(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナルケア器具のためのアクチュエータであって、
（ａ）内側表面と自身の長さ寸法に沿って延びる主軸とを有すると共に、前記長さ寸法に沿って少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁性材料のハウジングと、
（ｂ）前記主軸に沿って前記ハウジング内を長手方向に延在すると共に、前記ハウジングの前記少なくとも第１及び第２部分に各々対応する少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁化可能材料のスピンドルと、
（ｃ）前記ハウジングの第１部分と前記スピンドルの第１部分との間に結合される接線方向アクチュエータ部分と、
を有し、前記接線方向アクチュエータ部分が、
（ｉ）(i)(a)第１の放射方位配置構成で空き空間を介して離隔配置されると共に第１の極性順序を有する第１系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の対であり、互いに接するＮ及びＳの磁石セグメントを含む該第１系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内側表面に沿って長手方向に配置される第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(i)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第１放射状構造で配置された極部材を有する第１極アセンブリを備えた第１磁石／極アセンブリと、
（ii）(ii)(a)第２の放射方位配置構成で空き空間を介して離隔配置されると共に前記第１の極性順序とは逆の第２の極性順序を有する第２系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の対であり、互いに接するＮ及びＳの磁石セグメントを含む該第２系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内側表面に沿って長手方向に配置される第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(ii)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第２放射状構造で配置された極部材を有する第２極アセンブリを備えた第２磁石／極アセンブリと、
（iii）前記第１及び第２磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される電磁コイルと、
を有し、前記電磁コイルに供給される回転制御信号に応答して、前記接線方向アクチュエータ部分が前記スピンドルを前記ハウジングに対して前記主軸の回りで回転的に変位させる、アクチュエータ。
【請求項２】
前記Ｎ−Ｓ磁化パターンが（ｉ）磁化線が前記主軸に対して放射状に向けられる放射状磁化パターン、及び（ii）磁化線が所与の方向に互いに平行に向けられる平行磁化パターンからなる群から選択された１つを有する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１極アセンブリが、前記第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置の間で動作する、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第２極アセンブリが、前記第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置の間で動作する、請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第２極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置が、前記第１極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置と前記主軸に対する放射方向で整列される、請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第２極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置が、前記第１極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置と前記主軸に対する放射方向で整列されない、請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの前記第２の放射方位配置構成が、前記第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの前記第１の放射方位配置構成からオフセットされ、前記第２極アセンブリの前記第２放射状構造が前記第１極アセンブリの前記第１放射状構造からオフセットされている、請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１に記載のアクチュエータであって、
（ｄ）前記ハウジングの第２部分と前記スピンドルの第２部分との間に結合された軸方向アクチュエータ部分、
を更に有し、該軸方向アクチュエータ部分が、
（ｉ）(i)(a)第１の長手方向配置構成で離隔配置され且つ第３の極性順序を持つ第３系列の磁石セグメントであって、該第３系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内側表面に沿って周方向に配置される第３系列の磁石セグメント、及び(i)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドル
の周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第３極アセンブリを備えた第３磁石／極アセンブリと、
（ii）(ii)(a)第２の長手方向配置構成で離隔配置され且つ前記第３の極性順序とは逆の第４の磁性順序を持つ第４系列の磁石セグメントであって、該第４系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内側表面に沿って周方向に配置される第４系列の磁石セグメント、及び(ii)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第４極アセンブリを備えた第４磁石／極アセンブリと、
（iii）前記第３及び第４磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される第２電磁コイルと、
を有し、前記第２電磁コイルに供給される平行移動制御信号に応答して、前記軸方向アクチュエータ部分が前記スピンドルを前記ハウジングに対し前記主軸に沿って軸方向に変位させる、アクチュエータ。
【請求項９】
前記第３系列の磁石セグメントのうちの少なくとも１つの磁石セグメントが前記内側表面の所与の周に沿って離隔配置された同一の極性の複数の副セグメントを更に有し、
前記第４系列の磁石セグメントのうちの少なくとも１つの磁石セグメントが前記内側表面の所与の周に沿って離隔配置された同一の極性の複数の副セグメントを更に有する、
請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記第３系列の磁石セグメントにおける前記複数の副セグメントが４つの副セグメントを有し、これら４つの副セグメントが前記所与の周に沿って互いに等間隔とされ、
前記第４系列の磁石セグメントにおける前記複数の副セグメントが４つの副セグメントを有し、これら４つの副セグメントが前記所与の周に沿って互いに等間隔とされる、
請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記第３系列の磁石セグメントは該第３系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第３極アセンブリは前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有し、
前記第４系列の磁石セグメントは該第４系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第４極アセンブリは前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有する、
請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記第３極アセンブリの前記少なくとも２つの極部材は、前記第３系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有し、
更に、前記第４極アセンブリの前記少なくさらにとも２つの極部材は、前記第４系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有する、
請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記回転制御信号、前記平行移動制御信号、並びに前記回転及び平行移動制御信号の両方の何らかの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つを供給するコントローラを更に有する、請求項８に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
パーソナルケア器具のためのアクチュエータであって、
（ａ）内周面と自身の長さ寸法に沿って延びる主軸とを有すると共に、前記長さ寸法に沿って少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁性材料のハウジングと、
（ｂ）前記主軸に沿って前記ハウジング内を長手方向に延在すると共に、前記ハウジングの前記少なくとも第１及び第２部分に各々対応する少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁化可能材料のスピンドルと、
（ｃ）前記ハウジングの第１部分と前記スピンドルの第１部分との間に結合されると共に、
（ｃ−ｉ）(c-i)(a)第１の放射方位配置構成で空き空間を介して離隔配置されると共に第１の極性順序を有する第１系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の対であり、互いに接するＮ及びＳの磁石セグメントを含む該第１系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(c-i)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第１放射状構造で配置された極部材を有する第１極アセンブリを備えた第１磁石／極アセンブリと、
（ｃ−ii）(c-ii)(a)第２の放射方位配置構成で空き空間を介して離隔配置されると共に
前記第１の極性順序とは逆の第２の極性順序を有する第２系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の対であり、互いに接するＮ及びＳの磁石セグメントを含む該第２系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(c-ii)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第２放射状構造で配置された極部材を有する第２極アセンブリを備えた第２磁石／極アセンブリと、
（ｃ−iii）前記第１及び第２磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される電磁コイルと、
を有し、この電磁コイルに供給される回転制御信号に応答して、前記スピンドルを前記ハウジングに対して前記主軸の回りで回転的に変位させる接線方向アクチュエータ部分と、
（ｄ）前記ハウジングの第２部分と前記スピンドルの第２部分との間に結合されると共に、
（ｄ−ｉ）(d-i)(a) 第１の長手方向配置構成で離隔配置され且つ第３の極性順序を持つ第３系列の磁石セグメントであって、該第３系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第３系列の磁石セグメント、及び(d-i)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第３極アセンブリを備えた第３磁石／極アセンブリと、
（ｄ−ii）(d-ii)(a) 第２の長手方向配置構成で離隔配置され且つ前記第３の極性順序とは逆の第４の磁性順序を持つ第４系列の磁石セグメントであって、該第４系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第４系列の磁石セグメント、及び(d-ii)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第４極アセンブリを備えた第４磁石／極アセンブリと、
（ｄ−iii）前記第３及び第４磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される第２電磁コイルと、
を有し、前記第２電磁コイルに供給される平行移動制御信号に応答して、前記スピンドルを前記ハウジングに対し前記主軸に沿って軸方向に変位させる軸方向アクチュエータ部分と、
（ｅ）前記回転制御信号、前記平行移動制御信号、並びに前記回転及び平行移動制御信号の両方の何らかの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つを供給するコントローラと、
を有する、アクチュエータ。
【請求項１５】
前記第３系列の磁石セグメントは該第３系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第３極アセンブリは前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有し、該少なくとも２つの極部材は、前記第３系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有し、
前記第４系列の磁石セグメントは該第４系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第４極アセンブリは前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有し、該少なくとも２つの極部材は、前記第４系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有する、
請求項１４に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、広くは電動歯ブラシ等のパーソナルケア器具のための駆動システムに関し、更に詳細には個別のＮ-Ｓ群化磁石セグメントを特徴とする接線方向及び軸方向合成運動駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  接線方向アクチュエータ（tangential actuator）は、一般的に、（ｉ）金属缶又は円筒状ハウジングの内側に取り付けられた小さな磁石及び（ii）該金属缶内のシャフトに取り付けられた極からなる電磁システムによりバネ機能が付与される共振システムを有している。加えて、上記極（即ち、ロータ）の歯合位置（cogging position）は、シャフトを回転させる際にバネ特性を有する。更に、既知の接線方向アクチュエータは均一に分散された北（Ｎ）及び南（Ｓ）型磁石並びに極を有している。
【０００３】
[0003]  上述した接線方向アクチュエータは、製品への工業化を阻む幾つかの特徴を有している。即ち、該アクチュエータは金属缶又は円筒状ハウジングの内側に取り付けられなければならない相対的に多くの永久磁石を有している。例えば、４極接線方向アクチュエータは１６個の永久磁石を必要とし、５極接線方向アクチュエータに対しては、２０個の永久磁石が必要とされる。結果として、特に小型のパーソナルケア器具のためのアクチュエータの関連では、このような多数の永久磁石部品は、大量生産を複雑且つ高価にさせる。言い換えると、多数の永久磁石部品を有するアクチュエータは、費用及び製造の複雑さを望ましくないほど上昇させる。
【０００４】
[0004]  最も普通で低価格の高磁石等級の永久磁石によれば、２６０Ｈｚ周辺の動作周波数及び歯磨き動作を行うために十分に強力なアクチュエータを備える低価格帯パーソナルケア製品（即ち、電動歯ブラシ）は本来的に不可能である。加えて、磁石強度を不所望に低減させることにより接線方向アクチュエータの剛性を低下させることは、アクチュエータのモータ定数を減少させ、これにより不都合にも一層弱いアクチュエータとなる。更に、極と永久磁石との重なりを減少させることによりアクチュエータの剛性を低下させることは、モータの慣性を望ましくないほど減少させ、その結果、過度に高い共振周波数が生じる。アクチュエータの動作周波数を低下させると共に同じアクチュエータ強度を維持するための唯一の方法は、当該アクチュエータの構造とは無関係に共振周波数を低減すべく慣性のためだけに部品を追加することであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  従って、従来技術における上記問題を克服する改善された方法及び装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本開示の実施態様における一態様によれば、アクチュエータに必要とされる磁石の数を有利にも１／２に減少させるために、永久磁石は、対状に、即ち対状の磁石の群（グループ）（即ち、本明細書で説明される個別のＮ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石セグメント）を含むものに群化される。更に、磁石を対状に群化する結果として、同一の角度的剛性（角度方向の堅さ）において慣性が増加し、当該アクチュエータの（ｉ）剛性（堅さ）及び（ii）モータ定数を低下させることなく共振を低下させることを可能にする。軸方向アクチュエータの場合、永久磁石の対（即ち、本明細書で説明される個別のＮ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石セグメント）を使用することは、有利にも、２極軸方向アクチュエータの磁石の数を２５％減少させる。
【０００７】
[0007]  一実施態様によれば、パーソナルケア器具のためのアクチュエータは、ハウジング、スピンドル及び少なくとも接線方向アクチュエータ（tangential actuator）部分を有する。該アクチュエータは、更に、回転制御信号、平行移動制御信号、及び／又は回転及び平行移動信号の何らかの組み合わせのうちの少なくとも１つを供給するためのコントローラを有する。該パーソナルケア器具は、電動歯ブラシ、口腔衛生装置、歯磨き装置又はこれらの組み合わせを有することができる。
【０００８】
[0008]  前記ハウジングは、内側ラジアル面（内周面）及び該ハウジングの長さ寸法に沿って長手方向に延びる主軸を有する磁性材料を有している。該ハウジングは、自身の長さ寸法に沿う少なくとも第１及び第２部分を更に含む。前記スピンドルは、前記ハウジングの主軸に沿って該ハウジング内を長手方向に延在する磁化可能材料を有する。該スピンドルは、更に、前記ハウジングの前記少なくとも第１及び第２部分に各々対応する少なくとも第１及び第２部分を含む。前記接線方向アクチュエータ部分は、前記ハウジングの第１部分と前記スピンドルの第１部分との間に結合される。
【０００９】
[0009]  前記接線方向アクチュエータ部分は、（ｉ）第１永久磁石／極アセンブリ、（ii）第２永久磁石／極アセンブリ、及び（iii）これら第１及び第２磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される電磁コイル巻線を有する。
【００１０】
[0010]  前記接線方向アクチュエータ部分の第１永久磁石／極アセンブリは、(i)(a)第１の放射方位配置構成（radial orientation）で離隔配置されると共に第１の極性順序を有する第１系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、該第１系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントを備える。該接線方向アクチュエータ部分の第１永久磁石／極アセンブリは、更に、(i)(b)前記スピンドルの第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第１放射状構造（radial configuration）で配置された極部材を有する第１極アセンブリを備える。
【００１１】
[0011]  前記接線方向アクチュエータ部分の第２永久磁石／極アセンブリは、(ii)(a)第２の放射方位配置構成で離隔配置されると共に前記第１の極性順序とは逆の第２の極性順序を有する第２系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、該第２系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントを備える。該第２永久磁石／極アセンブリは、更に、(ii)(b)前記スピンドルの第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第２放射状構造で配置された極部材を有する第２極アセンブリを備える。
【００１２】
[0012]  動作時において、前記接線方向アクチュエータ部分は、前記コントローラを介して前記電磁コイルに供給される回転制御信号に応答して、前記スピンドルを前記ハウジングに対して前記主軸の回りで回転的に変位させる。
【００１３】
[0013]  他の実施態様において、前記第１及び第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントにおける各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントは、Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の磁石セグメントを有する。更なる実施態様において、前記Ｎ−Ｓ磁化パターンは放射状（radial）磁化パターンを有する。更に他の実施態様において、前記Ｎ−Ｓ磁化パターンは平行磁化パターンを有する。
【００１４】
[0014]  更に他の実施態様において、前記接線方向アクチュエータ部分の第１極アセンブリは、前記第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置（cogging positions）の間で動作するように構成される。更に、前記接線方向アクチュエータ部分の第２極アセンブリは、前記第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置の間で動作するように構成される。更に、一実施態様において、前記第２極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置は、前記第１極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置と放射方向で整列される。更に、前記第２極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置は、前記第１極アセンブリの２つの明確な異なる歯合位置と放射方向で整列されない。
【００１５】
[0015]  更に他の実施態様において、前記第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの前記第２放射方位配置構成は、前記第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの前記第１放射方位配置構成からオフセットされ、前記第２極アセンブリの第２放射状構造は前記第１極アセンブリの第１放射状構造からオフセットされる。
【００１６】
[0016]  他の実施態様において、当該アクチュエータは前記ハウジングの第２部分と前記スピンドルの第２部分との間に結合された軸方向アクチュエータ（axial actuator）部分を更に有する。該軸方向アクチュエータ部分は、（ｉ）第３磁石／極アセンブリと、（ii）第４磁石／極アセンブリと、（iii）前記第３及び第４磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される第２電磁コイル巻線とを有する。
【００１７】
[0017]  前記軸方向アクチュエータ部分の第３磁石／極アセンブリは、(i)(a) 第１の長手方向配置構成で離隔配置され且つ第３の極性順序を持つ第３系列の磁石セグメントであって、該第３系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第３系列の磁石セグメントを備える。該軸方向アクチュエータ部分の第３磁石／極アセンブリは、更に、(i)(b)前記スピンドルの第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第３極アセンブリを備える。
【００１８】
[0018]  前記軸方向アクチュエータ部分の第４磁石／極アセンブリは、(ii)(a) 第２の長手方向配置構成で離隔配置され且つ前記第３の極性順序とは逆の第４の磁性順序を持つ第４系列の磁石セグメントであって、該第４系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第４系列の磁石セグメントを備える。該軸方向アクチュエータ部分の第４磁石／極アセンブリは、更に、(ii)(b)前記スピンドルの第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第４極アセンブリを備える。
【００１９】
[0019]  動作時において、該軸方向アクチュエータ部分は、前記コントローラを介して前記第２電磁コイルに供給される平行移動制御信号に応答して、前記スピンドルを前記ハウジングに対し前記主軸に沿って軸方向に変位させる。
【００２０】
[0020]  他の実施態様において、前記第３系列の磁石セグメントのうちの少なくとも１つの磁石セグメントは前記内周面の所与の周に沿って離隔配置された同一の極性の複数の副セグメントを更に有する。更に、前記第４系列の磁石セグメントのうちの少なくとも１つの磁石セグメントは前記内周面の第２の所与の周に沿って離隔配置された同一の極性の複数の副セグメントを有する。一実施態様において、前記第３系列の磁石セグメントにおける前記複数の副セグメントは４つの副セグメントを有し、これら４つの副セグメントは前記所与の周に沿って互いに等間隔とされる。更に、前記第４系列の磁石セグメントにおける前記複数の副セグメントは４つの副セグメントを有し、これら４つの副セグメントは前記第２の所与の周に沿って互いに等間隔とされる。
【００２１】
[0021]  更に他の実施態様において、前記第３系列の磁石セグメントは該第３系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第３極アセンブリは前記スピンドルの第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有する。前記第４系列の磁石セグメントは該第４系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含み、前記第４極アセンブリは前記スピンドルの第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有する。他の実施態様において、前記第３極アセンブリの少なくとも２つの極部材は、前記第３系列の磁石セグメントにおける少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有し、前記第４極アセンブリの前記少なくとも２つの極部材は、前記第４系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有する。
【００２２】
[0022]  更に他の実施態様において、パーソナルケア器具のためのアクチュエータは、（ａ）内周面と自身の長さ寸法に沿って長手方向に延びる主軸とを有すると共に、前記長さ寸法に沿って少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁性材料の円筒状ハウジングと；（ｂ）前記ハウジングの前記主軸に沿って該ハウジング内を長手方向に延在すると共に、前記ハウジングの前記少なくとも第１及び第２部分に各々対応する少なくとも第１及び第２部分を更に含む磁化可能材料のスピンドルと；（ｃ）前記ハウジングの第１部分と前記スピンドルの第１部分との間に結合される接線方向アクチュエータ部分とを有する。該パーソナルケア器具は、電動歯ブラシ、口腔衛生装置、歯磨き装置及びこれらの何れかの組み合わせからなる群から選択された１つを有する。
【００２３】
[0023]  前記接線方向アクチュエータ部分は、（ｉ）(i)(a)第１の放射方位配置構成で離隔配置されると共に第１の極性順序を有する第１系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、該第１系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(i)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第１放射状構造で配置された極部材を有する第１極アセンブリを備えた第１永久磁石／極アセンブリと；（ii）(ii)(a)第２の放射方位配置構成で離隔配置されると共に前記第１の極性順序とは逆の第２の極性順序を有する第２系列の個別のＮ−Ｓ群化磁石セグメントであって、該第２系列の各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントが前記ハウジングの前記第１部分内において前記内周面に沿って長手方向に配置される第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメント、及び(ii)(b)前記スピンドルの前記第１部分において該スピンドルの周囲に配置される、第２放射状構造で配置された極部材を有する第２極アセンブリを備えた第２永久磁石／極アセンブリと、（iii）前記第１及び第２磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される電磁コイル巻線と；を有し、この電磁コイルに供給される回転制御信号に応答して、該接線方向アクチュエータ部分は前記スピンドルを前記ハウジングに対して前記主軸の回りで回転的に変位させる。
【００２４】
[0024]  当該パーソナルケア器具のためのアクチュエータは、更に、（ｄ）前記ハウジングの第２部分と前記スピンドルの第２部分との間に結合される軸方向アクチュエータ部分を有する。該軸方向アクチュエータ部分は、（ｉ）(i)(a) 第１の長手方向配置構成で離隔配置され且つ第３の極性順序を持つ第３系列の磁石セグメントであって、該第３系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第３系列の磁石セグメント、及び(i)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第３極アセンブリを備えた第３永久磁石／極アセンブリを有する。該軸方向アクチュエータ部分は、更に、（ii）(ii)(a) 第２の長手方向配置構成で離隔配置され且つ前記第３の極性順序とは逆の第４の磁性順序を持つ第４系列の磁石セグメントであって、該第４系列の磁石セグメントにおける各磁石セグメントが前記ハウジングの前記第２部分内において前記内周面に沿って周方向に配置される第４系列の磁石セグメント、及び(ii)(b)前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも１つの極部材を有する第４極アセンブリを備えた第４永久磁石／極アセンブリを有する。該軸方向アクチュエータ部分は、更に、（iii）前記第３及び第４磁石／極アセンブリの間において前記スピンドルの周囲に配置されると共に該スピンドルに結合される第２電磁コイル巻線を有し、前記第２電磁コイルに供給される平行移動制御信号に応答して、該軸方向アクチュエータ部分は前記スピンドルを前記ハウジングに対し前記主軸に沿って軸方向に変位させる。
【００２５】
[0025]  当該パーソナルケア器具のためのアクチュエータは、更に、（ｅ）前記回転制御信号、前記平行移動制御信号、並びに前記回転及び平行移動制御信号の両方の何らかの組み合わせからなる群から選択された少なくとも１つを供給するコントローラを有する。更なる実施態様において、前記第１及び第２系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントにおける各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントはＮ−Ｓ磁化パターンを持つ単一の磁石セグメントを有し、該Ｎ−Ｓ磁化パターンは放射状磁化パターン及び平行磁化パターンからなる群から選択された１つを有する。
【００２６】
[0026]  更に他の実施態様において、前記第３系列の磁石セグメントは該第３系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含む。前記第３極アセンブリは、前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有する。更に、該少なくとも２つの極部材は、前記第３系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有する。更に、前記第４系列の磁石セグメントは該第４系列の磁石セグメントにおける最初及び最後の磁石セグメントの間に少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントを更に含む。前記第４極アセンブリは前記スピンドルの前記第２部分において該スピンドルの周囲に配置された少なくとも２つの極部材を更に有する。更に、該少なくとも２つの極部材は、前記第４系列の磁石セグメントにおける前記少なくとも１つのＮ−Ｓ群化磁石セグメントの位置の関数として決定される軸方向歯合位置を有する。
【００２７】
[0027]  
更に他の利点及び利益は、当業者であれば、後述する詳細な説明を精読及び理解すれば明らかとなるであろう。
【００２８】
[0028]  本開示の実施態様は、種々の要素及び要素の配置、並びに種々のステップ及びステップの構成の形態をとることができる。従って、図面は種々の実施態様を解説するためのものであり、実施態様を限定するものと見なしてはならない。図面において、同様の符号は同様の要素を示すものである。更に、図面は寸法通りに描かれてはいないことに注意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】[0029]  図１は、本開示の一実施態様によるアクチュエータを含むパーソナルケア器具の斜視図である。
【図２】[0030]  図２は、本開示の一実施態様によるアクチュエータの概略図である。
【図３】[0031]  図３は、従来技術による接線方向アクチュエータの磁石／極アセンブリの断面図である。
【図４】[0032]  図４は、本開示の一実施態様によるアクチュエータの、第１の明確な歯合位置で示された、接線方向アクチュエータ部分の磁石／極アセンブリの断面図である。
【図５】[0033]  図５のＡ及びＢは、各々、本開示の一実施態様によるアクチュエータの接線方向アクチュエータ部分の第２の明確な歯合位置で示された第１磁石／極アセンブリの第１断面図（Ａ）、及び第２磁石／極アセンブリの第２断面図（Ｂ）である。
【図６】[0034]  図６は、本開示の一実施態様によるアクチュエータの接線方向アクチュエータ部分の長さ方向に沿う断面図である。
【図７】[0035]  図７は、本開示の一実施態様によるアクチュエータの軸方向アクチュエータ部分における磁石／極アセンブリの断面図である。
【図８】[0036]  図８は、本開示の一実施態様によるアクチュエータの軸方向アクチュエータ部分の長さ方向に沿う断面図である。
【図９】[0037]  図９は、本開示の一実施態様による放射状Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つアクチュエータの単一のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの概要図である。
【図１０】[0038]  図１０は、本開示の一実施態様による平行Ｎ−Ｓ磁化パターンを持つアクチュエータの単一のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
[0039]  本開示の実施態様並びに種々のフィーチャ及び有利な細部を、図面に記載及び／又は図示されると共に以下の記載において詳述される非限定的実施態様を参照して詳細に説明する。図面に描かれるフィーチャは必ずしも寸法通りではなく、本明細書に明示的に述べられていなくても当業者により理解されるように、或る実施態様のフィーチャは他の実施態様により採用することもできる。良く知られた要素及び処理技術の説明は、本開示の実施態様を不必要に不明瞭にしないように省略することができる。本明細書で用いられる例は、本開示の実施態様を実施することができる方法の理解を容易にすると共に、更に当業者が同実施態様を実施することを可能にすることのみを目的としている。従って、本明細書における例は本開示の実施態様の範囲を限定するものとみなしてはならず、斯かる範囲は添付請求項及び適用可能な法によってのみ定められるものである。
【００３１】
[0040]  本開示の実施態様は、様々のものであるから、特定の方式、プロトコル、デバイス、装置、材料、アプリケーション等に限定されるものではない。また、ここで使用される用語は、特定の実施態様を説明する目的でのみ使用されており、請求項に記載される実施態様の範囲を限定することを意図するものではないと理解されるべきである。本明細書及び請求項において使用される場合、単数形は前後関係がそうでないと明確に示さない限り、複数の参照を含むことに注意されたい。
【００３２】
[0041]    それ以外で定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、本開示の実施態様が属する当業者により通常に使用されるものと同一の意味を有する。好ましい方法、装置及び材料が説明されるが、本明細書に記載されるものと類似又は等価の如何なる方法及び材料も、当該実施態様を実施又は試験する際に用いることができる。
【００３３】
[0042]  本実施態様の一態様によれば、磁石の対への群化（即ち、本明細書で説明される個々のＮ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石セグメント）は、接線方向アクチュエータにおける磁石の数を半分にさせると共に、シャフト又はスピンドルにおいて一層高い慣性を生じさせる（即ち、極及び磁石の角度的重なりを維持することにより、同一の機能的剛性を維持させる）。軸方向アクチュエータの場合、２極軸方向アクチュエータに対して斯かる利益は２５％である。
【００３４】
[0043]  本開示の実施態様による接線方向アクチュエータの場合、磁石は、互いに隣接する放射方向に向けられたＮ及びＳ部分を形成するような磁化パターンを持つセグメント（区域）を含む。更に、該接線方向アクチュエータの極角度は、所望の磁石−極重なりが形成されるまで増加される。このことは、幾つかの利点につながる。１つの利点は、当該アクチュエータが一層少ない磁石の部品しか有さないことである。他の利点は、当該アクチュエータが余分な部品を使用しないで慣性が増加することである。例えば、ここで説明する接線方向アクチュエータ部分に関して、極側面は対のＮ及びＳ磁石部分に対して外方にずれ、従って極角度及び慣性を増加させる。１つの付加的利点は、異なる特徴を持つ２組の歯合位置が存在し、このことを、パーソナルケア製品において２つの異なる機能を生成するために有利に使用することができることである。
【００３５】
[0044]  図１は、本開示の一実施態様によるアクチュエータ１２を含んだ駆動系を含むパーソナルケア器具１０の斜視図である。一実施態様において、該パーソナルケア器具１０は電動歯ブラシを有する。アクチュエータ１２は、通常、該パーソナルケア器具１０のハンドル内に配置される。アクチュエータ１２は出力取付シャフト１３を駆動するために磁気作用を用い、該シャフト上には例えば電動歯ブラシ用のブラシヘッド等の部品１５が取り付けられる。
【００３６】
[0045]  図２は、本開示の一実施態様によるアクチュエータ１２の更に詳細な概略図である。アクチュエータ１２は磁性材料の円筒状ハウジング１４を有し、該ハウジングは内側ラジアル面（内周面）１６及び当該アクチュエータの長さ寸法に沿って縦方向に（長手方向に）延びる主軸１８を有している。ハウジング１４は、該ハウジングの長さ方向に沿って符号２０及び２２により各々示された少なくとも第１部分及び第２部分も含んでいる。当該アクチュエータは、更に、上記ハウジングの主軸１８に沿って該ハウジング１４内に長手方向に延びる磁化可能な材料のスピンドル２４を有している。該スピンドルも、ハウジング１４の前記少なくとも第１部分２０及び第２部分２２に各々対応した少なくとも第１部分及び第２部分を含んでいる。スピンドル２４は、ベアリング又は従来から知られている他の好適な手段を介して、ハウジング１４に対し機械的に結合されている。結果として、スピンドル２４はハウジング１４に対して回転運動２６及び軸方向運動２８の両方が可能にされる。
【００３７】
[0046]  アクチュエータ１２は、更に、接線方向アクチュエータ部分３０及び軸方向アクチュエータ部分３２を有している。接線方向アクチュエータ部分３０はハウジング１４の第１部分２０とスピンドル２４の対応する第１部分との間に結合される一方、軸方向アクチュエータ部分３２はハウジング１４の第２部分２２とスピンドル２４の対応する第２部分との間に結合される。接線方向アクチュエータ部分３０は、後に図４〜６を参照して更に説明される。同様に、軸方向アクチュエータ部分３２は本明細書において図７及び図８を参照して更に説明される。
【００３８】
[0047]  図２を依然として参照すると、アクチュエータ１２はコントローラ３４を更に有し、該コントローラは何らかのマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、適切なコントローラ、複数のコントローラ、又は従来技術において知られている他のタイプの好適な制御装置を含む。特に、コントローラ３４は、所与のアクチュエータ構成の特定の要件に従って、（ｉ）接線方向アクチュエータ部分３０に対する回転制御信号、（ii）軸方向アクチュエータ部分３２に対する平行移動制御信号、及び（iii）回転及び平行移動制御信号の両方の何らかの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つを供給するように構成される。例えば、上記回転及び平行移動制御信号は、パーソナルケア器具１０のための複数の異なるアクチュエータ運動及び／又は動作モードを提供するように構成することができる。
【００３９】
[0048]  ここで図３を参照すると、従来技術による接線方向アクチュエータの一部の磁石／極アセンブリ４０の断面図が示されている。図示されたように、接線方向アクチュエータの従来技術の磁石／極アセンブリ４０は、符号４２及び４４により各々示された複数のＮ極及びＳ極磁石を含んでいる。該複数のＮ極及びＳ極磁石は、ハウジング４８の内側ラジアル面（内周面）４６の周方向に等間隔で（即ち、等しい間隙のＮ磁石及びＳ磁石の配置で）設けられた等しい寸法の８個の磁石を有している。Ｎ極磁石４２及びＳ極磁石４４の各々は、更に、ハウジング４８の内周面４６上に長手方向に配置されている（即ち、図の紙面に垂直に向けられている）。該磁石／極アセンブリ４０は更に極アセンブリ５０を有し、該極アセンブリはスピンドル５４の周囲に等間隔の放射状構造で配置された等しい寸法の４つの極部材（符号５２により示される）を有している。この構成において、該従来技術の接線方向アクチュエータは単一の接線方向アクチュエータ特性を提供するような１つの有効歯合位置を有している。
【００４０】
[0049]  これとは対照的に、図４、図５及び図６を参照すると、先に示したように本開示の一実施態様によるアクチュエータ１２の接線方向アクチュエータ部分３０はハウジング１４の第１部分２０とスピンドル２４の対応する第１部分との間に結合されている。該接線方向アクチュエータ部分３０は、（ｉ）第１永久磁石／極アセンブリ６０と、（ii）第２永久磁石／極アセンブリ６２と、（iii）電磁コイル６４（又は電磁コイル巻線）とを有している。更に、図４は本開示の一実施態様によるアクチュエータの接線方向アクチュエータ部分３０における第１永久磁石／極アセンブリ６０（図６参照）の断面図を第１の明確な歯合位置で示している。図５は、本開示の一実施態様によるアクチュエータ１２の接線方向アクチュエータ部分３０における第１磁石／極アセンブリ６０（図６）の第２の明確な歯合位置で示された第１断面図（Ａ）及び第２磁石／極アセンブリ６２（図６）の第２断面図（Ｂ）を各々示している。更に、図６は当該アクチュエータ１２における接線方向アクチュエータ部分３０の長さ寸法に沿う断面図を示している。
【００４１】
[0050]  接線方向アクチュエータ部分３０の第１永久磁石／極アセンブリ６０は、(i)(a)第１の放射方位配置構成（周方向配置構成）で離隔配置され且つ第１の極性順序を持つ別個のＮ−Ｓ群化磁石セグメント６８の第１系列６６を有する。第１の極性順序を持つ第１の放射方位配置構成は、例えば、ｎ１番目のＮ−Ｓ群化磁石セグメント及びｎ１番目の空き空間まで、第１Ｎ−Ｓ群化磁石セグメント、空き空間、第２Ｎ−Ｓ群化磁石セグメント、第２空き空間、等々を含むことができ、ここで、“ｎ１”は整数である。図４に示されるように、一実施態様において、整数ｎ１は４に等しく（即ち、ｎ１＝４）、更に該放射方位配置構成は別個のＮ−Ｓ群化磁石セグメントのうちの隣接するものの中心間に９０度を有する。しかしながら、“ｎ１”は所与の接線方向アクチュエータ部分の構成のために設定される如何なる合理的な数のＮ−Ｓ群化磁石セグメントを表すこともできる。例えば、“ｎ１”は５に等しくすることもできる（即ち、ｎ１＝５）。更に、第１系列６６における個々のＮ−Ｓ群化磁石セグメント６８は、ハウジング１４の第１部分２０内の内周面に沿って長手方向に配置される（即ち、図の紙面内へと垂直に向けられる）。
【００４２】
[0051]  接線方向アクチュエータ部分３０の第１永久磁石／極アセンブリ６０は、更に、(i)(b)当該スピンドルの対応する第１部分において該スピンドル２４の周囲に第１放射状構造で配置された第１組の局部材７２を含む第１極アセンブリ７０を有している。第１放射状構造の該第１組の局部材７２は、例えば、“ｍ１”個の極を含むことができ、ここで、“ｍ１”は整数である。一実施態様において、“ｍ１”の値＝第１系列のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの“ｎ１”である。
【００４３】
[0052]  更に、第１極アセンブリ７０の各極部材７２の自由端ラジアル面（周面）は、第１系列６６のＮ−Ｓ群化磁石セグメント６８の内側周面に向かって、該第１系列６６のＮ−Ｓ群化磁石セグメント６８の内側周面に接近するが該周面から或るギャップで隔てられるように延びている。更に、一実施態様において、各局部材７２の外側周面は、例えば図５の（Ａ）に示されるように、各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメント６８の内側周面と相補的である。
【００４４】
[0053]  接線方向アクチュエータ部分３０の第２永久磁石／極アセンブリ６２は第１永久磁石／極アセンブリ６０のものと同様であるが、以下の相違点を伴う。第２永久磁石／極アセンブリ６２は、(ii)(a)第２の放射方位配置構成で離隔配置され且つ前記第１極性順とは逆の第２の極性順序を持つ別個のＮ−Ｓ群化磁石セグメント７６の第２系列７４を有する。第２の放射方位配置構成及び第２の極性順序は、例えば、ｎ２番目のＳ−Ｎ群化磁石セグメント及びｎ２番目の空き空間まで、第１Ｓ−Ｎ群化磁石セグメント、空き空間、第２Ｓ−Ｎ群化磁石セグメント、第２空き空間、等々を含むことができ、ここで、“ｎ２”は整数である。図５の（Ｂ）に示されるように、一実施態様において、整数ｎ２は４に等しく（即ち、ｎ２＝４）、更に当該放射方位配置構成は別個のＳ−Ｎ群化磁石セグメントのうちの隣接するものの中心間に９０度を有する。しかしながら、“ｎ２”は所与のアクチュエータ構成のために設定される如何なる合理的な数のＳ−Ｎ群化磁石セグメントを表すこともできる。例えば、“ｎ２”は５に等しくすることもできる（即ち、ｎ２＝５）。更に、該第２系列における個々のＳ−Ｎ群化磁石セグメントは、ハウジング１４の第１部分２０内の内周面に沿って長手方向に配置される（即ち、図の紙面内へと垂直に向けられる）。
【００４５】
[0054]  接線方向アクチュエータ部分３０の第２永久磁石／極アセンブリ６２は、更に、(ii)(b)当該スピンドルの第１部分において該スピンドル２４の周囲に第２放射状構造で配置された第２組の局部材８０を含む第２極アセンブリ７８を有している。第２放射状構造の該第２組の局部材８０は、例えば、“ｍ２”個の極を含むことができ、ここで、“ｍ２”は整数である。一実施態様において、“ｍ２”の値＝第２系列のS−N群化磁石セグメントの“ｎ２”である。
【００４６】
[0055]  更に、第２極アセンブリ７８の各極部材８０の自由端の周面は、第２系列７４のＳ−Ｎ群化磁石セグメント７６の内周面に向かって、該第２系列のＳ−Ｎ群化磁石セグメントの内周面に接近するが該表面から或るギャップで隔てられるように延びている。更に、一実施態様において、各局部材８０の外側周面は、例えば図５の（Ｂ）に示されるように、各Ｓ−Ｎ群化磁石セグメント７６の内周面と相補的である。
【００４７】
[0056]  一実施態様によれば、第１極アセンブリ７０は、例えば図４及び図５の（Ａ）に示されるように、第１系列６６のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置の間で動作するように構成されている。図４に示された第１の明確な歯合位置において、第１極アセンブリ７０の極部材７２は、隣接するＮ−Ｓ群化磁石セグメントの間の空き空間（又はギャップ）に向かって放射方向外側に向けられる。図５の（Ａ）に示される第２の明確な歯合位置において、第１極アセンブリ７０の極部材７２は各Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントの中心に向かって放射方向外側に向けられる。結果として、各々の明確な歯合位置は、有利にも、当該接線方向アクチュエータ部分に当該パーソナルケア器具１０において少なくとも２つの異なる機能を生じさせるために用いることができる別の特性を付与する。言い換えると、本実施態様の接線方向アクチュエータの上記明確な歯合位置は、有利にも異なる動的効果をもたらし、更に詳細には、Ｎ−Ｓ群化磁石セグメントの間の空き空間又はギャップが質量の追加無しで付加的パワーを可能にする。
【００４８】
[0057]  更に、第２極アセンブリ７８は，第２系列７４のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの関数として決定される２つの明確な異なる歯合位置の間で動作するように構成されている。一実施態様において、第２極アセンブリ７８の２つの明確な異なる歯合位置は、第１極アセンブリ７０の前記２つの明確な異なる歯合位置と放射方向で整列される。他の実施態様において、第２極アセンブリ７８の２つの明確な異なる歯合位置は、例えば図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）に示される１つの歯合位置に関して放射方向で整列されないように、第１極アセンブリ７０の前記２つの明確な異なる歯合位置と放射方向において整列されない。
【００４９】
[0058]  図６を再び参照すると、接線方向アクチュエータ部分３０は電磁コイル６４（又は電磁コイル巻線）を更に有している。該電磁コイル６４は前記第１及び第２磁石／極アセンブリ７０及び７８の間においてスピンドル２４の周囲に配置されると共に該スピンドルに結合されている。コントローラ３４（図２参照）から該電磁コイル６４に供給される回転制御信号に応答して、当該接線方向アクチュエータ部分３０はスピンドル２４をハウジング１４に対して前記主軸１８の回りで回転的に変位させ、かくして、該スピンドル２４に所望の回転運動２６を付与する。該所望の回転運動は、例えば、所与のアクチュエータ構成に対して適宜、９〜１１°の範囲又は他の範囲のピーク間振幅を持つ回転運動を有することができる。本明細書で示されるように、当該回転及び平行移動制御信号は、パーソナルケア器具１０のための複数の異なるアクチュエータ運動及び／又は動作モードを提供するように構成することができる。例えば、好ましい動作は共振周波数付近での振動接線方向運動である。更に、当該接線方向アクチュエータ部分の第１及び第２磁石／極アセンブリの種々の構成を、特定の利点を提供するために実施することができる。上記２つの磁石／極アセンブリが互いに異なって歯合される場合、異なる動作特性を共振状態で得ることができる。
【００５０】
[0059]  ここで図７及び図８を参照すると、本開示の一実施態様によるアクチュエータの軸方向アクチュエータ部分の磁石／極アセンブリの断面図（図７）及び該軸方向アクチュエータ部分の断面図（図８）が示されている。軸方向アクチュエータ部分３２は、ハウジング１４の第２部分２２（図２）と、スピンドル２４の対応する第２部分との間に結合されている。該軸方向アクチュエータ部分３２は、（ｉ）第３永久磁石／極アセンブリ８２と、（ii）第４永久磁石／極アセンブリ８４と、（iii）電磁コイル８６（又は電磁コイル巻線）とを有している。
【００５１】
[0060]  軸方向アクチュエータ部分３２の第３永久磁石／極アセンブリ８２は、(i)(a)第１の長手方向配置構成で離隔配置され且つ第３の極性順序を持つ第３系列８８の磁石セグメント（図８に符号９０，９２及び９４により示されるような）を有する。第１の長手方向配置構成及び第３の極性順序は、例えば、磁石セグメント９０、空き空間、第２磁石セグメント９２、…、ｎ１番目の空き空間、及びｎ１番目の磁石セグメント９４を含むことができ、ここで、“ｎ１”は整数である。図８に示されるように、一実施態様において、整数ｎ１は３に等しく（即ち、ｎ１＝３）、更に該長手方向配置構成は上記磁石セグメントのうちの隣接するものの間に所定の間隔を有する。しかしながら、“ｎ１”は所与の軸方向アクチュエータ部分の構成のために設定される如何なる合理的な数の磁石セグメントを表すこともできる。一実施態様において、セグメント９２等の中間の磁石セグメントは、本明細書で更に説明されるように、個別のＮ−Ｓ（又はＳ−Ｎ）群化磁石セグメントを有することができる。
【００５２】
[0061]  第３系列８８の磁石セグメントにおける各セグメント（例えば、セグメント９０，９２，９４）は、ハウジング１４における第２部分２２内の内周面に沿って、該ハウジングの長さ寸法に沿う各長手方向位置において周方向に配置されている。言い換えると、各セグメントは、当該ハウジングの長さ寸法に沿う各位置において該ハウジングの内周に沿うリングの形態である。一実施態様において、セグメント９０はＮ極の磁石セグメントを有し、セグメント９２はＮ−Ｓ群化磁石セグメントを有し、セグメント９４はＳ極の磁石セグメントを有する。
【００５３】
[0062]  更に、図７に示されるように、セグメント９０は所与の磁気極性（例えば、Ｎ極）の副セグメント９１を有している。副セグメント９１は、内周面１６に沿って配置されて集合的にセグメント９０を形成する個別の離隔配置された副セグメントである。セグメント９４も、セグメント９０に類似し、集合的にセグメント９４を形成する副セグメントを有している。セグメント９２に関しては、該セグメントもセグメント９０及び９４の副セグメントと類似した副セグメントを含むが、該セグメント９２の各副セグメントはＮ−Ｓ群化磁石副セグメントを有する。図８に示されるように、セグメント９２の各Ｎ−Ｓ群化磁石副セグメントのＳ極部分はセグメント９０の右側に位置される一方、セグメント９２の各Ｎ−Ｓ群化磁石副セグメントのＮ極部分はセグメント９４の左側に位置される。
【００５４】
[0063]  一実施態様において、各セグメント９０，９２，９４の副セグメントの数は４である。各セグメント９０，９２，９４の４つの副セグメントは、所与の周に沿って（即ち、ハウジング１４の内周面１６に沿って）互いに等間隔で設けられている。更に、各副セグメントの周方向及び軸方向寸法は、当該所与の軸方向アクチュエータ部分３２の特定の要件に従って決定される。例えば、斯かる副セグメントの各々は、例えば副セグメント９１に関して図７に示されるように、各セグメント９０，９２，９４に関して約６０°のラジアル（周方向）距離にわたって延在することができると共に、隣接する副セグメントの間の対応する間隔は約３０°の周方向距離にわたって延在することができる。他の副セグメント構造も可能である。
【００５５】
[0064]  軸方向アクチュエータ部分３２の第３永久磁石／極アセンブリ８２は、更に、(i)(b)当該スピンドルの第２部分において該スピンドル２４の周囲に配置された少なくとも１つの局部材を含む第３極アセンブリ９６を有している。図８に示されるように、該第３極アセンブリ９６は符号９６ａ及び９６ｂにより各々示された第１及び第２極部材を含んでいる。更に、各極部材の周方向及び軸方向寸法は当該所与の軸方向アクチュエータ部分３２の特定の要件に従って決定される。一実施態様において、第１及び第２極部材の各々は、中実の一体的極部材を有している。更に、第１及び第２極部材の各々は、長手方向において、各長手方向歯合位置に対応して第１及び第２磁石セグメントの所与の組の間に配置される。例えば、第１極部材９６ａはセグメント９０及び９２の間に位置される一方、第２極部材９６ｂはセグメント９２及び９４の間に位置される。前述したように、セグメント９２はＮ−Ｓ群化磁石セグメントを有している。このように、Ｎ−Ｓ群化磁石セグメント９２は、当該軸方向アクチュエータ部分の動作（即ち、第１極部材９６ａと第２極部材９６ｂとの間の交互の作動）の間において共用される。
【００５６】
[0065]  図８を再び参照すると、当該軸方向アクチュエータ部分３２の第４永久磁石／極アセンブリ８４は上記第３永久磁石／極アセンブリ８２と同様であるが下記の相違点を伴う。即ち、該第４永久磁石／極アセンブリ８４は、(ii)(a)第２の長手方向配置構成で離隔配置され且つ前記第３極性順とは逆の第４の極性順序を持つ第４系列９８の磁石セグメント（図８に符号１００，１０２及び１０４により示される）を有する。該第２の長手方向配置構成及び第４の極性順序は、例えば、磁石セグメント１００、空き空間、第２磁石セグメント１０２、…、ｎ２番目の空き空間、及びｎ２番目の磁石セグメント１０４を含むことができ、ここで、“ｎ２”は整数である。図８に示されるように、一実施態様において、整数ｎ２は３に等しく（即ち、ｎ２＝３）、更に該長手方向配置構成は上記磁石セグメントのうちの隣接するものの間に所定の間隔を有する。しかしながら、“ｎ２”は所与の軸方向アクチュエータ部分の構成のために設定される如何なる合理的な数の磁石セグメントを表すこともできる。一実施態様において、セグメント１０２等の中間の磁石セグメントは、本明細書で更に説明されるように、個別のＮ−Ｓ（又はＳ−Ｎ）群化磁石セグメントを有することができる。
【００５７】
[0066]  第４系列９８の磁石セグメントにおける各セグメント（例えば、セグメント１００，１０２，１０４）は、ハウジング１４における第２部分２２内の内周面１６に沿って周方向に配置されている。言い換えると、各セグメントは、当該ハウジングの長さ寸法に沿う各位置において該ハウジングの内周に沿うリングの形態である。一実施態様において、セグメント１００はＳ極の磁石セグメントを有し、セグメント１０２はＮ−Ｓ群化磁石セグメントを有し、セグメント１０４はＮ極の磁石セグメントを有する。
【００５８】
[0067]  更に、図７に関して図示されたものと同様に且つ前述したように、セグメント１００，１０２及び１０４の１以上は、対応する磁気極性の副セグメント９１を更に有している。これら副セグメントは、ハウジング１４の内周面１６に沿って配置されて集合的に各セグメントを形成する個別の離隔配置された副セグメントである。図８に示されるように、セグメント１０２の各Ｎ−Ｓ群化磁石副セグメントのＮ極部分はセグメント１００の右側に位置される一方、セグメント１０２の各Ｎ−Ｓ群化磁石副セグメントのＳ極部分はセグメント１０４の左側に位置される。
【００５９】
[0068]  一実施態様において、各セグメント１００，１０２，１０４の副セグメントの数は４である。各セグメント１００，１０２，１０４の４つの副セグメントは、所与の周に沿って（即ち、ハウジング１４の内周面１６に沿って）互いに等間隔で設けられている。更に、各副セグメントの周方向及び軸方向寸法は、当該所与の軸方向アクチュエータ部分３２の特定の要件に従って決定される。例えば、斯かる副セグメントの各々は、例えば副セグメント９１に関して図７に示されたのと同様に、各セグメント１００，１０２，１０４に関して約６０°の周方向距離にわたって延在することができると共に、隣接する副セグメントの間の対応する間隔は約３０°の周方向距離にわたって延在することができる。他の副セグメント構造も可能である。
【００６０】
[0069]  当該軸方向アクチュエータ部分３２の第４永久磁石／極アセンブリ８４は、更に、(ii)(b)当該スピンドルの第２部分において該スピンドル２４の周囲に配置された少なくとも１つの局部材を含む第４極アセンブリ１０６を有している。図８に示されるように、該第４極アセンブリ１０６は符号１０６ａ及び１０６ｂにより各々示された第１及び第２極部材を含んでいる。更に、各極部材の周方向及び軸方向寸法は当該所与の軸方向アクチュエータ部分３２の特定の要件に従って決定される。一実施態様において、第１及び第２極部材の各々は、中実の一体的極部材を有している。更に、第１及び第２極部材の各々は、長手方向において、各長手方向歯合位置に対応して第１及び第２磁石セグメントの所与の組の間に配置される。例えば、第１極部材１０６ａはセグメント１００及び１０２の間に位置される一方、第２極部材１０６ｂはセグメント１０２及び１０４の間に位置される。前述したように、セグメント１０２はＮ−Ｓ群化磁石セグメントを有している。このように、Ｎ−Ｓ群化磁石セグメント１０２は、当該軸方向アクチュエータ部分の動作（即ち、第１極部材１０６ａと第２極部材１０６ｂとの間の交互の作動）の間において共用される。
【００６１】
[0070]  上記に加えて、第３極アセンブリ９６における各極部材（例えば、９６ａ、９６ｂ）の自由端の周面は第３系列８８の磁石セグメントの内周面に向かって、該第３系列８８の磁石セグメントの内周面に接近するが該表面から或るギャップで隔てられるように放射方向外側に延びている。更に、第４極アセンブリ１０６における各極部材（例えば、１０６ａ、１０６ｂ）の自由端の周面は第４系列９８の磁石セグメントの内周面に向かって、該第４系列９８の磁石セグメントの内周面に接近するが該表面から或るギャップで隔てられるように放射方向外側に延びている。
【００６２】
[0071]  図８を再び参照すると、当該軸方向アクチュエータ部分３２は電磁コイル８６（又は電磁コイル巻線）を更に有している。該電磁コイル８６は、前記第３及び第４磁石／極アセンブリ８２及び８４の間においてスピンドル２４の周囲に配置されると共に該スピンドルに結合されている。前記コントローラ３４（図２参照）から該電磁コイル８６に供給される平行移動制御信号に応答して、当該軸方向アクチュエータ部分３２はスピンドル２４をハウジング１４に対し前記主軸１８に沿って軸方向に変位させ、かくして、該スピンドル２４に所望の軸方向運動２８を付与する。該所望の軸方向運動は、例えば、所与のアクチュエータ構成にとり適するように、１ｍｍまでの又は他の範囲のピーク間振幅を持つ軸方向運動を有することができる。本明細書で示されるように、当該回転及び平行移動制御信号は、パーソナルケア器具１０のための複数の異なるアクチュエータ運動及び／又は動作モードを提供するように構成することができる。例えば、好ましい動作は第２共振周波数付近での振動軸方向運動である。更に、当該軸方向アクチュエータ部分の第３及び第４磁石／極アセンブリの種々の構成を、特定の利点を提供するために実施することができる。上記２つの磁石／極アセンブリが互いに異なって歯合される場合、異なる動作特性を共振状態で得ることができる。
【００６３】
[0072]  ここで図９を参照すると、本開示の一実施態様によるアクチュエータの放射状Ｎ−Ｓ磁化パターンを有する単一のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの概要図が示されている。更に、図１０は本開示の他の実施態様によるアクチュエータの平行Ｎ−Ｓ磁化パターンを有する単一のＮ−Ｓ群化磁石セグメントの概要図を示している。図９及び図１０に関して、第１及び第２系列６６及び７４（図６参照）のＮ−Ｓ及びＳ−Ｎ群化磁石セグメント６８及び７６（図６）における各Ｎ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石セグメントは、各々、Ｎ−Ｓ又はＳ−Ｎ磁化パターンを有する単一の磁石セグメントを有する。本明細書で説明するように、当該磁石は対状に（即ち、Ｎ−Ｓ又はＳ−Ｎで）組み合わされる。この構成において、各Ｎ−Ｓ対（又はＳ−Ｎ対）は１つの磁石から作製され、当該Ｎ−Ｓ（又はＳ−Ｎ）磁化パターンは適切な磁化処理により生成される。セグメント（例えば、セグメントは鉄のステータを有することができる）の磁化は、当該アクチュエータのハウジング内に取り付けられた後に達成することができる。磁化処理により、各セグメント（又はステータ）のＮ及びＳ部分の間に境界が画定される。更に、前記接線方向アクチュエータ部分の磁気バネ定数は、放射状及び／又は平行磁化パターンの１以上が使用されるかに依存して、所与のアクチュエータ構成に対して適宜調整することができる。
【００６４】
[0073]  一実施態様において、前記Ｎ−Ｓ及びＳ−Ｎ磁化パターンは、各々、例えば図９に示された符号１０８及び１１０によって示されるような放射状磁化パターンを有する。放射状磁化パターンの場合、磁化線は例えば前記主軸１８に対応する中心軸に対して放射方向に向けられる。Ｎ極磁化線１０８は放射方向外側に向けられる一方、Ｓ極磁化線１１０は放射方向内側に向けられる。他の実施態様において、前記Ｎ−Ｓ及びＳ−Ｎ磁化パターンは、各々、例えば図１０に示された符号１１２及び１１４によって示されるような平行磁化パターンを有する。平行磁化パターンの場合、磁化線は所与の方向に互いに平行に向けられる。Ｎ極磁化線１１２は互いに平行に且つ中心軸から遠ざかる方向へと外側に向けられる一方、Ｓ極磁化線１１４は互いに平行に且つ中心軸に向かう方向へと内側に向けられる。
【００６５】
[0074]  同様に、Ｓ−Ｎ又はＮ−Ｓ群化磁石セグメント９２及び１０２（図８）の各Ｎ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石副セグメントは、Ｓ−Ｎ又はＮ−Ｓ磁化パターンを有する単一の磁石セグメントを有する。個々のＮ−Ｓ又はＳ−Ｎ群化磁石副セグメントも、図９及び図１０の磁化パターンに関して上述した様な、放射状磁化パターン又は平行磁化パターンを含む。
【００６６】
[0075]  以上、幾つかの好ましい実施態様を詳細に説明したが、当業者であれば、本新規な教示及び本開示の実施態様の利点から実質的に逸脱することなく変形例が可能であることが容易に分かるであろう。例えば、当該アクチュエータのハウジングは円筒状以外の形状とすることができる。更に、前記軸方向アクチュエータ部分は単極の軸方向アクチュエータを有することができる。更に、本開示の実施態様は、電動歯ブラシ、口腔衛生装置、歯磨き装置又は他のタイプのパーソナルケア器具に有利に使用することができる。従って、全ての斯様な変形例は添付請求項に記載されるような本開示の実施態様の範囲内に含まれることを意図するものである。請求項において、手段プラス機能の条項は、引用された機能を実行すると記載された構造をカバーすると共に、構造的均等物のみならず等価な構造をもカバーすることを意図するものである。
【００６７】
[0076]  更に、１以上の請求項において括弧内に記載された如何なる符号も、当該請求項を限定するものと見なしてはならない。また、“有する”等の文言は、何れかの請求項又は明細書全体に掲載されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。或る要素の単数としての参照は斯様な要素の複数の参照を排除するものではなく、その逆でもある。当該実施態様の１以上は幾つかの個別の要素を有するハードウェアにより、及び／又は適切にプログラムされたコンピュータにより実施することができる。幾つかの手段を列挙する装置の請求項において、これら手段の幾つかは１つの同一の品目のハードウェアにより具現化することができる。また、特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。
【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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