共振驱动致动器制造技术

一种共振驱动致动器，起包括一壳体；一支承在该壳体的内部的电磁驱动部分段；一由该电磁驱动部分段至少在转动方向或者轴向方向上往复地驱动的柱塞；一输出轴，将柱塞固定在该轴上；以及在输出轴与壳体之间起作用的弹簧。制动器共振地驱动一连接到输出轴一端上的负载。弹簧是平板弹簧，它整体地包括一固定地压靠着壳体的内表面的壳体内表面压靠部分，一固定地压靠输出轴的外表面的输出轴压靠部分，以及一连接部分，此部分有条带的形状，并且将输出轴压靠部分与壳体内表面压靠部分连接起来。把平板弹簧既固定到壳体的内表面上又固定到输出轴上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种共振驱动致动器，它通过电磁驱动作用力往复地驱动一输出轴，负载连接到该输出轴上，至少在轴向方向上以轴向的共振频率驱动输出轴运动，此轴向的共振频率由一个弹簧件的弹簧作用力和一个可运动部分段的质量确定，或者在转动的方向上以一个圆周共振频率驱动输出轴运动，此圆周共振频率由弹簧作用力和可运动部分段的惯性确定。
技术介绍
可以用作电动剃须器或者电动牙刷的驱动部分段的致动器借助于电磁驱动作用力使一个可运动部分段在轴向的方向上和转动的方向上往复地运动。这时，可运动部分段产生以轴向的共振频率并且以圆周共振频率的往复运动，该轴向的共振频率由一个弹簧件的弹簧作用力和一个可运动部分段的质量确定，而圆周共振频率由弹簧作用力和可运动部分段的惯性确定。图8示出了这样的一个传统制动器的一个示例。该致动器的一个可运动部分段包括输出驱动作用力的一根输出轴和由磁体做成的一个圆柱形的柱塞，将该柱塞以沿着圆周分开的方式磁化。对可运动部分段进行支承，其方式使得它靠两个轴承可以在转动的方向上并且在轴向的方向上相对于不动的壳体往复地运动，这两个轴承容纳在固定到不动的壳体上的两个相应的轴承保持部分中。围绕着柱塞的外圆周表面设置形成磁极的一个芯和缠绕在该芯上的线圈，芯的磁极的数目等于或者大于磁体的磁极数目，从而形成固定到不动的壳体的内表面上的一个电磁驱动部分段。把不动的电磁驱动部分段的磁极和可运动部分段的磁体的磁极安排成当把电流施加到线圈上时可以在沿圆周的方向上产生旋转驱动作用力，并且使这些磁极在轴向上彼此偏置，从而在轴向的方向上产生驱动作用力。将一个螺旋弹簧设置在输出轴的一端，在固定到输出轴上的一个可运动的弹簧保持装置与固定到壳体上的一个不动的弹簧保持装置之间。当交变电流施加到线圈上时，电磁驱动部分段克服螺旋弹簧的恢复作用力在轴向上吸引可运动磁体(以及固定到该可运动磁体上的输出轴)，或者在相反的方向上排斥可运动磁体，同时在预定的沿圆周方向转动的方向上吸引可运动磁体，或者在相反的转动方向上排斥可运动磁体。因此，柱塞在轴向方向上和在转动方向上产生往复的运动。螺旋弹簧必须在它的相反的端部牢固地紧固到相关的被驱动件上，比如可以运动的件和不动的件上。然而，克服轴向作用力和转动作用力牢固地紧固螺旋弹簧是很困难的。另外，螺旋弹簧还有一个问题，即它有较长的长度。还有，因为很难以高的同轴度安装螺旋弹簧，所以会出现损失，比如轴承的摩擦损失，增加获得共振的困难。为了解决上述问题，已经知道使用平板弹簧代替螺旋弹簧。图9示出了另一种传统的致动器，它使用了平板弹簧(参见日本专利No.3475949)。使用第一到第三平板弹簧使得减小弹簧件的重量和致动器的总长度变得容易。可运动部分段包括由一种磁性材料比如铁质材料制成的一个圆柱形的柱塞和输出驱动作用力的一根输出轴。把一个环形的线圈以围绕着柱塞的方式固定到壳体的内表面上，并且用作电磁驱动部分段。在线圈的相应的轴向上相反的侧面上设置两个环形的磁体，并且相对于线圈把这两个磁体对称地磁化。把两个架设置在每个磁体的相应的相反侧面上。将第一平板弹簧设置在壳体与输出轴的一端之间；并且在输出轴的另一端与壳体之间以给定的次序设置第二平板弹簧，一个控制振幅的重物，以及第三平板弹簧。当没有电流施加到线圈上时，柱塞在所画出的位置保持不动，在该位置，磁体通过架加到柱塞上的磁作用力与第一到第三平板弹簧的弹簧作用力平衡。当在一个方向上将电流施加到线圈上时，在柱塞中产生的磁通量与磁体的磁通量产生的磁作用力使得柱塞克服第一平板弹簧的恢复作用力朝向一个磁体运动。当在相反的方向上将电流施加到线圈上时，柱塞克服第一平板弹簧的恢复作用力在相反的方向上运动。因此，将交变电流施加到线圈上使得柱塞产生在轴向上的往复运动。然而平板弹簧可以产生可运动部分段的轴向往复运动所要求的弹簧作用力，但是不能产生转动驱动作用力所要求的弹簧作用力，可运动部分段靠这种转动驱动作用力才能够相对于不动的段在圆周方向上往复地运动。换句话说，没有将图9中示出的平板弹簧设计成用于可运动部分段在圆周方向上往复运动的应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决在传统的致动器中的上面提到的问题，并且提供一种往复驱动的致动器，它使得可以使用通过冲切制成的平板弹簧，从而可以减少共振机构部分段的长度，并且可以以高的同轴度安装该共振机构部分段。本专利技术的另一个目的是提供一种致动器，它不仅能够对轴向的往复驱动、而且能够对于转动的往复驱动提供任意的弹簧常数，并且使得位移的不平衡可以相互抵消，否则这种不平衡会使得不能建立同轴的状态。本专利技术的一种共振驱动致动器包括一个壳体；一个支承在该壳体内部的电磁驱动部分段；一个由该电磁驱动部分段至少在转动方向上或者在轴向方向上往复地驱动的柱塞；一根输出轴，将柱塞固定在该轴上；以及一个在输出轴与壳体之间起作用的弹簧。制动器共振地驱动一连接到输出轴一端上的负载。弹簧是平板弹簧，它整体地包括固定地压靠着壳体的内表面的壳体内表面压靠部分，固定地压靠着输出轴的外表面的输出轴压靠部分，以及一个连接部分，此部分有条带的形状，并且将输出轴压靠部分与壳体内表面压靠部分连接起来。把平板弹簧既固定到壳体的内表面上又固定到输出轴上。因为本专利技术采用通过冲切制成的平板弹簧，所以可以减小共振机构部分段的长度(尺寸)，并且可以使以高的同轴度安装共振机构部分段变得容易。因此，不大可能出现轴承的摩擦损失。并且比较容易获得共振。按照本专利技术，可以通过结合使用有不同厚度的平板弹簧或者通过改变要使用的平板弹簧的数目获得任意大小的弹簧常数，并且可以通过使用单一的冲切模具制作出平板弹簧。按照本专利技术，结合使用朝向相反方向或者有不同圆周相位的平板弹簧实现了位移不平衡的相互抵消，否则这种位移的不平衡会使得不能建立同轴的条件。附图说明图1为一个剖面图，示出了按照本专利技术的致动器的第一实施例；图2为图1的致动器的部件分解透视图；图3为一个剖面图，示出了按照本专利技术的致动器的第二实施例；图4为一个放大的透视图，示出了可以在图1和3的致动器中使用的第一示例性平板弹簧；图5A为一个放大的透视图，示出了第二示例性平板弹簧，它的形状与图4的平板弹簧的形状不同；图5B为一个放大的透视图，示出了第三示例性平板弹簧，它的形状与图4的平板弹簧的形状不同；图6A为一个放大的平面图，示出了第四示例性平板弹簧；图6为一个放大的平面图，示出了第五示例性平板弹簧；图7用来解释六个平板弹簧的作用，它们设置成使得它们的圆周相位与图2中所示的相位有移动；图8示出了一种传统的致动器；以及图9示出了使用平板弹簧的另一种传统的致动器。具体实施例方式下面将参考着图详细地描述本专利技术的实施例。图1为一个剖面图，示出了按照本专利技术的致动器的第一实施例。图2为图1的致动器的部件分解透视图。如在图1和2中所示，该致动器的一个可运动部分段包括一个输出一驱动作用力的输出轴和一个固定到该输出轴上的圆柱形的柱塞，该柱塞由一个磁体做成，以沿圆周分开的方式将该磁体磁化。一个负载(未示出)连接到输出轴的一端上，并且以轴向共振频率和圆周共振频率共振地驱动该负载，此轴向共振频率由一个弹簧件的弹簧作用力和一个可运动部分段的质量确定，而圆周共振频率由弹簧作用力和可运动部分段的惯性确定。例如，当把一牙刷头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共振驱动致动器，它包括：壳体；支承在所述壳体的内部的电磁驱动部分段；由所述电磁驱动部分段至少在转动方向上或者在轴向方向上往复地驱动的柱塞；输出轴，所述柱塞固定在所述输出轴上；以及在所述输出轴与所述壳体之间起作用的弹簧；致动器共振地驱动连接到所述输出轴的一端上的负载；其中，所述弹簧是平板弹簧，它整体地包括固定地压靠着所述壳体的内表面的壳体内表面压靠部分，固定地压靠着所述输出轴的外表面的输出轴压靠部分，以及连接部分，所述连接部分具有条带的形状，并且将所述输出轴压靠部分与所述壳体内表面压靠部分连接起来；以及所述平板弹簧既固定到所述壳体的所述内表面上又固定到所述输出轴上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：荻野久史，梅村聪彦，筱崎康明，
申请(专利权)人：马渊马达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]