(57)【要約】【課題】小型で且つ安定駆動を行うことができるものとする。【解決手段】複数の可動子２，２を固定子１で往復駆動するとともに可動子２の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体１２で可動子２，２同士を連結したものにおいて、並列に並んでいる複数の可動子２，２間を連結している連結体１２を板ばねで形成する。該連結体１２における可動子２の振動時に変位しない非変位部に接触して非変位部の位置を規制するストッパー１４を備える。板ばねで形成した連結体の非変位部が変位してしまう事態を招くことがない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、並列に並んでいる複数の可動子間を連結している連結体を板ばねで形成し、該連結体における可動子の振動時に変位しない非変位部に接触して非変位部の位置を規制するストッパーを備え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】
連結体は可動子の振動方向両端部に夫々配置されていることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項３】
連結体は可動子の振動方向における一方の端部のみに配置されていることを特徴とする請求項１記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項４】
連結体は一端を一方の可動子に、他端を他方の可動子に連結させているとともに中間点が非変位部となっているものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項５】
ストッパーは連結体の両面に接触しているものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項６】
ストッパーは連結体の片面のみに接触しているものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項７】
ストッパーと連結体とは線接触していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項８】
ストッパーと連結体とは点接触していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項９】
ストッパーと連結体とは回転軸を介して連結されていることを特徴とする請求項１または４記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１０】
ストッパーを連結体の外周側に配していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１１】
ストッパーを連結体の内周側に配していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１２】
ストッパーは連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向の位置規制部を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１３】
ストッパーは連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向及び対向離反方向の位置規制部を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の振動型リニアアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は往復式電気かみそり等の駆動源として好適に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。
【０００２】
【従来の技術】
振動型リニアアクチュエータとして、複数の可動子同士を可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で連結したものが特開平８−３１８０６１号公報に示されている。この場合、複数の可動子を逆位相で往復駆動させると、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、連結体が他の可動子の動きを伝えて上記減少を抑制することになり、片方の可動子のみの振幅減少を防ぐために、バランスの取れた均一な振幅量を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記公報で示されたものでは、ばね性を備えた連結体としてコイルばねを用いており、可動子間にコイルばねである連結体を配設するためのスペースが必要で、全体としての大きさが大きくなってしまうという問題があった。
【０００４】
また、特開平１１−１３６９２１号公報には連結体として板ばねを用いたものが示されている。この場合、連結体にコイルばねを用いたものに比して、連結体の配置スペースが小さくなっているが、連結体としての機能がコイルばねを用いた場合に比して劣るものであった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みて発明したものであって、小型で且つ安定駆動を行うことができる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ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、並列に並んでいる複数の可動子間を連結している連結体を板ばねで形成し、該連結体における可動子の振動時に変位しない非変位部に接触して非変位部の位置を規制するストッパーを備えていることに特徴を有している。板ばねで形成した連結体の非変位部が変位してしまう事態を招くことがないものである。
【０００７】
上記連結体は可動子の振動方向両端部に夫々配置したものであっても、あるいは可動子の振動方向における一方の端部のみに配置したものであってもよい。
【０００８】
また、連結体は一端を一方の可動子に、他端を他方の可動子に連結させているとともに中間点が非変位部となっているものが好ましい。
【０００９】
そしてストッパーは連結体の両面に接触しているもののほか、連結体の片面のみに接触しているものであってもよい。
【００１０】
また、ストッパーと連結体とが線接触しているものや、点接触しているものが好ましい。
【００１１】
さらに、ストッパーと連結体とは回転軸を介して連結されているものであってもよい。
【００１２】
このほか、ストッパーを連結体の外周側に配するほか、ストッパーを連結体の内周側に配してもよい。
【００１３】
また、ストッパーは連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向の位置規制部を備えていたり、連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向及び対向離反方向の位置規制部を備えているものであってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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４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。
【００１５】
上記可動子２はヨーク５（バックヨーク）が一体成形されたもので、磁性材料からなるヨーク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連結部２２を備えている。なお、この連結部２２は可動子２の上面から側方にＬ型に突出するアーム２１の上面に設けており、一対の可動子２，２はその連結部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。
【００１６】
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。
【００１７】
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に固定されたブリッジプレート１０に、下端部１１が可動子２に固定されている。ブリッジプレート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。
【００１８】
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つの同形状の可動子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。
【００１９】
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、振動方向の振動が低減されている。
【００２０】
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たものであり、また可動子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。
【００２１】
このような板ばねで連結体１２を構成したものでは、その配設用に大きなスペースを必要とせず、振動型リニアアクチュエータをコンパクト化できるものであり、また図示形状の連結体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。しかも、ここでは各端部につき２枚、総計４枚の連結体１２を用いているために、１枚の連結体１２にかかる応力は小さく、従って連結体１２の寿命を長くすることができるものである。
【００２２】
そして、このような形状で且つ両端が可動子２，２に連結された連結体１２においては、図３に示す中間部Ａが可動子２，２の逆位相動作時にも変位することがない非変位部となっているが、ここでは図４に示すように可動子２，２の両端部において振動方向外側に位置する連結体１２の非変位部の両面に、上記ブリッジプレート１０に固定したストッパー１４を接触させている。非変位部１４が振動方向に変位することがないために、連結体１２は逆位相で動く２つの可動子２，２の往復振動に対して求められる本来の動きを的確に行うものであり、連結体１２として板ばねを用いたものであるにもかかわらず、安定した動作を得ることができる。
【００２３】
なお、ストッパー１４と連結体１２の非変位部との接触は、図５に示すように、ストッパー１４からリブ状の突起４０を突出させることで線接触となるようにしておくと、連結体１２とストッパー１４との間の摩擦を軽減することができて、負荷抵抗を少なくすることができる。
【００２４】
上記線接触状態は、図６に示すように断面三角形状の突起４０や図７に示すように断面半円形の突起４０をストッパー１４に設けることで行ってもよい。この場合、ストッパー４０の剛性を高くすることができる。
【００２５】
さらに、ストッパー１４と連結体１２の非変位部との接触は、たとえば図８に示すように、半球状の突起４０をストッパー１４に設けることで点接触でなされるようにしてもよい。両者の接触面積が更に小さくなるために、両者の間の摩擦をさらに軽減することができる。
【００２６】
上記の線接触や点接触は、板ばねである連結体１２側に突起４１を設けることで行ってもよい。図１０は連結体１２にリブ状の突起４１を設けることで線接触なるとようにしたものを、図１１は断面三角形状の突起４１を連結体１２に設けることで線接触なるとようにしたものを、図１２は断面半円状の突起４１を連結体１２に設けることで線接触となるようにしたものを、図１３は半球状の突起４１を連結体１２に設けることで点接触となるようにしたものを示している。
【００２７】
ストッパー１４と連結体１２の非変位部とは図１４に示すように連結体１２に設けた回転軸４３を介して連結されるようにしてもよい。この場合、連結体１２の動きをより円滑なものとすることができる。図中４４はストッパー１４側の回転軸４３を受けるための軸孔である。回転軸１４を連結体１２側に設ける場合、連結体１２に成型品である回転軸１２を同時成形や嵌め込みで接合すると、回転軸４３の形状作成の自由度が高くなる。また、金属ピンで形成される回転軸４３を連結体１２に同時成形や溶接などで取り付けた場合、剛性の高いものを得ることができる。連結体１２に金属製の回転軸４３を一体に形成していてもよい。この場合は部品点数を少なくすることができる。
【００２８】
図１５に示すように、ストッパー１４側に回転軸４５を設け、連結体１２側に回転軸４５を受ける軸孔４６を設けるようにしてもよい。
【００２９】
ところで、ストッパー１４は可動子２の両端に夫々２枚ずつ配された連結体１２のうちの振動方向外側に位置する連結体１２に対してのみ、非変位部の位置規制を行うものを示したが、総計４枚の各連結体１２，１２に対して非変位部の位置規制を行うものであってもよい。
【００３０】
また、ストッパー１４は図１６に示すように、可動子２の両端に夫々２枚ずつ配された連結体１２のうちの振動方向外側に位置する連結体１２の外面と振動方向内側に位置する連結体１２の内面とに接触するものや、図１７に示すように、振動方向外側に位置する連結体１２の外面にのみ接触するもの、図１８に示すように、振動方向内側に位置する連結体１２の内面にのみ接触するものであってもよく、さらには振動方向外側の連結体１２の内面と振動方向内側の連結体１２の外面とに接触するものであってもよい。なお、図１８に示すものにおいては、ストッパー１４が連結体１２よりも振動方向外側に突出しないために小型化の点で有利となる。
【００３１】
このほか、図１９に示すように、ストッパー１４は可動子２の一端側の連結体１２に対してのみ非変位部の位置規制を行うものであってもよい。
【００３２】
また、ストッパー１４はその取付固定位置を調整することができるもの、たとえば図９に示すように、ブリッジプレート１０の平面部４９に接着固定するものであると、連結体１２の非変位部の位置に応じてストッパー１４の接着固定位置を変更することで、非変位部の位置規制を確実に行うことができる。
【００３３】
さらに、図示例では連結体１２が逆Ｕ字形を基本とする形状であるとともに両端が夫々可動子２，２に連結され、中間点である非変位部がブリッジプレート１０付近に位置するために、図２０にも示すように、ブリッジプレート１０にストッパー１４を固定して、ストッパー１４が振動型リニアアクチュエータの幅内に納まるようにしたものを示したが、連結体１２が図２１に示すような形状で非変位部が側方に位置するものにおいては、ストッパー１４も図示位置に配置すればよく、この場合、ストッパー１４によって振動型リニアアクチュエータの幅が少々大きくなってしまうものの、連結体１２が位置する両端部の高さを抑えることができるものとなる。
【００３４】
図２２及び図２３に示すものでは、Ｓ字形状となっている連結体３の両端から円弧状部分を周方向に延長して、この延長した両端部を夫々可動子２，２に連結している。そしてストッパー１４は、Ｓ字形状の両端間の中間点にある非変位部に接触するものとしてある。このものでは、ストッパー１４が連結体１２の外郭よりも内側に位置するために、ストッパー１４が振動型リニアアクチュエータの高さや幅を大きくしてしまうことがない。
【００３５】
図２４に示すように、ストッパー１４が連結体１２に振動方向の動きに加えて、固定子１による可動子２の吸引方向の動きも規制するように、連結体１２の下縁側（固定子１側）を受ける形状のものとしておけば、前記ギャップ８の確保を連結体１２で行うことができるために、ギャップ８の確保用の連結板９の必要性がなくなる。
【００３６】
この場合、固定子１による可動子２の反発方向の動きも規制するように、図２５に示すように、連結体１２の上縁側（反固定子１側）も受ける形状のものとしておけば、前記ギャップ８の確保を連結板９がなくても確実に行うことができる上に、落下衝撃などに対する耐久性も高くすることができる。
【００３７】
以上の各例では、往復式電気かみそりの駆動源に適した形態のものを示したが、本発明に係る振動型リニアアクチュエータは往復式電気かみそりの駆動源にのみ限定されるものではなく、他の種々の機器の駆動源として使用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、複数の可動子を固定子で往復駆動するとともに可動子の往復動方向に変位するばね性を備えた連結体で可動子同士を連結している振動型リニアアクチュエータにおいて、並列に並んでいる複数の可動子間を連結している連結体を板ばねで形成し、該連結体における可動子の振動時に変位しない非変位部に接触して非変位部の位置を規制するストッパーを備えているために、板ばねで形成した連結体の非変位部が変位してしまう事態を招くことがなく、このために連結体として全体としての小型化に有利な板ばねを用いたものにおける動作の安定性を高めることができるものである。
【００３９】
上記連結体は可動子の振動方向両端部に夫々配置しておくと、より確実な動作を得ることができる。
【００４０】
また、連結体を可動子の振動方向における一方の端部のみに配置したものであってもよく、この場合、部品点数を少なくすることができてコスト的に有利なほか、小型化の点でも有利となる。
【００４１】
また、連結体は一端を一方の可動子に、他端を他方の可動子に連結させているとともに中間点が非変位部となっているものが好ましい。好ましい動作を確実に得ることができるものとなる上に、連結体の非変位部の位置を確定することができて、非変位部にストッパーを接触させることが確実に行えるものとなる。
【００４２】
そしてストッパーは連結体の両面に接触していると、非変位部の規制を確実に行うことができる。
【００４３】
また、ストッパーが連結体の片面のみに接触している場合、接触面積が少なくなるために摩擦が少なくなって効率の高いものを得ることができる。
【００４４】
また、ストッパーと連結体とが線接触していても、摩擦の軽減による効率向上を図ることができる。
【００４５】
特に点接触とすれば、摩擦の軽減をより図ることができて効率を高くすることができる。
【００４６】
さらに、ストッパーと連結体とは回転軸を介して連結されているものでは、連結体の動作を全く妨げることなく非変位部の規制を行うことができる。
【００４７】
このほか、ストッパーを連結体の外周側に配すると、板ばねである連結体の外郭の内側の寸法が小さくても全体としての小型化を図ることができる上に、ストッパーは連結体の組み付けの後に装着することができて組立性の点で有利となる。
【００４８】
また、ストッパーを連結体の内周側に配した場合には、ストッパーがリニアアクチュエータの外側にはみ出してしまうことがなくなるために、小型化の点で有利となる。
【００４９】
また、ストッパーは連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向の位置規制部を備えていたり、連結体の非変位部における固定子と可動子との対向接近方向及び対向離反方向の位置規制部を備えているものであってもよい。固定子と可動子との間のギャップの確保を連結体で行うことができるために、ギャップ確保用の連結板が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の斜視図である。
【図２】同上の分解斜視図である。
【図３】同上の連結体の正面図である。
【図４】同上の要部側面図である。
【図５】他例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図６】さらに他例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図７】別の例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図８】さらに別の例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図９】他の例の斜視図である。
【図１０】異なる例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図１１】他例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図１２】さらに他例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図１３】別の例を示すもので、（ａ）は要部底面図、（ｂ）はストッパーの斜視図である。
【図１４】他の例の破断斜視図である。
【図１５】別の例の分解斜視図である。
【図１６】他の例の側面図である。
【図１７】さらに他の例の側面図である。
【図１８】別の例の側面図である。
【図１９】さらに別の例の側面図である。
【図２０】他の例の正面図である。
【図２１】更に他の例の正面図である。
【図２２】他の例の斜視図である。
【図２３】同上の正面図である。
【図２４】更に他の例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図２５】別の例を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
１　固定子
２　可動子
１２　連結体
１４　ストッパー
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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