(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石とヨークとからなる可動子と、ステータと巻線とからなる電磁石とを備えるとともに、電磁石にて可動子を往復駆動するとともに該駆動で発生する逆起電圧信号により上記往復駆動の制御を行う振動型リニアアクチュエータにおいて、永久磁石の磁極間のニュートラルとステータの鉄心併設方向の鉄心の中心線とを可動子振動方向にずらしているとともに、互いにカウンターで逆方向に動く複数の可動子を有して、同一方向に動く各可動子のニュートラルが同一方向にずれており、逆方向に動く各可動子のニュートラルが上記のずれ方向と逆方向にずれ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】
ステータは鉄心が２つであり、永久磁石の磁極が３極であ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】
ステータは鉄心が３つであり、永久磁石の磁極が２極であ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】
各永久磁石のニュートラルが鉄心中心線から可動子振動方向に同じ距離だけず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５】
可動子振動方向とそれに垂直な可動子併設方向からなる平面上で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線が平行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６】
可動子振動方向とそれに垂直な可動子併設方向からなる平面で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線が交わ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７】
ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、平面内で永久磁石が可動子に斜めに取り付けられることを特徴とする請求項６記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項８】
ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、可動子振動方向と平行に永久磁石が可動子に取り付けられており、平面内でニュートラルが鉄心中心に対して斜めになっていることを特徴とする請求項６記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項９】
ニュートラルと可動子振動方向が垂直であり、ステータが平面内でニュートラルに対して斜めに取り付けられることを特徴とする請求項６記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１０】
各永久磁石の対向側でニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあることを特徴とする請求項６記載の振動型リニアアクチュエータ。
【請求項１１】
鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線とニュートラルが可動子振動方向に対して垂直であり、各永久磁石の対向側で永久磁石端部のニュートラルが可動子の併設方向と交わり、各永久磁石の対向するニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあ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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型の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、図７〜図９に示すように、永久磁石４とヨーク（バックヨーク）５とこれらを一体化する骨組部材６とからなる可動子２と、ステータ１と巻線７とからなる電磁石１２とを備えて、電磁石１２によって可動子２を往復駆動させるものがあるが、従来のこの種の振動型リニアアクチュエータでは、図１０に示すように、可動子振動方向Ｘにおいて永久磁石４の磁極間のニュートラル２０がステータ１の鉄心２２の中心線２１と一致していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、リニアアクチュエータの大きさに制限がある時、可動子２の振幅が大きくなると、電磁石１２の巻線７から発生する逆起電圧信号の波形が歪んでしまい、このために逆起電圧信号に基づいてリニアアクチュエータの動作を制御していると、振幅の制御ができなくなるという問題があった。また、逆起電圧信号の波形を歪まないようにするとアクチュエータが大きくなるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、大きさが限られたものにおいても振幅の大きさにかかわらず逆起電圧信号の波形が歪みにくい振動型リニアアクチュエータを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして請求項１の発明は、永久磁石とヨークとからなる可動子と、ステータと巻線とからなる電磁石とを備えるとともに、電磁石にて可動子を往復駆動するとともに該駆動で発生する逆起電圧信号により上記往復駆動の制御を行う振動型リニアアクチュエータにおいて、永久磁石の磁極間のニュートラルとステータの鉄心併設方向の鉄心の中心線とを可動子振動方向にずらしているとともに、互いにカウンターで逆方向に動く複数の可動子を有して、同一方向に動く各可動子のニュートラルが同一方向にずれており、逆方向に動く各可動子のニュートラルが上記のずれ方向と逆方向にずれていることに特徴を有している。
【０００６】
そして請求項２の発明は上記請求項１において、ステータは鉄心が２つであり、永久磁石の磁極が３極であることに特徴を有しており、請求項３の発明は上記請求項１の発明において、ステータは鉄心が３つであり、永久磁石の磁極が２極であることに特徴を有している。
【０００７】
また、請求項４の発明は、上記請求項１の発明において、各永久磁石のニュートラルが鉄心中心線から可動子振動方向に同じ距離だけずれていることに特徴を有している。
【０００８】
また、請求項５の発明は、上記上記請求項１〜３のいずれかの発明において、可動子振動方向とそれに垂直な可動子併設方向からなる平面上で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線が平行であることに特徴を有しており、請求項６の発明は上記上記請求項１〜３のいずれかの発明において、可動子振動方向とそれに垂直な可動子併設方向からなる平面で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線が交わることに特徴を有している。
【０００９】
そして、請求項７の発明は、上記請求項６の発明において、ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、平面内で永久磁石が可動子に斜めに取り付けられることに特徴を有しており、請求項８の発明は上記請求項６の発明において、ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、可動子振動方向と平行に永久磁石が可動子に取り付けられており、平面内でニュートラルが鉄心中心に対して斜めになっていることに特徴を有しており、請求項９の発明は上記請求項６の発明において、ニュートラルと可動子振動方向が垂直であり、ステータが平面内でニュートラルに対して斜めに取り付けられることに特徴を有しており、請求項１０の発明は上記請求項６の発明において、各永久磁石の対向側でニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあることに特徴を有している。
【００１０】
また請求項１１の発明は、上記請求項１の発明において、鉄心併設方向に垂直なステータの鉄心の中心線とニュートラルが可動子振動方向に対して垂直であり、各永久磁石の対向側で永久磁石端部のニュートラルが可動子の併設方向と交わり、各永久磁石の対向するニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあることに特徴を有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の一例を図に基づいて詳述すると、図７〜図９は往復式電気かみそりの駆動源として用いる振動型リニアアクチュエータを示しており、図中の２，２は可動子であって、いずれも磁性材料からなるヨーク（バックヨーク）５と永久磁石４とこれらを一体化する骨組部材６とで構成されている。
【００１２】
電磁石１２は、磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層したステータ１に絶縁体であるコイルボビン１３を介して巻線７を施したステータコアであり、シャーシ３に固定されている。
【００１３】
そして、可動子２を電磁石１２に対して非接触状態に保持して電磁石１２と可動子２との対向部におけるギャップ８を確保するために、伸びの少ない材料、ここでは板ばねで形成されたブレード９の上端をシャーシ３にねじ具または溶接により固着し、ブレード９の下端を支持板１１を介して可動子２に固着することで、電磁石１２が固定されているシャーシ３から可動子２を吊り下げ支持している。図中の１０は振動型リニアアクチュエータと他部品とを固定する基台であり、ねじ具または溶接によりシャーシ３に固定してある。
【００１４】
このものにおいては、電磁石１２の電流方向を交番にすることで、永久磁石４を備えた可動子２が往復駆動されるもので、いわゆるリニアモータと称される振動型リニアアクチュエータを構成しており、この振動型リニアアクチュエータは上記のように可動子２、電磁石１２がブレード９、シャーシ３を介して位置固定されてブロック化されている。
【００１５】
上記往復駆動についてさらに詳しく説明すると、可動子２は永久磁石４と電磁石１２との吸引・反発力により移動するが、その移動方向はブレード９によって振動型リニアアクチュエータの往復運動方向にのみ移動可能となっている。そして往復運動の右方向運動と左方向運動では巻線７に与える電流の向きを反転させる。
【００１６】
上記電流の制御は、逆起電圧を利用して行っている。すなわち、可動子２に設置された永久磁石４が往復運動をすることで、電磁石１２の巻線７には逆起電圧が発生するとともに、この逆起電圧は可動子２の振幅の大きさにより変化する。このために、逆起電圧によって可動子２の振幅量を検知することができるものであり、これを基にフィードバック制御を行うことで、可動子２に連続した往復駆動である振動を行わせている。
【００１７】
ここにおいて、本発明に係る振動型リニアアクチュエータにおいては、図１に示すように、永久磁石４の磁極間のニュートラル２０とステータ１の鉄心２２の鉄心併設方向（図１０中のＸ方向）に垂直な中心線２１とを可動子２の振動方向にずらしている。これにより、振動方向の大きさが制限されたリニアアクチュエータで可動子２の振幅が大きくなっても、従来と比して、電磁石１２の巻線７から発生する逆起電圧の歪を減少させることができ、小型化が可能となる。
【００１８】
また、図１に示すものは、永久磁石４の磁極が３極でステータ１の鉄心２２が２つで構成されるリニアアクチュエータを示しており、このような磁気回路の構成において逆起電圧の歪を減少させることができ、小型化が可能となる。なお、永久磁石４の磁極が２極でステータ１の鉄心２２が３つで構成されたものにおいて、２極で形成された永久磁石４の磁極間のニュートラルの位置と中央の鉄心２２の中心線２１とをずらすことで、逆起電圧の歪を減少させてもよい。
【００１９】
そして、図１に示すものでは、永久磁石４の着磁が逆となっているために互いにカウンターで逆方向に動く可動子２，２における一方の可動子２の永久磁石４ａのニュートラル２０ａと、それと逆方向に動く可動子２の永久磁石４ｂのニュートラル２０ｂとを、鉄心２２の中心線２１に対して互いに逆向きにずらしたものを示している。電磁石１２の巻線７に発生する逆起電圧は、各可動子２，２の動作により発生する各逆起電圧の合成であるために、各逆起電圧の歪が減少することにより巻線に発生する全体の逆起電圧の歪も減少する。したがって、１つの可動子２，２のニュートラル２０をずらすときよりもさらに逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２０】
また、図１に示すものでは、ニュートラル２０ａとニュートラル２０ｂの鉄心２２の中心線２１からのずれ量２４を等しくしているために、最も効率よく逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２１】
さらに図１に示すものでは、ニュートラル２０ａ，２０ｂと、鉄心２２の中心線２１とを平行にしているために、永久磁石４に発生する推進力の方向を可動子の振動方向と同一としながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２２】
図２に別例を示す。ここでは、永久磁石４４可動子２に対して平面内で斜めに取り付けることで、ニュートラル２０も中心線２１と一致せずにずれたものとなっている。この場合、永久磁石４の仕様を従来例から変更することなく鉄心２２の中心線２１に対してニュートラル２０の位置をずらすことができる。
【００２３】
図３に示すように、永久磁石４の磁極間のニュートラル２０が永久磁石４に対して斜めになるようにしておいてもよい。この場合、永久磁石４の可動子２への取り付け幅２３を図２に示す場合よりも小さくすることができる。リニアアクチュエータの可動子併設方向（図１０中のＹ方向）の寸法を図２のものよりも小さくしながら、永久磁石４のニュートラル２０を鉄心２２の中心線２１に対してずらして、逆起電圧の歪を減少することができるものである。
【００２４】
図４に示すように、ステータ１を可動子２に対して平面内で斜めに取り付けるようにしてもよい。この場合においても、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を図２に示したものより小さくしながら、永久磁石４のニュートラル２０を従来例から変更することなく鉄心２２の中心線２１に対してずらして、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２５】
図５に別の例を示す。ここでは、隣り合う各永久磁石４，４の対向側で永久磁石４のニュートラル２０の端部が振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上に位置するようにしている。したがって、図３に示したものにおいて生じる永久磁石４，４間の同磁極の対向部２５がなくなるものであり、永久磁石４の着磁を行う際に用いる着磁ヨークの巻線の配線を簡略化できるため、可動子２，２間の距離２６を小さくすることができる。従って、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を小さくしながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２６】
図６に示すように、ニュートラル２０を鉄心２２の中心線２１との平行を保ったままずらすとともに、隣り合う永久磁石４，４の対向側で永久磁石４のニュートラル２０の端部が振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上に位置するようにしてもよい。永久磁石４に発生する推進力の方向を可動子２の振動方向と同一とし、さらに、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を小さくしながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明にあっては、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向のステータの鉄心の中心線を、可動子振動方向にずらしているために、電磁石の巻線から発生する逆起電圧の歪を減少させることができ、小型化にあたっての問題点を無くすことができるものであり、殊に互いにカウンターで逆方向に動く複数の可動子で、同一方向に動く各可動子のニュートラルが同一方向にずれており、逆方向に動く各可動子のニュートラルが上記のずれ方向と逆方向にずれていることにより、１つの可動子のニュートラルをずらすときよりもさらに逆起電圧の歪を減少させることができるものであり、また、さらに小型化することができる。
【００２８】
請求項２の発明にあっては、永久磁石の磁極が３極でステータの鉄心が２つで構成されるリニアアクチュエータにおいて、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００２９】
請求項３の発明にあっては、永久磁石の磁極が２極でステータの鉄心が３つで構成されるリニアアクチュエータにおいて、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３０】
請求項４の発明にあっては、各永久磁石のニュートラルがステータの鉄心の中心線に対して、可動子の振動方向に同じ距離だけずれていることにより、最も効率よく逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３１】
請求項５の発明にあっては、可動子振動方向と可動子併設方向からなる平面上で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向のステータの鉄心の中心線が平行であることにより、永久磁石に発生する推進力の方向を可動子振動方向と同一としながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３２】
請求項６の発明にあっては、可動子振動方向と可動子併設方向からなる平面で、永久磁石のニュートラルと鉄心併設方向のステータの鉄心の中心線が交わることにより、可動子振動方向におけるニュートラルの位置を従来例から変更することなく逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３３】
請求項７の発明にあっては、ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、平面で永久磁石が可動子に斜めに取り付けられることにより、永久磁石上のニュートラルを従来例から変更することなく逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３４】
請求項８の発明にあっては、ステータの鉄心併設方向と可動子振動方向が平行であり、可動子に平行に永久磁石が取り付けられて、ニュートラルが鉄心中心線に対して斜めになっていることにより、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を大きくすることなく、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３５】
請求項９の発明にあっては、永久磁石のニュートラルと可動子振動方向が垂直であり、ステータが斜めに取り付けられることにより、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を大きくすることなく、また、永久磁石のニュートラルを従来例から変更することなく逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３６】
請求項１０の発明にあっては、各永久磁石の対向するニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあることにより、各永久磁石間の同磁極の対向部をなくして各可動子間を小さくし、これによりリニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を小さくしながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【００３７】
請求項１１の発明にあっては、鉄心併設方向のステータの鉄心の中心線とニュートラルが可動子振動方向に対して垂直であり、各永久磁石の対向する永久磁石端部のニュートラルが可動子併設方向と交わり、各永久磁石の対向するニュートラルの端が、振動方向に垂直な可動子併設方向の同一直線上にあることにより、永久磁石に発生する推進力の方向を可動子振動方向と同一とし、さらに、リニアアクチュエータの可動子併設方向の寸法を小さくしながら、逆起電圧の歪を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の要部を示す平面図である。
【図２】別の例の要部を示す平面図である。
【図３】更に別の例の要部を示す平面図である。
【図４】異なる例の要部を示す平面図である。
【図５】他の例の要部を示す平面図である。
【図６】更に他の例の要部を示す平面図である。
【図７】全体構成を示す斜視図である。
【図８】全体構成を示す正面図である。
【図９】同上の分解斜視図である。
【図１０】従来例の要部を示すもので、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は側面図である。
【符号の説明】
１  ステータ
２  可動子
４  永久磁石
７  巻線
１２  電磁石
２０  ニュートラル
２１  中心線
２２  鉄心
【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】
0003736381.tif 000007
【図７】
0003736381.tif 000008
【図８】
0003736381.tif 000009
【図９】
0003736381.tif 000010
【図１０】
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