JP4487650B2 - 振動型リニアアクチュエータ及びこれを用いた往復式電気かみそり - Google Patents

Description

本発明は、往復式電気かみそり等の駆動源として利用することができる振動型リニアアクチュエータと、これを往復駆動用の動力源として用いる往復式電気かみそりに関するものである。

従来から電磁石を備えた固定子ブロックと、永久磁石とバックヨークを備え且つ固定子ブロックに対して可動する可動子と、複数の可動子を連結する連結ばね部と、可動子を固定子ブロックに取付けるためのばね性を有する連結板とを備え、固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップを一定に保持しつつ電磁石に交互方向に供給される電流により可動子が振動する振動型リニアアクチュエータが知られている。（例えば、特許文献１参照）
ところが、この従来例にあっては、可動子と、連結ばね部と、連結板とが別部材であるため、振動型リニアアクチュエータの組み立て性が悪く、しかも、これら別部材の可動子と、連結ばね部と、連結板とをそれぞれ結合するための結合スペースが必要となって、振動型リニアアクチュエータの小型化が困難になるという問題があった。

また、従来から連結板はばね性を有する金属により形成してあり、金属製とすることで振動型リニアアクチュエータが発熱しても、この熱の影響を受けることなく、固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップを金属製の連結板で一定状態に保持するようにしているが、連結板を合成樹脂により形成すると振動型リニアアクチュエータが発熱し、この熱の影響により上記合成樹脂製の連結板により上記ギャップを一定に保持できなくなるおそれがある。
特開２００４−０１６５２４号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、小型化が図れ、組み立て性が向上し、しかも、簡単な構成で固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップを保持できる振動型リニアアクチュエータ及びこれを用いた往復式電気かみそりを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る振動型リニアアクチュエータは、電磁石１を備えた固定子ブロック２と、永久磁石３とバックヨーク４を備え且つ固定子ブロック２に対して可動する可動子５と、複数の可動子５を連結する連結ばね部６と、可動子５を固定子ブロック２に取付けるためのばね性を有する連結板７とを備え、固定子ブロック２における電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とのギャップを一定に保持しつつ電磁石１に交互方向に供給される電流により可動子５が振動する振動型リニアアクチュエータ８において、複数の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体成形し、連結板７のばね定数の合計を連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定して成ると共に、複数の可動子５にそれぞれ一体化された連結板７の固定子ブロック２に取付けられる側の端部同士が一体に繋がった一体結合部１２となっており、さらに複数の可動子５にそれぞれ設けた上連設部２０に対して、連結板７の一端部と連結ばね部６の一端部とをそれぞれ連設し、連結板７の他端部を固定ブロック２に取り付けられる下連設部２１に連設し、これら複数の可動子５、上連設部２０、連結板７、連結ばね部６、下連設部２１を合わせて合成樹脂により一体成形して可動ブロック２２を構成し、且つ、固定子ブロック２における電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とのギャップを、上記連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定されたばね定数を有する連結板７により保持したことを特徴とするものである。

このように複数の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体成形することで、それぞれ別体の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを結合手段で結合するものに比べて、結合スペースが必要でなくて振動型リニアアクチュエータ８の小型化が図れるものであり、また、振動型リニアアクチュエータの組み立て性が向上するものであり、しかも、このように、小型化、組み立て性を向上させるために可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体成形したにもかかわらず、連結板７のばね定数の合計を連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定して、固定子ブロック２における電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とのギャップを、上記連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定されたばね定数を有する連結板７により保持してあるので、合理的な構成で連結板７が振動型リニアアクチュエータの発熱による影響を受け難くして、連結板７による固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップの保持しつつ、振動系の必要なばね定数を確保することができるものである。
また、複数の可動子５にそれぞれ一体化された連結板７の固定子ブロック２に取付けられる側の端部同士が一体に繋がった一体結合部１２となっており、さらに複数の可動子５にそれぞれ設けた上連設部２０に対して、連結板７の一端部と連結ばね部６の一端部とをそれぞれ連設し、連結板７の他端部を固定ブロック２に取り付けられる下連設部２１に連設し、これら複数の可動子５、上連設部２０、連結板７、連結ばね部６、下連設部２１を合わせて合成樹脂により一体成形して可動ブロック２２を構成したことにより、複数の可動子５間の位置を一定にでき、固定子ブロック２に連結板７を介して可動子５を取付ける際に、各可動子５の位置が簡易に且つ安定して決まり、振動型リニアアクチュエータ８の組み立てが簡単になり、組み立てばらつきが減少するものである。

また、連結ばね部６で連結する複数の可動子５を振動方向Ａと直交する方向に並設し、可動子５にそれぞれ駆動子９を設け、一方の可動子５における駆動子９が他方の可動子５の直上に位置すると共に他方の可動子５における駆動子が一方の駆動子９の直上に位置し、且つ、各駆動子をそれぞれ可動子５の振動方向Ａにおいて中央位置に設け、且つ、連結ばね部６及び連結板７のばねの平衡状態において振動方向Ａと直交し且つ可動子５が並ぶ方向において駆動子９が同じ位置に位置するように設定してあることが好ましい。

このような構成とすることで、複数の可動子５を往復振動を行わせたとき、余分な振動が発生せず、振動バランスがきわめて良好となる。

また、駆動子９を可動子５に磁性体よりなるねじ１０により結合し、可動子５に設けたバックヨーク４のねじ孔１１に磁性体よりなるねじ１０を螺着することが好ましい。

このような構成とすることで、バックヨーク４の機能を損なうことなくバックヨーク４内部で結合できて、結合部のスペースを他の部分に設ける必要がなく、振動型リニアアクチュエータ８の小型化が図れることになる。

また、一端部側が可動子５に一体化された側となり且つ他端部側が固定子ブロック２に取付けられる側となる連結板７において、該連結板７の上記両端間の中間部分の厚みを両端部側よりも薄くすることが好ましい。

このような構成とすることで、可動子５の往復振動時に連結板７に発生する応力が分散され、最大応力が低減し、連結板７の疲労強度が向上して振動型リニアアクチュエータ８の寿命が向上し、また、振動型リニアアクチュエータ８の寿命の向上を選択しなければ、最大発生応力が低減するから連結板７の両端間の長さを短くして小型化を図ることができる。

また、可動子５の両側にそれぞれ複数の連結板７を振動方向Ａと同方向に並設し、可動子５の両側にそれぞれ複数設けた連結板７のうち振動方向Ａにおいて可動子５の中央位置に近い方の内側の連結板７が可動子５の中央位置から遠い方の外側の連結板７よりも厚みが薄いことが好ましい。

しかして、内側の連結板７の厚みと外側の連結板７の厚みとが同じ場合には内側の連結板７が外側の連結板７よりも最大発生応力が大きいので、最大発生応力が大きい内側の連結板７の厚みを薄くして内側の連結板７の最大発生応力を下げると共に、最大発生応力が小さい外側の連結板７の厚みを厚くして外側の連結板７の最大発生応力を上げ、複数の連結板７に発生する応力を複数の連結板７に分散して連結板７の疲労強度が向上して、振動型リニアアクチュエータ８の寿命が向上し、また、振動型リニアアクチュエータ８の寿命の向上を選択しなければ、最大発生応力が低減するから連結板７の両端間の長さを短くして小型化を図ることができる。

また、本発明の往復式電気かみそりは、上記請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動型リニアアクチュエータ８を可動刃１３の往復駆動用の動力源としていることを特徴とするものである。

このような構成とすることで、可動刃１３の駆動源として上記のような小型化ができる振動型リニアアクチュエータ８を用いることで、往復式電気かみそりの小型化が図れることになる。

本発明は、それぞれ別体の可動子と連結板と連結ばね部とを結合手段で結合するものに比べて、結合スペースが必要でなくて簡単な構成で振動型リニアアクチュエータの小型化が図れ、また、振動型リニアアクチュエータの組み立て性の向上するという効果があり、しかも、連結板が振動型リニアアクチュエータの発熱による影響を受け難くして、連結板による固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップの保持しつつ、振動系の必要なばね定数を確保することができるという効果がある。さらに複数の可動子間の位置を一定にでき、固定子ブロックに連結板を介して可動子を取付ける際に、各可動子の位置が簡易に且つ安定して決まり、振動型リニアアクチュエータの組み立てが簡単になり、組み立てばらつきが減少するものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１乃至図４には振動型リニアアクチュエータ８の一例を示している。振動型リニアアクチュエータ８は、電磁石１を備えた固定子ブロック２と、永久磁石３とバックヨーク４を備え且つ固定子ブロック２に対して可動する可動子５と、複数の可動子５を連結する連結ばね部６と、可動子５を固定子ブロック２に取付けるためのばね性を有する連結板７とで構成してある。

固定子ブロック２は、磁性材料の焼結体や磁性材料の鉄板を積層した固定子コア１６にボビン１４を介して電線よりなる巻線１５を施して形成した電磁石１により固定子を構成し、この固定子を構成する上記電磁石１の磁石面と反対側に基台１７をねじ具または圧入により固定することで固定子ブロック２を構成してある。基台１７は後述の可動子５の振動方向Ａ（往復振動方向）と同方向の両端部が固定子である電磁石１の両端部から外方向（可動子５の振動方向Ａと同方向において電磁石１から離れる方向）に突出していて固定部１８となっている。また、基台１７の可動子５の振動方向Ａと直交する方向で且つ電磁石１と重ねる方向（つまり電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とが対向する方向Ｂと同方向）と直交する方向（つまり後述の可動子５の並設方向Ｃと同方向）の両端部は図１、図３に示すように電磁石１における同方向の両端部と略同じ位置となっている。

複数の可動子５と、各可動子５に一端を連設した連結板７と、各可動子５を連結する連結ばね部６とが合成樹脂により一体に形成してある。

可動子５は固定子である電磁石１の磁石面と対向する側の面（つまり下面）に永久磁石３が設けてあり、更に、可動子５には永久磁石３の背面側（つまり永久磁石３の上面）にバックヨーク４が埋設してある。また、可動子５の永久磁石３を設ける部分と反対側の面は駆動子取付け部１９となっている。

可動子５の振動方向Ａの両側にはそれぞれ振動方向Ａと同方向の外方に向けて上連設部２０が一体に連設してあり、該可動子５の振動方向の両側の上連設部２０にそれぞれ複数の連結板７の一端部（上端部）を一体に連設して複数の連結板７を振動方向Ａと同方向に並設してあり、両側においてそれぞれ並設した連結板７の他端部（下端部）がそれぞれ下連設部２１に一体に連設してある。連結板７はばね性を有する板状をしていて連結板７の厚み方向が振動方向と同方向となっており、両端部に並設した連結板７は互いの板面が振動方向において対向し合うようになっていて、該連結板７は振動方向（往復動方向）にのみ変位可能となっている。

複数の可動子５は振動方向Ａと直交する方向で且つ永久磁石３の磁極面と電磁石１の磁極面とが対向する方向と直交する方向に並設してあり、この並設する複数の可動子５を連結ばね部６により一体に連設してある。

連結ばね部６は可動子５の振動方向Ａ（往復振動方向）にばね性を有するもので、可動子５の振動方向と直交する面上に位置するＵ字形の板ばねにより形成してあり、この連結ばね部６を並設する可動子５の振動方向の両端部にそれぞれ配置して振動方向の両側に配置し、振動方向の一方の端部側に配置した上記連結ばね部６のＵ字形の両端部（両上端部）をそれぞれ隣接する可動子５の各一方の端部に設けた上連設部２０の先端部に一体に連設し、振動方向の他方の端部側に配置した別の連結ばね部６のＵ字形の両端部（両上端部）をそれぞれ隣接する可動子５の各他方の端部に設けた上連設部２０の先端部に一体に連設してある。Ｕ字状をした連結ばね部６は高さ方向（電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とが対向する方向Ｂと同方向）の両端及び巾方向（つまり可動子５の並設方向Ｃと同方向）の両端が振動方向Ａから見て隣接する２枚の連結板７の投影面の高さ方向（つまり電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とが対向する方向Ｂと同方向）の両端及び巾方向の両端にほぼ重なるようになっている。

また、可動子５の並設方向Ｃにおいて隣接する上記下連設部２１同士が一体結合部１２により一体に連設してある。したがって、本実施形態では、並設した可動子５は振動方向の両側において、それぞれ、連結ばね部６により一体に連設してあると共に、下連設部２１同士を一体に連設する一体結合部１２によっても一体に連設してある。これら複数の可動子５、連結板７、連結ばね部６、一体結合部１２を合わせて合成樹脂により一体成形して可動ブロック２２が構成してある。また、上記一体結合部１２は可動ブロック２２を上記固定子ブロック２の基台１７に取付けるための取付け部となっている。

可動子５には後付けで駆動子取付け部１９に可動子５とは別部材である駆動子９を図２、図７に示すねじ１０により取付けるようになっている。

可動ブロック２２は振動方向Ａの両側に一体に設けた一体結合部１２をそれぞれ固定子ブロック２の基台１７両側に設けた固定部１８の上に重ねた状態で図２に示すねじ具２４により固着して振動型リニアアクチュエータ８を構成し、このように組み立てられた振動型リニアアクチュエータ８は図１、図３、図４に示すように一つのブロックとして構成される。この場合、本発明における振動型リニアアクチュエータ８は、複数の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体化してあるので、可動子５と連結板７と連結ばね部６がそれぞれ別部材で各部材を結合手段によりそれぞれ結合するものに比べて、各部材を結合する作業が必要でなくて組み立てが簡略化され、更に、結合に要するスペースが必要でなくてその分振動型リニアアクチュエータ８の小型化が図れることになる。

また、上記のように一体結合部１２により平行並設して隣接する可動子５にそれぞれ連結板７を介して連設された下連設部２１を一体に連設した実施形態においては、隣接する複数の可動子５間の位置を一体結合部１２により一定にでき、固定子ブロック２に連結板７を介して可動子５を取付ける際に、各可動子５の位置が簡易に且つ安定して決まり、振動型リニアアクチュエータ８の組み立てが簡単になり、組み立てばらつきを減少させることができるものである。勿論、本発明において、下連設部２１同士を一体結合部１２により一体に連設することなく（つまり一体結合部１２を設けることなく）、隣接する下連設部２１をそれぞれ基台１７の固定部１８に取付けるようにしてもよいものである。

このようにして固定子ブロック２の基台１７に可動ブロック２２を取付けることで、基台１７に対して複数の可動子５がそれぞれ連結板７により吊り上げ支持された状態となり、この吊り上げ支持された状態で固定子ブロック２における電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とのギャップが形成されるようになっている。言いかえれば、固定子ブロック２における電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とのギャップは可動子５と一体に成形された連結板７により保持されることになる。

しかして、上記のように、平行に並設された隣接する可動子５の永久磁石３の極性を逆にしてあるので、隣接する２つの可動子５は、固定子ブロック２の固定子を構成する電磁石１の電流方向を交番にすることで、上記可動子５の永久磁石３と固定子である電磁石１との間で吸引・反発が作用し、連結板７を撓ませつつ可動子５が往復振動を行なうものであり、また、平行並設した隣合う可動子５の永久磁石３の極性を逆にしているので、隣合う可動子５同士は１８０°ずれた振動位相を有することになり、隣接する可動子５の往復振動のバランスを取るようになっている。

そして、振動方向の両側に設けた上記連結ばね部６は、一方の可動子５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５の動きでこの減少を抑えるものであり、このため、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ようになっている。また、この連結ばね部６は、前述の連結板７と共に各可動子５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なるようにしてある。

ここで、本発明における振動型リニアアクチュエータ８は、複数の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体化することで、上記のように小型化を図ると共に組み立て性を向上させるようにしたものにおいて、本発明においては、更に、連結板７のばね定数の合計を連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定してある。

すなわち、振動型リニアアクチュエータ８が発熱すると、複数の可動子５と連結板７と連結ばね部６とを合成樹脂により一体化した場合、特に、可動子５を固定子ブロック２の基台１７に対して吊り上げ支持することで電磁石１の磁極面と永久磁石３の磁極面とのギャップを一定状態に保持している合成樹脂製の連結板７が熱の影響を受けてギャップを一定状態に保持できなくなるおそれがある。このため、本発明においては、できるだけ合成樹脂製の連結板７が熱の影響を受け難いように、連結板７のばね定数の合計を連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定したものである。これにより、基台１７に対して吊り上げ支持する合成樹脂製の連結板７が振動型リニアアクチュエータ８の発熱の影響を受け難くして電磁石１の磁極面と永久磁石３の磁極面とのギャップを一定状態に保持できることになる。

図８には、振動型リニアアクチュエータ８に必要なばね定数を満たし且つ連結板７のばね定数の合計を連結ばね部６のばね定数の合計よりも大きく設定するために、板厚の薄い連結板７を複数設け、連結ばね部６を極力少なくしている例を示している。これにより振動方向に小型化して必要なばね定数を満たすことが可能となる。

図３には本発明における振動型リニアアクチュエータ８の側面図（可動子５の振動方向Ａから見た図面）が示してあり、Ｕ字状をした連結ばね部６は高さ方向の両端及び巾方向の両端が振動方向Ａから見て隣接する２枚の連結板７の投影面の高さ方向（電磁石１の磁極面と可動子５に設けた永久磁石３の磁極面とが対向する方向Ｂと同方向）の両端及び巾方向の両端にほぼ重なるようになっているので、振動型リニアアクチュエータ８は、外形形状が略直方体のブロックのような形状となって、種々の機器に本振動型リニアアクチュエータ８を組み込む際にデットスペースが生じないように組み込むことが可能となり、振動型リニアアクチュエータ８を組み込んだ機器の小型化が可能となる。

ところで、振動方向Ａと直交する方向に平行に並設した可動子５にはそれぞれ駆動子９を取付けるが、各可動子５の駆動子取付け部１９に駆動子９のＬ状をした連結部９ａをねじ１０で取付けるものであり、この場合、駆動子取付け部１９に取付ける連結部９ａは各可動子５の振動方向Ａにおける中央位置を中心にした線対称の形状をしている。また、図５に示すように、一方の可動子５における駆動子９が他方の可動子５の直上（つまり、可動子５の永久磁石３を設けた側の面の反対側の面と対向する位置）に位置し、また、他方の可動子５における駆動子９が一方の駆動子９の直上に位置するようになっていて、両駆動子９は振動方向Ａに対して直交し且つ隣接する可動子５間の中心線Ｘ（図５参照）に対して対称となっており、更に、各駆動子９がそれぞれ可動子５の振動方向Ａにおいて中央位置に位置するようになっていて、両駆動子９は、連結ばね部６及び連結板７のばねの平衡状態において振動方向Ａと直交し且つ可動子５が並ぶ方向における中心線Ｙ（図６参照）上に位置している。ここで、隣接する可動子５にそれぞれ取付けられる駆動子９のＬ状をした連結部９ａは一方の駆動子９の連結部９ａが二股状となっていて、このＬ状をした二股状の連結部９ａの中間の隙間部分に他方の駆動子９のＬ状をした連結部９ａが挿通してある。上記のような構成とすることで、連結板７、連結ばね部６のばねの平衡状態において、隣接する駆動子９の重心を合わせることができ、複数の可動子５を往復振動を行わせたとき、余分な振動が発生せず、振動バランスをきわめて良好にすることができる。ここで、Ｌ状をした二股状の連結部９ａの中間の隙間部分に他方の駆動子９のＬ状をした連結部９ａが挿通して、上記のように隣接する駆動子９の重心を合わせるようにするに当たって、これらの駆動子９を隣接する可動子５、連結板７、連結ばね部６と共に合成樹脂で一体に成形することも考えられるが、この場合には、金型構造が複雑となり、また、Ｌ状をした二股状の連結部９ａの中間の隙間部分に他方の駆動子９のＬ状をした連結部９ａが挿通する部分を成形するには両連結部９ａ間に比較的大きな隙間を形成しなければならず、その分上下高さが高くなるが、本実施形態のように別体とすることで、後付けでＬ状をした二股状の連結部９ａの中間の隙間部分に他方の駆動子９のＬ状をした連結部９ａが挿通するようにして各駆動子９をそれぞれ隣接する可動子５に簡単に取付けることができ、両連結部９ａ間に金型部を抜くための比較的大きな隙間を形成する必要がなく、高さ方向の寸法を短くできて小型化が図れることになる。

また、駆動子９を可動子５に対してねじ１０により結合して取付けるに当たって、図７に示すようにねじ１０を磁性体により構成し、更にバックヨーク４にねじ孔１１を設け、駆動子９の連結部９ａに設けた孔から磁性体よりなるねじ１０を挿入し、合成樹脂により形成した可動子５に設けた孔を挿通してバックヨーク４に設けたねじ孔１１に螺着することで駆動子９を可動子５に取付けるようにするのが好ましい。このようなねじ結合をすると、ねじ１０が磁性材料であるためねじ１０の結合部がバックヨーク４の機能を有することになる。このようにバックヨーク４の中に駆動子９の結合部を設けるため、他に結合部を設ける必要がなく、振動型リニアアクチュエータ８の小型化が可能となるものである。なお、駆動子９をバックヨーク４に結合するには上記磁性体よりなるねじ１０以外に、磁性体よりなるピンなどによる溶接、接着等により駆動子９をバックヨークに結合するようにしてもよい。要は磁性体よりなる結合部材により駆動子９をバックヨーク４に結合すると、磁性体よりなる結合部材がバックヨーク４の機能を有することになる。

図８には本発明の他の実施形態が示してある。本実施形態においては、一端部側が可動子５に一体化された側となり且つ他端部側が固定子ブロック２に取付けられる側となる連結板７において、連結板７の上記両端間の中間部分の厚みを両端部側よりも薄くしてある。

図１０（ｃ）には、図１０（ａ）のように連結板７の各部の厚が一定となっている場合と、図１０（ｂ）のような連結板７の両端間の中間部分の厚みが両端部側よりも薄い場合における連結板７の各位置と、各位置における発生応力との関係をグラフで示している。図１０（ｃ）において、連結板７が両端間の各部において厚が一定の場合の最大応力がσＭＡＸ１で、連結板７の両端間の中間部分の厚みを両端部側よりも薄い場合の最大応力がσＭＡＸ２である。

ところで、連結板７の長さと最大発生応力との関係は図９（ａ）に示すグラフのようになり、また、最大発生応力と製品寿命との関係は図９（ｂ）に示すグラフのようになる。

したがって、上記のように連結板７の両端間の中間部分の厚みを両端部側よりも薄くなるように偏肉にすることで、最大応力をσＭＡＸ２に下げることで、連結板７の長さはそのままで長寿命化を図ったり、あるいは連結板７を短くして小型化が図ることが選択できることになる。

また、図８においては、可動子５の両側にそれぞれ複数の連結板７を振動方向Ａと同方向に並設してあるが、この可動子５の両側にそれぞれ複数並設した連結板７のうち振動方向Ａにおいて可動子５の中央位置に近い方の内側の連結板７（図８において連結板７ａで示す）が可動子５の中央位置から遠い方の外側の連結板７（図８において連結板７ｂで示す）よりも厚みを薄くしてある。

すなわち、内側の連結板７ａの厚みと外側の連結板７ｂの厚みとが同じ場合（共に厚みがＴ０の場合）には図１１（ａ）に示すように内側の連結板７ａが外側の連結板７ｂよりも最大発生応力が大きい（σ０；内側の連結板７ａの最大発生応力）ものである。したがって、図１１（ｂ）に示すように、最大発生応力が大きい内側の連結板７ａの厚みをＴ０からＴ１に薄くして最大発生応力をσ０からσ１に下げ、一方、最大発生応力が小さい外側の連結板７ｂの厚みをＴ０からＴ２に厚くして最大発生応力をσ１まで上げることで、内側の連結板７ａ、外側の連結板７ｂの最大発生応力をσ１にして複数の連結板７に発生する応力を複数の連結板７に均等に分散して連結板７の疲労強度が向上することができる。そして、複数の連結板７全体における最大発生応力をσ０からσ１に低下できるので、図９（ａ）（ｂ）のグラフから明らかなように連結板７の長さはそのままで長寿命化を図ったり、あるいは連結板７を短くして小型化が図ることが選択できることになる。

図１２には上記のような構成の振動型リニアアクチュエータ８を可動刃１３の駆動源として用いた往復式電気かみそりが示してあり、図１２においては往復式電気かみそりの上部ブロックのみが示してあり、使用時にグリップとなる電源部を内蔵した本体部は省略している。つまり、図１２に示す上部ブロックは本体部の上部に上下移動自在で且つ左右に揺動自在に取付けられるものである。振動型リニアアクチュエータ８はこの往復式電気かみそりの上部ブロックのハウジング２５内に配置して取付けられ、駆動子９に内刃としての可動刃１３を取付け、ハウジング２５の上開口を覆うように外刃２６が設けてある。そして、振動型リニアアクチュエータ８を往復振動させることで、駆動子９に取付けた可動刃１３が外刃２６の下面側を往復動して外刃２６の刃孔から導入した毛を可動刃１３により切断するようになっている。

このような振動型リニアアクチュエータ８を内装した往復式電気かみそりは、前述のように小型化した振動型リニアアクチュエータ８を可動刃１３の駆動源として用いることで、往復式電気かみそりの小型化が図れるものである。

本発明の振動型リニアアクチュエータの斜視図である。 同上の分解斜視図である。 同上の側面図である。 同上の正面図である。 同上の隣合う可動子にそれぞれ駆動子を取付けた状態の側面図である。 同上の隣合う可動子にそれぞれ駆動子を取付けた状態の平面図である。 同上の可動子に駆動子を取付ける例を示す分解斜視図である。 同上の連結板の実施形態を示す要部正面図である。 （ａ）は連結板の長さと最大発生応力との関係を示すグラフであり、（ｂ）は最大発生応力と製品寿命との関係を示すグラフである。 （ａ）は連結板が両端間の各部にの厚が一定となっている場合を示す説明図であり、（ｂ）は連結板の両端間の中間部分の厚みが両端部側よりも薄い場合を示す説明図であり、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）の各場合における連結板の各位置と、各位置における発生応力との関係をグラフで示している。 （ａ）は内側の連結板の厚みと外側の連結板の厚みとが同じ場合におけるブレード厚と最大発生応力との関係を示すグラフであり、（ｂ）は内側の連結板の厚みを薄くすると共に外側の連結板の厚みを厚くした場合のブレード厚と最大発生応力との関係を示すグラフである。 同上の振動型リニアアクチュエータを用いた往復式電気かみそりの要部正面断面図である。

符号の説明

１ 電磁石
２ 固定子ブロック
３ 永久磁石
４ バックヨーク
５ 可動子
６ 連結ばね部
７ 連結板
８ 振動型リニアアクチュエータ
９ 駆動子
１０ ねじ
１１ ねじ孔
１２ 一体結合部
１３ 可動刃

Claims (6)

1. 電磁石を備えた固定子ブロックと、永久磁石とバックヨークを備え且つ固定子ブロックに対して可動する可動子と、複数の可動子を連結する連結ばね部と、可動子を固定子ブロックに取付けるためのばね性を有する連結板とを備え、固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップを一定に保持しつつ電磁石に交互方向に供給される電流により可動子が振動する振動型リニアアクチュエータにおいて、複数の可動子と連結板と連結ばね部とを合成樹脂により一体成形し、連結板のばね定数の合計を連結ばね部のばね定数の合計よりも大きく設定して成ると共に、複数の可動子にそれぞれ一体化された連結板の固定子ブロックに取付けられる側の端部同士が一体に繋がった一体結合部となっており、さらに複数の可動子にそれぞれ設けた上連設部に対して、連結板の一端部と連結ばね部の一端部とをそれぞれ連設し、連結板の他端部を固定ブロックに取り付けられる下連設部に連設し、これら複数の可動子、上連設部、連結板、連結ばね部、下連設部を合わせて合成樹脂により一体成形して可動ブロックを構成し、且つ、固定子ブロックにおける電磁石の磁極面と可動子に設けた永久磁石の磁極面とのギャップを、上記連結ばね部のばね定数の合計よりも大きく設定されたばね定数を有する連結板により保持したことを特徴とする振動型リニアアクチュエータ。
2. 連結ばね部で連結する複数の可動子を振動方向と直交する方向に並設し、可動子にそれぞれ駆動子を設け、一方の可動子における駆動子が他方の可動子の直上に位置すると共に他方の可動子における駆動子が一方の可動子の直上に位置し、且つ、各駆動子をそれぞれ可動子の振動方向において中央位置に設け、且つ、連結ばね部及び連結板のばねの平衡状態において振動方向と直交し且つ可動子が並ぶ方向において駆動子が同じ位置に位置するように設定して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。
3. 駆動子を可動子に磁性体よりなるねじにより結合し、可動子に設けたバックヨークのねじ孔に磁性体よりなるねじを螺着して成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の振動型リニアアクチュエータ。
4. 一端部側が可動子に一体化された側となり且つ他端部側が固定子ブロックに取付けられる側となる連結板において、該連結板の上記両端間の中間部分の厚みを両端部側よりも薄くして成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動型リニアアクチュエータ。
5. 可動子の両側にそれぞれ複数の連結板を振動方向と同方向に並設し、可動子の両側にそれぞれ複数設けた連結板のうち振動方向において可動子の中央位置に近い方の内側の連結板が可動子の中央位置から遠い方の外側の連結板よりも厚みが薄いことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動型リニアアクチュエータ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動型リニアアクチュエータを可動刃の往復駆動用の動力源としていることを特徴とする往復式電気かみそり。

Images