(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を有するコアにコイルを巻回することにより形成された固定子と、前記磁極の先端面に対し磁気ギャップを介して対向配置された永久磁石を有し、当該磁極との対向方向と直交する方向に往復動自在に支持された複数の可動子とを備え、前記複数の可動子は隣接配置され、前記コイルに交番電流が印加されるのに伴い前記複数の可動子が互いに逆位相に往復動する電磁アクチュエータであって、前記複数の可動子のうちの少なくとも２つの隣接する可動子は他方の可動子側に突出する突片を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記隣接する２つの可動子は一方の可動子が有する突片の個数と他方の可動子が有する突片の個数の比が２対１となる領域を少なくとも一つ以上有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項３】
請求項２に記載された電磁アクチュエータにおいて、一方の可動子側の突片と他方の可動子側の突片が互いに入れ子状になるように配置されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記突片の上面端部に面取り加工が施されて斜面が形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記突片の上面が凹凸形状を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の電磁アクチュエータにおいて、一方の可動子と他方の可動子間で対向する突片の上面が傾斜を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１に記載の電磁アクチュエータにおいて、一方の可動子側の突片は凸状形状を有し、他方の可動子側の突片は凹状形状を有することを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１項に記載の電磁アクチュエータにおいて、前記突片が圧粉鉄心により形成されていることを特徴とする電磁アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１項に記載の電磁アクチュエータを備える電気式かみそり。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式の電気かみそりに適用して好適な、可動子に往復動を行わせる振動型の電磁アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電磁石からなる固定子と、永久磁石を備える複数の可動子と、固定子が固着されていると共にばねを介して複数の可動子を往復動自在に支持するフレーム部とを備える振動型の電磁アクチュエータが知られている（特許文献１，２参照）。この電磁アクチュエータでは、電磁石に供給する電流の向きを交互に切り換えることにより、複数の可動子が互いに逆位相に往復動するようになっている。
【特許文献１】特開平７−２６５５６０号公報
【特許文献２】特開平７−３１３７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、電磁アクチュエータの磁気効率は可動子と固定子により構成される磁気回路の磁気効率によって決まり、磁気回路の磁気効率は可動子と固定子間の磁気ギャップの磁気抵抗によって決まる。ところが、この磁気抵抗は主磁束を発生して磁気効率を決める永久磁石の起磁力とトレードオフの関係（起磁力を大きくすれば磁気抵抗が増加し、磁気抵抗を下げれば起磁力が低下）にあるために、永久磁石の磁束を有効利用することができない。
【０００４】
このような背景から、従来の電磁アクチュエータによれば、有効利用されていない磁束が可動子のバックヨーク（導磁体）の磁気飽和を引き起こすことにより、往復動の推力のサチュレーションが生じ、磁気効率が低下する。なおこのような問題を解決するために、固定子の電磁石の起磁力で永久磁石の磁束を補完する方法が考えられるが、この方法を用いた場合には、銅損等の損失が大きくなり、電磁アクチュエータ全体の総合効率が低減する。
【０００５】
このような背景から、磁気効率が高い電磁アクチュエータの提供が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、磁気飽和により有効利用されていない永久磁石の磁束を可動子の往復動の推力として利用することにより、磁気効率及び総合効率を向上させる電磁アクチュエータ及び電気式かみそりを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電磁アクチュエータ及び電気式かみそりは、複数の磁極を有するコアにコイルを巻回することにより形成された固定子と、磁極の先端面に対し磁気ギャップを介して対向配置された永久磁石を有し、磁極との対向方向と直交する方向に往復動自在に支持された複数の可動子とを備え、複数の可動子は隣接配置され、コイルに交番電圧が印加されるのに伴い複数の可動子が互いに逆位相に往復動する電磁アクチュエータであって、複数の可動子のうちの少なくとも２つの隣接する可動子は他方の可動子側に突出する突片を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電磁アクチュエータ及び電気式かみそりによれば、複数の可動子のうちの少なくとも２つの隣接する可動子の他方の可動子との対向面に突片を形成することにより、隣接する可動子間に変位が生じた際に可動子間に磁路を形成し、磁気飽和によって有効利用されていなかった永久磁石の磁束を可動子の往復動の推力として利用するので、磁気効率及び総合効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる電磁アクチュエータの構成について説明する。
【００１０】
〔電磁アクチュエータの構成〕
本発明の実施形態となる電磁アクチュエータは、図1(a),(b)に示すように電磁ブロック（固定子）１と複数の可動子２を主な構成要素として備え、電磁ブロック１は３つの磁極１１ａ，１１ｂ，１１ｃを備えるＥ字形状のコア１０の磁極１１ｂにコイル１２を巻回することにより形成されている。なお図1(a),(b)では可動子２は１つしか図示されていないが、実際には可動子２は複数（本実施形態では２つ）隣接配置されている（図３参照）。
【００１１】
各可動子２は、磁気ギャップを介して３つの磁極１１ａ，１１ｂ，１１ｃの端面に対向配置され、磁極１１ａ，１１ｂ，１１ｃが並ぶ方向に往復動自在に支持されている。各可動子２は、永久磁石２１とバックヨークとしての導磁体２２により構成されている。永久磁石２１は往復動方向である左右方向において異なる極を有し、さらに各可動子２が互いに逆位相に往復動するように複数の可動子２間で永久磁石２１の極の配置が異なっている。永久磁石２１の幅Ｗ１は、図２に示すように、左右両端の磁極１１ａ，１１ｃの最大幅Ｗ２よりも小さく、また幅Ｗ１に可動子２のストローク量ＳＴを加えた値が最大幅Ｗ２以下（Ｗ２≧Ｗ１＋ＳＴ）になるように形成されている。
【００１２】
本実施形態では、隣接する２つの可動子２ａ，２ｂの導磁体２２は、図3(a)〜(d)に示すように、他方の可動子との対向面に圧粉鉄心からなる突片３１を有する。このような突片３１を有さない従来の電磁アクチュエータでは、磁路は、永久磁石２１を起磁力として、永久磁石２１→磁気ギャップ→電磁ブロック１→磁気ギャップ→永久磁石２１→導磁体２２→永久磁石２１の閉ループのみで構成されていた。
【００１３】
これに対して、導磁体２２に突片３１を形成した場合には、従来の磁路に加えて、図4(a)〜(c)に示すような閉ループの磁路が可動子２ａ，２ｂ間に形成される。そしてこのような可動子２ａ，２ｂ間の磁路によれば、可動子２の往復動方向に吸引力，反発力を発生させ、往復動方向に対し有効な推力を増加させることができるので、磁気飽和によって有効利用されていなかった磁束を有効利用し、磁気効率を向上させることができる。
【００１４】
すなわち、この突片３１によれば、磁気突極性を利用した磁気力（リラクタンス力）を有効利用できて磁気効率が向上する。また導磁体２２に突片３１を設けるだけであるので、電磁アクチュエータのコストが大きく増加することもない。さらにこの突片３１は圧粉鉄心により形成されているので、渦電流損を低減し、磁気効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
〔その他の実施形態〕
図５に示すように、隣接する２つの可動子の一方の可動子２ａの対向面に形成された突片３１の個数と他方の可動子２ｂの対向面に形成された突片３１の個数の比が２対１となる領域を少なくとも一つ以上形成することが望ましい。このような構成によれば、磁気突極性を利用した磁気力を可動子２ａ，２ｂの往復動方向に有効利用でき、さらに磁気効率を向上させることができる。またこの場合、図６に示すように、可動子側２ａの突片３１と可動子２ｂ側の突片を互いに入れ子状になるように配置することが望ましい。このような構成によれば、リニアアクチュエータのように可動子２ａ，２ｂが相互に往復運動する場合であっても、可動子２ａ，２ｂの移動方向によらずに常に磁気力を有効利用し、磁気効率を向上させることができる。
【００１６】
図７（ａ）に示すように、突片３１の上面端部３１ａに面取り加工を施してもよい。このような構成によれば、可動子２ａ，２ｂの対向面間で磁束を斜めに発生させることができるので、磁気抵抗を変化させつつ可動子２ａ，２ｂの移動方向への推力を発生させ、磁気効率をさらに向上させることができる。また図７（ｂ）に示すように、突片３１の上面を凹凸形状にしてもよい。このような構成によれば、突片３１の表面に磁気突極性をつけることで磁気力を任意の変位で作用させることができるので、推力を自由に制御し、コギングを低減させることができる。
【００１７】
図７（ｃ）に示すように図７（ａ）に示す形態と図７（ｂ）に示す形態との組み合わせにより突片３１を形成してもよい。一般に推力を発生するために必要になる磁気吸引力は利用したい推力方向の他に対向面方向にも働くが、このような構成によれば、推力を維持しつつ、不要な対向面方向の吸引力を低減し、利用したい推力方向に磁気吸引力を有効利用することができるので、磁気効率を向上させることができる。
【００１８】
図８や図９（ａ），（ｂ）に示すように、突片３１の上面が傾斜を有するようにしてもよい。このような構成によれば、可動子２ａ，２ｂ間の限られた隙間において磁気利用率に影響を及ぼす対向面積を大きくすることができるので、磁気突極性を利用した磁気力をさらに有効利用し、磁気効率を向上させることができる。
【００１９】
図１０に示すように、隣接する２つの可動子２ａ，２ｂのうち、可動子２ａの対向面が凹状の形状を有し、可動子２ｂの対向面が突状の形状を有するようにしてもよい。このような構成によれば、隣り合う２つの突片３１を凹凸状にすることにより、従来の電磁アクチュエータと総重量を等しくすることができるので、低コスト化を実現しつつ、磁気突極性を利用した磁気力を有効利用して磁気効率を向上させることができる。。
【００２０】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態となる電磁アクチュエータの正面図及び斜視図である。
【図２】永久磁石の幅寸法を説明するための電磁アクチュエータの正面図である。
【図３】本発明の実施形態となる突片の構成を説明するための可動子の斜視図，上面図，及び側面図（Ｘ方向，Ｙ方向）である。
【図４】本発明の実施形態となる突片により形成される磁路を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施形態となる突片の変形例の構成を説明するための可動子の上面図である。
【図６】本発明の実施形態となる突片の変形例の構成を説明するための可動子の上面図である。
【図７】本発明の実施形態となる突片の変形例の形状を説明するための模式図である。
【図８】本発明の実施形態となる突片の変形例の形状を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施形態となる突片の変形例の構成を説明するための可動子の上面図，側面図，及び部分拡大図である。
【図１０】本発明の実施形態となる突片の変形例の構成を説明するための可動子の上面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：電磁ブロック（固定子）
２，２ａ，２ｂ：可動子
１０：コア
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：磁極
１２：コイル
２１：永久磁石
２２：導磁体
３１：突片
【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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