(57)【要約】【課題】共振により大きな振幅を発生させても駆動手段の破損を回避する。【解決手段】対象物に力を及ぼして影響を与える作用体２０２を振動させる振動型アクチュエータ１００であって、電圧により伸縮する駆動手段１１０と、伸縮方向において駆動手段１１０の両端部にそれぞれ取り付けられる取付部１２１と、伸縮方向と交差する方向において駆動手段１１０を挟んで並び、作用体２０２に接続される２つの出力部１２２と、２つの取付部１２１と２つの出力部１２２とを環状となるように連結し、駆動手段１１０の伸縮に基づき出力部１２２の間を拡縮させる４つの連結部１２３と、出力部１２２の間が広がる方向に圧力を付与する予圧手段１３０とを備える。【選択図】図３
2019213411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に力を及ぼして影響を与える作用体を振動させる振動型アクチュエータであって、
電圧または磁界により伸縮する駆動手段と、
伸縮方向において前記駆動手段の両端部にそれぞれ取り付けられる取付部と、
前記伸縮方向と交差する方向において前記駆動手段を挟んで並び、前記作用体に接続される２つの出力部と、
２つの前記取付部と２つの前記出力部とを環状となるように連結し、前記駆動手段の伸縮に基づき２つの前記出力部の間を拡縮させる４つの連結部と、
前記出力部の間が広がる方向に圧力を付与する予圧手段と
を備える振動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記予圧手段は、前記出力部の間に配置される
請求項１に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記予圧手段は、前記出力部と接触していない箇所にスリットを備える
請求項１または２に記載の振動型アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の振動型アクチュエータと、
対象物に力を及ぼして影響を与える作用体と、
前記振動型アクチュエータの前記駆動手段の振動の節部分を保持する保持部を有する基体とを備える
パーソナルケア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータを備えた電気かみそり、電動歯ブラシ、電動ヘアトリマーなどのパーソナルケア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動型アクチュエータを用いるパーソナルケア装置の１つである電気かみそりとして、例えば特許文献１に開示されるものがある。
【０００３】
特許文献１の電気かみそりは、ボディの一端部にブレードを配し、ブレードをボディに対して振動させる圧電素子をボディに結合する構成となっている。このような構成の電気かみそりは、圧電素子を駆動源とすることにより小型、軽量、省電力とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１８１８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の電気かみそりの構成では、体毛を良好に切断するための振幅の確保が難しいという課題がある。また、大きな振幅を得るために有効である共振を利用した場合に、圧電素子が共振による慣性力によって、変形の限界を超えて破損する課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、駆動手段の破損を防止しつつ共振によりブレードなどの作用体の振幅を大きくすることができる振動型アクチュエータ、および振動型アクチュエータを用いたパーソナルケア装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の１つである振動型アクチュエータは、対象物に力を及ぼして影響を与える作用体を振動させる振動型アクチュエータであって、電圧または磁界により伸縮する駆動手段と、伸縮方向において前記駆動手段の両端部にそれぞれ取り付けられる取付部と、前記伸縮方向と交差する方向において前記駆動手段を挟んで並び、前記作用体に接続される２つの出力部と、２つの前記取付部と２つの前記出力部とを環状となるように連結し、前記駆動手段の伸縮に基づき２つの前記出力部の間を拡縮させる４つの連結部と、前記出力部の間が広がる方向に圧力を付与する予圧手段とを備える。
【０００８】
これによって、駆動手段が伸縮すると、２つの出力部が駆動手段の変位に対し、大きな振幅で振動させることができる。さらに、予圧手段の付勢力により駆動手段が伸縮方向に予め圧縮されていることで、振動型アクチュエータを共振状態で動作させた場合でも駆動手段が破損しない伸び量で駆動できるため、小型又は薄型構造でありながら、作用体を大きな振幅で振動させることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の振動型アクチュエータおよび振動型アクチュエータを備えたパーソナルケア装置は、共振状態で駆動させて作用体の振幅を大きくした場合でも、駆動手段の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１における振動型アクチュエータを備えたパーソナルケア装置の１つである電気かみそりを示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置を分解して示す斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す斜視図である。
【図４】図４は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す平面図である。
【図５】図５は、実施の形態１における振動型アクチュエータに作用体が取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施の形態１における振動型アクチュエータの動作を矢印を用いて示した図である。
【図７】図７は、実施の形態１における振動型アクチュエータに取り付けられた作用体の動作を矢印を用いて示した図である。
【図８】図８は、実施の形態２におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態２におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す平面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２におけるパーソナルケア装置を分解して示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す平面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３におけるパーソナルケア装置を分解して示す斜視図である。
【図１４】図１４は、実施の形態４における振動型アクチュエータと錘が取り付けられた作用体を示した斜視図である。
【図１５】図１５は、実施の形態４における振動型アクチュエータと錘が取り付けられたアンバランスな作用体を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明に係る振動型アクチュエータおよびパーソナルケア装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における振動型アクチュエータを備えたパーソナルケア装置の１つである電気かみそりを示す斜視図である。図２は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置を分解して示す斜視図である。図３は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す斜視図である。図４は、実施の形態１におけるパーソナルケア装置が備える振動型アクチュエータを示す平面図である。図５は、実施の形態１における振動型アクチュエータに作用体が取り付けられた状態を示す斜視図である。これらの図に示すように実施の形態１における、パーソナルケア装置２００は、刃部材として機能する作用体２０２を髭などの体毛に作用させて体毛を切断する電気かみそりであり、作用体２０２を駆動させる振動型アクチュエータ１００と、肌を作用体２０２に直接触れさせないカバー部材２０４と、振動型アクチュエータ１００を駆動させる駆動回路（不図示）などを格納した箱状の基体２０５とを備えている。
【００１４】
振動型アクチュエータ１００は、電圧または磁界により伸縮する圧電素子や磁歪素子などを備える駆動手段１１０と、駆動手段１１０の伸縮幅を拡大することができる変換機構１２０と、変換機構１２０に予圧を与える予圧手段１３０とを備えている。また、振動型アクチュエータ１００は、基体２０５などに設けられた保持部２５１により保持されている。
【００１５】
駆動手段１１０は、電圧または磁界の少なくとも一方により一軸方向に伸縮する素子であれば特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、駆動手段１１０として直方体の圧電素子が採用されている。駆動手段１１０は、印加する電圧に応じて長手方向に伸縮変形をする。
【００１６】
変換機構１２０は、全体視環状の機構であり、変換機構１２０の内方に配置された駆動手段１１０の伸縮を駆動手段１１０の伸縮方向（図中Ｘ軸方向）と交差（立体交差含む）する方向軸（例えば図中Ｙ軸方向）上の他の部分の拡縮に変換する。変換機構１２０は、全周の長さと駆動手段１１０の伸縮方向の長さとの関係により、駆動手段１１０の振幅を出力部において拡大することもでき、また駆動手段１１０の力を出力部において増大させることも可能である。別の表現で表すと、図４に示す一方の出力部１２２と連結部１２３との接続部と、他方の出力部１２２と連結部１２３との接続部との間隔ＤＯと、一方の取付部１２１と連結部１２３との接続部と、他方の取付部１２１と連結部１２３との接続部との間隔ＤＩとの関係により、駆動手段１１０の振幅を出力部において拡大することもでき、また駆動手段１１０の力を出力部において増大させることも可能である。本実施の形態の場合、刃部材である作用体２０２を用いて体毛を切断する電気かみそりに振動型アクチュエータ１００が適用されるため、変換機構１２０は、振幅を拡大できるように設定されている。
【００１７】
本実施の形態の場合、変換機構１２０は、図３、図４に示すように、取付部１２１と、出力部１２２と、連結部１２３とを備えている。
【００１８】
取付部１２１は、駆動手段１１０の伸縮方向において駆動手段１１０の両端部にそれぞれ接続される変換機構１２０の部分である。本実施の形態の場合、取付部１２１は、矩形柱状の部分であり、変換機構１２０において駆動手段１１０の伸縮方向に対向状に２箇所設けられている。また、取付部１２１には、駆動手段１１０の長手方向の端部を差し込むための溝が内方に向かって対向状にそれぞれ設けられている。
【００１９】
取付部１２１と駆動手段１１０との接続方法は、特に限定されるものではなく、締結部材を用いる方法や接着剤を用いる方法を例示することができる。本実施の形態の場合、取付部１２１と駆動手段１１０とは、ずれ動かないような方策、例えば図中Ｙ軸方向における溝との嵌合、および締結部材や接着剤などによる図中Ｚ軸方向の固定などがなされている。
【００２０】
出力部１２２は、駆動手段１１０の伸縮方向（図中Ｘ軸方向）と交差する方向（図中Ｙ軸方向）において駆動手段１１０を挟んで並び、作用体２０２にそれぞれ接続される２つの部分である。出力部１２２は、駆動手段１１０の伸縮を伸縮方向とは異なる方向の振動として出力する部分である。伸縮方向における駆動手段１１０の長さと２つの取付部の長さとの和よりも、２つの出力部１２２の距離が短くなるように変換機構１２０全体が設定されている。これにより、２つの出力部１２２の拡縮幅は、駆動手段１１０の伸縮幅よりも大きくなる。なお、伸縮方向における駆動手段１１０の長さと２つの取付部の長さとの和よりも、２つの出力部１２２の距離が長くなるように変換機構１２０全体を設定することにより、２つの出力部１２２に基づき得られる力は、駆動手段１１０が発生させる力よりも大きくなる。
【００２１】
本実施の形態の場合、変換機構１２０において、出力部１２２は、矩形柱状の部分であり、変換機構１２０において駆動手段１１０の伸縮方向と直交する方向に駆動手段１１０挟んで２箇所設けられている。なお、出力部１２２の厚さが連結部１２３の厚さと同じでも構わない。
【００２２】
連結部１２３は、２つの取付部１２１と２つの出力部１２２とを環状となるように連結し、駆動手段１１０の伸縮に基づき２つの出力部１２２の間を拡縮させる４つの部分である。連結部１２３は、１つの取付部１２１と１つの出力部１２２とをそれぞれ連結し、駆動手段１１０による２つの取付部１２１の拡縮を２つの出力部１２２の拡縮に変換する。変換機構１２０において、連結部１２３は、矩形板状の部分であり、一対の取付部１２１、および一対の出力部１２２が配置される面に対し直交するように配置されている。
【００２３】
本実施の形態の場合、連結部１２３の厚さは、取付部１２１、および出力部１２２の厚さよりも薄い。これにより、連結部１２３は、厚さ方向（変換機構１２０の内方から外方に向かう方向）においては弾性変形して撓むことができ、他の方向については剛体的に振る舞う。従って、連結部１２３は、取付部１２１の拡縮のエネルギーをほとんどロスすることなく出力部１２２の拡縮に変換することが可能である。
【００２４】
また、振動型アクチュエータ１００の非動作時において、一対の出力部１２２の間隔が、一対の取付部１２１の間隔よりも短くなるように設定されている。具体的には、一方の出力部１２２と連結部１２３との接続部と、他方の出力部１２３と連結部１２３との接続部との間隔ＤＯ（図４参照）が、一方の取付部１２１と連結部１２３との接続部と、他方の取付部１２１と連結部１２３との接続部との間隔ＤＩよりも短くなるように連結部１２３の長さが設定される。これにより、前述の通り、駆動手段１１０の伸縮量よりも２つの出力部１２２の拡縮量を大きくすることができる。また、一対の出力部１２２間の最小間隔は、出力部１２２の並び方向における取付部１２１の最大幅よりも広くなるように設定されている。
【００２５】
取付部１２１、および出力部１２２と連結部１２３との接続方法は、特に限定されるものではなく、ヒンジを用いた接続方法や、溶接、機械的嵌め合いなどを例示することができる。本実施の形態の場合、取付部１２１、出力部１２２、および連結部１２３は、ばね鋼等を素材として一体に形成されている。これにより、変換機構１２０の組立が不要になり、振動型アクチュエータ１００のさらなる小型化を図ることができる。
【００２６】
なお、取付部１２１、および出力部１２２は、連結部１２３から内方に突出状に配置されているが、駆動手段１１０が伸縮した場合でも、出力部１２２と駆動手段１１０が当接しないように連結部１２３の長さが設定されている。
【００２７】
予圧手段１３０は、出力部１２２の間が広がる方向に出力部１２２に対して圧力を付与する部材である。予圧手段１３０の構造は、特に限定されるものではなく、出力部１２２を変換機構１２０の外方から引っ張る方向に付勢する構造でも、出力部１２２の間から外方に向けて付勢する構造でも構わない。本実施の形態の場合、予圧手段１３０は、出力部１２２の間に駆動手段１１０を跨ぐように配置され、出力部１２２の間が広がる方向に圧力を付与している。このように、出力部１２２の間に予圧手段１３０を配置することにより、振動型アクチュエータ１００の小型化を図ることが可能となる。
【００２８】
予圧手段１３０の形状は、駆動手段１１０に干渉することなく出力部１２２を付勢できるものであれば特に限定されるものではない。本実施の形態の場合、予圧手段１３０は、内方に予圧手段１３０を刺し通すことのできる円環状の形状であるが、矩形の環状などであっても構わない。また、予圧手段１３０は、円弧形状や矩形の環状を２分割した様な形状であっても構わない。
【００２９】
予圧手段１３０の材質は、特に限定されるものではなく、ばね鋼などの金属や樹脂など駆動手段１１０に与える予圧に従い任意に選択される。ここで、予圧手段１３０が駆動手段１１０に与える予圧とは、振動型アクチュエータ１００の非動作時において、変換機構１２０を介して伸縮方向に駆動手段１１０を圧縮した状態で維持できる圧力である。具体的に例えば、予圧手段１３０を設けることなく振動型アクチュエータ１００を振動させた場合における駆動手段１１０の振幅と、振動型アクチュエータ１００の共振周波数、または、振動型アクチュエータ１００に作用体２０２が取り付けられた状態の共振周波数で駆動手段を振動させた際の駆動手段１１０の振幅との差分程度縮む様な予圧を与える。
【００３０】
次に、振動型アクチュエータ１００を備えたパーソナルケア装置２００を説明する。振動型アクチュエータ１００は、全体視略楕円環形状の弾性体であり、略楕円状断面の長軸方向（図中Ｘ軸方向）に沿って延在するように配置し、取付部１２１の間に架橋状に圧入などで隙間なく駆動手段１１０を収容する。振動型アクチュエータ１００の短軸方向（図中Ｙ軸方向）の頂点にあたる部分に出力部１２２が配置される。取付部１２１と出力部１２２とは、弾性変形可能な連結部１２３で連結されている。
【００３１】
保持部２５１（図２参照）は、作用体２０２が取り付けられた状態の振動型アクチュエータ１００の振動の節の部分で振動型アクチュエータ１００を基体２０５に対して保持する部分である。本実施の形態の場合、振動型アクチュエータ１００は、長軸回りにおいても回転対称形であり、短軸周りに置いても回転対称形であるため、保持部２５１は、長軸と短軸の交点を含む領域を保持している。具体的には、駆動手段１１０の振動方向の中間位置近傍を保持部２５１が保持している。
【００３２】
保持部２５１の振動型アクチュエータ１００を保持する方法は、特に限定されるものではないが、保持部２５１は、長軸、および短軸に直交するＺ軸方向に基体２０５から突出状に設けられており、長軸方向（Ｘ軸方向）の中点をとおる駆動手段１１０の外周の四面を囲む様にして保持することで、基体２０５に振動型アクチュエータ１００を固定している。また予圧手段１３０を回避して駆動手段１１０を保持できる形状となっている。
【００３３】
保持部２５１の長軸方向の厚さは、つまり、長軸方向において保持部２５１が駆動手段１１０を拘束する厚さはできる限り、薄い方が好ましい。一方、振動型アクチュエータ１００の振動に対し揺れ動きにくい剛性を備えることが好ましい。
【００３４】
保持部２５１によって保持された振動型アクチュエータ１００は、保持部２５１以外には接触することなく動作することができる。これにより、接触によるロスを防止して、効率よく作用体２０２を振動させることが可能となる。
【００３５】
刃部材である作用体２０２は、図５に示すように、変換機構１２０の出力部１２２と接続され、バネなどによってカバー部材２０４の内面に接触するよう一定の力で付勢されている。
【００３６】
ここで、本実施の形態における各部の具体的な設計例としては、以下の通りである。なお、具体的数値の記載は設計例を示すに過ぎず、発明を限定するものではない。
【００３７】
駆動手段１１０は、Ｘ方向に１０ｍｍ、Ｙ方向に３ｍｍ、Ｚ方向に２ｍｍの直方体である。変換機構１２０は、変換機構１２０の外形は、Ｘ方向（長軸方向）に２０ｍｍ、Ｙ方向（短軸方向）に１４．７ｍｍ、長軸および短軸に直交するＺ方向に７ｍｍの略楕円形の環状である。連結部１２３の短手の長さ（厚さ）を１．０ｍｍ、連結部１２３の仮想延長線と駆動手段１１０の長軸方向の仮想延長線（伸縮方向軸）とで成す角度は１１°である。
【００３８】
保持部２５１は、駆動手段１１０の長軸方向（Ｘ軸方向）の中点をとおる外周の四面を囲み、Ｘ方向に０．１ｍｍである。
【００３９】
刃部材である作用体２０２はＸ方向に５ｍｍ、Ｙ方向に２０ｍｍ、Ｚ方向に６ｍｍである。
【００４０】
予圧手段１３０は外形をＸ方向に３ｍｍ、Ｙ方向に８ｍｍ、Ｚ方向に７ｍｍとし、厚みを一律０．５ｍｍである。
【００４１】
予圧手段１３０のバネ定数は４００Ｎ／ｍｍであり、変換機構１２０の出力部１２２側面に予圧手段１３０が０．２５ｍｍ変形する（１００Ｎの付勢力を有する）よう配置され、変換機構１２０を介して駆動手段１１０をＸ方向に０．０５ｍｍ圧縮する。
【００４２】
出力部１２２の振幅を大きくするためには、駆動手段１１０はＸ方向の変位が大きく、連結部１２３の仮想延長線と駆動手段１１０の長軸方向の仮想延長線とで成す角度が小さく、予圧手段１３０のバネ定数が小さいことが望ましい。
【００４３】
以上のように構成されたパーソナルケア装置２００について、以下その動作、作用を説明する。
【００４４】
図６は、実施の形態１における振動型アクチュエータの動作を矢印を用いて示した図である。同図に示すように、駆動手段１１０が備える圧電素子に電圧を印加すると、Ｘ方向に圧電素子が伸びる。駆動手段１１０の伸びに伴い、２つの取付部１２１の間隔は、駆動手段１１０の伸びと同程度Ｘ方向に広がる。２つの取付部１２１の間隔の拡張に伴い、連結部１２３の取付部１２１に接続されている部分は、取付部１２１の広がりに伴って、Ｘ軸方向にそれぞれ広がる。
【００４５】
それにより連結部１２３の出力部１２２に接続されている部分は、駆動手段１１０に向かってＹ方向にそれぞれ変位する。変換機構１２０のＹ方向（短軸）は、Ｘ方向（長軸）に対し短いため、Ｘ方向の変位に対しＹ方向は大きく変位する。それに伴い、２つの出力部１２２が同程度Ｙ方向に近づくように変位し、それに伴い、２つの作用体２０２が同程度Ｙ方向に近づくように変位する。
【００４６】
以上により、図７に示すように、出力部１２２に固定された作用体２０２は、出力部１２２と共に相互に反対方向に大きく変位する。
【００４７】
さらに、作用体２０２が取り付けられた振動型アクチュエータ１００の共振周波数で駆動手段１１０を駆動させた場合は、作用体２０２が駆動する慣性力が変換機構１２０を介して駆動手段１１０に回生され、電圧印加による変位より大きな変位が発生する。
【００４８】
一方、圧電素子に印加した電圧を解除、または逆電位を印加すると、Ｘ方向に圧電素子が縮み、上記と逆の動き、つまり、図６に示す矢印の逆の動きとなる。具体的には、駆動手段１１０が縮むことに伴い、２つの取付部１２１の間隔も狭くなる。２つの取付部１２１の間隔の減少に伴い、連結部１２３の取付部１２１に接続されている部分もそれぞれ間隔が減少する。
【００４９】
それにより連結部１２３の出力部１２２に接続されている部分は、駆動手段１１０から遠ざかるようにＹ方向にそれぞれ変位する。変換機構１２０のＹ方向（短軸）は、Ｘ方向（長軸）に対し短いため、Ｘ方向の変位に対しＹ方向は大きく変位する。それに伴い、２つの出力部１２２が同程度Ｙ方向に遠ざかるように変位し、それに伴い、２つの作用体２０２が同程度Ｙ方向に遠ざかるように変位する。
【００５０】
以上のように、圧電素子に印加する電圧を変化させることで、振動型アクチュエータ１００は、駆動手段１１０の僅かな伸縮をテコの原理で作用体２０２の大きな拡縮に変換することができる。例えば、変換機構１２０が本実施の形態の大きさの場合、駆動手段１１０の伸縮の５倍程度の振幅で作用体２０２を振動させることができる。また、構造体の共振周波数で駆動手段１１０が備える圧電素子に電圧を印加した場合、変換機構１２０が共振して、１０倍以上の拡縮に拡大し出力することが可能となる。
【００５１】
さらに、予圧手段１３０により共振による伸び分を予め圧縮させているため、圧電素子が限界以上に引き延ばされて破壊することなく、大きな振幅で振動させることができる。従って、さらに１０倍の振幅に拡大して出力することも可能となる。
【００５２】
（実施の形態２）
振動型アクチュエータ１００、および振動型アクチュエータ１００を備えたパーソナルケア装置２００の実施の形態２について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００５３】
図８、図９は、実施の形態２の振動型アクチュエータ１００を示している。これらの図に示すように、予圧手段１３０は、変換機構１２０と接触していない箇所にスリット１３１を備えている。
【００５４】
出力部１２２の振動の振幅を大きくするためには、駆動手段１１０のＸ方向の変位が大きくすることが好ましい。また、連結部１２３の仮想延長線と駆動手段１１０の長軸方向の仮想延長線とで成す角度を小さくすることが好ましい。また、予圧手段１３０のバネ定数が小さいことが望ましい。
【００５５】
本実施の形態の場合、予圧手段１３０にスリット１３１を設けることにより予圧手段１３０のバネ定数が小さくすることができる。これにより予圧手段１３０による駆動手段１１０の伸縮への影響を抑制できるため、作用体２０２を高速、大振幅かつ高推力で振動させることが可能となる。本実施の形態では作用体２０２は電気かみそりであるため、濃い髭なども問題なく剃り上げることができる。
【００５６】
本実施の形態で採用される円形筒形状の予圧手段１３０の具体的な設計例としては、予圧手段１３０の外形は、Ｘ方向に３ｍｍ、Ｙ方向に８ｍｍ、Ｚ方向に７ｍｍ、厚みを一律０．５ｍｍであり、中央のスリット１３１の幅は１ｍｍである。このとき、予圧手段１３０のバネ定数は２００Ｎ／ｍｍであり、変換機構１２０の出力部１２２側面に予圧手段１３０が０．５ｍｍ変形する（１００Ｎの付勢力を有する）よう配置され、変換機構１２０を介して駆動手段１１０をＸ方向に０．０５ｍｍ圧縮する。
【００５７】
なお、保持部２５１は、図１０に示すように、スリット１３１に刺し通された状態で駆動手段１１０を保持しても構わない。
【００５８】
（実施の形態３）
振動型アクチュエータ１００、および振動型アクチュエータ１００を備えたパーソナルケア装置２００の実施の形態３について説明する。なお、前記実施の形態１、２と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００５９】
図１１、図１２は、実施の形態３における振動型アクチュエータを示している。なお、予圧手段１３０は、図示されていないが、実施の形態３の振動型アクチュエータ１００も予圧手段１３０を備えている。これらの図に示すように、振動型アクチュエータ１００の駆動手段１１０は、固定部材１１１と、駆動手段１１０の伸縮方向（Ｘ軸方向）において、固定部材１１１の両側にそれぞれ接続される２つの駆動部材１１２とを備えている。本実施形態では駆動部材１１２は、圧電素子である。
【００６０】
ここで、本実施の形態における各部の具体的な設計例としては、駆動部材１１２は、Ｘ方向に３ｍｍ、Ｙ方向に３ｍｍ、Ｚ方向に２ｍｍの直方体である。固定部材１１１は、焼入鋼などの硬度の高い材料で構成され、Ｘ方向に５ｍｍ、Ｙ方向に３ｍｍ、Ｚ方向に２ｍｍの直方体であり、予圧手段１３０よりもＸ方向において長く設定されている。
【００６１】
上記差異をふまえて、本発明の第３の実施形態におけるパーソナルケア装置２００の動作について、以下その動作、作用を説明する。
【００６２】
２つの駆動部材１１２は一端が固定部材１１１と接続されているため、他端側にＸ方向の変位が出力される。それに伴い、取付部１２１が同程度Ｘ方向に変位する。これ以降は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６３】
固定部材１１１は、任意の形状に自由に設計が可能であるため、確実に振動型アクチュエータ１００の節で基体２０５に対して固定でき、薄い保持部２５１が曲がって揺れることによる駆動手段１１０の伸縮の拡大率の損失を軽減できる。さらに、駆動部材１１２が基体２０５に直接保持されないため、圧電素子である駆動部材１１２の破損の可能性を軽減することができる。
【００６４】
また、図１３に示すように駆動手段１１０の振動方向において、固定部材１１１が予圧手段１３０よりも長いため、保持部２５１が、予圧手段１３０を跨ぐように固定部材１１１の２箇所で保持することができる。これにより振動型アクチュエータ１００を安定した状態で保持することができる。
【００６５】
（実施の形態４）
振動型アクチュエータ１００を備えたパーソナルケア装置２００の実施の形態４について説明する。なお、前記実施の形態１、２、３と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００６６】
図１４は、実施の形態３における作用体及び振動型アクチュエータを示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルケア装置２００は、作用体２０２に取り付けられる錘２０３を備えている。
【００６７】
錘２０３の材質は、特に限定されるものではないが、比重が大きいものが好ましく、例えばタングステン、真鍮などを例示することができる。これらは工業的に入手可能であり、加工なども可能である。
【００６８】
錘２０３の取り付け位置は作用体２０２が好ましく、錘２０３の形状は、作用体２０２の振動方向（Ｙ軸方向）における作用体２０２の長さと同程度の形状が好ましい。錘２０３のＹ軸方向に垂直な断面形状は特に限定されるものではなく、長方形、正方形、丸などを例示することができる。
【００６９】
本実施の形態の場合、錘２０３は、刃部材として機能する４本の作用体２０２にそれぞれ２個ずつ作用体２０２を挟むように取り付けられている。錘２０３の形状を具体的に例示すると、Ｘ方向に１ｍｍ、Ｙ方向に１８ｍｍ、Ｚ方向に３ｍｍの隅部が丸められた直方体である。
【００７０】
以上のように、錘２０３を備えたパーソナルケア装置２００によれば、パーソナルケア装置２００において振動型アクチュエータ１００を共振動作させた場合、変換機構１２０を介して大きな慣性力が得られるため、作用体２０２では、駆動手段１１０の僅かな振幅を５０倍以上の振幅に拡大し出力される。また、錘２０３が着けられた作用体２０２を高速、高推力で駆動させるため、他の物に与える影響を大きくすることができ、パーソナルケア装置２００が電気かみそりの場合、濃い髭も問題なく剃り上げることができる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【００７２】
例えば、上記実施の形態１〜４においてパーソナルケア装置２００として電気かみそりを例示したが、パーソナルケア装置２００はこれに限定されるものではない。例えば、パーソナルケア装置２００が人の手で把持されて使用される電動歯ブラシの場合、作用体２０２はブラシとなる。また、パーソナルケア装置２００としては、ヘアトリマー、美顔器など、人間や動物に対して作用させるものばかりでなく、草刈り機、彫刻機など、植物や物質に対して作用させるものでも構わない。
【００７３】
また、錘２０３は、作用体２０２の高推力を得るためばかりでなく、図１５に示す様に、２つの出力部１２２それぞれ取り付けられる作用体２０２の重量が異なる場合、錘２０３を用いてバランスを図ってもよい。図１５の場合、出力部１２２の両方に作用体２０２が取り付けられているが、出力部１２２の一方にのみ作用体２０２が取り付けられている場合、錘２０３をカウンターウエイトとして他方の出力部１２２に取り付けても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように本発明は、振動により対象物に力を及ぼして対象物に影響を与える電気かみそり、電動歯ブラシ、電動ヘアトリマー、美顔器、草刈り機、彫刻機などに利用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  振動型アクチュエータ
１１０  駆動手段
１１１  固定部材
１１２  駆動部材
１２０  変換機構
１２１  取付部
１２２  出力部
１２３  連結部
１３０  予圧手段
１３１  スリット
２００  パーソナルケア装置
２０２  作用体
２０３  錘
２０４  カバー部材
２０５  基体
２５１  保持部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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