執(zhí)行器及電動(dòng)理容美容器具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種執(zhí)行器，其能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)獲得高能量轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)高輸出?？蓜?dòng)體(120)具備在周面沿周向交替具有N磁極面和S磁極面的圓筒狀磁體(123)。固定體(110)具備：與磁體(123)的周面對(duì)置，遍及周向而配置，且與N磁極面及S磁極面同數(shù)量的極齒(115b、116b)；以及被供給與可動(dòng)體(120)的共振頻率大致相等的頻率的交流電，對(duì)極齒(115b、116b)以在周向上交替不同的極性進(jìn)行勵(lì)磁的線圈(114b)。可動(dòng)體(120)以極齒(115b、116b)的周向中心位置(CL1)與磁體(123)的磁極面的切換位置對(duì)置的位置(CL2)作為轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)自由地保持于固定體(110)上。
【專利說(shuō)明】執(zhí)行器及電動(dòng)理容美容器具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)動(dòng)共振型執(zhí)行器及電動(dòng)理容美容器具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在作為電動(dòng)理容美容器具的電動(dòng)牙刷中，公知有通過(guò)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與牙齒和牙齦的邊界部分傾斜(約45度的角度)接觸地進(jìn)行左右振動(dòng)的巴氏刷牙用牙刷和以在繞軸的規(guī)定角度范圍內(nèi)進(jìn)行往復(fù)(正反)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從牙齦向牙齒旋轉(zhuǎn)的方式動(dòng)作的旋轉(zhuǎn)刷牙用牙刷。
[0003]在驅(qū)動(dòng)這些牙刷時(shí)，大多采用將進(jìn)行通常的繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造。另外，除了該構(gòu)造以外，也公知有利用線性驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器使牙刷進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造、或利用執(zhí)行器的振動(dòng)使與包括執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)源分體的共振振動(dòng)機(jī)構(gòu)共振而使牙刷進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造。
[0004]利用線性驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器使牙刷進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造，如專利文獻(xiàn)I所示，利用線性驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器直接產(chǎn)生與牙刷部直接連結(jié)的輸出軸的軸向往復(fù)振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)巴氏刷牙。在該構(gòu)造中，不存在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力損失，且能夠進(jìn)行高速振動(dòng)。
[0005]另外，具有執(zhí)行器以及與包括執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)源分體的共振振動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)造，在專利文獻(xiàn)2中的振動(dòng)牙刷中被公開。該專利文獻(xiàn)2利用具備電磁鐵及永磁體的驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)具備桿臂的共振振動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行激振，使與牙刷部同軸直接連結(jié)的桿臂進(jìn)行擺頭運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)刷牙。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2002-078310號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:專利第3243529號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]作為這樣用于電動(dòng)牙刷并進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行器，期望結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單且高輸出的執(zhí)行器。
[0012]本發(fā)明是鑒于這一點(diǎn)而開發(fā)的，其目的在于，提供一種能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高輸出的執(zhí)行器及電動(dòng)理容美容器具。
[0013]用于解決上述課題的方法
[0014]本發(fā)明的執(zhí)行器的一個(gè)方式采用如下結(jié)構(gòu)，S卩，具有:可動(dòng)體，具備在周面沿周向交替具有N磁極面和S磁極面的圓筒狀的磁體部；以及固定體，具備:與所述磁體部的周面對(duì)置，遍及周向而配置，且與所述N磁極面及所述S磁極面同數(shù)量的極齒面；和被供給與所述可動(dòng)體的共振頻率大致相等的頻率的交流電，對(duì)所述極齒面以在周向上交替不同的極性進(jìn)行勵(lì)磁的線圈，所述可動(dòng)體以所述極齒面的周向中心與所述磁體部的磁極面的切換位置對(duì)置的位置作為轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)自由地保持于所述固定體上。
[0015]本發(fā)明的電動(dòng)理容美容器具采用具備上述結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)。
[0016]發(fā)明的效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)獲得高能量轉(zhuǎn)換效率，可實(shí)現(xiàn)高輸出。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的執(zhí)行器的立體圖；
[0019]圖2是表示該執(zhí)行器的下面的立體圖；
[0020]圖3是該執(zhí)行器的主要部分分解立體圖；
[0021]圖4是表示該執(zhí)行器的主要部分結(jié)構(gòu)的概略剖面圖；
[0022]圖5是表示該執(zhí)行器的磁回路的俯視剖面圖；
[0023]圖6是用于說(shuō)明該執(zhí)行器的動(dòng)作的俯視剖面圖；
[0024]圖7是表示在該執(zhí)行器中從交流電供給部向線圈供給的交流電的周期的圖；
[0025]圖8是本發(fā)明實(shí)施方式2的執(zhí)行器的分解立體圖；
[0026]圖9是表示該執(zhí)行器的磁回路的俯視剖面圖；
[0027]圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的執(zhí)行器的立體圖；
[0028]圖11是表示該執(zhí)行器的下面的立體圖；
[0029]圖12是該執(zhí)行器的主要部分分解立體圖；
[0030]圖13是表示該執(zhí)行器的主要部分結(jié)構(gòu)的概略剖面圖；
[0031]圖14是表示該執(zhí)行器的磁回路的平剖面圖。
[0032]符號(hào)說(shuō)明
[0033]100、100A、100B-執(zhí)行器;110、110A、110B_ 固定體；111、111B_ 底板；112_ 基板；
113、113B-軸承;114、114B-線圈部；114a、1141_線圈骨架；114b、1142_線圈;115、115B_上軛鐵;115b、116b、1155、1165-極齒;116、116B_ 下軛鐵;117_ 殼體;120、120A、120B-可動(dòng)體；121-臂；122、122B-轉(zhuǎn)動(dòng)軸；123、123A、123B-磁體；124_磁體固定部；124B_轉(zhuǎn)子；126-輸出連接部；126B-輸出臂；180_彈性部件；184_軸固定件；186_底座固定件；190_交流電供給部；CL1-中心位置；CL2-位置；1231、1232_磁鐵段。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式，參照附圖詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
[0035](實(shí)施方式I)
[0036]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式I的執(zhí)行器的立體圖，圖2是表示該執(zhí)行器的下面的立體圖，圖3是該執(zhí)行器的主要部分分解立體圖。另外，圖4是表示該執(zhí)行器的主要部分結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
[0037]圖1及圖2所示的執(zhí)行器100具有固定體110、可動(dòng)體120、將可動(dòng)體120活動(dòng)自由地支撐于固定體110上的彈性部件(彈性支撐部)180 (參照?qǐng)D2)、和交流電供給部190 (參照?qǐng)D3)。
[0038]在圖1及圖2所示的執(zhí)行器100中，可動(dòng)體120 (參照?qǐng)D2)通過(guò)來(lái)自交流電供給部190的供電而相對(duì)于固定體110可活動(dòng)，可動(dòng)體120的輸出臂(以下為“臂”)121能夠在規(guī)定的角度范圍內(nèi)沿正反方向(圖1的箭頭方向)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，作為旋轉(zhuǎn)往復(fù)振動(dòng)向外部輸出。
[0039]如圖3及圖4所示，固定體110具有底板111、基板112、軸承113、圓環(huán)狀線圈部
114、以及具有沿線圈部114的外周配置的極齒(極齒面)115b、116b的梳齒狀的上下軛鐵
115、116。
[0040]在固定體110中，在底板111上安裝有基板112。在該底板111上，在中央部設(shè)置的開口部?jī)?nèi)插入軸承113的基端部，軸承113相對(duì)于底板111以垂直立設(shè)的狀態(tài)被固定。
[0041]在軸承113中插入有可動(dòng)體120的轉(zhuǎn)動(dòng)軸122，軸承113旋轉(zhuǎn)自由地樞軸支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸 122。
[0042]在該軸承113的外周配置有被上下軛鐵115、116包圍的線圈部114。
[0043]線圈部114通過(guò)在線圈骨架114a上沿周向纏繞線圈114b而構(gòu)成。線圈骨架114a與線圈114b —起用于產(chǎn)生執(zhí)行器100的驅(qū)動(dòng)源。線圈骨架114a與轉(zhuǎn)動(dòng)軸122及線圈114b的軸為同一軸心。線圈114b的線圈繞組與基板112連接，經(jīng)由基板112與外部端子連接。經(jīng)由外部端子從交流電供給部190向線圈114b供給交流電源(交流電壓)。
[0044]上下軛鐵115、116是磁性體，呈梳齒狀地具備從圓環(huán)狀本體板部115a、116a的外周緣垂直設(shè)置的極齒115b、116b。上下軛鐵115、116以從軸向夾入線圈部114的方式相互非接觸配置。上下軛鐵115、116各自的本體板部115a、116a在線圈部114中與在軸向分離的上下面對(duì)置地配置，上下軛鐵115、116各自的極齒115b、116b以包圍線圈部114的外周面的方式交替布置。具體而言，上軛鐵115從線圈部114的上側(cè)嵌入，其本體板部115a與線圈部114的上面對(duì)置，極齒115b沿線圈部114的外周面呈梳齒狀(隔開規(guī)定間隔)布置。下軛鐵116從線圈部114的下側(cè)嵌入，本體板部116a與線圈部114的下面對(duì)置，極齒116b同樣地配置于沿線圈部114的外周面布置的極齒115b之間。
[0045]上下軛鐵115、116的極齒115b、116b的極數(shù)與可動(dòng)體120的磁體123 (下述)的
磁極數(shù)相等。
[0046]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，若向線圈114b供給交流電源，則上軛鐵115、下軛鐵116分別被勵(lì)磁而成為互不相同的極性，上下軛鐵115、116各自的極齒115b、116b也以不同的極性被勵(lì)磁。線圈114b若從交流電供給部190被供給與可動(dòng)體120的共振頻率大致相等的頻率的交流電，則對(duì)極齒115b、116b以交替不同的極性進(jìn)行勵(lì)磁。即，在線圈部114的外周面上，沿外周面交替排列配置有不同的磁極面。
[0047]這些極齒115b、116b的極性通過(guò)向線圈部114供給正向和反向的電流而交替地進(jìn)
行變更。
[0048]與沿線圈部114的外周面配置的極齒115b、116b對(duì)置，隔開規(guī)定間隔配置有可動(dòng)體120的磁體123。
[0049]另外，極齒115b、116b與對(duì)應(yīng)的磁體的極數(shù)(下述)均為12極,但只要在2極以上，幾極都可以。不限于此，只要是多極即可。在此，極齒115b、116b與磁體123的周面對(duì)置，且遍及周向而配置，與磁體123的N極(N磁極面)及S極(S磁極面)為相同的極數(shù)。
[0050]可動(dòng)體120具有:轉(zhuǎn)動(dòng)軸122、磁體123、固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸122和磁體123的磁體固定部124。
[0051]如圖5所示，磁體123是圓筒形的多極(在此，為12極)磁化而成的磁體，例如，可以使用粘結(jié)釹磁體。
[0052]具體而言，磁體123以在與極齒115b、116b相對(duì)應(yīng)的周面(在此，為內(nèi)周面)沿周向具有N極、S極、N極、S極、N極、...這樣交替不同的極性的磁極面的方式被磁化。N極、S極、...的各磁化面的周向(在此，為周向上與旋轉(zhuǎn)軸正交的方向)長(zhǎng)度大于極齒115b、116b的周向長(zhǎng)度。另外，磁體123為圓筒形且為一體結(jié)構(gòu)，在圖5中，作為相鄰的磁化面的極性切換的位置(端部SE1、SE2等的位置)，為了方便起見，用分隔的線進(jìn)行圖示。
[0053]磁體123經(jīng)由磁性體構(gòu)成的磁體固定部124固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸122上。
[0054]相對(duì)于磁體123的磁化面,極齒115b、116b位于各自的周向的中心位置CLl與磁體123的磁化面N、S(N磁極面、S磁極面)切換的位置(分隔磁化面S、N的位置)CL2以旋轉(zhuǎn)軸心為中心在徑向重合的位置。另外，中心位置CU、位置CL2以轉(zhuǎn)動(dòng)軸122為中心在徑向(即呈放射狀)重合于同一直線上的位置，成為可動(dòng)體120的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作基準(zhǔn)位置(轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置)。S卩，可動(dòng)體120以極齒115b、116b的周向中心位置CLl和磁體123的磁極面的切換位置(分隔線)CL2對(duì)置的位置作為轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)自由地保持于固定體110上。在此，執(zhí)行器100由12極構(gòu)成，因此，可動(dòng)體120的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍是相對(duì)于固定體110以轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置為中心沿正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)各15度的范圍。
[0055]磁體固定部124呈通過(guò)深沖加工形成的杯狀，使筒狀部從圓盤狀固定部本體的外周垂下而成。該筒狀部的內(nèi)周面固定安裝有磁體123。
[0056]在磁體固定部124的固定部本體上，安裝有具有與旋轉(zhuǎn)軸正交延伸的臂121的輸出連接部126。該輸出連接部126經(jīng)由臂121向外部傳遞驅(qū)動(dòng)力。
[0057]另外，在固定部本體的中央部，通過(guò)壓入而固定安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)自由地插入軸承113的轉(zhuǎn)動(dòng)軸122的一端部。
[0058]轉(zhuǎn)動(dòng)軸122以位于磁體固定部124的軸心上的方式固定于固定部本體上。
[0059]該轉(zhuǎn)動(dòng)軸122的另一端部穿通形成于固定體110 (底板111)上的軸孔。該另一端部在底板111的背面?zhèn)冉?jīng)由彈性部件180固定于底板111上。
[0060]彈性部件180是對(duì)可動(dòng)體120相對(duì)于固定體110進(jìn)行彈性支撐的部件。在此，作為彈性部件180采用扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧。旋轉(zhuǎn)軸122轉(zhuǎn)動(dòng)自由地插入該扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的內(nèi)部。另外，旋轉(zhuǎn)軸122位于扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的軸上，旋轉(zhuǎn)軸122的軸心優(yōu)選與扭轉(zhuǎn)方向的中心軸一致。
[0061]彈性部件180即扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧的一端部經(jīng)由軸固定件184固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸122上，另一端部經(jīng)由底座固定件186固定于底板111上。
[0062]彈性部件(扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧)180在可動(dòng)體120的磁體123的內(nèi)周面，以相鄰的磁性不同的磁化面的切換位置位于固定體Iio的極齒115b、116b的周向中心的方式進(jìn)行定位。
[0063]另外，彈性部件(扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧)180相對(duì)于磁體123的轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以得到一定的彈簧常數(shù)，可動(dòng)體120沿周向進(jìn)行活動(dòng)。利用該彈性部件180可以調(diào)節(jié)執(zhí)行器100的共振頻率。
[0064]在上述結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器100中，通過(guò)向線圈114b輸入的交流電波，上下軛鐵115、116即極齒115b、116b被磁化，對(duì)可動(dòng)體120的磁體123有效地產(chǎn)生磁吸引力及排斥力。由此，可動(dòng)體120的磁體123以成為基準(zhǔn)位置的極齒115b、116b的中心為基準(zhǔn)，沿周向進(jìn)行雙向移動(dòng)，由此，磁體123自身以轉(zhuǎn)動(dòng)軸122為中心進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。[0065]在本實(shí)施方式的執(zhí)行器100中，假設(shè)可動(dòng)體120的慣性為J、扭轉(zhuǎn)方向的彈簧常數(shù)為Ksp的情況下，可動(dòng)體120相對(duì)于固定體110以通過(guò)下式(I)算出的共振頻率f；[Hz]進(jìn)行振動(dòng)。
[0066][式I]
【權(quán)利要求】
1.一種執(zhí)行器，其特征在于，具有: 可動(dòng)體，具備在周面沿周向交替具有N磁極面和S磁極面的圓筒狀的磁體部；以及 固定體，具備:與所述磁體部的周面對(duì)置，遍及周向而配置，且與所述N磁極面及所述S磁極面同數(shù)量的極齒面；和被供給與所述可動(dòng)體的共振頻率大致相等的頻率的交流電，對(duì)所述極齒面以在周向上交替不同的極性進(jìn)行勵(lì)磁的線圈， 所述可動(dòng)體以所述極齒面的周向中心與所述磁體部的磁極面的切換位置對(duì)置的位置作為轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)自由地保持于所述固定體上。
2.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器，其特征在于， 所述可動(dòng)體利用將所述可動(dòng)體向所述轉(zhuǎn)動(dòng)基準(zhǔn)位置施力的彈性體而支撐于所述固定體上。
3.如權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器，其特征在于， 所述磁體部由分別具備所述N磁極面及所述S磁極面的多個(gè)分割段構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行器，其特征在于， 所述彈性體為扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧。
5.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行器,其特征在于， 所述磁體部的周面為內(nèi)周面，所述固定體具有與所述內(nèi)周面對(duì)置的外周面，所述極齒面沿周向配置于該外周面上。
6.如權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行器,其特征在于， 所述磁體部的周面為外周面，所述固定體具有與所述外周面對(duì)置的內(nèi)周面，所述極齒面沿周向配置于該內(nèi)周面上。
7.一種電動(dòng)理容美容器具，其特征在于，具備權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的執(zhí)行器。
【文檔編號(hào)】H02K33/18GK103812299SQ201310654087
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月1日
【發(fā)明者】高橋勇樹, 稻本繁典 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社