されているため、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０とが対向する方向と直交する方向であって、かつ、板ばね部４３，４４が対向する方向に、保持部材４０の弾性変形を利用した往復運動を行う。すなわち、出力軸３０は、磁性ブロック２０の往復方向の一方側の端部にて、軸方向が該磁性ブロック２０の往復方向と同一方向となるように磁性ブロック２０ａと連結されている。また、錘５０は、磁性ブロック２０の往復方向の他方側の端部にて磁性ブロック２０ｂと連結されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、図４に示されるように、磁性ブロック２０ａと磁性ブロック２０ｂとは、これら磁性ブロック２０ａ，２０ｂの往復方向と直交する方向に並設され、各々が逆位相で往復駆動されるように配置されている。この際、磁性ブロック２０ａと磁性ブロック２０ｂとは、弾性を有する連結部４５により連結されているため、磁性ブロック２０ａ，２０ｂは共振して往復運動を行う。
【００２７】
また、筐体６０には貫通孔６３が設けられており、この貫通孔６３から出力軸３０が筐体６０の外部へ突出している。そして、貫通孔６３には、ここでも導電性樹脂材料等、導電性を有する材料から形成された緩衝部材６４が、出力軸３０との間に隙間ｄ２を有して設けられている。この緩衝部材６４は、図５に縦断面図として示されるように、円環状に形成され、円形の貫通孔６３に沿って設けられている。なお、隙間ｄ２は、緩衝部材６４と断面円形状の出力軸３０との間に、その周方向において一定となるように形成されている。そして、本実施形態では、上記電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙、すなわち対向するコア１１と永久磁石２１との間の間隙ｄ１と、この出力軸３０と緩衝部材６４との隙間ｄ２が等しく設定されている。
【００２８】
また、先の図３に示されるように、リニアアクチュエータ構造体２の筐体６０外へ突出した出力軸３０の先端に、ブラシ部８１を有する歯磨き用のブラシ体８０が接続されて本実施形態の電動歯ブラシが構成されている。なお、ブラシ体８０は、電磁ブロック１０が固定される固定部６２とブラシ体８０のブラシ部８１が同じ側となるように出力軸３０に接続されている。
【００２９】
続いて、このように構成される本実施形態のリニアアクチュエータ構造体２の作用について説明する。
本実施形態では、リニアアクチュエータ１の出力軸３０と出力軸接続部材３１とが弾性変形可能に形成されている。したがって、例えば電動歯ブラシの使用等によってリニアアクチュエータ構造体２に外部から力が加えられた場合には、出力軸３０が特にその軸方向である往復方向と直交する方向に弾性変形する。その結果、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１と出力軸３０と緩衝部材６４との隙間ｄ２が等しく形成されていても、出力軸３０と緩衝部材６４が先に接触することとなる。そのため、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となり、ひいては、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０とを支持する保持部材４０にかかる負荷を低減することもできる。
【００３０】
ちなみに、この際、出力軸３０は、特にその往復方向と直交する方向に弾性変形し、緩衝部材６４は、この出力軸３０における往復方向と直交する方向への弾性変形に応じて出力軸３０と接触するように配置されている。リニアアクチュエータ構造体２が電動歯ブラシに備えられている場合、電動歯ブラシの使用時には、ブラシ体８０に対してブラシ部８１の先端から基端に向かって、図３に矢印Ｆ１にて示す押付け力が働く場合が多い。すなわち、出力軸３０に対しては、その往復方向と直交する方向に外力が働くことが想定される。したがって、上述のように出力軸３０と緩衝部材６４とを構成することによって、リニアアクチュエータ構造体２が電動歯ブラシに備えられた場合に、特に適切に電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。
【００３１】
また、出力軸３０、出力軸接続部材３１、筐体６０、緩衝部材６４が導電性を有しているとともに、出力軸接続部材３１と制御回路６１、制御回路６１と筐体６０が電気的に接続されている。したがって、出力軸３０と緩衝部材６４が接触すると、出力軸３０、出力軸接続部材３１、制御回路６１、筐体６０、緩衝部材６４の間に電気的に閉回路が形成されて、出力軸３０と緩衝部材６４との間に電流が流れる。本実施形態では、出力軸３０と緩衝部材６４との接触を検知する接触検知部として、制御回路６１の制御部にてこの出力軸３０と緩衝部材６４との間を流れる電流の有無が検出される。これにより、出力軸３０と緩衝部材６４との接触の有無を検知することができる。
【００３２】
さらに、リニアアクチュエータ１の駆動中に出力軸３０と緩衝部材６４との接触が検知された際には、制御部によってリニアアクチュエータ１の駆動が抑制あるいは停止される。これにより、保持部材４０にかかる負荷をより低減することが可能となり、ひいては保持部材４０、特にその板ばね部４３，４４の変形等を抑制することも可能となる。
以上説明したように、第１の実施形態によれば、以下に列記する効果が得られる。
【００３３】
（１）リニアアクチュエータ構造体２として、リニアアクチュエータ１の出力軸３０および出力軸接続部材３１が弾性変形可能に形成され、筐体６０の貫通孔６３には、出力軸３０と接触可能に、出力軸３０と隙間ｄ２を有して緩衝部材６４が設けられる構成とした。そして、出力軸３０と緩衝部材６４との隙間ｄ２と、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１とを等しく形成した。これにより、リニアアクチュエータ構造体２に外部から力が加えられたとしても、出力軸３０と緩衝部材６４が先に接触するため、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。すなわち、緩衝部材の周囲に設けられる隙間ｄ２を電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１よりも小さく形成することを必要としない簡易な構成にて、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。
【００３４】
（２）出力軸３０および出力軸接続部材３１が、出力軸３０の往復方向と直交する方向に弾性変形可能に形成され、緩衝部材６４が、この弾性変形に応じて出力軸３０と接触可能に設けられる構成とした。これにより、リニアアクチュエータ構造体２が電動歯ブラシに備えられた場合に、特に適切に電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。
【００３５】
（３）出力軸３０と緩衝部材６４との接触の有無を検知する接触検知部を備えるようにした。これにより、出力軸３０と緩衝部材６４との接触の有無を検知することが可能となる。したがって、上記接触を検知した際に、例えばリニアアクチュエータ１の駆動が抑制あるいは停止されるようにすれば、保持部材４０にかかる負荷を低減することも可能となる。
【００３６】
（４）接触検知部が、出力軸３０と緩衝部材６４との間を流れる電流の有無の検出によって出力軸３０と緩衝部材６４との接触の有無を検知するものとした。これにより、出力軸３０と緩衝部材６４との接触を的確に検知することが可能となる。
【００３７】
（５）電動歯ブラシとして、リニアアクチュエータ構造体２を備え、筐体６０から突出する出力軸３０の先端部に、歯磨き用のブラシ体８０が接続されている構成とした。これにより、簡易な構成にて、その駆動源であるリニアアクチュエータ１の電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となり、ひいてはその製造も容易となる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を、第１の実施形態との相違点を中心に、図６を参照して説明する。なお、本実施形態も、基本的な構成は第１の実施形態と同等であり、図６においても第１の実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
【００３９】
図６に示されるように、本実施形態のリニアアクチュエータ構造体３は、電磁ブロック１０および磁性ブロック２０の間の間隙ｄ１と出力軸３０および緩衝部材６４の間の隙間ｄ２の関係が、第１の実施形態と異なっている。以下、この点について詳しく述べる。
【００４０】
図６に示されるように、緩衝部材６４における出力軸３０の先端側の端部と、出力軸３０側に配置された板ばね部４３の緩衝部材６４側の端部、すなわち板ばね部４３を構成する板ばねのうちの最も緩衝部材６４側に配置された板ばね４３ａとの距離をＬ１とする。また、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０とが対向する部分、すなわちコア１１と永久磁石２１とが対向する部分における出力軸３０と反対側の端部と、上記板ばね部４３の緩衝部材６４側の端部との距離をＬ２とする。
【００４１】
このとき、本実施形態では、上記距離Ｌ１、距離Ｌ２、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１、出力軸３０と緩衝部材６４との隙間ｄ２について、下記式（１），式（２）が共に成り立つように、各値が設定されている。
ｄ１≦ｄ２・・・・・・・・・（１）
ｄ２×Ｌ２＜ｄ１×Ｌ１・・・（２）
【００４２】
ここで、上記式（２）の導出について説明する。リニアアクチュエータ構造体３が特に電動歯ブラシに備えられた場合には、上述のように、ブラシ体８０に対して図６に矢印Ｆ１にて示す押付け力が働くことが想定される。すなわち、出力軸３０に対しては、その往復方向と直交する方向であって、該出力軸３０に設けられたブラシ部８１の先端から基端に向かう方向に外力が働く。この場合、出力軸３０は、板ばね部４３における最も緩衝部材６４側に配置された板ばね４３ａ上の点Ｐを支点として回転する。一方、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０に関しては、同様に板ばね４３ａ上の点Ｐを支点として、磁性ブロック２０が固定された電磁ブロック１０に向かう方向に回転する。
【００４３】
このとき、出力軸３０が緩衝部材６４と接触するまでに要する回転角度をθ１［ｒａｄ］とすると、角度θ１は微小な角度であるため、上記距離Ｌ１および隙間ｄ２を用いて下記式（３）のように近似できる。
θ１≒ｄ２／Ｌ１・・・・・・（３）
【００４４】
同様に、磁性ブロック２０が電磁ブロック１０と接触するまでに要する回転角度をθ２［ｒａｄ］とすると、角度θ２も微小な角度であるため、上記距離Ｌ２および間隙ｄ１を用いて下記式（４）のように近似できる。
θ２≒ｄ１／Ｌ２・・・・・・（４）
【００４５】
ここで、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０とが接触するよりも前に出力軸３０と緩衝部材６４とが接触するためには、下記式（５）の関係が満たされていればよい。
θ１＜θ２・・・・・・・・・（５）
したがって、上記式（５）に、上記式（３），式（４）を代入することによって、上記式（２）が得られる。
【００４６】
このように構成される本実施形態のリニアアクチュエータ構造体３によれば、特にリニアアクチュエータ構造体３が電動歯ブラシに備えられ、出力軸３０に対して往復方向と直交する方向に外力が働く場合であれ、適切に電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施形態では、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１が、対向するコア１１と永久磁石２１との間において一定であるとともに、出力軸３０と緩衝部材６４との隙間ｄ２がその周方向において一定であるものとして扱った。しかし、より厳密には、間隙ｄ１に関しては、コア１１と永久磁石２１とが対向する部分における出力軸３０と反対側の端部間の間隙ｄ１について上記の関係が満たされるものとすればよい。また、隙間ｄ２に関しても、出力軸３０のブラシ部８１が設けられている側とは反対側の面とそれに対向する緩衝部材６４との間の隙間ｄ２について上記の関係が満たされるものとすればよい。
【００４８】
また、本実施形態のリニアアクチュエータ構造体３も、第１の実施形態と同様の構成にて、出力軸３０と緩衝部材６４との接触を検知する接触検知部を備えている。
以上説明したように、第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態の（２）〜（５）の効果に加え、以下の効果が得られる。
【００４９】
（６）リニアアクチュエータ構造体３として、上記式（１），式（２）が共に満たされる構成とした。これにより、リニアアクチュエータ構造体３に外部から力が加えられたとしても、出力軸３０と緩衝部材６４が先に接触するため、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。すなわち、緩衝部材の周囲に設けられる隙間ｄ２を電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との間隙ｄ１よりも小さく形成することを必要としない簡易な構成にて、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。そして、リニアアクチュエータ構造体３が電動歯ブラシに備えられ、出力軸３０に対して往復方向と直交する方向に外力が働く場合であれ、適切に電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触を抑止することが可能となる。
【００５０】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のような形態にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、出力軸３０と緩衝部材６４との接触を検知する接触検知部が、出力軸３０と緩衝部材６４との間を流れる電流の有無の検出によって出力軸３０と緩衝部材６４との接触の有無を検知するようにした。このような接触の有無を検知する手段、すなわち接触検知手段としてはこれに限らず、例えば、出力軸３０における緩衝部材６４と接触する位置、または緩衝部材６４に押しスイッチを設ける構成としてもよい。すなわち、出力軸３０が緩衝部材６４と接触した場合に、この押しスイッチが押されることとなる。この場合、制御回路６１の制御部は、押しスイッチが押されたことを検知して、リニアアクチュエータの駆動を抑制あるいは停止する。これによっても、出力軸３０と緩衝部材６４との接触を検知することが可能となる。
【００５１】
・上述した出力軸および出力軸接続部材を、出力軸の往復方向と直交する方向に加え、往復方向を軸とした回転方向にも弾性変形可能に形成するとともに、緩衝部材が、この出力軸における往復方向と直交する方向および往復方向を軸とした回転方向への弾性変形に応じて出力軸と接触可能に設けられるようにしてもよい。例えば、出力軸および緩衝部材について、出力軸の径方向における断面形状を図７に示される態様にて形成する。すなわち図７において、出力軸３３は、その径方向の断面形状が、円形部３３ａと円形部３３ａから延設された方形部３３ｂとからなるように形成されている。そして、緩衝部材６５は、出力軸３３との間に出力軸３３の周に沿って隙間ｄ２が形成されるように、円形部６５ａと方形部６５ｂとから形成されている。こうした構成によれば、出力軸３３の往復方向と直交する方向に加え、出力軸３３の往復方向を軸とした回転方向に外力が加わった場合にも、出力軸３３と緩衝部材６５が先に接触することとなる。したがって、電磁ブロック１０と磁性ブロック２０との接触をより適切に抑止することが可能となる。なお、出力軸および出力軸接続部材が、出力軸の往復方向を軸とした回転方向にのみ弾性変形可能に形成され、緩衝部材が、この出力軸における往復方向を軸とした回転方向への弾性変形に応じて出力軸と接触可能に設けられるようにしてもよい。
【００５２】
・上記各実施形態では、出力軸３０と出力軸接続部材３１の双方が弾性変形可能に形成されるものとしたが、いずれか一方のみが弾性変形可能に形成されるようにしてもよい。すなわち、出力軸３０と出力軸３０を支持する出力軸接続部材３１の少なくとも一方が弾性変形可能であれば、外力に対して出力軸３０と緩衝部材６４を先に接触させることができる。
【００５３】
・上記各実施形態では、筐体６０の貫通孔６３に緩衝部材６４を設けたが、緩衝部材は、例えば筐体６０内における出力軸３０の周囲に出力軸３０と接触可能に設けるようにしてもよい。この場合、筐体が貫通孔を有さない筒状や有底筒状に形成され、その開口部等から出力が取り出されるようにしてもよい。
【００５４】
・上記各実施形態では、リニアアクチュエータを電動歯ブラシの駆動源として用いたが、ステイン除去用機器、歯間ブラシ、舌磨き用機器等の他の口腔衛生装置やその他の機器の駆動源として用いてもよい。なお、リニアアクチュエータをこうした口腔衛生装置の駆動源とする場合、出力軸には、口腔衛生用の被駆動体として、歯磨き用のブラシ体に代えてステイン除去用アタッチメント、歯間清掃用のブラシ、舌磨き用のブラシ等を接続すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１    ：リニアアクチュエータ
２    ：リニアアクチュエータ構造体
３    ：リニアアクチュエータ構造体
１０  ：電磁ブロック
１１  ：コア
１１ａ：ティース部
１２  ：巻線
１３  ：絶縁体
１４  ：固定部材
２０  ：磁性ブロック
２０ａ：磁性ブロック
２０ｂ：磁性ブロック
２１  ：永久磁石
２２  ：バックヨーク
３０  ：出力軸
３１  ：出力軸接続部材
３２  ：ボルト
３３  ：出力軸
３３ａ：円形部
３３ｂ：方形部
４０  ：保持部材
４１  ：電磁ブロック収容部
４２ａ：磁性ブロック収容部
４２ｂ：磁性ブロック収容部
４３  ：板ばね部
４３ａ：板ばね
４４  ：板ばね部
４５  ：連結部
５０  ：錘
５１  ：錘接続部材
５２  ：ボルト
５３  ：ボルト
６０  ：筐体
６１  ：制御回路
６２  ：固定部
６３  ：貫通孔
６４  ：緩衝部材
６５  ：緩衝部材
６５ａ：円形部
６５ｂ：方形部
７０  ：導線
７１  ：導線
７２  ：導線
７３  ：導線
８０  ：ブラシ体
８１  ：ブラシ部
θ１  ：角度
θ２  ：角度
ｄ１  ：間隙
ｄ２  ：隙間
Ｌ１  ：距離
Ｌ２  ：距離
Ｆ１  ：矢印
Ｐ    ：点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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