ЛИНЕЙНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ПРИВОД
LINEAR OSCILLATING DRIVE

Область техники
Настоящее изобретение относится к линейному колебательному приводу, который может использоваться, например, в качестве источника движущей силы для электрической бритвы.
Предшествующий уровень техники
Традиционный линейный колебательный привод раскрыт в патентном документе 1 (японская выложенная заявка на патент № 2005354879). Как показано на фиг. 7-9, этот линейный колебательный привод 50 включает в себя статорный блок 51, имеющий электромагнит 52, два движущихся элемента 60, причем каждый имеет постоянный магнит 61, расположенный напротив электромагнита 52, две пары соединительных пластин 70, которые соответственно соединяют движущиеся элементы 60 со статорным блоком 51, и пару соединяющих пружинных участков 80, которые соединяют два движущихся элемента 60.
Поверхности магнитных полюсов электромагнита 52 в статорном блоке 51 расположены напротив постоянных магнитов 61 в двух движущихся элементах 60.
Каждый из движущихся элементов 60 включает в себя движущийся вбок кожух 64 и выполнен за одно целое с парой соединительных пластин 70 так, чтобы независимо совершать возвратно-поступательное движение в направлении возвратно-поступательного движения (направление М) вследствие отклонения пары соединительных пластин 70. Оба из постоянных магнитов 61 движущихся элементов 60 расположены напротив поверхностей магнитных полюсов электромагнита 52 в статорном блоке 51 с заданным между ними зазором. Один из постоянных магнитов 61 расположен в обратной полярности к другому из постоянных магнитов 61, так что они подвержены противоположным магнитным силам (силе притяжения и силе отталкивания), вызываемым магнитным полем, создаваемым соответственно электромагнитом 52. Следовательно, когда электромагнит 52 приводится в действие, к движущимся элементам 60 в направлении возвратно-поступательного движения (направление М) соответственно прикладываются противоположные движущие силы.
Соединительные пластины 70 попарно расположены соответственно на обоих концах движущегося элемента 60. Соединительные пластины 70 выполнены за одно целое с движущейся вбок деталью 64 движущегося элемента 60. Каждая из соединительных пластин 70 включает в себя верхний проходящий участок 73, нижний проходящий участок 74 и упругий плоский участок 71, который выполнен между проходящими участками 73 и 74. Соединительные пластины 70 - это упругие подвески для поддержания движущегося элемента 60. Верхний проходящий участок 73 соединяется с движущимся кожухом 64, а нижний проходящий участок 74 соединяется с неподвижным основанием 54 статорного блока 51. Упругий плоский участок 71 состоит из двух пружинных пластин 71a и 71b, которые ориентированы параллельно друг другу с заданным расстоянием, и соединяет верхний проходящий участок 73 с нижним проходящим участком 74. Непрерывный участок 76 между верхним проходящим участком 73 и пружинными пластинами 71b (упругим плоским участком 71) выполнен простой изогнутой формы с небольшой кривизной, как показано на фиг. 7 и 8.
Каждый из соединяющих пружинных участков 80 имеет С-образную форму и соединен соответственно с парой движущихся элементов 60 на обоих его концах. Каждый из соединяющих пружинных участков 80 имеет симметричную форму в средней плоскости между парой движущихся элементов 60.
В приведенной выше конфигурации полярность, создаваемая на поверхностях магнитных полюсов электромагнита 52, попеременно изменяется после того, как электромагнит 52 приводится в действие. В результате, благодаря электромагнитным силам между электромагнитом 52 и постоянными магнитами 61, генерируются противоположные друг другу движущие силы, которые поочередно прикладываются к паре движущихся элементов 60. Следовательно, пара движущихся элементов 60 совершает возвратно-поступательное движение благодаря отклонению соединительных пластин 70 с противоположной фазой. Помимо этого, соединяющие пружинные участки 80 прикладывают упругие восстанавливающие силы к обоим из движущихся элементов 60, чтобы ограничивать колебание движущихся элементов 60. В результате этого ограничивается флуктуация в колебании пары движущихся элементов 60, так что пара движущихся элементов 60 совершает возвратно-поступательное движение с заданной постоянной амплитудой.
Однако поскольку непрерывный участок 76 соединительной пластины сформирован простой изогнутой формы с небольшой кривизной, то пока движущийся элемент 60 совершает возвратно-поступательное движение, на непрерывном участке 76 концентрируется напряжение. По этой причине непрерывный участок 76 (соединительные пластины 70) может повреждаться вследствие концентрации напряжений.
Следовательно, возможно формирование непрерывных участков 76 изогнутой формы с большой кривизной. Однако в этом случае соединительные пластины 70 будут выступать в обе стороны, так что привод станет большим по размеру.
Краткое изложение сущности изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить линейный колебательный привод, который может уменьшать концентрацию напряжений на непрерывных участках его соединительных пластин (упругих подвесках), в то время как его движущиеся элементы совершают возвратно-поступательное движение, чтобы предотвращать повреждение соединительных пластин, не увеличивая размер привода.
Согласно аспекту настоящего изобретения обеспечен линейный колебательный привод, который включает в себя формирующий магнитный полюс участок, который включает в себя электромагнит, выполненный с возможностью генерации, при приведении в действие, поочередно разных полярностей, и основание, на котором закреплен электромагнит; по меньшей мере, два магнитных блока, каждый из которых расположен напротив формирующего магнитный полюс участка и включает в себя магнит, притягиваемый или отталкиваемый полярностью, генерируемой на формирующем магнитный полюс участке, и совершает возвратно-поступательное движение относительно формирующего магнитный полюс участка; по меньшей мере, две упругие подвески, которые соответственно поддерживают с возможностью возвратно-поступательного движения магнитные блоки; и по меньшей мере один соединяющий пружинный участок, который соединяет с возможностью возвратно-поступательного движения магнитные блоки. Каждая из упругих подвесок содержит верхние проходящие участки, соединенные соответственно с обеими сторонами каждого из магнитных блоков, нижние проходящие участки, соединенные соответственно с обеими сторонами основания формирующего магнитный полюс участка, и упругие плоские участки, которые целиком обеспечены соответственно между верхними проходящими участками и нижними проходящими участками. Кроме того, на непрерывных участках между соответственно верхними проходящими участками и упругими плоскими участками сформированы вогнутые участки, и каждый из вогнутых участков вогнут по направлению к каждому из магнитных блоков.
Согласно аспекту настоящего изобретения упругие подвески соответственно соединяют магнитные блоки с формирующим магнитный полюс участком. Пока магнитные блоки совершают возвратно-поступательное движение в результате приведения в действие электромагнита, формирующего электромагнитный полюс участка, напряжение вследствие возвратно-поступательного движения прикладывается к упругим подвескам. Упругая подвеска содержит верхний и нижний проходящие участки и упругий плоский участок, обеспеченный между верхним и нижним проходящими участками. Кроме того, на непрерывной части, между верхним проходящим участком и упругим плоским участком, выполнен вогнутый участок. Таким образом, на непрерывном участке сформирован большой изгиб вогнутого участка, и верхний проходящий участок и упругий плоский участок соединены друг с другом большим изгибом. Благодаря большому изгибу уменьшается напряжение на непрерывном участке, так что можно предотвращать повреждение упругих участков на непрерывных участках.
Помимо этого, так как вогнутые участки сформированы на непрерывных участках упругой подвески, то формовочный участок пресс-формы для формования непрерывного участка может быть выполнен толстым. Следовательно, прочность пресс-формы может быть улучшена.
Дополнительно, поскольку вогнутые участки выполнены вогнутыми по направлению к магнитным блокам, то можно не допускать увеличения размера привода.
Предпочтительно, чтобы каждый из вогнутых участков включал в себя вогнутую противолежащую поверхность, которая вогнута внутрь от противолежащей поверхности каждого из магнитных блоков к каждому промежуточному участку упругих плоских участков, и изогнутую поверхность, которая непрерывно проходит от конца вогнутой противолежащей поверхности к каждому из упругих плоских участков.
Дополнительно, предпочтительно, чтобы изогнутая поверхность имела возле магнитных блоков наклонный участок поверхности.
Альтернативно, предпочтительно, чтобы изогнутая поверхность имела наклонный участок поверхности возле упругих плоских участков.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид линейного колебательного привода согласно варианту осуществления;
фиг. 2 изображает вид спереди линейного колебательного привода;
фиг. 3 изображает вид сбоку линейного колебательного привода;
фиг. 4 изображает вид в поперечном разрезе по линии IV-IV на фиг. 3;
фиг. 5 изображает частичный вид в поперечном разрезе соединительной пластины в варианте осуществления;
фиг. 6 изображает частичный вид в поперечном разрезе соединительной пластины в модифицированном варианте;
фиг. 7 изображает общий вид традиционного линейного колебательного привода;
фиг. 8 изображает вид спереди традиционного линейного колебательного привода;
фиг. 9 изображает вид сбоку традиционного линейного колебательного привода.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
В дальнейшем линейный колебательный привод согласно варианту осуществления будет объяснен со ссылкой на чертежи.
Как показано на фиг. 1-4, линейный колебательный привод 1 включает в себя статорный блок 2 (формирующий магнитный полюс участок), имеющий электромагнит 4, два движущихся элемента 10 (магнитных блока), причем каждый имеет постоянный магнит 12 (см. фиг. 2), расположенный напротив электромагнита 4, две пары соединительных пластин 20 (упругих подвесок), которые соответственно соединяют движущиеся элементы 10 со статорным блоком 2, и пару соединяющих пружинных участков 30, которые соединяют два движущихся элемента 10.
Соединяющие пружинные участки 30 обеспечены попарно с обеих сторон движущихся элементов 10, движущихся возвратно-поступательно в данном варианте воплощения. Но соединяющие пружинные участки 30 могут быть установлены в единственном числе или их может быть множество в любом положении, чтобы соединять движущиеся элементы 10 для возвратно-поступательного движения.
Статорный блок 2 включает в себя неподвижное основание 3, выполненное из синтетической смолы. Электромагнит 4 закреплен на неподвижном основании 3. Электромагнит 4 включат в себя сердечник 5 (см. фиг. 4), выполненный из материала, который может быть намагничен, и обмотку 7, которая намотана вокруг сердечника 5 со вставкой катушки 6, выполненной из материала, который не может быть намагничен. К обмотке 7 прикладывается переменный ток. Каждая из поверхностей 5a магнитных полюсов сердечника 5 расположена напротив постоянных магнитов 12 двух движущихся элементов 10.
Пара движущихся элементов 10 выровнена в направлении перед-зад с зазором между ними. Каждый из движущихся элементов 10 содержит движущийся вбок кожух 11, выполненный из синтетической смолы, постоянный магнит 12 и заднее ярмо 13, выполненное из материала, который не может быть намагничен. Приводной элемент 14 закреплен на верхней поверхности движущегося вбок кожуха 11 при помощи винтов или подобного. При применении линейного колебательного привода 1 в качестве источника движущей силы электробритвы внутреннее лезвие (не показано) крепится к приводному элементу 14.
Каждый из движущихся элементов 10 выполнен с возможностью независимого возвратно-поступательного движения в направлении возвратно-поступательного движения (направление М) вследствие отклонения пары соединительных пластин 20. Оба из постоянных магнитов 12 движущихся элементов 10 расположены напротив поверхностей 5a магнитных полюсов электромагнита 4 с заданным между ними зазором. Один из постоянных магнитов 12 расположен в обратной полярности к другому из постоянных магнитов 12, так что они подвержены противоположным магнитным силам (силе притяжения и силе отталкивания), вызываемым магнитным полем, создаваемым соответственно электромагнитом 4. Следовательно, когда электромагнит 4 приводится в действие, к движущимся элементам 10 в направлении возвратно-поступательного движения (направление М) соответственно прикладываются противоположные движущие силы. Заднее ярмо 13 расположено на противоположной стороне постоянного магнита 12 относительно электромагнита 4.
Соединительные пластины 20 попарно выполнены из синтетической смолы и за одно целое с движущимся вбок кожухом 11. Каждая из соединительных пластин 20 включает в себя верхний проходящий участок 21, нижний проходящий участок 22 и упругий плоский участок 23, который сформирован между проходящими участками 21 и 22. Верхние проходящие участки 21 попарно соединены соответственно с обоими концами движущегося вбок кожуха 11. Нижние проходящие части 22 попарно соединены с неподвижным основанием 3 статорного блока 2. На каждом из нижних проходящих участков 22 обеспечен крепежный выступающий участок 22a. Крепежный выступающий участок 22a прикреплен к неподвижному основанию 3 статорного блока 2 при помощи винтов или подобного. Таким образом, каждый из движущихся элементов 10 поддерживается соединительными пластинами 20 приподнятым образом.
Упругий плоский участок 23 состоит из двух пружинных пластин 23a и 23b, которые ориентированы параллельно друг другу с заданным расстоянием. Движущийся элемент 10 может совершать возвратно-поступательное движение в направлении возвратно-поступательного движения (направление М) вследствие отклонения двух пружинных пластин 23a и 23b. Как показано на фиг. 2 и 4, каждая из пружинных пластин 23a и 23b является плоской и выполнена почти такой же ширины, как ширина движущегося элемента 10, и такой же высоты, как расстояние от неподвижного основания 3 до движущегося элемента 10. В упругом плоском участке 23 пружинная пластина 23a расположена на стороне соединяющего пружинного участка 30 (т.е. снаружи), а пружинная пластина 23b расположена на стороне движущегося бокового кожуха 11 (т.е. внутри).
В настоящем варианте осуществления вогнутый участок 26 выполнен на каждом непрерывном участке 25 между верхним проходящим участком 21 и пружинной пластиной 23b (упругим плоским участком 23), как показано на фиг. 5. Вогнутый участок 26 вогнут по направлению к движущемуся элементу 10 (движущемуся вбок кожуху 11). Вогнутый участок 26 сформирован из вогнутой противолежащей поверхности 27, которая вогнута внутрь из противолежащей поверхности 16 движущегося вбок кожуха 11 к промежуточному участку 23c пружинной пластины 23b (упругого плоского участка 23), и изогнутой поверхности 28, которая непрерывно проходит от конца (на стороне верхнего проходящего участка 21) вогнутой противолежащей поверхности 27 до пружинной пластины 23b. Изогнутая поверхность 28 имеет наклонный участок поверхности возле движущегося вбок кожуха 11. Кроме того, вогнутый участок 26 выполнен почти такой же ширины, как ширина движущегося элемента 10. А именно, каждая ширина вогнутой противолежащей поверхности 27 и изогнутой поверхности 28 такая же, как у движущегося элемента 10.
Вогнутая противолежащая поверхность 27 направлена внутрь из противолежащей поверхности 16 и проходит по направлению ширины верхнего проходящего участка 21. Изогнутая поверхность 28 сформирована непрерывно от (верхнего) конца вогнутой противолежащей поверхности 27 до пружинной пластины 23b и проходит по направлению ширины верхнего проходящего участка 21. Выполняя вогнутый участок 26 вышеописанной формы на непрерывном участке 25 между верхним проходящим участком 21 и пружинной пластиной 23b, можно уменьшать концентрацию напряжений на непрерывном участке 25, в то время как движущийся элемент 10 совершает возвратно-поступательное движение.
Соединяющие пружинные участки 30 попарно выполнены из синтетической смолы и выполнены за одно целое с соединительными пластинами 20 и движущимися вбок кожухами 11. Каждый из соединяющих пружинных участков 30 содержит два соединяющих основных участка 31 и пружинный участок 32, расположенный между двумя соединяющими основными участками 31. Два соединяющих основных участка 31 прикреплены соответственно к верхним проходящим участкам 21 соединительных пластин 20. Пружинный участок 32 имеет почти форму рамы и состоит из внутреннего пружинного участка 33 на его внутренней окружной стороне и внешнего пружинного участка 34 на его внешней окружной стороне. Внутренний пружинный участок 33 выполнен за одно целое на внутренней окружности внешнего пружинного участка 34 возле движущихся элементов 10 и имеет ширину, равную почти половине внешнего пружинного участка 34.
В приведенной выше конфигурации полярность, генерируемая на поверхностях 5a магнитных полюсов электромагнита 4, попеременно изменяется после того, как электромагнит 4 приводится в действие. В результате, благодаря электромагнитным силам между электромагнитом 4 и постоянными магнитами 12, генерируются противоположные друг другу движущие силы, которые поочередно прикладываются к паре движущихся элементов 10. Следовательно, пара движущихся элементов 10 совершает возвратно-поступательное движение благодаря отклонению соединительных пластин 20 с противоположной фазой. Помимо этого, соединяющие пружинные участки 30 прикладывают упругие восстанавливающие силы к обоим из движущихся элементов 10, чтобы ограничивать колебание движущихся элементов 10. В результате этого ограничивается флуктуация в колебании пары движущихся элементов 10, так что пара движущихся элементов 10 совершает возвратно-поступательное движение с заданной постоянной амплитудой.
Пока движущиеся элементы 10 совершают возвратно-поступательное движение, напряжение, вызываемое возвратно-поступательным движением движущегося элемента 10, прикладывается к верхнему проходящему участку 21 соединительной пластины 20. Поскольку напряжение передается от движущегося вбок кожуха 11 движущегося элемента 10 верхнего проходящего участка 21, то напряжение прикладывается к непрерывному участку 25 верхнего проходящего участка 21. Так как вогнутый участок 26 состоит из вогнутой противолежащей поверхности 27, а изогнутая поверхность 28 выполнена на непрерывном участке 25, то напряжение рассредоточивается по всей вогнутой противолежащей поверхности 27 и изогнутой поверхности 28. Поэтому напряжение, которое прикладывается к непрерывному участку 25, уменьшается, и можно предотвращать повреждение соединительной пластины 20 на ее непрерывном участке 25.
Помимо этого, так как вогнутый участок 26 сформирован на непрерывном участке 25 соединительной пластины, то формовочная часть пресс-формы для формования непрерывного участка 25 может быть выполнена толстой. Следовательно, прочность пресс-формы может быть улучшена.
Дополнительно, поскольку вогнутый участок 26 выполнен вогнутым по направлению к движущемуся элементу 10, то можно не допускать увеличения размера привода 1.
На фиг. 6 показан модифицированный пример вогнутого участка 26A, выполненного на непрерывном участке 25. Вогнутый участок 26A сформирован между верхним проходящим участком 21 и пружинной пластиной 23b подобно описанному выше варианту осуществления, показанному на фиг. 5, и вогнут по направлению к движущемуся элементу 10 (движущемуся вбок кожуху 11). Вогнутый участок 26A сформирован вогнутой противолежащей поверхностью 27 и изогнутым участком 28A, которые проходят непрерывно.
Вогнутая противолежащая поверхность 27 вогнута внутрь от противолежащей поверхности 16 движущегося бокового кожуха 11 к промежуточному участку 23c пружинной пластины 23b и проходит по направлению ширины верхнего проходящего участка 21. Изогнутая поверхность 28A непрерывно проходит от конца (на стороне верхнего проходящего участка 21) вогнутой противолежащей поверхности 27 до пружинной пластины 23b. Изогнутая поверхность 28A имеет наклонный участок поверхности возле пружинной пластины 23a. Путем формирования вогнутого участка 26A вышеописанной формы на непрерывном участке 25 между верхним проходящим участком 21 и пружинной пластиной 23b, можно уменьшать концентрацию напряжений на непрерывном участке 25, в то время как движущийся элемент 10 совершает возвратно-поступательное движение.
Помимо этого, так как вогнутый участок 26A формирован на непрерывном участке 25 соединительной пластины, то формовочная часть пресс-формы для формования непрерывного участка 25 может быть выполнена толстой. Следовательно, прочность пресс-формы может быть улучшена.
Хотя описанный выше линейный колебательный привод 1 может предпочтительно применяться в источнике движущей силы электробритвы, привод 1 может быть приспособлен и для другого использования. Кроме этого, в описанном выше варианте осуществления формирующий магнитный полюс участок 2 (статорный блок), который включает в себя электромагнит 4, является неподвижной стороной, а магнитные блоки 10 (движущиеся элементы), у которых есть постоянные магниты 12, являются подвижными сторонами. Однако формирующий магнитный полюс участок 2, который содержит электромагнит 4, может быть подвижной стороной, а магнитные блоки 10, у которых есть постоянные магниты 12, могут быть неподвижными сторонами. Как вариант, формирующий магнитный полюс участок 2, который включает в себя электромагнит 4, может быть одной подвижной стороной, а магнитные блоки 10, у которых есть постоянные магниты 12, могут быть другими подвижными сторонами.
Хотя вогнутый участок 26 (26A) в описанном выше варианте осуществления сформирован непрерывным по всей ширине движущегося элемента 10, нет необходимости обязательно формировать вогнутый участок 26 (26A) непрерывным. Вогнутый участок 26 (26A) может быть выполнен не сплошным (например, с перерывами), даже если вогнутый участок 26 (26A) может уменьшать напряжение и улучшать прочность.
Помимо этого, в описанном выше варианте осуществления упругие подвески 20 (соединительные пластины), соединяющие пружинные участки 30 и движущиеся элементы 10 сформированы как одно целое. Тем не менее упругие подвески и соединяющие пружинные участки 30 могут быть сформированы отдельно от движущихся элементов, а затем прикреплены к движущимся элементам винтами или подобным.
Дополнительно, в описанном выше варианте осуществления электромагнит 4 закреплен на неподвижном основании 3. Однако электромагнит может быть прикреплен к неподвижному основанию со вставкой пружинного материала.
Кроме этого, в случае когда линейный колебательный привод используется для привода бреющего лезвия(й) в электробритве, внутреннее лезвие(я) может совершать возвратно-поступательное движение благодаря приводному элементу(ам), или внешнее лезвие(я) может совершать возвратно-поступательное движение благодаря одному из множества движущихся элементов.